集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

是20世纪50年代后期一60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备，加工工艺，封装测试，批量生产及设计创新的能力上。

集成电路，英文为Integrated Circuit，缩写为IC;顾名思义，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。

为什么会产生集成电路?我们知道任何发明创造背后都是有驱动力的，而驱动力往往来源于问题。那么集成电路产生之前的问题是什么呢?我们看一下1942年在美国诞生的世界上第一台电子计算机，它是一个占地150平方米、重达30吨的庞然大物，里面的电路使用了17468只电子管、7200只电阻、10000只电容、50万条线，耗电量150千瓦[1] 。显然，占用面积大、无法移动是它最直观和突出的问题;如果能把这些电子元件和连线集成在一小块载体上该有多好!我们相信，有很多人思考过这个问题，也提出过各种想法。典型的如英国雷达研究所的科学家达默，他在1952年的一次会议上提出：可以把电子线路中的分立元器件，集中制作在一块半导体晶片上，一小块晶片就是一个完整电路，这样一来，电子线路的体积就可大大缩小，可靠性大幅提高。这就是初期集成电路的构想，晶体管的发明使这种想法成为了可能，1947年在美国贝尔实验室制造出来了第一个晶体管，而在此之前要实现电流放大功能只能依靠体积大、耗电量大、结构脆弱的电子管。晶体管具有电子管的主要功能，并且克服了电子管的上述缺点，因此在晶体管发明后，很快就出现了基于半导体的集成电路的构想，也就很快发明出来了集成电路。杰克·基尔比(Jack Kilby)和罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)在1958~1959期间分别发明了锗集成电路和硅集成电路[2-3] 。

讲完了历史，我们再来看现状。集成电路已经在各行各业中发挥着非常重要的作用，是现代信息社会的基石。集成电路的含义，已经远远超过了其刚诞生时的定义范围，但其最核心的部分，仍然没有改变，那就是“集成”，其所衍生出来的各种学科，大都是围绕着“集成什么”、“如何集成”、“如何处理集成带来的利弊”这三个问题来开展的。硅集成电路是主流，就是把实现某种功能的电路所需的各种元件都放在一块硅片上，所形成的整体被称作集成电路。对于“集成”，想象一下我们住过的房子可能比较容易理解：很多人小时候都住过农村的房子，那时房屋的主体也许就是三两间平房，发挥着卧室的功能，门口的小院子摆上一副桌椅，就充当客厅，旁边还有个炊烟袅袅的小矮屋，那是厨房，而具有独特功能的厕所，需要有一定的隔离，有可能在房屋的背后，要走上十几米……后来，到了城市里，或者乡村城镇化，大家都住进了楼房或者套房，一套房里面，有客厅、卧室、厨房、卫生间、阳台，也许只有几十平方米，却具有了原来占地几百平方米的农村房屋的各种功能，这就是集成。

当然现如今的集成电路，其集成度远非一套房能比拟的，或许用一幢摩登大楼可以更好地类比：地面上有商铺、办公、食堂、酒店式公寓，地下有几层是停车场，停车场下面还有地基——这是集成电路的布局，模拟电路和数字电路分开，处理小信号的敏感电路与翻转频繁的控制逻辑分开，电源单独放在一角。每层楼的房间布局不一样，走廊也不一样，有回字形的、工字形的、几字形的——这是集成电路器件设计，低噪声电路中可以用折叠形状或“叉指”结构的晶体管来减小结面积和栅电阻。各楼层直接有高速电梯可达，为了效率和功能隔离，还可能有多部电梯，每部电梯能到的楼层不同——这是集成电路的布线，电源线、地线单独走线，负载大的线也宽;时钟与信号分开;每层之间布线垂直避免干扰;CPU与存储之间的高速总线，相当于电梯，各层之间的通孔相当于电梯间……

特点

集成电路或称微电路(microcircuit)、 微芯片(microchip)、芯片(chip)在电子学中是一种把电路(主要包括半导体装置，也包括被动元件等)小型化的方式，并通常制造在半导体晶圆表面上。

前述将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)混成集成电路(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动元件，集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。

本文是关于单片(monolithic)集成电路，即薄膜集成电路。

集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。

分类

功能结构

集成电路，又称为IC，按其功能、结构的不同，可以分为模拟集集成电路 成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。

模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等)，其输入信号和输出信号成比例关系。而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如3G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制和重放的音频信号和视频信号)。

制作工艺

集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和膜集成电路。

膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。

集成度高低

集成电路按集成度高低的不同可分为：

SSIC 小规模集成电路(Small Scale Integrated circuits)

MSIC 中规模集成电路(Medium Scale Integrated circuits)

LSIC 大规模集成电路(Large Scale Integrated circuits)

VLSIC 超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated circuits)

ULSIC特大规模集成电路(Ultra Large Scale Integrated circuits)

GSIC 巨大规模集成电路也被称作极大规模集成电路或超特大规模集成电路(Giga Scale Integration)。

导电类型不同

集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路，他们都是数字集成电路。

双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路，代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。

