9.5.5 集成电路电源引脚和接地引脚的四种组合电路分析

  集成电路的电源引脚和接地引脚有下列四种电路组合形式。

  (1)正极性电源供电电路,一根正极性电源引脚,一根接地引脚。

  (2)负极性电源供电电路,一根负极性电源引脚,一根接地引脚。

  (3)正、负极性电源供电电路,一根正极性电源引脚,一根负极性电源引脚,一根接地引脚。

  (4)正、负极性电源供电电路,一根正极性电源引脚,一根负极性电源引脚,没有接地引脚。

    1.集成电路正电源引脚电路和接地引脚分析

   如图9-24所示是集成电路的正极性电源供电电路,有一根正极性电源引脚,有一根接地引脚。电路中+VCC为正极性的直流工作电压,A1为集成电路。

    (1)②脚是电源引脚。直流工作电压+VCC通过②脚加入内电路中,为内电路提供所需要的直流工作电压,②脚外电路是与整机直流电压供给电路相连的,C1是直流电压的高频滤波电容,C2是直流电压滤波电容。

    注意:C1是一只容量很小的电容,在电路中起高频滤波的作用,即当电源回路中有高频干扰时,由这只小电容将高频干扰旁路到地.在前级电路中的电源外电路不会出现这种作用的电容,它一船只出现在功率放大集成电路的电源电路中。

    (2)①脚是接地引脚。①脚与外电路中的地线相连。③脚是集成电路A1的信号输入引脚,④脚是信号输出引脚。

    (3)电流回路。直硫电流从+VCC端出发,经集成电路A1的②脚进入内电路,然后从①脚流出,经地线到达电源的负极形成回路(在正极性供电的电路中,电源的负极是接地的)。

    2.集成电路负电源引脚电路和接地引脚电路分析

    集成电路除可以采用正极性直流电压供电外,还可以采用负极性直流电压供电,如图9-25(a)所示。电路中的①脚是接地引脚,②脚是负电源引脚,接负电源-Vcc。③脚是集成电路A1的信号输入引脚,④脚是信号输出引脚。C1和C2分别是电源的高频滤波电容和低频滤波电容。

    负极性电源供电的情况不是很多。在分析负极性电源供电的集成电路时要注意,电源引脚上接的滤波电容C2的正极接地,因为此时电路中地端的电位最高。检修中,更换这一电路中的电容时要注意,切不可将正、负极引脚接反,否则会引起新装上的电容爆炸。

    在如图9-25(b)所示的负电源供电等效电路中,电源电路用熟悉的电池等效,-Vcc端就是电池的负极,地线端就是电池的正极,所以电流从地端流出,经集成电路Al的①脚流入内电路,然后内电路中所有的电流从负电源端②脚流出,回到电池的负极-VCC端形成回路。

    3.集成电路正、负电源引脚电路分析

    集成电路除可以单独采用正电源或负电源供电外,还可以采用正、负双直流电源同时供电.在正、负电源供电电路中.一般采用正、负对称电源供电,即正电源电压的绝对值等于负电源电压的绝对值.如图9-26(a)是采用正、负对称电源供电的集成电路.这一集成电路没有接地引脚。

    图9-26(a)所示电路中,①脚是集成电路A1的负电源引脚,与负极性直流工作电压-Vcc端相连。②脚是集成电路的正电源引脚,与电源+Vcc端相连。③脚是集成电路A1的信号输入引脚,④脚是信号输出引脚。

    C1和C2分别是正电源的高频滤波电容和低频滤波电容,C3和C4分别是负电源的高频滤波电容和低频滤波电容。

    这一电路的电流回路如图9-26(b)所示,由于集成电路没有接地引脚,所以流过集成电路的电流只有一路,即从+VCC端经②脚流入集成电路,内电路的电流从①脚流出到-VCC端,构成回路。

    4.集成电路正、负电源引脚电路和接地引脚电路分析

    如图9-27(a)所示电路是采用正、负对称电源供电且有接地引脚的集成电路.电路中,①脚是集成电路Al的负电源引脚,③脚是集成电路的正电源引脚。②脚是集成电路的接地引脚,④脚是集成电路A1的信号输入引脚,⑤脚是信号输出引脚.Cl和C2分别是正电源的高频滤波电容和低频滤波电容,C3和C4分别是负电源的高频滤波电容和低频滤波电容。

