内 容 简 介

本书主要介绍集成电路常见故障分析与处理，内容包括模拟集成电路、集成稳压器、数字

集成电路等的基本应用，常见的故障分析与处理，设计制作时的实用技术，噪声及其抑制，并提

供新型集成电路应用50多例。本书内容丰富，实用性强，可供高等学校有关专业师生、科技人

员、工程技术人员、电子爱好者使用。

目 录

第一章 集成电路应用技术

1－1概述

1－2集成运放的应用

1－3数字集成电路的应用

1－4集成稳压器的应用

第二章 元器件故障的分析与处理

2－1在用电阻设定增益的电路中，频率增高时，特性变坏

2－2采用电阻分压器时频率特性变坏

2－3滤波电路中采用叠层陶瓷电容器，每当调整时特性变坏

2－4钽铝电容器发生爆裂

2－5接入高通滤波电容时混入毛刺噪声

2－6高通滤波电容爆裂后，电路的电压不升高

2－7铝电解电容发热

2－8峰值保持电路的保持特性不好

2－9在CMOS逻辑电路中，使用无源延迟线时不匹配

2－10平衡输出变压器的平衡度变差

2－11铁氧体磁芯发热

2－12采用齐纳二极管作为基准电压源，其稳定度差

2－13齐纳二极管的电压加反，是否也能得到稳定基准电压

2－14用齐纳二极管进行限幅时，频率特性变坏

2－15驱动继电器的晶体管常被损坏

2－16在运放的输出端接入晶体管电流放大器，输出短路时晶体管被损坏

2－17TTL电平不能激励功率MOSFET

2－18低损耗集成稳压器替换时常被损坏

2－19同一类型的模拟开关替换时不能工作

2－208086时钟集成芯片与V30互换时不能工作

2－21ROM写入时容易出错

2－22继电器的触点产生火花，触点就会接触不良

2－23100MHz高频工作的电路中，继电器断开时隔离度变差

2－24CdS光电耦合器的温度特性变坏

2－25防振电路中开关使用不良

第三章 运算放大器故障的分析与处理

3－1在单电源工作的通用运放放大电路中，输出波形严重失真

3－2由单电源工作运放组成差放电路时，电路不工作

3－3单电源工作运放构成交流放大电路时，输出信号受电源电压变动的影响

3－4运放的输入过大时，输出波形改变极性

3－5在用运放构成可变增益放大器中，改变增益设定时，频率特性也随之改变

3－6对于低漂移运放构成的高增益直流放大器，电源变动时漂移增大

3－7微小电流输入放大器的温漂较大

3－8在运放电路中，经过一段时间，电路不工作

3－9半波整流电路中的输出变为全波整流电路的输出波形

3－10在绝对值电路中，输出出现振幅差值

3－11脉冲峰值检测电路的线性较差

3－12在恒流输出电路中，输出电流和负载电阻变化时误差增大

3－13运放的电源不一定都是士15V

3－14用宽频带运放构成缓冲器时，频率特性变坏

3－15采用内部相位补偿的运放，容性负载时产生振荡

3－16对于运放后接电流放大器的电路，接电容负载时电路振荡

3－17在由高速、宽带运放构成的放大电路中，容性负载时特性变坏

3－18宽带差动放大器的共模抑制比较低

3－19低噪声运放的噪声仍很大

第四章 模拟电路的故障分析与处理

4－1三端子集成稳压器构成的稳压电源，输出脉动电压大

4－2在电源接通的同时，保护电路也动作

4－3在处理宽频带信号电路中，输入阻抗随频率改变

4－4在信号源阻抗高的电路中，采用FET源跟随器时，频率特性变坏

4－5电路中采用处理脉冲信号的低通滤波器时，输出波形中出现尖峰

4－612dB/oct的有源低通滤波器，对于频带以外的高频信号不能获得较大的衰

减量

4－7有源滤波器的动态范围窄

4－8多重反馈型BPF的噪声大

4－9在正弦波发生电路中，波形失真大

4－10滤除电源交流声的陷波滤波器的滤波效果不好

4－11在峰值保持电路中，不能完全复位动作

4－12在由模拟开关构成的同步检测电路中，提高基准频率时，输出零漂电压就增大

4－13比较器LM311的输出波形不好

4－14超过1凹kHz频率时，功率放大器的最大输出功率降低

4－15工作一段时间后输出晶体管被损坏

4－16在晶振电路中，频率为其1/3时发生振荡

4－17环境温度降低时，晶振电路停止振荡

4－18采用时钟音叉振子构成振荡电路时，电路不振荡

4－19数字合成器的波形不好

第五章 数字电路的故障分析与处理

5－1机械开关产生抖动的防止

5－2逻辑电路中CMOS替换LSTTL时，电路不工作

5－3在逻辑输入电路中74HC04换成74LS04时，电路误动作

5－4用TTL输出驱动CMOS施密特电路时，电路工作不稳定

