电路分析概要知识

2.2 集成电路

一、集成电路分类

按用途划分：通用集成电路（有标准型号，可以自由选用）、专用集电路（专用用途，没有标准化）

按集成程度划分：小规模（元件数<99）、中规模（100-999）、大规模（1000-10万）、超大规模（>10万）、特大规模集成电路

按结构划分：单列直插、双列直插、四列直插等。

最常用的是双列直插芯片。

双列直插芯片在缺口向上时，一般按逆时针，左上角为1脚。

按安装形式分：通孔安装、贴面安装。

双列直插芯片

图2-15：集成电路

二、常用集成电路

1、通用逻辑电路：

TTL——74系列、74LS系列

图2-16：74系列双列直插芯片

74系列芯片电源：一般为右上为Vcc、左下为GND。如上图所示。

比较常用的还有CMOS——4000系列等

2、电源电路：

（1）三端稳压器：如78XX（正电源）、79XX（负电源），XX为05、09、12、15、24等。

图2-17：三端稳压器使用范例

图中三极管被用于放大工作电流。

（2）基准电源：如LM317，电压可调，达到1.2-37VDC。

图2-18：基准电源芯片使用范例

（3）开关电源控制芯片：

开关电源是我们目前使用最广泛的电源种类，原理相对复杂。但由于其成本日趋低廉，设备维修中，单独针对开关电源的修理已经越来越少。但在有图纸或测绘图纸的情况下，其维修是有可能的。

建议车间准备可调电源，作为开关电源损坏时的临时替代备用。

开关电源的原理相对复杂，本课程不做详细介绍，后续章节有关于开关电源的简单介绍。另公司有开关电源的专门课程。

3、放大器：

1）运算放大器：通常是±15VDC电源的电路，用于过程控制系统的模拟计算过程。

这种电路在过去的机器人、数控、测量系统中大量出现，由于数字化的发展，机器人、数控系统大量使用数字电路，运算放大器目前主要用在测量电路中。

2）功率放大器：用于驱动放大，如伺服驱动、变频驱动、音响驱动等。

4、缓冲器

如1416，可以放大逻辑电路的输出电流，用于驱动继电器等。通用逻辑电路的门输出电流一般为8-16mA，不能直接驱动外部器件；但专用驱动器可以到上百毫安甚至更大。

5、光电耦合器：在PLC输入、输出或计算机外部接口电路中，用于交直流的转换，使交、直流信号通过光的方式连接，而不是直接关联。

图2-19：光电耦合器芯片

具体电路后续章节有介绍。

6、计算机芯片：

CPU（单CPU、单片CPU、DSP）、接口芯片、存储器芯片等。这类芯片技术日新月异，如目前已经到纳米级（7纳米、5纳米），微处理器多核、多线程、精简指令集等技术日益广泛应用，速度不断突破人类认知。请关注微机类课程。

7、音像专用芯片：典型的芯片大部分产自日本。偏离本课程，略。

8、通讯专用芯片：华为已经让美国人“发抖”，中兴被美国卡住咽喉。偏离本课程，略。

9、可编程芯片：有些芯片是可以“编写程序”的，如GAL、PAL。

等等。

三、几个概念与电路化简

（一）电子电路分类

1、模拟电路：晶体管工作在放大状态。

2、数字电路：晶体管工作在开关状态（饱和、截止）。

逻辑电路是一种典型的数字电路，用于逻辑运算、信号处理等。又分为：

1）时序逻辑电路：属于数字电路，是需要CP脉冲（时序脉冲)，按节拍工作的逻辑电路。

2）组合逻辑电路：属于数字电路，是不需要CP脉冲（时序脉冲)的逻辑电路。

以上概念都是学校的基础知识，不做展开。

（二）数字电路转化

数字电路常用的逻辑关系：与、或、非，这是维修电工的“小学算术”，类似于继电器电路的触点串联、触点并联、常闭点。

摩根定理：A+B=A*B

实际的电路中多使用与非门电路，因此习惯性地把或运算转换为与非预算。这就要用到上述定理。

例：课堂练习：

Z=A+BC，试用与非门画出逻辑电路

答：

根据摩根定理：A+B=A*B，有：

A+BC=A*BC

审核编辑：汤梓红