《IC基础知识》课件2

《基础知识》IC是集成电路的简称设计是电子信息产业的核心技术之一IC IC课程目标了解基本概念掌握常用电路分析

1.IC

2.12方法学习器件的组成，了解IC晶体管、二极管等基本原学习组合逻辑电路、时序理电路等，并掌握基本分析方法熟悉电路设计流程了解制造工艺

3.

4.IC34学习电路仿真工具、学习制造工艺概述，了PCB IC设计要点，了解设计的解集成电路技术发展趋势IC基本流程器件组成IC器件是现代电子设备的核心组成部分，内部包含了复杂的电路结构IC，例如晶体管、二极管、电阻、电容等电子元件器件根据其功能和用途可以分为多种类型，例如数字、模拟IC IC IC、混合信号等IC晶体管基本原理结PN1半导体材料电流放大2电流控制电流开关特性3控制电流通断晶体管是现代电子电路的核心元件，基于结的特性它可以放大微弱的电流信号，实现信号增强和控制此外，晶体管PN还可以像开关一样，控制电流的通断，实现数字逻辑功能二极管工作原理结PN二极管是由P型半导体和N型半导体组成的PN结PN结具有单向导电性，允许电流从P型区流向N型区，反之则阻止电流流动正向偏置当P型区连接到正极，N型区连接到负极时，PN结处于正向偏置状态，允许电流通过二极管反向偏置当P型区连接到负极，N型区连接到正极时，PN结处于反向偏置状态，阻止电流通过二极管二极管特性二极管具有非线性特性，其导通电压为约

0.7伏特当电压超过导通电压时，电流急剧上升逻辑门电路与门或门两个输入都为真时，输出才为真两个输入中有一个为真时，输出为真非门异或门输入为真时，输出为假，反之亦然两个输入相同，输出为假；两个输入不同，输出为真组合逻辑电路组合逻辑电路概述常见组合逻辑电路特点组合逻辑电路的输出仅取加法器逻辑运算速度快，结构简•决于当前输入信号无记单，易于实现但是不能减法器•忆功能存储信息比较器•编码器•译码器•多路选择器•时序电路状态存储反馈机制时序电路使用存储元件，例电路的输出信号反馈到输入如触发器，来保存先前状态端，形成闭环，影响电路的的信息后续状态时钟控制时序逻辑时钟信号用于同步电路状态时序电路的逻辑功能取决于的改变，确保电路按预期运当前输入和先前状态，实现行复杂的控制功能存储电路静态随机存取存储器动态随机存取存储器闪存SRAM DRAMFlash Memory使用晶体管作为存储单元，数使用电容作为存储单元，数据闪存是一种非易失性存储器，数据可SRAM DRAM据可以持续保存，只要电源不断电需要定期刷新才能保留速度稍慢，以在断电后保存，并且具有较高的存速度快，成本较高成本更低储密度和较长的使用寿命总线系统总线是电子系统中用于传输数据、地址和控制信号的公共通路它将多个部件连接在一起，实现数据共享和系统协调总线分为地址总线、数据总线和控制总线，分别用于传输地址、数据和控制信号总线系统的设计是影响系统性能和可靠性的关键因素单片机系统单片机系统由单片机、存储器、外围电路、接口电路等组成单片机是集成度很高的微处理器，它包含了、CPU、、口等部分外围电路可以扩展单片机的RAM ROMI/O功能，比如键盘、显示器、传感器等接口电路负责连接单片机和其他设备，实现数据传输和控制模数转换器基本原理ADC1ADC将模拟信号转换成数字信号，用于数据采集、信号处理等领域类型ADC2ADC有多种类型，如逐次逼近型、并行比较型、积分型等，各有优缺点应用ADC3ADC广泛应用于音频处理、视频采集、医疗设备、工业控制等领域数模转换器数字信号1数字信号转换为模拟信号转换器2将数字量转换为模拟量模拟信号3输出模拟电压或电流数模转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备，它将数字量转换为模拟量，输出模拟电压或电流常见的数模转换器包括转换器、等D/A DAC放大电路放大信号类型应用广泛放大电路通过增加信号的幅度来提高放大电路主要分为电压放大器、电流放大电路在音频系统、无线通信、仪信号强度，使其能更好地驱动后续电放大器和功率放大器，根据应用场景器仪表等领域中发挥着至关重要的作路选择合适的类型用滤波电路电容滤波电感滤波利用电容的充放电特性来抑制交流信号，利用电感对交流信号的阻抗特性，抑制高滤除噪声频噪声滤波主动滤波RC组合电阻和电容，实现不同频率信号的衰使用运算放大器等主动器件，实现高性能减和滤除滤波功能电源管理电路电源管理电路概述电源管理电路类型电源管理电路负责将外部电常见的电源管理电路包括线源转化为集成电路所需的电性稳压器、开关稳压器、电压和电流它们是集成电路池充电器和电源监控电路系统中必不可少的组成部分不同的电路类型针对不同的，保证系统稳定运行应用场景和需求电源管理电路功能电源管理电路设计电压转换电源管理电路的设计需要考•虑效率、稳定性、安全性、电流调节•成本等多个因素设计师需电压电流监控•/要选择合适的元器件并进行电源保护•合理的电路设计集成运放电路基本结构应用广泛集成运放通常由差动放大器、电压跟集成运放广泛应用于信号放大、滤波随器和输出级组成其内部电路设计、信号处理等领域，是模拟电路中的精巧，实现了高增益、低失真和宽带重要组成部分其高性能和低成本使宽等性能其成为各种电子设备的理想选择传感器接口电路传感器信号信号调理接口电路设计传感器通常输出模拟信号，需要放大、滤波、偏移等操作，使传选择合适的接口芯片，实现传感转换为数字信号感器信号符合电路要求器与微控制器的通信模拟开关电路开关控制模拟开关通过控制信号，改变电路的连接状态信号选择模拟开关可用于选择不同的信号路径或接入不同的信号源信号调制模拟开关能够实现对信号的调制和解调，例如幅度调制和解调电路分析方法节点分析法1基于基尔霍夫电流定律，求解电路中各节点电压网孔分析法2基于基尔霍夫电压定律，求解电路中各网孔电流叠加定理3将多个独立电源分别作用于电路，求解各电源单独作用时的电流或电压，最后叠加戴维南定理4将复杂电路简化为等效的电压源和内阻，方便分析和计算电路分析方法是研究电路的工具，可以帮助我们理解电路的工作原理和分析电路的行为通过运用这些方法，我们可以求解电路中的电流、电压、功率等参数，并对电路进行优化设计电路仿真工具电路仿真软件常用的仿真软件电路仿真软件可以模拟电路的行为，例如电压、电流和信