5－5高速CMOS的不同厂家产品差异很大

5－6对于高速CMOS逻辑电路波形产生过冲与振荡

5－7高速CMOS接电容负载时延迟时间改变

5－8单稳态多谐振荡器的输出脉冲宽度比设计值要窄得多

5－9单稳态多谐振荡器的输出脉宽与定时电容值不成比例变化

5－10在逻辑电路中，74123的TTL换成HCCMOS的74HC123时，输出脉宽变宽

5－11单稳态多谐振荡器的输出脉冲宽度变化

5－12在时钟同步电路中采用D触发器时，不能消除抖动

5－13数据锁存电路工作不同

5－14电源接通时复位电路工作不稳定

5－15用TMZ84C011时电源复位引起故障

5－16在GAL的输入回路接RC时，电路不能工作

5－17延长GAL的输出线时，出现高电平噪声

5－18采用Z84C015的PIO时，数据被拔掉

5－19采用时钟发生器IC进行定时中断，不能进行正确的定时

5－20构成ROM保护电路时，电池后备的RAM工作

5－21虽是相同的PROM，但有不同部分

第六章 接口电路的故障分析与处理

6－1模拟开关不能通过负电压

6－2对于乘法型DAC（AD7523），更换不同厂家产品时不工作

6－3D/A转换器的输出有脉冲状的噪声

6－4蜂鸣器采用FM声源专用IC时，混入噪声，信噪比降低

6－5用光电耦合器进行电气隔离时，电气上仍有联系

6－6光电耦合器输出采用达林顿结构时，不能驱动TTL逻辑电路

6－7高电压与信号电压隔离时，采用SSR经常产生误动作

6－8采用隔离放大器时，无关的频率中出现噪声

6－9脉冲发生器的输入回路采用光电耦合器时，速度低而引起误动作

6－10SCSI接口的终端负载引起误动作

6－11串行接口的误动作

6－12过采样简化了模拟滤波器，但波形得不到改善

6－13单片机控制LED显示器时，在显示特定图形时停止显示

6－14同轴电缆失配时，频率特性波动

第七章 实装时的故障分析与处理

7－1在一块基板上无电源的IC仍能正常工作

7－2在高阻抗电路中采用屏蔽线时，频率特性变坏

7－3传感器输入端用接插件连接时产生噪声，不能获得传感器应有的性能

7－4在基板上整流二极管紧靠安装时被烧毁

7－5在测量装置上配置CRT时，噪声混入测量装置

7－6CRT画面受噪声的影响，画面晃动，颜色改变

7－7在板DC/DC变换器的噪声易混入电路中

7－8大电流/低电压的电路，工作不稳定

7－9不能消除高速时钟噪声

7－10电源线中的噪声不能消除

7－11多个电路基板连接时，基板地间的高频噪声不能消除

第八章 集成电路设计制作实用技术

8－1数字集成电路设计制作实用技术

8－2模拟集成电路设计制作实用技术

8－3运算放大器应用电路设计制作技术

8－4处理微弱信号电路的设计制作实用技术

8－5高频电路设计制作实用技术

8－6电源电路设计制作实用技术

8－7集成电路设计制作时的接地技术

第九章 噪声及其抑制

9－1噪声类型

9－2线路滤波器与共模扼流圈

9－3噪声的发生及其对策

9－4屏蔽与接地

第十章 集成电路应用实例

10－1低失真10W音频功率放大器

10－2通用运放构成的高电压电路

10－3采用功率运放构成的音频放大器

10－4仪用差动放大器

10－5可编程增益放大器

10－6通用运放构成的V－F/F－V（电压－频率/频率－电压）转换电路

10－70～－10V/1Hz～10kHz的V－F/F－V转换电路

10－80～＋10V/1Hz～10kHz的V－F/F－V转换集成芯片

10－9带输出电流缓冲器的前置放大器

10－10低噪声磁头放大器

10－110.3W音频功率放大器

10－122W音频功率放大器

10－13采用LM1877的2W×2功率放大器

10－1410W的音频功率放大器

10－15电压反馈型高速宽带放大器

10－16电流反馈型运放构成的高速宽带放大器

10－17适用于容性负载的宽带放大器

10－18宽带VCA电路

10－19峰值保持电路

第一章 集成电路应用技术

1－1 概述

集成电路（IC）的显著特点是体积小、重量轻、工作可靠性高、寿命长。目前，集成电路不仅

在电子计算机、通信、航空航天、自动控制等各个领域获得很大的发展和应用，而且早已进入家

庭，如电视机、录像机、收录机和音响等各种电子电路中都得到广泛的应用。

集成电路的分类方法很多，若按制造工艺分，有半导体集成电路、膜集成电路和混合集成

电路。半导体集成电路是目前生产量最大、品种繁多、发展迅速、应用最广泛的一种集成电路。

