1、电子元器件基础知识教材第一讲 电子元器件基础知识课程大纲：第一章 电子元器件分类第二章 集成电路的基础知识第三章 集成电路的发展及分类第四章 集成电路的命名第五章 集成电路的封装第六章 集成电路的品牌第七章 集成电路的品牌分销商第一章 电子元器件分类第一节 电子元器件分类概念：电子元器件是电子工业发展的基础。它们是组成电子设备的基本单元，属电子工业的中间产品。电子元器件分为两类：半导体、电子元件半导体器件半导体分立器件发光体发光二极管（）光敏二三极管整流桥可控硅电力半导体功率模块（绝缘栅双极晶体管）管（形槽金属氧气物半导体）三极管二极管半导体集成电路光电器件显示器（）语音期间功率器件敏感器件电
2、真空器件数字电位器储存器件数字逻辑器件信号调理器件数据转换器件通信接口器件导流管理器件外围接口器件单片机及其微处理器件特殊功能的半导体器件恒流源锁相环晶体管阵列电源基准定时电路多路器模拟开关模拟计时电路滤波器其他器件其他电子管稳幅管稳流管稳压管固体放电管无线开关管灯塔管噪声管行波管返波管速调管微波气体放电管磁控管调控管大功率陶瓷发射管 大功率玻璃发射管中小功率玻璃发射管框架栅小型管旁热式小型管直热式小型管电子元件电阻片状电阻其他电阻电阻衰减器各种片状电阻光敏电阻热敏电阻力敏电阻湿敏电阻气敏电阻磁敏电阻压敏电阻其他敏感电阻碳膜电阻金属膜电阻器线绕电阻器合金箔电阻器合成膜电阻器微带电阻器氧化膜电阻
3、器釉膜电阻器水泥电阻器排电阻器功率电阻器熔断电阻器实芯电阻器网络电阻器其他固定电阻器 电子元件电容空气电容器真空电容器充气式电容器云母电容器独石电容器陶瓷电容器玻璃釉电容器有机薄膜电容器纸介电容器铌力解电容器 钽电解电容器电力电容器高压电容器网络电容器 滤波电容器 穿心电容器 双电层电容器 其他电容器电感线圈固定电感可变电感色码电感功率电感共模电感压模电感中周电感滤波电感扼流电感绕线电感叠层电感贴片电感片式电感阻抗磁珠晶片电感其他电感固定线圈可变线圈传输线圈空心线圈弹簧线圈自粘线圈贴片线圈感应线圈驱动线圈共模线圈磁头线圈扼流线圈偏转线圈其他线圈电位器金属膜电位器金属氧化膜电位器合成碳膜电位器合
4、成实芯电位器金属玻璃釉电位器线绕电位器块金属膜电位器带开关电位器电联电位器多联电位器锁紧型电位器非锁紧型电位器旋转型电位器直滑式电位器贴片式电位器光电电位器磁敏电位器电子电位器导电朔料电位器其他变压器变压器低频电压器中频电压器高频电压器脉冲变压器空心变压器磁心变压器铁心变压器电源变压器音频变压器 恒压变压器 网络变压器 电子变压器 电力变压器三相变压器 可控硅变压器 换流变压器 旋转变压器 伺服变压器其他变压器继电器电磁继电器中间继电器干簧继电器舌簧继电器时间继电器固态继电器双金属片温度继电器光电继电器热敏继电器电热式继电器极化继电器汽车继电器信号继电器同轴继电器通信继电器光继电器接触继电器功
5、率继电器磁保持继电器高频继电器速度继电器真空继电器安全继电器水银继电器热继电器充热继电器其他继电器传感器流量传感器温度传感器电磁传感器电流传感器电量传感器颜色传感器光纤传感器声波传感器超声波传感器湿度传感器振动传感器陀螺仪光电传感器气体传感器液位传感器转速传感器速度传感器霍尔元件扭矩传感器压力传感器接近传感器位移传感器视觉图像传感器热敏传感器水表传感器其他传感器晶体石英晶体谐振器石英晶体振荡器陶瓷谐振器陶瓷振荡器石英晶体滤波器陶瓷滤波器表面贴装晶体震荡器表面贴装晶体谐振器恒温晶体振荡器温补晶体振荡器声表滤波器钟振压控晶振温控晶振 鉴频器险波器其他晶体开关钮子开关波动开关（船型开关）波段开关拨动
6、开关杠杆开关推动开关旋转开关按钮开关微动开关电源开关温控开关流量开关浮球开关调速开关薄膜开关负荷开关转换开关隔离开关接近开关组合开关行程开关压力开关光电开关墙壁开关倒顺开关限位开关脚踏开关遥控开关轻触开关空气开关霍尔开关键盘开关贴片开关声控开关编码开关录放开关舌簧开关跑偏开关电池电源干电池蓄电池光电池锂电池镍氢电池镍镉电池 燃料电池太阳能电池充电电池手机电池钮扣电池电池组配件开关电源逆变电源电源直流稳压电源交流稳压电源线性稳压电源脉冲电源变频电源激光电源应急电源其他接插件连接器插座电源插座电池插座耳机插座莲花插座继电器插座半导体分力器件插座谐振器插座电阻管插座显像管插座电源插头端子水晶头电脑接
