晶体管集成电路比较

集成电路的工作原理集成电路是现代电子技术的重要组成部分，它的出现使得电子设备变得更加小型化、高效化和可靠化。

本文将详细介绍集成电路的工作原理，从晶体管、逻辑门到集成电路的制造过程等方面进行探讨。

1. 晶体管的基本原理晶体管是集成电路的基本单元，其基本原理是利用半导体材料的特性来实现信号放大和开关控制。

在晶体管中，一般由两个PN结构组成：N型半导体和P型半导体。

当控制端施加适当电压时，PN结的导电性发生变化，使得电流可以通过或被阻断。

2. 逻辑门的构成和功能逻辑门是由晶体管组成的电路，用于处理数字信号。

常见的逻辑门有与门、或门、非门等。

以与门为例，当输入端1和输入端2同时为高电平时，输出端才为高电平；否则输出端为低电平。

逻辑门的功能是根据输入信号的逻辑条件，产生相应的输出信号。

3. 集成电路的分类和特点集成电路可分为模拟集成电路和数字集成电路。

模拟集成电路主要用于信号的放大和处理，数字集成电路用于处理离散的二进制信号。

集成电路的特点包括体积小、功耗低、性能稳定和可靠性高等，这使得它在电子产品中得到广泛应用。

4. 集成电路的制造过程集成电路的制造过程主要包括晶圆制备、光刻、扩散、腐蚀和封装等环节。

首先，通过化学物质对硅晶片进行处理，形成所需的零件结构。

然后，利用光刻技术将图形投射到硅片上，并进行刻蚀。

接着，通过扩散和腐蚀等工艺步骤，形成晶体管和逻辑电路等功能。

最后，将集成电路封装到外壳中，以便安装和连接。

5. 集成电路的应用领域集成电路广泛应用于计算机、通信、消费电子、汽车电子和医疗器械等领域。

在计算机领域，中央处理器和内存芯片等都是基于集成电路技术的。

在通信领域，手机和网络设备等都需要借助集成电路来实现信号处理和通信功能。

总结：集成电路是利用晶体管和逻辑门构成的电路，通过制造工艺将它们集成到一个小的芯片上。

它的工作原理基于晶体管的特性和逻辑门的功能，实现信号的放大、处理和控制。

集成电路具有体积小、功耗低、性能稳定和可靠性高等特点，广泛应用于各个领域。

集成电路的种类与用途作者：陈建新在电子行业，集成电路的应用非常广泛,每年都有许许多多通用或专用的集成电路被研发与生产出来,本文将对集成电路的知识作一全面的阐述.一、集成电路的种类集成电路的种类很多，按其功能不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。

前者用来产生、放大和处理各种模拟电信号；后者则用来产生、放大和处理各种数字电信号。

所谓模拟信号,是指幅度随时间连续变化的信号。

例如，人对着话筒讲话，话筒输出的音频电信号就是模拟信号，收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号，也是模拟信号.所谓数字信号，是指在时间上和幅度上离散取值的信号，例如，电报电码信号，按一下电键，产生一个电信号，而产生的电信号是不连续的.这种不连续的电信号，一般叫做电脉冲或脉冲信号，计算机中运行的信号是脉冲信号,但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。

在电子技术中，通常又把模拟信号以外的非连续变化的信号，统称为数字信号。

目前，在家电维修中或一般性电子制作中,所遇到的主要是模拟信号；那么,接触最多的将是模拟集成电路。

集成电路按其制作工艺不同，可分为半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路三类。

半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、三极管、二极管等元器件并具有某种电路功能的集成电路；膜集成电路是在玻璃或陶瓷片等绝缘物体上,以“膜”的形式制作电阻、电容等无源器件。

无源元件的数值范围可以作得很宽，精度可以作得很高.但目前的技术水平尚无法用“膜”的形式制作晶体二极管、三极管等有源器件，因而使膜集成电路的应用范围受到很大的限制。

