模拟电子技术基础课绪论课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,模拟电子技术基础,肇庆学院电子信息与机电工程学院,主讲教师：俞亚堃,1,模拟电子技术基础肇庆学院电子信息与机电工程学院主讲教师：俞亚,绪 论,一、电子技术的发展,二、模拟信号与模拟电路,三、电子信息系统的组成,四、模拟电子技术基础课的特点,五、如何学习这门课程,六、课程的目的,七、考查方法,2,绪 论一、电子技术的发展二、模拟信号与模拟电路三、电,一、电子技术的发展,电子技术的发展，推动计算机技术的发展，使之“无孔不入”，应用广泛！,广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电话、手机,网络：路由器、,ATM,交换机、收发器、调制解调器,工业：钢铁、石油化工、机加工、数控机床,交通：飞机、火车、轮船、汽车,军事：雷达、电子导航,航空航天：卫星定位、监测,医学：,刀、,CT,、,B,超、微创手术,消费类电子：家电（空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照相机、电子表）、电子玩具、各类报警器、保安系统,3,一、电子技术的发展 电子技术的发展，推动计算机技术的发,电子技术的发展很大程度上反映在元器件的发展上。从电子管半导体管集成电路,1904,年,电子管问世,1947,年,晶体管诞生,1958,年集成电路研制成功,电子管、晶体管、集成电路比较,4,电子技术的发展很大程度上反映在元器件的发展上。从电子管,半导体元器件的发展,1947,年 贝尔实验室制成第一只晶体管,1958,年 集成电路,1969,年 大规模集成电路,1975,年 超大规模集成电路,第一片集成电路只有,4,个晶体管，而,1997,年一片集成电路中有,40,亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按,10,倍,/6,年的速度增长，到,2015,或,2020,年达到饱和。,学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！,5,半导体元器件的发展1947年 贝尔实验室制成第一只晶,1883,年爱迪生在研究白炽灯的寿命时，在灯泡的碳丝附近焊上一小块金属片。结果，他发现：金属片虽然没有与灯丝接触，但如果在它们之间加上电压，灯丝就会产生一股电流，趋向附近的金属片。这股神秘的电流是从哪里来的？爱迪生也无法解释，但他不失时机地将这一发明注册了专利，并称之为,“爱迪生效应”,。后来，有人证明电流的产生是因为炽热的金属能向周围发射电子造成的。,值得纪念的几位科学家！,6,1883年爱迪生在研究白炽灯的寿命时，在灯泡的碳,1904,年，弗莱明利用,“爱迪生效应”,制成了电子二极管，并证实了电子管具有“阀门”作用，他首先被用于无线电检波。世界上第一只电子管由此诞生了。弗莱明为此获得了这项发明的专利权。,弗莱明,John Ambrose Fleming,人类第一只电子管的诞生，标志着,世界从此进入了电子时代。,7,1904年，弗莱明利用“爱迪生效应”制成了电子二极管，并证实,这样，接收电子的面积大大增加了。经过实验，检波效果十分理想。由于金属筒接正电、灯丝接负电时才有电流通过，因此弗莱明将金属筒称为“阳极”，将灯丝称为“阴极”。这种新诞生的器件，其作用相当于一个只允许电流单向流动的阀门，弗莱明就干脆把它叫做“阀”。这种阀后人将其称为,“真空二极管”,弗莱明,同无线电的发明者、意大利发明家,马可尼,的合作中已经感到，要实现远距离的无线电通信，就,必须有灵敏可靠的检波器。,“,爱迪生效应”引起了他的强烈兴趣。于是，他用,一个金属圆筒代替了爱迪生所用的金属丝，套在灯丝,外面，和灯丝一起封在玻璃泡里。,8,弗莱明同无线电的发明者、意大利发明家马,李,德福雷斯特,Lee de Forest,李,德福雷斯特,，美国科学家，被誉为电子管之父，,1906,年他在弗莱明的二极管中放进了第三个电极,栅极,只要把一个微弱的变化电压加在它的身上，就能在金属屏板上接收到更大的变化电流，这正是电子管的“放大”作用，,“电子三极管”,从此诞生，从而建树了早期电子技术上最重要的里程碑。,9,李德福雷斯特李德福雷斯特，美国科学家，被誉为电子管之父,德福雷斯特,是一位多产的发明家，一生获得了多达,300,余项专利。除了,电子管,之外，他的发明还包括在,电影胶片边缘录制声音的技术,、医学上使用的,高频电热理疗机,等等。发明也为他赢得,“无线电之父”、“电视始祖”和“电子管之父”,的称号。,10,德福雷斯特是一位多产的发明家，一生获得了多达 300,它用了,18800,只真空管，占地,1500,平方英尺（约,139,平方米），重约,30,吨，每小时耗电,20,万千瓦，价格,40,多万美元，运算速度只有每秒,5000,次。这就是人们通常所说的世界首台电子计算机。,世界首台电子计算机,ENIAC,二战期间，美国军方要求宾州大学为它们设计一种以真空管来取代继电器来计算炮弹弹道的机器。,1946,年,2,月,14,日，这种机器正式投入使用了。,11,它用了18800只真空管，占地1500平方英尺（约139平方,半个多世纪以来，电子管在电子技术中立下了很大功劳；但是电子管毕竟成本高，制造繁，体积大，耗电多，工作温度过高和寿命短的特点限制了它的使用范围。,时至今日，电子管仍在发挥作用。如电视机的显像管、微波炉中产生微波的主要器件、在广播、电视、通信发射机里的大功率发射管等。,技术的进步，导致电子管从兴旺走向衰败，令人大有“无可奈何花落去”之感，但电子管在人类科技发展史上所占有的地位毕竟是不容忽视的。展望未来，电子管在相当长的一段时间内还将继续发挥重要作用。