7、插件通信接插件光纤接插件手机连接器电缆连接器印刷版连接器射频连接器同心连接器卡座接线板线束鳄鱼夹其他其他电子元件朔料胶散热膏导电胶云母片保险丝座熔断器交流接触器陶瓷管保险丝玻璃管保险丝过流保护片电流保险丝温度保险丝（插片保险丝）熔断保险丝自恢复保险丝其他保险配件电声器材音响器材传声器通信电传声器件蜂鸣片蜂鸣器耳机及配件扬声器天线第二节行业概念被动组件是电子产品中不可缺少的基本组件。电子电路有主动与被动两种装置，所谓被动组件是不必接电就可以动作，而产生调节电流电压，储蓄静电、防治电磁波不干扰、过滤电流杂质等的功能。相对应主动组件，被动足是在电压改变的时候，电阻和阻抗都不会随之改变。被动组件可以涵
8、盖三大类产品：电阻器、电感器和电容器。半导体分立器件主要包括半导体二极管、三极管、三极管阵列、场效应管、结型场效应管、光电耦合器、可控硅等各种两端和三端器件。有源器件和无源器件简单地讲就是需能（电）源的器件叫有源器件，无需能（电）源的器件就是无源器件。有源器件一般用来信号放大、变换等，无源器件用来进行信号传输，或者通过方向性进行“信号放大”。电容、电阻、电感都是无源器件，、模块等都是有源器件。摩尔定律INTEL公司创建人之一戈登摩尔的经验法则，他曾经这样描述：“随着芯片上的电路复杂度提高，元件数目必将增加，然而每个元件的成本却每年下降一半。”摩尔定律看似非常简单，实则对于半导体工业的发展的指导
9、意义深远。一些分析家预测摩尔定律终将实效一种自我激励的机制，只要半导体技术和经济的发展还能满足市场需要，摩尔定律还将继续生存下去，只不过是速度上的减缓。第二章 集成电路的基础知识第一节集成电路的基础介绍 我们通常说的“芯片”是指集成电路，它是微电子技术的主要产品。所谓微电子是相对“强电”、“弱电”等概念而言，指它处理的电子信号极其微小，它是现代信息技术的基础，我们通常所接触的电子产品，包括通讯、电脑、智能化系统、自动控制、空间技术、电台、电视等等都是在微电子技术的基础上发展起来的。 我国的信息通讯、电子终端设备产品这些年来有长足发展，但以加工装配、组装工艺、应用工程见长，产品的核心技术自主开发
10、的较少，这里所说的“核心技术”主要就是微电子技术，就好像我们盖房子的水平已经不错了，但是，盖房子所用的瓦砖还不生产，要命的是，“砖瓦”还很贵。一般来说，“芯片”成本是最能影响整机的成本。 微电子技术涉及的行业很多，包括化工、光电技术、半导体材料、精密设备制造、软件等，其中又以集成电路技术为核心，包括集成电路的设计、制造。第二节集成电路的基本概念集成电路：Integrated Circuit，缩写IC相对于分立式半导体器件（Discreted Semiconductor）而言，它把若干个不同或相同功能的单元集中加在一个基晶片上而形成具有一定功能的器件。晶圆：多指单晶硅圆片，由普通硅沙拉制提炼而成
11、，是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸规格，近来发展出12英寸甚至更大规格。晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就多，可降低成本；但要求的技术和生产技术更高。前工序：在IC制造过程中晶圆光刻的工艺（即所谓流片0，被称其为前工序，这是IC制造的最要害技术。后工序：晶圆流片后，其割切、封装等工序被称其为后工序光刻：是IC生产的主要工艺手段，指用光技术在晶圆上刻蚀电路线宽：4微米/1微米/0.6微米/0.35微米等，是指IC生产工艺可达到的最小导线宽度，是IC工艺先进水平是主要指标。线宽越小，集成度就越高，再同一面积上就集成更多电路单元第三章 集成电路的发展及分类第一节 集成
12、电路的发展 起源于20世纪60年代初期，是在一块极小的硅单晶片上，利用半导体工艺技术将许多半导体二极管、三极管、电阻器-电容器等元件连接成能完成特定电子技术功能的电子电路，然后封装在一个便于安装的外壳中，便构成了集成电路。集成电路实现了元件、电路和系统的三结合，在经过了四十年的发展后已迅速成为促进计算机、通信、控制以及整个电子工业发展的重要器件。第二节 集成电路的特点1.高密度2.高频率3.高可靠性4.低功耗5.低工作电压6.多功能组合集成电路的分类1.按工艺分类：TTL：晶体管一晶体管逻辑电路MOS：金属氧化物半导体CMOS：互补金属氧化物半导体HMOS：高性能金属氧化物半导体HCMOS：高
13、速CMOSBICMOS：双极型CMOSECL：发射极耦合逻辑电路TLM：三层金属化2.按工作状态分类：线性电路、脉冲电路3.按产品等级分类： 商业级：C（适用于室内工作，工作温度为0C70C）工业级：I（适用于比较恶劣的工业生产现场及可靠性要求高的场合，工作温度为-40-85）军用级：M（适用于工作环境恶劣，即工作温度、湿度变化大，可能受到中子、离子辐射，承受超重或失重，且可靠性要求十分高的系统中，工作温度为-55C125C）（注：军用级说明） 军用级集成电路又分为三级： 第一级军用级标准为MILSTD883C，是最低一级，此类期间可用在非严格、非战术的应用场合。 第二级军用标准是标准军用图样
14、(Standard Military Drawing,SMD),由美国国防电子器材供应中心(Defensc Electronics Suppli Center,DESC)提供，SMD的指标由DESC控制而不是由 制造商控制。 第三级也是最高一级军用标准，是美国陆、海军统一规格（Joint Army-Navy Specification,JAN）。JAN级器件保证在各种环境下的可靠性，可用于战场设备等。4.按用途分类： （1）音频、视频集成电路（音频放大器、音频/射频信号处理器、视频电路、彩色电视电路、音频数字电路、特殊电路） （2）数字集成电路（触发器、门电路、解码器、延时器、计时器、时钟/多
15、谐振荡器、分频器、加法器、乘法器、幅值比较器、算术逻辑单元、先行进位发生器、奇偶位发生器/检查器、销存器、特殊器件即误差检测校验和特殊逻辑电路） （3）线性集成电路（放大器、模拟信号处理器、电机控制电路、运算放大器、锁相环、电源管理器件、射频/中频放大器、电感器电路、通信器件、定时器、晶体管矩阵、电压比较器、电压基准器件、宽带放大器、特殊功能器件） （4）微处理器（微处理器、控制器、数据传送、专用支持芯片、一般支持芯片） （5）存储器（读写存储器RAM、只读存储器ROM、字符发生器、可编程逻辑集成电路、代码转换器、移位寄存器、特殊存储器件即按内容寻址存储器、先进先出存储器、动态存储器控制器）
16、（6）接口电源（缓冲器/驱动器、线路驱动器/发射器、存储器/时钟驱动器、外设/电源驱：动器、显示驱动器、开关驱动器、A/D转换器、D/A转换器、电平转换器、模拟开关、模拟多工器、数字多工/选择器、数字信号分离器/解码器、线路接受器、读出放大器、取样/保持器、史密特触发器、特殊器件即奇偶解码器、数据采集系统）第四章 集成电路的命名第一节 集成电路的命名结构：主型号=器件系列代号+器件序号 由于集成电力的应用十分广泛，对集成电路提出了各种不同的要求，即使是功能相同的集成电路，在不同是使用场合，所选的型号也不尽相同。一种集成电路往往在主要性能或功能相同的前提下，由于产品级别（商业级、工业级、军用级）
17、，封装材料（塑料、陶瓷、金属等）、封装形式（双列直插、带引线芯片载体、格栅式、扁平封装、小型封装等）、电路制造工艺（TTL、CMOS、BICMOS等）、引脚多少、筛选情况（老化、未老化）、电路运行速度、输出输入特性、功耗、生产厂家等不同，派生出不少新的品种。显然，只用一个主型号不能完全表达出派生产品之间的特性差异，必须在主型号的前后有规则地加上前缀和后缀，把具有特定一样的字母或数据作为前缀、后缀，以表示该集成电路的派生产品之间的差异。注：上述所说的“特定意义”的相对于制造商和字母（或数字）在型号中所处的位置而言的。同一个字母或数字在不同制造商的产品型号中也表示了不同的含义，即使是同一制造商产品
18、，该字母或数字在型号中所处位置前后不同，也表达了不同的含义。目前，国际上尚无统一标准，各制造商都有自己的一套命名方法，同一厂商对不同系列产品有不同的命名方法。 第二节 如何了解一个产品型号用字母或数字可以作为一个产品的前缀和后缀 可以表示：产品等级、封装材料、封装形式、电路制造工艺、引脚多少、筛选情况（老化或未老化）、输入/输出特性、功耗等需要借助技术资料Datasheet学会参考Datasheet（.PDF）Datasheet的介绍 是一种关于芯片的技术手册，将各项数据以一种表格或列表的形式记录下来。美国Adobe(PDF 是Adobe公司开发的关于Datasheet的读写应用工具。在那里可