按用途

集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电集成电路 路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。

1.电视机用集成电路包括行、场扫描集成电路、中放集成电路、伴音集成电路、彩色解码集成电路、AV/TV转换集成电路、开关电源集成电路、遥控集成电路、丽音解码集成电路、画中画处理集成电路、微处理器(CPU)集成电路、存储器集成电路等。

2.音响用集成电路包括AM/FM高中频电路、立体声解码电路、音频前置放大电路、音频运算放大集成电路、音频功率放大集成电路、环绕声处理集成电路、电平驱动集成电路，电子音量控制集成电路、延时混响集成电路、电子开关集成电路等。

3.影碟机用集成电路有系统控制集成电路、视频编码集成电路、MPEG解码集成电路、音频信号处理集成电路、音响效果集成电路、RF信号处理集成电路、数字信号处理集成电路、伺服集成电路、电动机驱动集成电路等。

4.录像机用集成电路有系统控制集成电路、伺服集成电路、驱动集成电路、音频处理集成电路、视频处理集成电路。

5.计算机集成电路，包括中央控制单元(CPU)、内存储器、外存储器、I/O控制电路等。

6.通信集成电路

7.专业控制集成电路

按应用领域分

集成电路按应用领域可分为标准通用集成电路和专用集成电路。

按外形分

集成电路按外形可分为圆形(金属外壳晶体管封装型，一般适合用于大功率)、扁平型(稳定性好，体积小)和双列直插型。

为了尽可能延长电池的使用寿命，大多数便携式设备采用内、外两种供电模式：没有外部电源时采用设备自带的电池供电;当有外部电源接入时立即切换到外部电源。这样，就需要一套专门的电路来检测是否有外部电路接入，同时，还需要一套电路来控制电源切换开关。此外，目前越来越多的设备采用锂离子电池供电。锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应等优点，但它的缺点也很明显，相比传统的镍镉、镍氢电池更为脆弱。锂离子电池对于过充、过放非常敏感，过度的充电和放电会严重影响其使用寿命。

因此，在一些高端设备所用的电池中，例如手机、笔记本等，都组装了一个保护板，对电池的充放电进行保护。但是，在一些中低端电池中，出于成本考虑制造商并没有加保护板，需要在电池外部对电池进行充、放电保护。充电保护可以由合理的充电器设计来提供，放电保护就需要在负载端来实施了。这就需要另一套电路来检测电池电压，当电池电压降到保护点时切断供电通路，停止放电。

最简单的电源切换电路用两个二极管“或”的方式即可实现，但二极管的正向压降会浪费掉可观的电池电量。以单节锂离子电池为例，额定放电电压约为3.7V，那么0.7V的二极管正向压降使近20%的电池电量白白浪费掉。即使采用正向压降更低(0.3V-0.4V)肖特基二极管，也会有将近10%的电量被浪费掉。而肖特基二极管比较大的反向漏电(毫安级)又会产生另外一些问题。二极管也无法提供放电保护，需要额外增加开关及控制电路来做过放保护。

比较理想的方案是用MOSFET作为切换和保护开关。MOSFET具有毫欧级的导电阻，它所引起的压降几乎可以忽略。当电池电压过低时也可以利用MOSFET切断供电通路，保护电池。但需要设计一套专门的电路来检测电压和驱动MOSFET栅极。可以用一些标准电压比较器、电压基准和分离元件实现这部分功能，但这会增加电路的元件数和复杂度，增大静态功耗。

Maxim的MAX4838-MAX4842系列过压保护控制器设计用于为电路提供过、欠压保护IC内部集成了电压监视电路和高端N沟道MOSFET驱动器，正好可以借用它来实现上述控制。图1就是一个针对单节锂离子电池的应用而设计的应用电路。

该设计利用MAX4842的欠压锁定功能(UVLO)实现对于电池的放电保护。MAX4842的欠压锁定门限为2.8V-3.2V，单节锂离子电池的放电终止电压为2.7V左右，电池放电到3.2V时也基本放空(如图2所示)，因此，无需任何调整，该门限范围恰好适用于单节锂电池。

另外，MAX4842的过压保护门限为4.4V-5.0V，也高于单节锂电的4.2V上限电压。电源切换电路是利用MAX4842的使能控制引脚/EN配合分压电阻R1/R2实现的。当没有外部电源接入时，如果电池电压高于2.8V-3.2V的保护门限，/EN被R2拉低，MAX4842驱动Q1、Q2的栅极为高电平使其导通，电池为负载供电;当有外部电源接入时，通过R1/R2分压后在/EN引脚上产生的电压高于1.47V后MAX4842被禁止，Q1、Q2被关闭，由外部电源给负载供电。图中的二极管D2用于阻断灌入外部电源的反向电流，并防止/EN被错误拉高。由于它串在外部供电通路上，损失一点效率没有关系。