,12,半个多世纪以来，电子管在电子技术中立下了很大功劳；但是电子管,威廉,肖克利,William Shockley,晶体管之父，他与美国贝尔电话实验室的,巴丁、布拉坦,等人，在对半导体性质进行广泛研究的基础上，终于在,1947,年,11,月底发明了,点接触晶体管,，并在,12,月,16,日正式,宣布“晶体管”诞生,。,1948,年，他的研发小组为晶体管技术,申请了专利,。,1949,年他又提出了,结型晶体管,概,念（,sandwich-transistor,），那是一,种更小、更易散热的硅晶片材料。一年,后，结型晶体管研制成功，一场电子技,术革命由此爆发。他不但被,时代,周,刊评为了“,20,世纪最伟大的科学家之一”，,也因发明“晶体管”而获得了,1956,年的,诺贝尔物理学奖。,13,威廉肖克利晶体管之父，他与美国贝尔电话实验室的巴丁、布拉坦,世界首台晶体管计算机,1954,年，贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机,TRADIC,，装有,800,只晶体管，仅,100,瓦功率，占地也只有,3,立方英尺。晶体管技术的优势非常的明显，它明显的降低了计算机的体积和功耗。这台计算机的出现也标志着第二代计算机的开始。,14,世界首台晶体管计算机1954年，贝尔实验室研制出世界上第一台,1.1.3,集成电路,1958,年，仙童公司,Robert Noyce(,罗伯特,.,诺依斯,),与德仪公司,Jack Kilby,（杰克,.,基尔比）间隔数月分别发明了集成电路，开创了世界微电子学的历史。,1961,年,4,月,25,日，第一个晶体管电路专利被授予了前者：,Robert Noyce,。,世界首款集成块,Jack Kilby,15,1.1.3 集成电路 1958年，仙童公司Robe,时 期,规 模,集成度,（元件数）,50,年代末,小规模集成电路（,SSI,）,100,60,年代,中规模集成电路（,MSI,）,1000,70,年代,大规模集成电路（,LSI,）,1000,70,年代末,超大规模集成电路（,VLSI,）,10000,80,年代,特大规模集成电路（,ULSI,）,100000,1985,年，,1,兆位,ULSI,的集成度达到,200,万个元件，器件条宽仅为,1,微米；,1992,年，,16,兆位的芯片集成度达到了,3200,万个元件，条宽减到,0.5,微米，而后的,64,兆位芯片，其条宽仅为,0.3,微米。,集成电路阶段,16,时 期规 模集成度50年代末小规模集成电路（SSI）10,皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重损害的，全身性疾病，而且不少患者同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如下：,1、早期皮肌炎患者，还往往伴有全身不适症状，如-全身肌肉酸痛，软弱无力，上楼梯时感觉两腿费力；举手梳理头发时，举高手臂很吃力；抬头转头缓慢而费力。,皮肌炎图片,皮肌炎的症状表现,皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重,集成电路制造技术的发展日新月异，其中最具有代表性的集成电路芯片主要包括以下几类，它们构成了现代数字系统的基石。,可编程逻辑器件（,PLD,）,微控制芯片（,MCU,）,数字信号处理器（,DSP,）,大规模存储芯片（,RAM/ROM,）,18,集成电路制造技术的发展日新月异，其中最具有代表性的集成电路芯,电子设计技术的核心就是,EDA,技术。,EDA,是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子,CAD,通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即,IC,设计、电子电路设计和,PCB,设计。,1.1.4 EDA,技术,19,电子设计技术的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机,电子系统设计自动化,(ESDA),阶段（,90,年代以后）：,设计人员按照“自顶向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（,ASIC,）实现，然后采用硬件描述语言（,HDL,）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。,计算机辅助设计,(CAD),阶段（,70,年代）：,用计算机辅助进行,IC,版图编辑、,PCB,布局布线，取代了手工操作。,计算机辅助工程,(CAE),阶段（,80,年代）：,与,CAD,相比，,CAE,除了有纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。,CAE,的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，,PCB,后分析。,EDA,技术发展的三个阶段,20,电子系统设计自动化(ESDA)阶段（90年代以后）：计算机,纳米技术与微电子技术相结合出现了纳米电子学。主要是将集成电路的几何结构进一步减小，超越目前发展中遇到的极限，研制出体积更小、速度更快、功耗更低的新一代,量子功能器件,，因而使得功能密度和资料传输率达到目前难以想象的水平。其性能涉及放大、振荡、脉冲技术、运算处理和读写等基本问题。其新原理主要基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺寸效应和统计涨落特性等。,1