《模擬電子線路》第1章-楊凌.ppt

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教材及參考書籍1 模擬電子線路 楊凌編著機(jī)械工業(yè)出版社 2007年第1版2 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 華成英童詩白主編高等教育出版社 2006年第4版3 電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分 康華光主編高等教育出版社 2006年第5版4 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 孫肖子張企民編著西安電子科技大學(xué)出版社 2001年第1版5 ElectronicCircuitAnalysisandDesign SecondEdition DonaldA Neamen 清華大學(xué)出版社 2000年12月第1版 模擬電子線路 第1章緒論 楊凌 1 1引言 由于物理學(xué)的重大突破 電子技術(shù)在20世紀(jì)取得了驚人的進(jìn)步 特別是近40多年來 微電子技術(shù)和其他高技術(shù)的飛速發(fā)展使人類生活的各個領(lǐng)域都發(fā)生了令人矚目的變革 一 電子技術(shù)發(fā)展簡史1883年美國發(fā)明家愛迪生發(fā)現(xiàn)了熱電子效應(yīng) 1904年弗萊明利用熱電子效應(yīng)制成了電子二極管 并證實了電子管具有 閥門 作用 電子二極管首先被用于無線電檢波 1906年美國的德弗雷斯在弗萊明的二極管中放進(jìn)了第三個 1 1引言 電極 柵極而發(fā)明了電子三極管 從而建樹了早期電子技術(shù)史上最重要的里程碑 1939年 約翰 阿塔那索夫 JohnAtanasoff 和克里福德 貝里 CliffordBerry 研制制成功了世界上第一臺電子計算機(jī) ABC 它有300多個電子管 用電容充當(dāng)存儲器 采用二進(jìn)制計數(shù) 每15秒完成1個計算操作 圖1 1ABC 1 1引言 1946年 約翰 莫希萊 JohnMauchly 和普萊斯波 埃克特 PresperEckert 在賓夕法尼亞大學(xué)建成了當(dāng)時最大且功能最強(qiáng)的數(shù)字電子計算機(jī) ENIAC ElectronicNumericalIntegratorandCalculator ENIAC使用了17468個電子管 70000個電阻 10000個電容 1500個繼電器 6000個手動開關(guān) 500萬個焊點 占地167平方米 重達(dá)30噸 耗電160千瓦 價格40多萬美元 它主要用于氫彈設(shè)計和天氣預(yù)報的計算 宇宙射線和熱點火的研究 隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生和風(fēng)洞設(shè)計等 1 1引言 圖1 2 a ENAIC 1 1引言 圖1 2 b ENAIC 1 1引言 1947年美國貝爾實驗室的幾位研究人員發(fā)明了晶體管 它的出現(xiàn) 是電子技術(shù)之樹上綻開的一朵絢麗多彩的奇葩 圖1 3WilliamShockley JohnBardeenandWalterBrattain 1 1引言 1958年 集成電路的第一個樣品見諸于世 美國德克薩斯公司 集成電路的出現(xiàn)和應(yīng)用 標(biāo)志著電子技術(shù)發(fā)展到了微電子技術(shù)階段 圖1 4JackKilby 圖1 5RobertNoyce 1 1引言 圖1 4幾種集成運放的外形 1 1引言 集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了Intel公司創(chuàng)始之一 GordonE Moore在1965年預(yù)言的摩爾定律 即集成電路的集成度每3年增長4倍 特征尺寸每3年縮小2倍 微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使全球發(fā)生了第三次工業(yè)革命 它大大推動了航空技術(shù) 遙測傳感技術(shù) 通訊技術(shù) 計算機(jī)技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及家用電器產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展 微電子已成為衡量一個國家科技進(jìn)步和綜合國力的重要標(biāo)志 