19、以获得技术资料？IC交易网首页搜索栏目（）E代电子网站首页专栏()各厂商的官方网站其他网站找里面的关键词：Package（封装）Operational/operating Temperature（工作温度）从Datasheet中还可以了解到：对好产品的总结描述封装的形式及封装材料产品等级各引脚的特性参数（供产品替代参考）产品封装图示及规格尺寸 第五章 集成电路的封装第一节 集成电路封装的介绍封装技术：是一种将集成电路用绝缘的朔料或陶瓷等材料打包的技术 封装的必要性 防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀 便于安装和运输 直接影响自身性能的发挥和与之连接的PCB（印制电路板）的设计和制造 沟通芯片内部
20、世界与外部电路的桥梁封装分为两类： 单晶片封装（Single Chip Packages,SCP） 双晶片封装(Multichip Packages,MCP)第二节 集成电路封装的历程 IC封装历史始于40多年前。当时采用金属和陶瓷两大类封壳，它们曾是电子工业界的“辕马”凭其结实、可靠、散热好、功耗大、能承受严酷环境条件等优点，广泛满足从消费类电子产品到空间电子产品的需求。但它们有诸多制约因素，即重量、成本、封装密度及引脚数。最早的金属壳是TO型，俗称“礼帽型”；陶瓷壳则是扁长方形。 大约早20世纪60年代中期，仙童公司开发出朔料双列直插式封装（PDIP），有8条引线。随着硅技术的发展，芯片尺
21、寸越来越大，相应地封壳也要变大。60年代末，四边有引线较大的封装出现了。那时人们还不太注意压缩器件的外形尺寸，故而大一点的封壳也可以接受。但大封壳占用PCB面积多，于是开发出引线陶瓷芯片载体（LCCC）。19671977年间，它的变体即朔料有引线载体（PLCC）面世，且生存了约10年，其引脚数有16个132个。 20世纪80年代中期开发出的四方型扁平封装（QFP）接替了PLCC。当时有凸缘QFP（BQFP）和公制MQFP（MQFP）两种。但很快MQFP以其明显的优点取代了BQFP。其后相继出现了多种改进型，如薄型QFP（TQFP）、细引脚间距QFP（VQFP），缩小型QFP（SQFP）、朔料Q
22、FP（PQFP）、金属QFP（MetalQFP）、载带QFP（TapeQFP）等。这些QFP均适合表面贴片装。但这种结构仍占用太多的PCB面积，不适应进一步小型化的要求。因此，人们开始注意缩小芯片尺寸，相应的封装也要尽量小。实际上，19631969年，菲利浦公司就开发出小外形封装（SOP）。以后逐渐派生出J型引脚小外形封装（SOJ）、薄小外形封装（VSOP）、缩小型SOP（SSOP）、薄的缩小型（TSSOP）及小外形晶体管（SOT）、小外形集成电路（SOIC）等。这样，IC的朔封壳有两大类：方形扁平型和小型外壳型。前者适用于引脚脚电路，后者适用于少引脚电路。 随着半导体工业的飞速发展，芯片是功
23、能越来越强，需要的外引脚数也不断增加，再停留在周边引线的老模式上幂级数把引线间距再缩小，其局限性也日渐突出，于是有了面阵列的新概念，诞生了阵列式封装。 阵列式封装最早是针栅阵列（PGA），引脚为针式。将引脚形状变通为球形凸点，即有球栅阵列（BGA）；陶瓷BGA（CBGA）、倒装焊BGA（FCBGA），朔料BGA（PBGA）、增强型朔封BGA（EPBGA）、芯片尺寸BGA（D2BGA）、小型BGA（MiniBGA）、微小型BGA（MicroBGA）及可控塌陷BGA（C2BGA）等。BGA成为当今最活跃的封装形式。 历史上，人们也曾试图不给IC任何封装。最早的有IBM公司在20世纪60年代开发的C
24、4（可控塌陷芯片连接）技术。以后有板上芯片（COB）、柔性板上芯片（COF）及芯片上引线（LOC）等。但裸芯片面临一个确认优质芯片（KGD）的问题。因此，提出了既给IC加上封装又不增加多少“面积”的设想，1992年日本富士通首先提出了芯片尺寸封装（CSP）概念。很快引起国际上的关注，它必将成为IC封装的一个重要热点。 上述种类繁多得到封装，其实都源自20世纪60年代就诞生的封建设想。推动其发展的因素一直是功率、重量、引脚数、尺寸、密度、电特性、可靠性、热耗散、价格等。 尽管已有这么多封装可供选择，但新的封装还会不断出现。另一方面，有不少封装设计师及工程师正在努力以去掉封装。当然，这绝非易事，封
