電子電路設(shè)計與制作講義

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1、第0章緒論進入21世紀，是科學(xué)技術(shù)突飛猛進的世紀，科學(xué)技術(shù)正以新的廣度和深度加速發(fā)展。無論是計算機還是通訊技術(shù)，能發(fā)展到今天的水平，都離不開電子技術(shù)，電子技術(shù)無疑是當(dāng)代高新技術(shù)中發(fā)展最迅速的先導(dǎo)性科技，是先進生產(chǎn)力的典型代表，以成為一個國家現(xiàn)代化進程的新標志。近幾十年來，電子技術(shù)不斷的滲透到其他學(xué)科，誕生了許多新興的工業(yè)領(lǐng)域，為國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。1.微電子技術(shù)在一個微小面積中制造出復(fù)雜的電子系統(tǒng)，這就是微系統(tǒng)電子學(xué)，簡稱微電子學(xué)。它包括系統(tǒng)和電路設(shè)計，工藝技術(shù)、材料制備、自動測試等一系列專門技術(shù)。目前已經(jīng)做到0.1μm并向更小

2、的尺寸進軍?？臻g尺度在0.1-100nm定義為納米空間，在納米空間電子的波動性質(zhì)將以明顯的優(yōu)勢顯示出來，于是納米電子技術(shù)應(yīng)運而生。可以看到微電子學(xué)向納米電子學(xué)發(fā)展的必然趨勢。2.汽車電子技術(shù)電子技術(shù)和傳統(tǒng)的汽車的結(jié)合——汽車機電一體化被認為是近年來汽車技術(shù)發(fā)展的重大突破，汽車電子化程度的高低已成為衡量該國汽車現(xiàn)代化水平的重要標志。例如制動防“抱死”電子控制系統(tǒng)（ABS）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）、自動巡航系統(tǒng)（CCS）等，具有高度安全性及操控性的全時四驅(qū)的誕生，以及各式各樣的行車電腦，都代表了當(dāng)代汽車電子技術(shù)在發(fā)動機、車身及底盤控制等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用

3、。3.航空電子技術(shù)隨著飛機性能的提高，機載電子設(shè)備愈來愈復(fù)雜，航空電子技術(shù)領(lǐng)域是大有作為的領(lǐng)域。據(jù)美國飛機造價的不完全統(tǒng)計，航空電子設(shè)備在軍用飛機價格中所占比例，已上升到30-35％。預(yù)計新型戰(zhàn)斗機將上升為45-50％。這種價格比例也說明了航空電子技術(shù)的重要地位。當(dāng)前利用衛(wèi)星、雷達、通信、導(dǎo)航、識別、計算機等綜合技術(shù)的空中預(yù)警航空電子系統(tǒng)，電子干擾與對抗等若干綜合航空電子系統(tǒng)已成航空電子技術(shù)的開發(fā)重點。4.光電子技術(shù)光電子技術(shù)是繼微電子技術(shù)之后，近十幾年來迅速發(fā)展的新興高新技術(shù)，它集中了固體物理、導(dǎo)波光學(xué)、材料科學(xué)、微細加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成

4、就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科。目前，國內(nèi)外在納米光電子學(xué)、光通信與光網(wǎng)絡(luò)、光存儲和固態(tài)照明技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域已取得了重大進展，許多研究成果已經(jīng)進入我們的日常生活。電子技術(shù)領(lǐng)域，知識更新的速率相當(dāng)快，要求我們知道自己具備了什么知識，更需要及時發(fā)現(xiàn)自己還缺少什么知識，并能主動地學(xué)習(xí)和補充。有了知識不等于有了智慧，能每天接受新東西，才能稱為智慧。由于社會各學(xué)科的交叉，技術(shù)與管理的結(jié)合，自然科學(xué)與社會科學(xué)的交叉，生產(chǎn)與經(jīng)營的交叉，高新技術(shù)的廣泛性和滲透性等，對復(fù)合型人才的需求日益增多。這要求我們要一專多能，時刻準備著

5、適應(yīng)新的崗位?？傊?，新時期對人才素質(zhì)的新要求迫在眉睫，從而引起對教育的新挑戰(zhàn)，我們必須盡快把知識、技能和創(chuàng)造結(jié)合起來，樹立工程意識，創(chuàng)新意識，為迎接新的挑戰(zhàn)而做好充分的準備。1.1電子系統(tǒng)設(shè)計的目的和意義一直以來，我國高等教育工科專業(yè)的實踐性環(huán)節(jié)嚴重不足，存在著與生產(chǎn)工程實際及社會需求脫節(jié)的現(xiàn)象，隨著以MIT為代表的國際知名高校所倡導(dǎo)的“科學(xué)教育要回歸工程”等理念的提出，高等工程教育進一步回到工程實踐的根本上來。在人才的培養(yǎng)方面，全球高等教育界已經(jīng)達成了共識：創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與工程素質(zhì)教育及綜合素質(zhì)提升這三方面是相輔相成、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的。實訓(xùn)體系是培養(yǎng)學(xué)

6、生鞏固理論知識、強化實際操作技能，培養(yǎng)工程素質(zhì)及綜合素質(zhì)的有效途徑。由于電工、電子技術(shù)課程實踐性很強，涉及面非常廣泛，涵蓋了電子、信息、計算機、材料、化學(xué)、環(huán)境等理工類學(xué)科。同時，電子技術(shù)與其他學(xué)科的知識融合也誕生了許多新興的應(yīng)用領(lǐng)域，如機械電子、汽車電子、航空電子等。因此，理工科專業(yè)的學(xué)生有必要進行早期規(guī)范化的電子技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，特別強調(diào)的是動手能力，并著重在實踐過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，使學(xué)生在激烈的人才競爭中占據(jù)有力的地位。同時，隨著社會進步，生產(chǎn)方式的不斷進化，在某些生產(chǎn)實際中文理科的界限也變得相對模糊。我

7、們認為，非理工科學(xué)生進行某種形式的電子系統(tǒng)設(shè)計，同樣是拓寬其知識層面，提升能力素質(zhì)的有效方式。雖然這部分學(xué)生的工科專業(yè)知識相對薄弱，但他們同樣渴望對自然世界有進一步的認識，也希望能獲取更多生活中的技能。1.2電子系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容及要求電子系統(tǒng)設(shè)計是讓學(xué)生通過將相關(guān)知識的理解和運用上升到電子制造工藝的一個學(xué)習(xí)過程，拉近抽象的理論符號與真實元器件、材料和產(chǎn)品之間的距離，懂得理論的學(xué)習(xí)是為了產(chǎn)品的制造，對制造業(yè)獲得真實的感受。讓學(xué)生掌握和熟悉現(xiàn)代電子企業(yè)的產(chǎn)品制造設(shè)備、生產(chǎn)工藝及技術(shù)管理等方面的知識，為學(xué)生將來從事電子企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)管理工作打下良好的技

8、術(shù)基礎(chǔ)。本書在簡要介紹相關(guān)理論知識的前提下，更加偏重于實踐環(huán)節(jié)，其內(nèi)容主要包括以下幾方面：1基本電子技術(shù)的簡要介紹，主要包