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1、电子技术基础电子技术基础（模拟局部）（模拟局部）11 绪 言1.1 什么是模拟电子技术什么是模拟电子技术1.2 本课程的性质、任务和重点内容本课程的性质、任务和重点内容1.3 本课程的特点和学习方法本课程的特点和学习方法21 电子技术电子技术1.1 什么是模拟电子技术什么是模拟电子技术 电子技术就是研究电子器件、电子电路及其应电子技术就是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。用的科学技术。2 电子器件电子器件 在真空、气体或固体中，利用和操作电子运动在真空、气体或固体中，利用和操作电子运动规律而制成的器件。规律而制成的器件。3 18831883年爱迪生在研究白炽灯的寿命时，在年爱迪生在研究
2、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，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，但他不是从哪里来的？爱迪生也无法解释，但他不失时机地将这一创造注册了专利，并称之为失时机地将这一创造注册了专利，并称之为“爱迪生效应爱迪生效应”。后来，有人证明电流的产。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生是因为炽热的金
3、属能向周围发射电子造成的。的。第一代电子器件第一代电子器件-电子管电子管419041904年，弗莱明利用年，弗莱明利用“爱迪生效应爱迪生效应”制成了电子二制成了电子二极管，并证实了电子管具有极管，并证实了电子管具有“阀门阀门”作用，他首先被用作用，他首先被用于无线电检波。世界上第一于无线电检波。世界上第一只电子管由此诞生了。弗莱只电子管由此诞生了。弗莱明为此获得了这项创造的专明为此获得了这项创造的专利权。利权。弗莱明弗莱明John Ambrose Fleming 人类第一只电子管的诞生，标志着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。世界从此进入了电子时代。5 弗莱明同无线电的创造
4、者、意大利创造家马弗莱明同无线电的创造者、意大利创造家马可尼的合作中已经感到，要实现远距离的无线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。电通信，就必须有灵敏可靠的检波器。“爱爱迪生效应迪生效应”引起了他的强烈兴趣。于是，他用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。这样，在灯丝外面，和灯丝一起封在玻璃泡里。这样，接收电子的面积大大增加了。经过实验，检波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、灯丝接负效果十分理想。由于金属筒接正
5、电、灯丝接负电时才有电流通过，因此弗莱明将金属筒称为电时才有电流通过，因此弗莱明将金属筒称为“阳极阳极”，将灯丝称为，将灯丝称为“阴极阴极”。这种新诞生。这种新诞生的器件，其作用相当于一个只允许电流单向流的器件，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动的阀门，弗莱明就干脆把它叫做“阀阀”。这。这种阀后人将其称为种阀后人将其称为“真空二极管真空二极管”6李李德福雷斯特德福雷斯特Lee de Forest 李李德福雷斯特，德福雷斯特，科学家，被誉为电子管之父科学家，被誉为电子管之父 ，19061906年他在弗莱明的二极年他在弗莱明的二极管中放进了第三个电极管中放进了第三个电
6、极栅极栅极,只要把一个微弱的变化只要把一个微弱的变化电压加在它的身上，就能在电压加在它的身上，就能在金属屏板上接收到更大的变金属屏板上接收到更大的变化电流，这正是电子管的化电流，这正是电子管的“放大放大”作用，作用，“电子三极管电子三极管”从此诞生，从而建树了早从此诞生，从而建树了早期电子技术上最重要的里程期电子技术上最重要的里程碑。碑。7 德福雷斯特是一位多产的创造家，一生获得了多达 300 余项专利。除了电子管之外，他的创造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。创造也为他赢得“无线电之父”、“电视始祖”和“电子管之父”的称号。8它用了它用了1880018800
7、只真空管，占地只真空管，占地15001500英尺，重约英尺，重约3030吨，吨，每小时耗电每小时耗电2020万千瓦，价格万千瓦，价格4040多万美元，运算速度只有多万美元，运算速度只有每秒每秒50005000次。这就是人们通常所说的世界首台电子计算次。这就是人们通常所说的世界首台电子计算机。机。世界首台电子计算机世界首台电子计算机ENIACENIAC二战期间，二战期间，方要求宾州大学为方要求宾州大学为它们设计一种以真它们设计一种以真空管来取代继电器空管来取代继电器来计算炮弹弹道的来计算炮弹弹道的机器。机器。1946年年2月月14日，这种机器正日，这种机器正式投入使用了。式投入使用了。9半个多世
8、纪以来，电子管在电子技术中立下了半个多世纪以来，电子管在电子技术中立下了很大功绩；但是电子管毕竟本钱高，制造繁，体很大功绩；但是电子管毕竟本钱高，制造繁，体积大，耗电多，工作温度过高和寿命短的特点限积大，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、在播送、显像管、微波炉中产生微波的主要器件、在播送、电视、通信发射机里的大功率发射管等。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，令技术的进步，导致电子管从兴旺走向衰败，令人大