25、装将至少还得陪伴我们20年，直到真正实现芯片只在一个互连层上集成。 可以这样粗略地归纳封装的发展过程：结构方面TODIPLCCQFPCSP；材料方面是金属陶瓷朔料；引脚形状是长引线直插短引线或无引线贴装球状凸点；装配方式是通孔封装表面安装直线安装。1.集成电路的封装图示第六章 集成电路的品牌公司LOGO公司名称产品前缀公司产品Anaiog Devices,Inc.美国模拟器件公司（简称AD或API）AD，ADD，ADE，ADF，ADG，ADM，AND，ADR，ADV，DAC，OP，TMP，SDC。线性产品，转换器，放大器，数字信号处理器（DSP），数模转换器，模数转换器，电源控制，Amplif
26、iers,LinearInstrumentationAmplifiers,precisionAmplifiers,BroadbandComponenta,Comparators,LCDDrivers,LogarithmicAmplifiers,RF/IF ProductsCellular HandestICs,Sensors,switches &Multiplexers,Thermal&SystemManagement,Date Converters Altera Corporation 美国Altera公司APEK，FLEX，ACEX，MAXStratixDevice,Cyclone Dev
27、iceStratix Gx Device,APEXDeviceMercury Device,FLEX 10KDevice,ACEX 1K Device,FLEX 6000Device,ARM-Based Excalibur,Configuration Dwvices,Embedded Processors(可编程器件)ATMELATMEL美国英特梅尔公司AT，M，PC，TSPC，TS，EF，U，ATA，TSS，TME，eMicrocontrollers, Memory,Programmablr logic,Communication Ics,Multimedia&Imaging,Securit
28、y&Smart Card Ics, Military&AerospaceAutomotive & industrial,Broadband Data ConversionManagement(可编程器件)Advanced Micro Devices（AMD）美国先进微电子器件公司AM，AND，SD，NET，SCAMD processorbased PCsAgilent TechnologiesAgilent Technologies美国安捷伦科技 HCPL, XMT, ANIC5082, 1N, HFBR, 4N, HDSP, XMT, HCNVV, 6N, HDMP, HFCT, ABADE
29、MO, ADCS, HDNS, HLMP, ADNS, AEAS, ATF, AT, AFKC, AFKAHMMC, HBCS,CNYHFBR, HBAT, HBCC, HBCR, HBCS, HCPL, HCMS, 5962, HCTL, HDLO, HDLG, HDLY, HDLA, HDMP,HDNS, HDSOMobile Connectivity Solutions,成像，发光二极管，光导航，光纤，光耦合器红外，射频与微波，物理层IC，协议层IC，移动控制（测试仪器）AVAGOAvagoTechnologies安华高科技（原安捷伦科技Agilent Technologies）射频、微波器件、光电产品，ASIC，存储ASSP等Burr-Brown ProductdFromtexas instrumentsBurrBrown（BB）美国布尔布朗公司（已被德州仪器收购）AC， SN， TCM， TL， TMS， TP，uA DSP，放大器与计较器，数据转化器，接口产品，电源管理，音频，时钟与计数器，控制与监测，MSP430超低功耗单片机，射频，电信，视频与影像OMAP平台，识字逻辑，ASIC，微控制器，可程式逻辑，汽车，
