集成電路使用常識

單列直插型集成電路的識別標(biāo)記，有的用倒角，有的用凹坑。這類集成電路引腳的排列方式也是從標(biāo)記開始，從左向右依次為1、2、3……如圖18-2(b)、(c)所示。

扁平型封裝的集成電路多為雙列型，這種集成電路為了識別管腳，一般在端面一側(cè)有一個(gè)類似引腳的小金屬片，或者在封裝表面上有一色標(biāo)或凹口作為標(biāo)記。其引腳排列方式是：從標(biāo)記開始，沿逆時(shí)針方向依次為1、2、3……如圖18-2(d)所示。但應(yīng)注意，有少量的扁平封裝集成電路的引腳是順時(shí)針排列的。

雙列直插式集成電路的識別標(biāo)記多為半圓形凹口，有的用金屬封裝標(biāo)記或凹坑標(biāo)記。這類集成電路引腳排列方式也是從標(biāo)記開始，沿逆時(shí)針方向依次為1、2、3……如圖18-2(e)、(f)。

二、數(shù)字集成電路使用注意事項(xiàng)

數(shù)字集成電路在電子產(chǎn)晶中使用得十分廣泛，但因其功能及結(jié)構(gòu)的特殊性，如果使用不當(dāng)，極易損壞。下面介紹一下CMOS電路和TTL電路在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

  1．CMOS集成電路使用注意事項(xiàng)

  (1)CMOS電路的柵極與基極之間有一層絕緣的二氧化硅薄層，厚度僅為0．1～0．2μm。由于CMOS電路的輸入阻抗很高，而輸入電容又很小，當(dāng)不太強(qiáng)的靜電加在柵極上時(shí)，其電場強(qiáng)度將超過10⁵V／com。這樣強(qiáng)的電場極易造成柵極擊穿，導(dǎo)致永久性損壞。因此防止靜電對保護(hù)CMOS集成電路是很重要的，要求在使用時(shí)注意以下兒點(diǎn)：

    ①人體能感應(yīng)出幾十伏的交流電壓，人衣服的摩擦也會(huì)產(chǎn)生上千伏的靜電，故盡量不要用手接觸CMOS電路的引腳。

②焊接時(shí)宜使用20W內(nèi)熱式電烙鐵，電烙鐵外殼應(yīng)接地。為安全起見，也可先拔下電烙鐵插頭，利用電烙鐵余熱進(jìn)行焊接。焊接的時(shí)間不要超過5秒。

③長期不使用的CMOS集成電路，應(yīng)用錫紙將全部引腳短路后包裝存放，待使用時(shí)再拆除包裝。

④更換集成電路時(shí)應(yīng)先切斷電源。

⑤所有不使用的輸入端不能懸空，應(yīng)按工作性能的要求接電源或接地。

⑥使用的儀器及工具應(yīng)良好地接地。

(2)電源極性不得接反，否則將會(huì)導(dǎo)致CMOS集成電路損壞。使用IC插座時(shí)，集成電路引腳的順序不得插反。

(3)CMOS集成電路輸出端不允許短路，包括不允許對電源和對地短接。

(4)在CMOS集成電路尚未接通電源時(shí)，不允許將輸入信號加到電路的輸入端，必須在加電源的情況下再接通外信號電源，斷開時(shí)應(yīng)先關(guān)斷外信號電源。

(5)接線時(shí)，外圍元件應(yīng)盡量靠近所連引腳，引線應(yīng)盡量短捷。避免使用平行的長引線，以防引入較大的分布電容形成振蕩。若輸入端有長引線和大電容，應(yīng)在靠近CMOS集成電路輸入端接入一個(gè)10kΩ限流電阻。

(6)CMOS集成電路中的Vnn表示漏極電源電壓極性，一般接電源的正極。Vss表示源極電源電壓，一般接電源的負(fù)極。

2．使用TTL電路時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

    ①TTL集成電路不像CMOS集成電路那樣有較寬的電源電壓范圍，它的電壓范圍很窄一般為4．5～5．5V。典型值Vcc=5V，使用時(shí)Vcc不得超出范圍。

②輸入信號不得高于Vcc，也不得低于地(GND)電位。

三、集成電路的檢測及故障查尋

1．集成電路的檢測

集成電路是由多個(gè)元器件組成的，因此不能采用簡單的方法來判斷其好壞，一般可用下列幾種方法進(jìn)行質(zhì)量判定。

    (1)電阻測試法

電阻測試適用于非在路集成電路的測試，對于在路集成電路，如有必要，也可從電路上拆下后再進(jìn)行測試。

電阻測試法實(shí)際上是一個(gè)元器件的質(zhì)量比較法。首先測試質(zhì)量完好的單個(gè)集成電路各；l腳對其接地端的阻值并做好記錄，然后測試待測單個(gè)集成電路各引腳對其接地端的阻值，將測試結(jié)果進(jìn)行比較，以判斷被測集成電路的好壞。

這種方法一般可準(zhǔn)確地判斷集成電路質(zhì)量的好壞，但應(yīng)注意的是，這種比較不是阻值數(shù)值要絕對相等，而是要求變化規(guī)律相同，阻值的差異對半導(dǎo)體器件來說是正常的。例如，某型號集成電路阻值標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為2．6kΩ、4．8kΩ、1．2kΩ和9．6kΩ，而被檢測集成電路測得的阻值為2．8kΩ、5．1kΩ、1．6kΩ和10．8kΩ，雖然兩者的阻值數(shù)值有差異，但由于變化規(guī)律是相同的，應(yīng)該認(rèn)為該集成電路是好的。如果測得其中某引腳阻值出現(xiàn)反向變化，則可懷疑該集成電路有問題。