1.Multisim号

2.PSpice工程师使用电路仿真软件来验证电路设计、优化性能并减

3.LTspice少原型制作的成本

4.Altium Designer电路设计流程需求分析明确电路功能、性能要求方案设计选择合适的电路结构，确定器件型号电路仿真使用仿真软件验证电路性能，优化设计方案电路调试搭建电路，测试验证电路功能文档整理完成电路设计文档，包含电路原理图、PCB布局、测试报告等设计要点PCB元器件布局走线设计

1.

2.12合理布局，减少走线长度，提高信号完整性选择合适的走线宽度和间距，避免信号干扰电源和地线设计信号完整性

3.

4.34保证电源和地线稳定，降低噪声考虑信号延迟、反射等因素，保证信号传输可靠性测试与调试方法功能测试性能测试验证电路功能是否满足设计要求，测评估电路性能指标，例如速度、功耗试信号的输入和输出、噪声等可靠性测试调试方法评估电路在不同环境条件下可靠性，使用逻辑分析仪、示波器等工具，观如温度、湿度、振动等察电路信号，分析问题制造工艺概述IC制造工艺是将各种材料加工成集成电路芯片的过程，涉及多道复杂IC步骤工艺流程包括设计、掩膜版制作、晶圆制造、封装测试等工艺技术不断革新，芯片尺寸不断缩小，性能不断提升集成电路技术发展趋势高密度集成先进工艺制造人工智能芯片可穿戴设备集成电路密度不断提高，单先进制造工艺如光刻技人工智能芯片专为机器学习集成电路在可穿戴设备、物EUV个芯片上容纳的晶体管数量术的应用，使得集成电路尺和深度学习等人工智能应用联网和移动设备等领域得到不断增加，提升了集成电路寸不断缩小，提升了集成电而设计，推动了人工智能技广泛应用，推动了电子产品的性能和功能路的性能和效率术的发展小型化和智能化应用案例分享IC广泛应用于各行各业，包括消费电子、汽车、医疗、工IC业等领域通过分享真实案例，深入了解在不同领域的应用场景IC，并探讨其技术特点和优势案例分享内容可以涵盖智能手机芯片、汽车电子控制单元、医疗影像设备、工业自动化控制系统等基础知识复习与总结IC知识点回顾能力提升回顾本课程所学内容，包括器件、电路分析、设计流程通过学习，掌握基本原理及设计方法ICIC等培养分析、解决相关问题的能力IC重点复习各章节知识点，梳理知识框架课程讨论与问答课程结束后，留出时间进行讨论学生可以提出他们在学习过程中遇到的问题老师会解答学生提出的问题，并进行总结和补充结束语感谢大家参与本课程的学习希望本次课程能够帮助大家更好地理解集成电路的基础知识。