1 1引言 隨著系統(tǒng)向高速度 低功耗 低電壓和多媒體 網(wǎng)絡(luò)化 移動化的發(fā)展 系統(tǒng)對電路的要求越來越高 同時 IC的設(shè)計與工藝水平日趨提高 目前已經(jīng)可以在一個芯片上集成108 109個晶體管 正是在這種需求牽引和技術(shù)推動的雙重作用下 誕生了將整個系統(tǒng)集成在一個微電子芯片上的系統(tǒng)芯片 Sys temonChip 簡稱SOC 概念 SOC技術(shù)的出現(xiàn) 大大促進(jìn)了軟硬件協(xié)同設(shè)計及計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計自動化的發(fā)展 微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破 同時也是技術(shù)新發(fā)展的里程碑 1 1引言 現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展 極大地改變了人們的生產(chǎn)和生活方式 在我們的日常生活中 電子技術(shù)無處不在 在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域 電子技術(shù)更是起著龍頭作用 在今天 微電子技術(shù)已經(jīng)成為整個信息社會發(fā)展的基石 本課程作為電子技術(shù)基礎(chǔ)課程 將對目前常用的基本電子電路 包括分立元件電路和集成電路 的分析與設(shè)計方法進(jìn)行討論 1 2電子系統(tǒng)與信號 一 電子系統(tǒng)所謂電子系統(tǒng) 通常是指由若干相互聯(lián)接 相互作用的基本電路組成的具有特定功能的電路整體 在許多情況下 電子系統(tǒng)必須與其他物理系統(tǒng)相結(jié)合 才能構(gòu)成完整的實用系統(tǒng) 在現(xiàn)代有線通信網(wǎng)中獨具特色的傳輸媒介 光纖 其生產(chǎn)過程是由各個電子系統(tǒng)與機(jī)械 動力 熱工 激光等多種物理系統(tǒng)組合而成的 參閱圖1 1 1 2電子系統(tǒng)與信號 1 2電子系統(tǒng)與信號 圖1 2石英預(yù)制棒加熱爐溫度控制系統(tǒng)方框圖 1 2電子系統(tǒng)與信號 二 模擬信號和數(shù)字信號 模擬信號 時間連續(xù) 數(shù)值連續(xù) 數(shù)字信號 時間離散 數(shù)值離散 A D轉(zhuǎn)換器輸出信號 時間離散 數(shù)值連續(xù) 取樣信號 時間連續(xù) 數(shù)值離散 D A轉(zhuǎn)換器輸出信號 處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路 1 2電子系統(tǒng)與信號 1 3課程的特點及學(xué)習(xí)方法 模電 是一門理論性 工程性 實踐性都很強(qiáng)的課程 與數(shù)學(xué) 物理課程有著明顯的區(qū)別 甚至與同為專業(yè)基礎(chǔ)課的電路課程也有著顯著的區(qū)別 它與電路課程的主要區(qū)別在于 1 采用的數(shù)學(xué)模型和分析方法不同 電路 課程采用理想模型和嚴(yán)格計算的方法 而 模電 課程則普遍采用近似模型和工程估算的方法 有人說 近似估算是電子線路的靈魂 從工程角度來看 此話并不為過 2 電路 課程所涉及到的元器件大都為線性的 而 模電 課程所面對的卻是非線性器件 1 3課程的特點及學(xué)習(xí)方法 3 電路 課程偏重于為人們提供研究電路的理論和方法 而 模電 課程更偏重于構(gòu)造實際應(yīng)用電路的理論及技術(shù) 學(xué)習(xí) 模電 時應(yīng)注意以下問題 1 在掌握電路基本理論的同時 注意學(xué)會從工程的角度思考和處理問題 學(xué)會使用合適的器件模型對電路進(jìn)行合理的近似分析 2 勤于思考 注重課后習(xí)題訓(xùn)練 3 注重實踐訓(xùn)練 4 培養(yǎng)全面 辨證地分析問題的能力 應(yīng)該明白 對于實 1 3課程的特點及學(xué)習(xí)方法 際需求 從實用的角度出發(fā) 沒有最好的電路 只有最適合的電路 5 培養(yǎng)對專業(yè)的濃厚興趣 克服學(xué)習(xí)上的 畏難 情緒 學(xué)習(xí)的最根本動力來自內(nèi)因 你既已踏入這個專業(yè) 那么去親近它 去熱愛它 如果你對它有所付出 相信它會給予你相應(yīng)的回報 歡迎提出批評指正