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MC1-1146-集成电路是指

MC1-1146 解析集成电路的定义。文中点明同一晶片、大量元器件、半导体工艺一体成型三个判据,介绍光刻扩散等关键工艺与模拟、数字、混合三类划分,并逐项辨析继电器逻辑电路、阻容微分积分电路、变压器功率合成电路为何都不属于集成电路。

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【题目编号】MC1-1146

【题目】集成电路是指:

【答案】A

[A]将一个电路的大量元器件集成于单个晶片上制成的器件

[B]由多个继电器组合而成的具有逻辑运算能力的电路

[C]由多个电阻或电容组合而成的具有微分或积分功能的电路

[D]由多个绕组构成的基于变压器原理的功率合成电路

考点速览

这道题考集成电路(integrated circuit,缩写 IC)的定义。它是理解现代电子设备"为什么可以做得这么小"的入门概念,也是区分集成电路与分立电路、磁性器件的判据。题目列出的三个干扰项分别指向继电器逻辑、阻容功能电路和变压器功率合成,都是历史上真实存在过的技术路线,正好用来把边界划清楚。

原理与依据

集成电路是把晶体管、二极管、电阻、电容等元器件连同它们之间的连线,用半导体工艺一次性制作在同一块半导体晶片上的器件。这里的关键工艺包括光刻、氧化、扩散、离子注入、外延与金属化,它们使元器件与连线在同一套工序里成型,而不是先做好零件再逐个焊到电路板上。晶片切成小片后叫芯片(die 或 chip),再经过封装成为可以装配的器件。

判断一个器件是不是集成电路,看三个要素:基体是同一块晶片;上面集成了大量元器件;元器件与连线由半导体工艺一体成型。三个条件缺一不可。

按规模可分为小规模、中规模、大规模、超大规模等档次,集成度越高,单位面积上的晶体管数越多。按功能可分为模拟集成电路、数字集成电路以及数模混合集成电路三类:运算放大器、线性稳压器、音频功放属于模拟类;门电路、微处理器、存储器属于数字类;模数转换器与数模转换器属于混合类。民用芯片普遍遵循集成度约每十八至二十四个月翻一番的经验规律。

逐项辨析

选项 A 正确。它准确点出"大量元器件"与"单个晶片"两个要素,并用"集成"概括了工艺特征,与集成电路的定义完全吻合。

选项 B 错误。由多个继电器组合而成、具有逻辑运算能力的电路是继电器逻辑。它靠电磁线圈与机械触点的吸合、释放来实现与、或、非等逻辑关系,早期确实用于工业控制。但继电器是独立的电磁元件,逐个接线组装,既不在同一晶片上,也不经过半导体工艺成型,体积大、动作慢、触点有寿命,与集成电路没有共同点。

选项 C 错误。由多个电阻、电容组合而成、具有微分或积分功能的电路,说的是 RC 微分电路与积分电路的功能。这类电路即便用集成工艺做出来,描述的重点也是"电路实现什么功能",而不是"元器件集成在同一晶片上"这件事,没有回答集成电路的定义。

选项 D 错误。由多个绕组构成的、基于变压器原理的功率合成电路属于磁性元件与功率合成技术,靠磁芯与线圈耦合实现功率叠加。绕组是导体绕制而成,不是半导体晶片上的元器件,与集成电路属于完全不同的器件类别。

易混淆点

集成电路与分立电路的区别在于"制造方式"而非"功能复杂程度"。用几十只晶体管焊成的板子功能可以很复杂,但只要元件是逐个装配的,就是分立电路。

单片集成电路与混合集成电路也常被混为一谈:单片集成电路的全部元器件都做在一块半导体晶片上;混合集成电路是在绝缘基板上用薄膜或厚膜工艺做电阻、再贴装分立的有源器件,属于"混合"形态。此外,集成电路与芯片模块、系统级芯片是不同层次的叫法,前者指器件本身,后者强调把整套系统集成到一块芯片上。

应试要点

记住三个关键词:一块晶片、大量元器件、半导体工艺一体成型。凡是强调"多个独立元件接线组装"的选项,无论是继电器、阻容网络还是变压器绕组,都不是集成电路。问"集成电路是什么",答案必须落在晶片与集成工艺上。

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