半导体集成电路按其基本电路方式又可分为双极型和单极型两种。双极型集成电路又有

TTL、DTL、ECL等多种电路。单极型集成电路又叫MOS集成电路，常见的MOS电路有

PMOS、NMOS、CMOS等几种类型。

膜集成电路由于制造工艺复杂，成本较高，因而它的应用远不如半导体集成电路广泛。

若按集成度来分，半导体集成电路可分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、

大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）。小规模集成电路是指集成度少于10个门

电路或少于100个元件的集成电路。中规模集成电路是指集成度在10～100个门电路之间，元

件数目在100～1000个之间。大规模集成电路是指集成度在100个门电路以上，元件数目在

1000个以上。超大规模集成电路是指集成度在1万个门电路以上或元件数目在10万个以上。

若按功能分有数字集成电路和模拟集成电路。数字集成电路是用来对数字信号进行运算

和处理。它的基本单元是一些基本门电路，是以开和关两种状态或以高低电平来对应1和0两

个二进制数字，并进行数字运算和存储，传输及转换。模拟集成电路是用来对模拟量进行运算

和处理。按电路功能分为线性集成电路、非线性集成电路、功率集成电路和微波集成电路。按

用途分有运算放大器、专用集成电路和集成稳压器等。

本书主要介绍模拟集成电路（运算放大器、集成稳压器）和数字集成电路常见故障的分析

和处理以及应用技术。

1－2 集成运放的应用

1.模拟集成电路使用注意事项

一般来说集成度越高，可靠性就越高（每个单元元件产生的故障率降低）。例如，相同功能

的LSI比多个SSI组合的电路可靠性高。使用时应注意以下几点。

（1）温度条件

各厂家产品目录都记载着集成电路保存与使用时所允许的温度范围。集成电路寿命主要

受温度支配。保存温度，一般金属封装为－65℃～＋150℃，塑料封装为－55℃～＋125℃；相应

的允许工作温度范围为－55℃～＋125℃，0～＋70℃，温度范围较窄。因此，消耗大电流的电

路，一定要加散热器。

（2）电气条件

集成电路耐热性差，过压、过流以及承受反向电压能力弱。因此，使用的电压与电流范围与

产品目录中规定的最大额定值相比，应留有足够的余量。另外，在电路设计时，对于由外部电路

产生的浪涌电压，感性负荷所引起的异常电压，一定要采取相应的措施。

（3）机械使用条件

集成电路小型轻量，但能承受较强的机械应力。例如，可承受0.2m/s2的力，10Hz～

2000Hz的振动以及10m/s2的冲击力。然而，使用时应注意不要超过上述值，特别是管脚根部

不要用力弯曲，外壳不要加较大压力。

（4）实装与接线时注意事项

实装时，不注意焊接工艺，就会损坏集成电路。特别是加焊锡焊接时，超过最大额定温度与

时间（一般温度为260℃，时间为10秒以内）就会过热，绝对禁止加无效的机械压力。

（5）集成电路使用环境

用集成电路组装成系统电路时，希望在下述环境中使用。

①通风、散热条件好的地方，尽量避免温度过高。

②在有有毒气体、湿度较大的地方，应采取相应措施。

③避免机械振动和较大的冲击。

④在电源电压变化较大时，要注意过电压，并避免输出电路短路。

（6）保存MOSIC注意事项

MOSIC管脚的绝缘电阻非常高，若管脚开路保存，由于静电积累，会损坏内部FET管，

因此要用铝箔包上保存。

2.集成运放的基本使用方法

（1）集成运放的电源供给方式

集成运放原则上有二个电源接线脚V十和V－，但有不同的电源供给方式。虽电源供给方

式不同，但原则上输入脚回规线务必固定于V＋～V－间某一点电位上。

①电源供给方式

a.对称双电源供给方式

运放电源多采用这种供电方式。相对于基准电位（地）的绝对值相等的正电源（十E）与负

电源（－E）分别接于V十和V－的管脚上。输入脚的回规线接基准电位，接法如图1－1所示。从

运放输出脚与基准电位之间取出输出电压。

这种方式可把信号源直接接到输入脚上，因此易于放大含有直流成分的信号，而输出电压

振幅的有效范围可达到正负对称电源电压。

b.非对称双电源供给方式

这种方式基本上与对称双电源供给方式相同。例如，运放使用的最大电源电压

（V＋～V－间电压）为30V，输出信号电压需要的最大振幅为十15V和一5V，这时采用十

20V，－10V的非对称双电源供给方式比较合理（见图1－2）。