   对于这一电路中的直流电流回路,由于集成电路有了接地引脚,所以整个电流回路共有下列三种情况。

    (1)第一条电流回路。流过集成电路的电流从+Vcc端经③脚和集成电路的内电路从①脚流出,到-VCC端,形成回路。

    (2)第二条电流回路。流过集成电路的电流从+VCC端经③脚和集成电路的内电路,从②脚接地引脚流出,经外电路中的地线到正电源的负极(即地线),构成回路。

    (3)第三条电流回路。从地端流出,即负电源的正极端,经②脚流入集成电路的内电路,再由①脚流出,到-VCC端,构成回路。

    5.集成电路电源引脚外电路的特征小结

    了解和掌握集成电路外电路的特征,对识别集成电路该引脚的作用和它的外电路工作原理非常有益。

    关于集成电路电源引脚外电路的特征和电路分析的小结有以下几点。

    (1)功率放大器集成电路电源引脚外电路的特征是:电源引脚外电路与整机整流滤波电路直接相连,是整机电路中直流电压的最高点,并且该引脚与地之间接有一只容量较大时滤波电容(100UF以上),在很多情况下还并联有一只小电容(0.01UF)。

     根据这个大容量电容的特征可以确定哪根引脚是集成电路的电源引脚,因为在整机电路中像这样大容量的电容是很少的,只有OTL功放电路的输出端有一只同样容量的电容,如图9-28所示。

    电路中,④脚是该集成电路的电源引脚,该引脚与地之间接有一只大电容C3。③脚是该集成电路的信号输出引脚,该引脚上也接有一只大电容C1。虽然C1和C3的容量都很大,但它们在电路中的连接是不同的,C3一端接地线,而C1另一端不接地线,根据这一点可以分辨出④脚是电源引脚。

    (2)其他集成电路的电源引脚外电路的特征是:电源引脚与整机直流电压供给电路相连,除功率放大器集成电路外,其他集成电路的电源引脚外电路特征基本相同,也与功率放大器集成电路电源引脚的外电路特征相似,只是有下列两点不同.

    ①它们的电源引脚与地之间接有一只有极性的电解电容,但是容量没有那么大,一般为100~470uF。

    ②功率放大器集成电路电源引脚与地之间比一般集成电路多接一只O.01~UF的电容。

    (3)负电源引脚外电路的特征与正电源引脚外电路的特征相似,只是负电源引脚与地之间的那只有极性的电源滤波电容的正极是接地的。

    (4)无论哪种集成电路的电源引脚外电路都有一个明显特征:电源引脚与地之间接有一只电源滤波电容。

    (5)在集成电路中,正极性电源引脚上的直流电压是所有引脚电压中最高的,负电源引脚直流电压最低,如果电路图中标出了集成电路各引脚的直流工作电压,利用这一方法可以相当方便地识别出电源引脚。

    (6)集成电路内的前级电路电源引脚外电路的特征是:前级电源引脚具有下列两个电路特征。

    ①前级电路的电源引脚与该集成电路的电源引脚之间接有一只电阻,这一退耦电阻的阻值一般为几百欧至几千欧。

    ②前级电路电源引脚与地之间接有一只100UF左右的电源退耦电容。

    根据上述两个电路特征可以分辨哪个是集成电路内的前级电源引脚。

    (7)集成电路前级电源输出引脚外电路的特征是;前级电源输出引脚有下列两个外电路特征。

    ①前级电源输出引脚与地线之间接有一只100~UF左右的电源滤波电容。

    ②这一引脚输出的直流电压要供给整机电路的前级电路,所以前级电源输出引脚要与前级电路相连。

    根据上述两个电路特征即可以分辨哪一个是集成电路的前级电源输出引脚。

    (8)分析集成电路的电源引脚主要有两种方法:一种是根据上面介绍的电源引脚外电路特征来识别:另一种是查阅有关集成电路的引脚资料。由于电源引脚的外电路比较简单,且特征明显,所以常用第一种方法来识别。

        6.集成电路接地引脚的外电路特征小结

    关于接地引脚外电路的特征和识图小结主要说明下列几点。

    (1)接地引脚是很容易识别出来的,这一引脚与地端直接相连,以此特征很容易识别出集成电路的接地引脚。

    (2)这里有一个识别的误区,一些集成电路在某个具体应用电路中,当某一根或几根引脚不使用时,会将这几根引脚直接接地,这时会给接地引脚的识别造成困难,此时必须查阅集成电路的引脚资料或集成电路手册。

    (3)在正极性电源供电的集成电路中,接地引脚的直流电压最低,为0V;在负极陸电源供电的集成电路中,接地引脚的直流电压最高,也为OV。

    (4)如果电路图中标出集成电路各引脚的直流工作电压,那么无论什么情况,接地引脚都是OV,但不能说明电压为OV的引脚都是接地引脚,因为有的引脚直流工作电压为OV,但不是接地引脚。