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1、唐介01電子技術是研究電子器件、電子電路及其應用的科學,因此,學習電子技術,必須了解電子器件。目前,電子器件已從電真空器件(電子管、離子管)、分立半導體器件(半導體二極管、三極管等)、小規(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路發(fā)展到大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。集成電路特別是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),使電子設備在微型化等方面前進了一大步,進一步促進了電子技術的發(fā)展。概述人類在向自然界斗爭的過程中,不斷總結和豐富著自己的知識。電子科學技術就是在生產(chǎn)斗爭和科學實驗中發(fā)展起來的。1883年美國發(fā)明家愛迪生(T·A·Edison)發(fā)現(xiàn)了熱電子效應,隨后在19
2、04年弗萊明(Fleming)利用這個效應制成了電子二極管,并證實了電子管具有“閥門”作用,它首先被用于無線電檢波。隨著半導體技術的發(fā)展和科學研究、生產(chǎn)與管理等的需要,電子計算機應時而興起,并且日臻完善。從1946年誕生第一臺電子計算機以來,已經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路及大規(guī)模集成電路四代?,F(xiàn)在正在研究開發(fā)第五代計算機(人工智能計算機)和第六代計算機(生物計算機),它們不依靠程序工作,而依靠人工智能工作。特別是從七十年代微型計算機問世以來,由于它價廉、方便、可靠、小巧,大大加快了電子計算機的普及速度。自1947年第一個晶體管問世以來,半
3、導體技術有了飛躍的發(fā)展。由于半導體器件具有重量輕、體積小、耗電少、壽命長、工作可靠等突出優(yōu)點,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代科學技術和現(xiàn)代國防中獲得了廣泛的應用。半導體二極管和三極管是最常用的半導體器件。它們的基本結構、工作原理、特性和參數(shù)是學習電子技術和分析電子電路必不可少的基礎,而PN結又是構成各種半導體器件的共同基礎。因此,本章從討論半導體的導電特性和PN結的基本原理(特別是它的單向導電性)開始,然后介紹二極管和三極管及其基本應用,它們既是分立半導體器件,也是集成電路的基礎器件。最后討論集成電路的有關知識,為以后的學習打下基礎。輸入級偏置
4、電路中間級輸出級輸出集成運放??741的電路原理圖+VCCuO+–反相輸入-VEE同相輸入T12T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T13T14T16T18T17T20T15T19R1R2R3R4R5R7R8R9R10R11R12C⑦⑥④⑤①②③第8章半導體器件8.2半導體二極管8.3特殊二極管8.4雙極型晶體管8.5場效應晶體管8.1半導體的基礎知識8.6集成電路概述概述*8.7晶閘管概述模擬信號和數(shù)字信號的概念:電子電路中的信號模擬信號數(shù)字信號幅度隨時間連續(xù)變化的信號例:正弦波信號、鋸齒波信號等。幅度不隨時間連續(xù)變化,而是跳
5、躍變化的信號模擬信號tV(t)tV(t)數(shù)字信號高電平低電平上跳沿引言下跳沿模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別1、工作任務不同:模擬電路研究的是輸出與輸入信號之間的大小、相位、失真等方面的關系;數(shù)字電路主要研究的是輸出與輸入間的邏輯關系(因果關系)。模擬電路中的三極管工作在線性放大區(qū),是一個放大元件;數(shù)字電路中的三極管工作在飽和或截止狀態(tài),起開關作用。因此,基本單元電路、分析方法及研究的范圍均不同。2、三極管的工作狀態(tài)不同:模擬電路研究的問題引言基本電路元件:基本模擬電路:晶體二極管、三極管場效應管集成運算放大器信號放大及運算(信號放大、模擬運算等)
6、信號處理(采樣保持、電壓比較、有源濾波等)信號發(fā)生(正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、…)數(shù)字電路研究的問題基本電路元件引言基本數(shù)字電路邏輯門電路觸發(fā)器組合邏輯電路(加法器、編碼器、譯碼器等)時序邏輯電路(寄存器、計數(shù)器、脈沖發(fā)生器、脈沖整形電路等)A/D轉換器、D/A轉換器半導體自然界中的物質根據(jù)物體導電能力(電阻率)的不同,可以劃分為導體、絕緣體和半導體。典型的半導體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。半導體有溫敏、光敏和摻雜等導電特性。它們是共價鍵結構,在熱力學溫度零度和沒有外界激發(fā)時,本征半導體不導電。8.1半導體的基礎知識在熱力學溫度
7、零度和沒有外界激發(fā)時,本征半導體不導電。常用的半導體材料有硅和鍺。把純凈的沒有結構缺陷的半導體單晶稱為本征半導體。它是共價鍵結構。本征半導體的共價鍵結構硅原子價電子一、本征半導體+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子空穴本征激發(fā)復合本征半導體中的兩種載流子——自由電子和空穴成對出現(xiàn)成對消失+4+4+4+4+4+4+4+4+4外電場方向空穴導電的實質是共價鍵中的束縛電子依次填補空穴形成電流。故半導體中有電子和空穴兩種載流子。空穴移動方向電子移動方向在外電場作用下,電子和空穴均能參與導電。價電子填補空穴
8、N型半導體——摻入五價雜質元素(如磷)的半導體。P型半導體——摻入三價雜質元素(如硼)的半導體。為了盡量保持半導體的原有晶體結構,摻入的雜質主要是微量的價電子數(shù)較為接近的三價或五