9、有人大有“无可奈何花落去无可奈何花落去”之感，但电子管在人之感，但电子管在人类科技开展史上所占有的地位毕竟是不容无视的。类科技开展史上所占有的地位毕竟是不容无视的。展望未来，电子管在相当长的一段时间内还将继展望未来，电子管在相当长的一段时间内还将继续发挥重要作用。续发挥重要作用。10体积小、重量轻、寿命长、功耗低；体积小、重量轻、寿命长、功耗低；受温度变化的影响较大；过载能力较差。受温度变化的影响较大；过载能力较差。第二代电子器件第二代电子器件-晶体管晶体管11威廉威廉肖克肖克利利William Shockley 晶体管之父，他与晶体管之父，他与 贝尔贝尔 实实验室的巴丁、布拉坦等人，在对半导
10、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，终于体性质进行广泛研究的基础上，终于在在 1947 1947年年1111月底创造了点接晶体管，月底创造了点接晶体管，并在并在1212月月1616日正式宣布日正式宣布“晶体管晶体管”诞诞生。生。19481948年，他的研发小组为晶体管年，他的研发小组为晶体管技术申请了专利。技术申请了专利。19491949年他又提出了结型晶体管概年他又提出了结型晶体管概念（念（sandwich-transistorsandwich-transistor），那是一），那是一种更小、更易散热的硅晶片材料。一种更小、更易散热的硅晶片材料。一年后，结型晶体管研制
11、成功，一场电年后，结型晶体管研制成功，一场电子技术革命由此爆发。他不但被时子技术革命由此爆发。他不但被时代周刊评为了代周刊评为了“20“20世纪最伟大的科世纪最伟大的科学家之一学家之一”，也因创造，也因创造“晶体管晶体管”而而获得了获得了 1956 1956 年的诺贝尔物理学奖。年的诺贝尔物理学奖。12世界首台晶体管计算机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。131958年，仙童公司
12、Robert Noyce(罗伯特.诺依斯)与德仪公司Jack Kilby（杰克.基尔比）间隔数月分别创造了集成电路，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。世界首款集成块世界首款集成块第三代电子器件第三代电子器件-集成电路集成电路14时 期规 模集成度（元件数）50年代末小规模集成电路（SSI）10060年代中规模集成电路（MSI）100070年代大规模集成电路（LSI）100070年代末超大规模集成电路（VLSI）1000080年代特大规模集成电路（ULSI）100000 19851985年，年，1 1兆位兆位ULSIULS
13、I的集成度到达的集成度到达200200万个元件，万个元件，器件条宽仅为器件条宽仅为1 1微米；微米；19921992年，年，1616兆位的芯片集成度兆位的芯片集成度到达了到达了32003200万个元件，条宽减到万个元件，条宽减到0.50.5微米，而后的微米，而后的6464兆位芯片，其条宽仅为兆位芯片，其条宽仅为0.30.3微米。微米。集成电路阶段15集成电路制造技术的开展日新月异，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（可编程逻辑器件（PLDPLD）微操作芯片（微操作芯片（MCUMCU）数字信号处理器（数字信号处理器（DSPDSP）大规模存
14、储芯片（大规模存储芯片（RAM/ROMRAM/ROM）16电子线路是随着电子器件的开展而不断开展的，它与材料、生产工艺等技术密切相关。电子器件开展总结1904年年电子管问世电子管问世1947年年晶体管诞晶体管诞生生1958年集成电年集成电路研制成功路研制成功173 电子电路电子电路 电子器件与电阻器、电感器、电容器、变压器、电子器件与电阻器、电感器、电容器、变压器、开关等元件适当地连接起来所组成的电路就是电子开关等元件适当地连接起来所组成的电路就是电子电路。电路。电子电路的主要特点：电子电路的主要特点：操作方便、工作灵敏、响应速度快等。操作方便、工作灵敏、响应速度快等。电子电路与一般电路的主要
15、区别：电子电路与一般电路的主要区别：（1）电子电路包含有电子器件。电子电路包含有电子器件。（2）电子器件的特性往往是非线性的。电子器件的特性往往是非线性的。（3）电子电路必须采用非线性电路的分析方法来分析。电子电路必须采用非线性电路的分析方法来分析。按照处理的信号的不同电子电路分为模拟电子电路按照处理的信号的不同电子电路分为模拟电子电路和数字电子电路。和数字电子电路。184 模拟电子电路模拟电子电路信号的分类：根据时间和幅值的连续性和离散性分类a.模拟信号：在时间上和幅值上均是连续的，在一定动态范围内可能取任意值。b.数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。数字信号只存在上下两种电平的相互转化
16、。模拟（电子）电路就是处理模拟信号的电子电模拟（电子）电路就是处理模拟信号的电子电路。路。19模拟信号0f(t)t模拟信号：模拟信号：200 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 数字信号：数字信号：210f(t)tt1t3t5t2t4.几种特殊的信号几种特殊的信号1.时间离散，幅度连续:220f(t)tt1t3t5t2t4.2.2.时间离散，幅度离散；时间离散，幅度离散；230f(t)tt1t3t5t2t4.3.3.时间连续，幅