在实际应用中,多半是在无源膜电路上外加半导体集成电路或分立元件的二极管、三极管等有源器件，使之构成一个整体，这便是混合集成电路。

根据膜的厚薄不同，膜集成电路又分为厚膜集成电路(膜厚为1μm~10μm)和薄膜集成电路（膜厚为1μm以下）两种。

在家电维修和一般性电子制作过程中遇到的主要是半导体集成电路、厚膜电路及少量的混合集成电路。

单片机使用的是TTL电路，请记住，单片机上电和复位所有的引脚输出的都是高平，这一点请注意，所以根据发光二极管的导通特性，如果一端接5V电平，那么要让P2。

0口输出低电压才能发光，如果是接地，那么一上电，发光二极管就会亮，两种接法的区别在于：前者的驱动能力大，使发光二极管的亮度加强，不至后者那么微弱，因为单片机输出的功率不是很大，单片机因采用TTL电路，输出的高代电平相对来说固定，要么是5V，要么是0V。

下面是TTL与COMS的区别：什么是ttl电平TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑"1"，0V等价于逻辑"0"，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

TTL电平信号对于计算机处理器控制的设备内部的数据传输是很理想的，首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低，另外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的，而TTL接口的操作恰能满足这个要求。

TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺的距离就不适合了。

这是由于可靠性和成本两面的原因。

因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题，这些问题对可靠性均有影响；另外对于并行数据传输，电缆以及连接器的费用比起串行通信方式来也要高一些。

TTL电路的电平就叫TTL 电平，CMOS电路的电平就叫CMOS电平TTL集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路（Transistor-Transistor Logic),主要有54/74系列标准TTL、高速型TTL（H-TTL）、低功耗型TTL（L-TTL）、肖特基型TTL（S-TTL）、低功耗肖特基型TTL（LS-TTL）五个系列。

晶体管和集成电路的成长史
晶体管和集成电路是现代电子工业的基础。

它们的发展历程不仅是一段技术革命史，更是人类智慧和创新的结晶。

本文将带您回顾晶体管和集成电路的成长史。

20世纪40年代，美国贝尔实验室的三位科学家沃尔顿·布拉顿、约翰·巴丁和威廉·肖克利发明了第一台晶体管。

晶体管的发明标志着电子器件从真空管时代进入了半导体时代。

晶体管的小型化、可靠性和低功耗等特点，极大地提高了电子器件的性能，也为计算机、通讯、医疗、工业控制等领域的发展带来了巨大的帮助。

20世纪60年代，集成电路的发明更是让电子工业迎来了一次革命。

美国德州仪器公司的杰克·基尔比和罗伯特·劳斯特发明了第一块集成电路，它将多个晶体管、电容器、电阻器等元器件集成在一块硅片上，从而实现了电路的小型化和集成化。

这种新型电路不仅减少了电路的体积和重量，还能提高电路的可靠性和稳定性。

20世纪70年代，随着半导体技术的不断发展，集成电路的规模不断扩大，从几十个晶体管到数百万个晶体管，从单片集成电路到超大规模集成电路，电子器件的性能和功能得到了极大的提升，为人类社会的发展带来了无限的可能。

总之，晶体管和集成电路的发明和发展，让人们看到了电子科技的巨大潜力，也让人们更加相信科技对人类社会的推动作用。

而我们今天所拥有的各种高科技产品，也离不开晶体管和集成电路的成果。

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欢迎共阅集成电路发展史集成电路对一般人来说也许会有陌生感，但其实我们和它打交道的机会很多。

计算机、电视机、手机、网站、取款机等等，数不胜数。

除此之外在航空航天、星际飞行、医疗卫生、交通运输、武器装备等许多领域，几乎都离不开集成电路的应用，当今世界，说它无孔不入并不过分。

在当今这信息化的社会中,集成电路已成为各行各业实现信息化、智能化的基础。

无论是在军事还是民用上,它已起着不可替代的作用。

放大或振荡的电子器件。

由于电子管体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点，很快就不适合发展的需求，被淘汰的命运就没躲过。

[4]晶体管，是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。

晶体管很快就成为计算机“理想的神经细胞”，从而得到广泛的使用。

虽然晶体管的功能比电子管大了很多，但由于电子信息技术的发展，晶体管也越来越不适合科技的发展，随之出现的就是能力更强的集成电路了。

[5]（图1）老式电子管[6]（图2）晶体管[7]2.1.2集成电路的诞生几根零乱的电线将五个电子元件连接在一起，不美观，但事实证明，-电容器等。

其实，在20世纪50年代，人罗伯特-“奖章”以后，构成整体立体结构的工艺。

这样物理的功能，使之转变为适用于整机或系统的形式，就大大加速了集成电路工艺的发展。

[10]随着电子技术的继续发展，超大规模集成电路应运而生。

1967年出现了大规模集成电路，集成度迅速提高；1977年超大规模集成电路面世，一个硅晶片中已经可以集成15万个以上的晶体管；1988年，16MDRAM问世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管，标志着进入超大规模集成电路（VLSI）阶段；1997年，300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μｍ工艺，奔腾系列芯片的推出让计算机的发展如虎添翼，发展速度让人惊叹，至此，超大规模集成电路的发展又到了一个新的高度。

2009年，intel酷睿i系列全新推出，创纪录采用了领先的32纳米工艺，并且下一代22纳米工艺正在研发。

集成电路的种类与用途在电子行业，集成电路的应用非常广泛，每年都有许许多多通用或专用的集成电路被研发与生产出来，本文将对集成电路的知识作一全面的阐述。

一、集成电路的种类集成电路的种类很多，按其功能不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。

前者用来产生、放大和处理各种模拟电信号；后者则用来产生、放大和处理各种数字电信号。

所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。

例如，人对着话筒讲话，话筒输出的音频电信号就是模拟信号，收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号，也是模拟信号。

所谓数字信号，是指在时间上和幅度上离散取值的信号，例如，电报电码信号，按一下电键，产生一个电信号，而产生的电信号是不连续的。

这种不连续的电信号，一般叫做电脉冲或脉冲信号，计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。

在电子技术中，通常又把模拟信号以外的非连续变化的信号，统称为数字信号。

目前，在家电维修中或一般性电子制作中，所遇到的主要是模拟信号；那么，接触最多的将是模拟集成电路。

集成电路按其制作工艺不同，可分为半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路三类。

半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、三极管、二极管等元器件并具有某种电路功能的集成电路；膜集成电路是在玻璃或陶瓷片等绝缘物体上，以“膜”的形式制作电阻、电容等无源器件。

无源元件的数值范围可以作得很宽，精度可以作得很高。

但目前的技术水平尚无法用“膜”的形式制作晶体二极管、三极管等有源器件，因而使膜集成电路的应用范围受到很大的限制。

在实际应用中，多半是在无源膜电路上外加半导体集成电路或分立元件的二极管、三极管等有源器件，使之构成一个整体，这便是混合集成电路。

根据膜的厚薄不同，膜集成电路又分为厚膜集成电路（膜厚为1μm～10μm）和薄膜集成电路（膜厚为1μm以下）两种。

在家电维修和一般性电子制作过程中遇到的主要是半导体集成电路、厚膜电路及少量的混合集成电路。

常用集成电路集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器件，并按照多层布线或隧道布线的方法将各元器件组合成完整的电子电路。

它在“IC”(也有用“N”等)表示。

电子制作中常用的集成电路有稳压集成电路、运放集成电路、语音集成电路、数字集集成电路等。

1．数字集成电路数字集成电路可分为TTL数字集成电路、CMOS数字集成电路和ECL 它们的逻辑电平不同。

较常用的是TTL数字集成电路和CMOS数字集成电路。

图1是集成电路外形图。

图1TTL数字集成电路TTL电路是晶体管－晶体管逻辑电路的英文缩写。

TTL数字集成电晶体管集成电路，它又分为N-TTL、LS-TTL、ALS-TTL、AS-TTL、S-TTL等多种，其100MHz。

常用的TTL数字集成电路有74LS××系列、74S××系列、74ALS××系列、74AS××系系列等。

COMS数字集成电路CMOS电路是互补型金属氧化物半导体电路的英文缩写。

CMOS数字单极型晶体管集成电路，其工作频率低于100kHz。

它有多种类型，但最常见的是门电路中的逻辑门有非门、与门、与非门、或非门、或门、异或门、异或非门（同或发门、缓冲器、驱动器等。

常用的CMOS数字集成电路有4000B系列、40H××系列（TC40H××、LR40H××CC40H××）、74HC××系列等。

2．遥控集成电路遥控集成电路包括红外线遥控集成电路、无限遥控集成电路和超声路。

红外线遥控集成电路红外线遥控集成电路分为红外线遥控发射集成电路和红外线遥路。

红外线遥控发射集成电路的作用是将代表各种指令的编码信号调制在红外线载体（红管）上，通过发射驱动电路向外辐射包含指令的红外光波。

常用的红外线遥控发MN6014W、M3004LAB1 红外线遥控接收集成电路的作用是将光敏管接收的红外光波（控制指令的红外光波）转换为电信号，再将其解调还原为编码信号，送到译码电路译控制指令。

集成电路的种类与用途在电子行业，集成电路的应用非常广泛，每年都有许许多多通用或专用的集成电路被研发与生产出来，本文将对集成电路的知识作一全面的阐述。

一、集成电路的种类集成电路的种类很多，按其功能不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。

前者用来产生、放大和处理各种模拟电信号；后者则用来产生、放大和处理各种数字电信号。

所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。

例如，人对着话筒讲话，话筒输出的音频电信号就是模拟信号，收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号，也是模拟信号。

所谓数字信号，是指在时间上和幅度上离散取值的信号，例如，电报电码信号，按一下电键，产生一个电信号，而产生的电信号是不连续的。

这种不连续的电信号，一般叫做电脉冲或脉冲信号，计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。

在电子技术中，通常又把模拟信号以外的非连续变化的信号，统称为数字信号。

目前，在家电维修中或一般性电子制作中，所遇到的主要是模拟信号；那么，接触最多的将是模拟集成电路。

集成电路按其制作工艺不同，可分为半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路三类。

半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、三极管、二极管等元器件并具有某种电路功能的集成电路；膜集成电路是在玻璃或陶瓷片等绝缘物体上，以“膜”的形式制作电阻、电容等无源器件。

无源元件的数值范围可以作得很宽，精度可以作得很高。

但目前的技术水平尚无法用“膜”的形式制作晶体二极管、三极管等有源器件，因而使膜集成电路的应用范围受到很大的限制。

在实际应用中，多半是在无源膜电路上外加半导体集成电路或分立元件的二极管、三极管等有源器件，使之构成一个整体，这便是混合集成电路。

根据膜的厚薄不同，膜集成电路又分为厚膜集成电路（膜厚为1μm～10μm）和薄膜集成电路（膜厚为1μm以下）两种。

在家电维修和一般性电子制作过程中遇到的主要是半导体集成电路、厚膜电路及少量的混合集成电路。

ICIC就是半导体元件产品的统称,包括:1.集成电路(integratedcircuit,缩写:IC)2.二,三极管.3.特殊电子元件.定义：IC就是半导体元件产品的统称再广义些讲还涉及所有的电子元件,象电阻,电容,电路版/PCB版,等许多相关产品.一、世界集成电路产业结构的变化及其发展历程自1958年美国德克萨斯仪器公司(TI)发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃，创造了一个前所未有的具有极强渗透力和旺盛生命力的新兴产业集成电路产业。

回顾集成电路的发展历程，我们可以看到，自发明集成电路至今40多年以来，"从电路集成到系统集成"这句话是对IC产品从小规模集成电路（SSI）到今天特大规模集成电路（ULSI）发展过程的最好总结，即整个集成电路产品的发展经历了从传统的板上系统（System-on-board）到片上系统（System-on-a-chip）的过程。

在这历史过程中，世界IC产业为适应技术的发展和市场的需求，其产业结构经历了三次变革。

第一次变革：以加工制造为主导的IC产业发展的初级阶段。

70年代，集成电路的主流产品是微处理器、存储器以及标准通用逻辑电路。

这一时期IC制造商（IDM）在IC市场中充当主要角色，IC设计只作为附属部门而存在。

这时的IC设计和半导体工艺密切相关。

IC设计主要以人工为主，CAD系统仅作为数据处理和图形编程之用。

IC产业仅处在以生产为导向的初级阶段。

第二次变革：Foundry公司与IC设计公司的崛起。

80年代，集成电路的主流产品为微处理器（MPU）、微控制器（MCU）及专用IC（ASIC）。

这时，无生产线的IC设计公司（Fabless）与标准工艺加工线（Foundry）相结合的方式开始成为集成电路产业发展的新模式。

随着微处理器和PC机的广泛应用和普及（特别是在通信、工业控制、消费电子等领域），IC产业已开始进入以客户为导向的阶段。

四种典型全控型器件的比较四种典型全控型器件的比较一、 对四种典型全控型器件的介绍1、门极可关断晶闸管(GTO ) 1）GTO 的结构与工作原理芯片的实际图形 GTO 结构的纵断面 GTO 结构的纵断面 图形符号GTO 的内部结构和电气图形符号2）工作原理：设计α2较大，使晶体管V2控 制灵敏。

导通时α1+α 2= 1.05更接近1，导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。

多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。

下图为工作原理图。

22222、电力晶体管(GTR) 1）电力晶体管的结构：R NPNPNPA G SK E GI G E AI K I c2I c1I A V 1V 2b)内部结构电气图形符号NPN型电力晶体管的内部结构及电气图形符号2）工作原理：在电力电子技术中，GTR主要工作在开关状态。

晶体管通常连接成共发射极电路，GTR通常工作在正偏(I b＞0)时大电流导通；反偏(I b＜0)时处于截止状态。

因此，给GTR的基吸施加幅度足够大的脉冲驱动信号，它将工作于导通和截止的开关状态。

3、电力场效应晶体管(Power MOSFET)1）电力MOSFET的结构MOSFET元组成剖面图图形符号电力MOSFET采取两次扩散工艺，并将漏极D移到芯片的另一侧表面上，使从漏极到源极的电流垂直于芯片表面流过，这样有利于减小芯片面积和提高电流密度。

2)电力MOSFET的工作原理：当漏极接电源正极，源极接电源负极，栅源极之间电压为零或为负时，P型区和N-型漂移区之间的PN结反向，漏源极之间无电流流过。

如果在栅极和源极间加正向电压U GS，由于栅极是绝缘的，不会有电流。

但栅极的正电压所形成的电场的感应作用却会将其下面的P 型区中的少数载流子电子吸引到栅极下面的P型区表面。

当u GS大于某一电压值U GS(th)时，栅极下面的P型区表面的电子浓度将超过空穴浓度，使P型反型成N型，沟通了漏极和源极。

三种逻辑电路的介绍与比较摘要：本文主要介绍CMOS逻辑，TTL逻辑和二极管逻辑。

先对三种逻辑电路进行介绍，然后对三种逻辑电路进行比较。

正文：一：首先介绍的是最早使用的ＴＴＬ逻辑电路。

TTL全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。

TTL主要有BJT（Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管）和电阻构成，具有速度快的特点。

最早的TTL门电路是74系列，后来出现了74H系列，74L 系列，74LS,74AS,74ALS等系列。

但是由于TTL功耗大等缺点，正逐渐被CMOS电路取代。

TTL 门电路有74（商用）和54（军用）两个系列，每个系列又有若干个子系列。

TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

（１）７４系列以内部结构可以分为：（ａ）标准型：结构跟构成的材料最简单，相对的特性也是不理想，所以此类型已经被淘汰多时。

无英文简写，范例：7400。

（ｂ）早期的低功率型与高速型：低功率型，（英文Low Power简写“L”），耗电低，但速度慢。

范例：74L00。

高速型，（英文High Speed简写“H”），速度较快，输出较强，但耗电高。

范例：74H00。

由于S 型耗电与H 型相近，但速度极快。

LS 型的耗电与L 型相近，但速度却快很多，甚至比H 型还快。

因此L 型与H 型很快就退出市场。

（ｃ）肖特基（Schottky）：除了电阻器一样是做控流跟偏压用途，萧特基型最主要是采用萧特基二极管跟萧特基晶体管，改善切换速度。

在市面上跟教育单位非常普及，特性也很不错，常常被用来搭配Intel 8051使用。