測量阻值可用萬用表進(jìn)行，萬用表應(yīng)置于R×1k擋比較安全。

(2)在路集成電路的質(zhì)量判斷

在路集成電路的質(zhì)量判斷常采用在路電壓差別法。當(dāng)集成電路供電端電壓正常時(shí)，集成電路各引腳電壓有兩種情況：一是有的引腳電壓數(shù)據(jù)取決于外部條件及外接元件；二是有的引腳電壓數(shù)據(jù)是由集成電路內(nèi)部給出的。如果在路測得的電壓與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的規(guī)定有較大的差異，應(yīng)首先確認(rèn)外部條件及外接元件是否正常，在排出外部條件及外接元件有質(zhì)量問題后，大多數(shù)情況下可確認(rèn)集成電路已損壞。

  在路電壓的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)有兩種，若圖紙上只給出一種，常為靜態(tài)電壓，即通電后無輸入信號時(shí)測得的電壓值；如圖紙中給出兩個(gè)電壓數(shù)據(jù)，則括號內(nèi)的為動(dòng)態(tài)輸入電壓，即通電后有輸入信號時(shí)測得的電壓值。

2．集成電路查找故障的方法

無論什么集成電路，在整機(jī)上查找故障原因確實(shí)比分立元件電路要困難得多，但如果按下列方法查找，還是會(huì)很快查出故障原因的。

  ①由于集成電路在電路中往往充當(dāng)一個(gè)功能電路，了解集成電路的內(nèi)部功能是非常有必要的。它可以幫助判斷電路中的故障是在集成電路內(nèi)部，還是由外接元件引起的，這樣有助于分析故障產(chǎn)生的原因。

  ②電壓測量判斷法。對懷疑有故障的集成電路引腳電壓進(jìn)行測量，將測量結(jié)果與規(guī)定值或經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行比較，然后通過邏輯推斷查出故障可能存在的部位。此后，首先對該部位的外圍元件進(jìn)行檢查，以確定是外接元件和電路的故障還是集成電路本身出了故障。值得指出的是，測量電壓時(shí)要細(xì)心，防止由于粗心大意造成集成電路引腳短路，使故障擴(kuò)大。

⑧信號檢查法。使用信號源及示波器檢查輸入及輸出信號是否符合要求。對于數(shù)字集成電路來說，主要是通過信號查清邏輯關(guān)系；對于運(yùn)算放大器來說，要弄清放大特性。故障產(chǎn)生的部位往往在正常與不正常信號電壓的兩測試點(diǎn)之間，然后應(yīng)重點(diǎn)檢查該部位的外圍元件及電路，找出故障產(chǎn)生的根源。

    ①對可疑的集成電路，判斷是否有故障的最快辦法，是用同型號的好的集成電路替代試驗(yàn)。

  ⑤外圍電路的短路和開路也常是形成故障的原因，應(yīng)用萬用表逐點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)的檢查。

  ⑥必要時(shí)可將集成電路從整機(jī)上拆下，用集成電路測試儀進(jìn)行最終的判斷。

四、拆除集成電路的方法

  在電路檢修時(shí)，往往需要從印制電路板上拆卸集成電路。由于集成電路的引腳多而密，拆卸起來很困難，拆卸不好時(shí)還會(huì)損壞集成電路及印制電路。下面介紹幾種拆卸集成電路的方法。

  1．吸錫器吸錫拆卸法

  使用吸錫器吸錫拆卸集成電路是一種常用的專業(yè)方法，使用的工具為吸、焊兩用電烙鐵。拆卸集成電路時(shí)，只要將加熱的兩用烙鐵頭放在被拆卸集成電路引腳的焊點(diǎn)上，待焊點(diǎn)熔化后錫便會(huì)被吸入吸錫器內(nèi)，待全部引腳上的焊錫吸完后，集成電路便可方便地從印制電路板上取下。無吸錫器時(shí)可采用下面的方法。

2．專用電烙鐵頭拆卸法

專用電烙鐵頭的形狀如圖18-3所示。使用專用的電烙鐵頭可以對集成電路各引腳焊點(diǎn)同時(shí)加熱，待焊點(diǎn)熔化后，便可從印制板下輕輕取下集成電路。

3．空心針頭拆卸法

市場上出售的拆卸電子元件的空心針頭可用來拆卸集成電路。首先選擇合適的空心針頭，以針頭的內(nèi)徑能正好套住集成電路引腳為宜。拆卸時(shí)一邊用電烙鐵熔化集成電路引腳上的焊點(diǎn)，一邊用空心針頭套住引腳旋轉(zhuǎn)，等焊錫凝固后拔出針頭，這樣引腳便會(huì)和印制電路板完全分開。待各引腳按上述辦法與印制電路板脫開后，集成電路便可輕易拆下。

4．電烙鐵毛刷拆卸法

拆卸集成電路時(shí)，用電烙鐵將集成電路引腳上的焊點(diǎn)加熱熔化，趁機(jī)用小毛刷掃掉熔化的焊錫，這樣便可使集成電路的引腳和印制電路板分離。待所有引腳與印制電路板分離后，便可用“一”字形螺絲刀輕輕地撬下集成電路。采用此方法時(shí)應(yīng)注意掃下的焊錫，不要使其連接在印制電路板其他部位，以防形成電路短接。