17、度离散；时间连续，幅度离散；241.2 本课程的性质、任务和重点内容本课程的性质、任务和重点内容1本课程的性质与任务本课程的性质与任务性质性质:是电子技术方面入门性质的技术基础课。是电子技术方面入门性质的技术基础课。任务：通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的任务：通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基基基基本理论本理论本理论本理论、基本知识基本知识基本知识基本知识和和基本技能基本技能基本技能基本技能（简称（简称“三基三基”）。）。为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。为深入学习电子技术及
18、其在专业中的应用打下基础。基础课基础课专业课专业课技术基础课技术基础课25主要是指电子电路的基本分析方法。主要是指电子电路的基本分析方法。是指基本的电子器件和电子电路的性能及其主要应用。是指基本的电子器件和电子电路的性能及其主要应用。是指电子测试技术、电子电路的分析计算能力和识图是指电子测试技术、电子电路的分析计算能力和识图能力。能力。基本技能基本技能:基本知识基本知识:基本理论基本理论:“三基三基”:”:26(1)电子器件，包括集成电路。电子器件，包括集成电路。b.不深入讨论器件内部微观的物理过程及生产工艺。不深入讨论器件内部微观的物理过程及生产工艺。本课程基本内容：本课程基本内容：学习的重
19、点学习的重点:a.了解电子器件的外部特性。了解电子器件的外部特性。b.了解电子器件在电路中的应用。了解电子器件在电路中的应用。注意的事项：注意的事项：a.本课程只介绍常用的半导体器件。本课程只介绍常用的半导体器件。2课程内容的重点课程内容的重点27(2)电路电路学习的重点学习的重点:(a)最基本的电路结构最基本的电路结构(b)电路的工作原理电路的工作原理(c)电路的分析方法电路的分析方法(d)电路的组合规律电路的组合规律(e)典型应用电路典型应用电路28(3)器件、电路、应用三者学习的关系是：器件、电路、应用三者学习的关系是：管、路、用结合，管为路用，以路为主。管、路、用结合，管为路用，以路为
20、主。(b)分立电路仍然是电子电路中最核心的电路。分立电路仍然是电子电路中最核心的电路。分立电路与集成电路的关系分立电路与集成电路的关系(a)分立电路在很多应用场合已经被集成电路所代替。分立电路在很多应用场合已经被集成电路所代替。(c)分立电路是集成电路中的基本单元电路分立电路是集成电路中的基本单元电路。(d)分立为基础、集成是重点，分立为集成服务分立为基础、集成是重点，分立为集成服务。291.3 模拟电子技术基础课的特点与学习模拟电子技术基础课的特点与学习方法方法 1）.工程性工程性 实际工程需要证明其可行性。实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。强调定性分析。实际工程在满足基本性能指标的前
21、提下总是容许存实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存 在一定的误差范围的。在一定的误差范围的。定量分析为定量分析为“估算估算”。近似分析要近似分析要“合理合理”。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。2）.实践性实践性 常用电子仪器的使用方法常用电子仪器的使用方法 电子电路的测试方法电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法故障的判断与排除方法 EDA软件的应用方法软件的应用方法1.主要特点301 1）.掌握掌握基本概念、基本电路和基本分析方法基本概念、基本电路和基本分析方法
22、基本概念：概念是不变的，应用是灵活的，基本概念：概念是不变的，应用是灵活的，“万万变不离其宗变不离其宗”。基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种多样的。多样的。基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法，因而有不同的分析方法。和描述方法，因而有不同的分析方法。2 2）.注意定性分析和近似分析的重要性注意定性分析和近似分析的重要性 3 3）.学会辩证、全面地分析电子电路中的问题学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。根据需求，最适用的电路才是最好的电路。要
23、研究利弊关系，通常要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊有一利必有一弊”。4 4）.注意电路中常用定理在电子电路中的应用注意电路中常用定理在电子电路中的应用2.如何学习这门课31以期到达1.会看：读图，定性分析会看：读图，定性分析2.会算：定量计算会算：定量计算考查分析问题的能力考查分析问题的能力3.会选：电路形式、器件、参数会选：电路形式、器件、参数4.会调：仪器选用、测试方法、故障诊断、会调：仪器选用、测试方法、故障诊断、EDA考查解决问题的能力设计能力考查解决问题的能力设计能力考查解决问题的能力实践能力考查解决问题的能力实践能力综合应用所学知识的能力综合应用所学知识的能力谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH