集成電路擁有哪些不同類型？

在電子領(lǐng)域，集成電路是一種廣泛應(yīng)用的技術(shù)，每年都會有大量通用或?qū)Ｓ玫募呻娐繁谎邪l(fā)和生產(chǎn)出來，這些集成電路種類繁多，采用特殊的半導(dǎo)體工藝方法，將晶體管、電阻和電容等電路元器件以及它們之間的連線集成在同一塊半導(dǎo)體基片上，最終進(jìn)行封裝，形成一個完整的電路系統(tǒng)。集成電路是微電子技術(shù)發(fā)展到一定階段后才出現(xiàn)的產(chǎn)物，是由許多電子元件組成的一種復(fù)雜電子系統(tǒng)。根據(jù)其功能的不同，該器件可被歸為數(shù)字集成電路和模擬集成電路兩大類。

根據(jù)其功能的不同，可將其歸為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩個主要類別。其中，以模擬電路為主的產(chǎn)品稱為模擬信號發(fā)生器。前者被運(yùn)用于模擬電信號的生成、擴(kuò)大和加工;后者用于對所產(chǎn)生的模擬信號進(jìn)行運(yùn)算或變換等處理。后一種則被運(yùn)用于數(shù)字電信號的生成、擴(kuò)大和加工。模擬信號與數(shù)字信號都有各自特點(diǎn)，但在使用上又有著密切的聯(lián)系。所謂模擬信號，是指隨著時間的推移，信號的振幅不斷變化的一種連續(xù)信號形式。它包括聲音信號和圖像信號兩大類。當(dāng)人與話筒交談時，話筒所產(chǎn)生的音頻電信號被視為模擬信號，而收音機(jī)、收錄機(jī)、音響設(shè)備以及電視機(jī)中接收和放大的音頻信號和電視信號，同樣也是模擬信號。因此，它們都屬于模擬類的電信號。數(shù)字信號是一種離散取值的信號，它在時間和幅度上表現(xiàn)為電報電碼信號，通過按下電鍵產(chǎn)生一個不連續(xù)的電信號。如電話通信中傳送的聲音、語言等都是非連續(xù)式的，而是以某種頻率間隔進(jìn)行調(diào)制后再送出。這類不連續(xù)的電信號，通常被稱為電脈沖或脈沖信號，而在計算機(jī)中運(yùn)行的信號則是脈沖信號，然而這些脈沖信號所代表的數(shù)字卻是確鑿無疑的，因此也被稱為數(shù)字信號。在電子線路中，用“模擬”來表示數(shù)字信號是很自然的了，因為它們都具有一定規(guī)律的周期數(shù)，而且有固定頻率，所以就叫數(shù)字信息。在電子技術(shù)領(lǐng)域，常常將非連續(xù)變化的信號歸為數(shù)字信號，這些信號與模擬信號有所不同。在日常生活中，經(jīng)常見到的有聲音、光等信號以及各種開關(guān)量的信號等等，都可以看成是數(shù)字信號。當(dāng)前，在家電維修或一般電子制作領(lǐng)域，主要面臨的挑戰(zhàn)是模擬信號的應(yīng)用;因為模擬集成電路的廣泛應(yīng)用，它將成為我們最常接觸的領(lǐng)域。

(1)根據(jù)制造工藝和構(gòu)造的不同，進(jìn)行分類:

半導(dǎo)體、膜和混合三種類型的集成電路構(gòu)成了集成電路的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代電子工業(yè)中，集成電路是最重要的產(chǎn)品之一。一般而言，所謂的集成電路是指用于半導(dǎo)體的集成電路。半導(dǎo)體集成電路是指用硅或砷化鎵為材料制作的電路元件，包括電阻、電容、電感、二極管等器件。薄膜和厚膜是膜集成電路的兩種主要類型，它們各自具有獨(dú)特的物理和化學(xué)特性。在實際應(yīng)用中，由于需要對芯片進(jìn)行各種功能上或結(jié)構(gòu)上的處理而形成不同種類的器件，這些器件被統(tǒng)稱為集成電路。在專用集成電路中，膜集成電路和混合集成電路通常被歸類為模塊化的組成部分。

(2)根據(jù)半導(dǎo)體工藝的不同，可將其歸類:

雙極型集成電路、MOS集成電路以及雙極型-MOS集成電路(BIMOS)均為電路中的重要組成部分。是一種在硅襯底上形成的具有雙極性的半導(dǎo)體開關(guān)器件，它與通常意義下的晶體管相比有許多獨(dú)特之處。BIMOS集成電路通常采用雙極型晶體管作為輸出電路，而MOS電路則被廣泛應(yīng)用于輸人電路。

(3)根據(jù)集成度歸類:

在硅片上，元件的數(shù)量被稱為集成度，它反映了硅片的結(jié)構(gòu)和性能。

根據(jù)其制造工藝的不同，集成電路可被歸為半導(dǎo)體、膜和混合三大類。半導(dǎo)體集成電路又有單片集成電路和集成芯片之分。采用半導(dǎo)體工藝技術(shù)，將電阻、電容、三極管、二極管等元器件嵌入硅基片中，從而制造出一種具有特定電路功能的集成電路;薄膜集成電路則是將多層金屬氧化物絕緣層用化學(xué)氣相沉積方法制成的一種集成電路。在絕緣材料如玻璃或陶瓷片等上，采用“膜”形式制造無源器件，如電阻和電容等，這就是膜集成電路?；旌霞呻娐穭t是把上述兩種技術(shù)結(jié)合起來制成一種新的電子組件。無源元件的數(shù)值范圍具有廣泛的適用性，同時其精度也能夠達(dá)到相當(dāng)高的水平。它既能做為半導(dǎo)體芯片使用，又可作為非晶態(tài)磁性材料制成的磁性薄膜材料來制造磁記錄介質(zhì)，因此，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。目前，由于缺乏“膜”形式的晶體二極管、三極管等有源器件制作技術(shù)，膜集成電路的應(yīng)用范圍受到了極大的限制，這是由于技術(shù)水平的限制所致。近年來隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新型的膜集成結(jié)構(gòu)——復(fù)合式膜集成電路。在實際的應(yīng)用場景中，常常需要將半導(dǎo)體集成電路或分立元件的二極管、三極管等有源器件與無源膜電路相結(jié)合，從而形成一個具有混合特性的集成電路。這種混合集成電路可稱為膜結(jié)構(gòu)集成電路或復(fù)合式集成芯片。根據(jù)薄膜的厚度不同，膜集成電路可分為兩類：一類是厚度在1μm~10μm之間的厚膜集成電路，另一類則是厚度在1μm以下的薄膜集成電路。其中厚膜集成電路由于具有體積小、重量輕、功耗小、成本低以及可靠性高等特點(diǎn)而被廣泛采用。在進(jìn)行家電維修和一般性電子制作的過程中，我們常常會遇到半導(dǎo)體集成電路、厚膜電路以及少量的混合集成電路，這些都是我們需要特別注意的。

根據(jù)其導(dǎo)電性質(zhì)的不同，可將集成電路分為具有雙極性和單極性兩種類型。其中以雙極型集成電路應(yīng)用最廣。盡管前者具有出色的頻率特性，但其功耗卻相當(dāng)高昂，且制作工藝相當(dāng)復(fù)雜，因此大多數(shù)模擬集成電路和數(shù)字集成電路中的TTL、ECL、HTL、LSTTL、STTL型均屬于此類。后者工作頻率較高，但是輸入電阻大，輸出電流也很大，所以在實際應(yīng)用時必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償以滿足使用要求。盡管后者的操作速度較低，但其輸人阻抗較高，功耗較小，制作工藝簡單，且易于進(jìn)行大規(guī)模集成，因此其主要產(chǎn)品為MOS型集成電路。本文將介紹單極型集成電路的基本組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，并對它與雙極型集成電路作比較分析。MOS電路又分為NMOS、PMOS、CMOS型。由于它們具有不同的性能特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，因此有必要對它們進(jìn)行分類比較研究，以便選擇最適合的一種作為今后設(shè)計應(yīng)用的基礎(chǔ)。NMOS集成電路是由N型溝道MOS器件構(gòu)成的半導(dǎo)體硅片上的一種集成電路;電子參與了導(dǎo)電的過程。由于其結(jié)構(gòu)簡單、工藝成熟和價格低廉等優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種半導(dǎo)體芯片。PMOS型是一種由P型溝道MOS器件構(gòu)成的集成電路，其應(yīng)用于半導(dǎo)體硅片;參加導(dǎo)電的主要材料是硅或多晶硅?？昭耸菂⑴c導(dǎo)電之處。由于它們各自具有不同的特性，所以被稱之為異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體器件?；パa(bǔ)型MOS集成電路，是由NMOS晶體管和PMOS晶體管相互補(bǔ)充而成的一種集成電路，其簡稱為CMOS集成電路。