無線電技術(shù)導(dǎo)論-之四-電子器件-

無線電技術(shù)導(dǎo)論洪晟：82316447Email:

當前第1頁\共有88頁\編于星期日\3點無線電技術(shù)導(dǎo)論第四講----電子器件當前第2頁\共有88頁\編于星期日\3點主要內(nèi)容:半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體三極管場效應(yīng)管集成電路簡介當前第3頁\共有88頁\編于星期日\3點半導(dǎo)體二極管當前第4頁\共有88頁\編于星期日\3點本次課的內(nèi)容半導(dǎo)體的基本知識PN結(jié)及半導(dǎo)體二極管二極管的分類二極管應(yīng)用當前第5頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管的基本知識導(dǎo)體：容易傳導(dǎo)電流的物質(zhì)為導(dǎo)體絕緣體：不容易傳導(dǎo)電流的物質(zhì)叫做絕緣體

半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)叫半導(dǎo)體當前第6頁\共有88頁\編于星期日\3點半導(dǎo)體的導(dǎo)電特點熱特性：半導(dǎo)體的電阻率隨溫度而變化。只要溫度稍微增高，其電阻值就顯著減??；溫度降低，電阻值就增大。熱敏元件，如熱傳感二極管、熱敏電阻等。自動控制用的光電器件，如光電二極管、光敏電阻等。制造各種不同性質(zhì)、不同用途的半導(dǎo)體器件，如各種各樣的晶體管等。光特性：半導(dǎo)體的一個特性是它在受到光照時電阻率亦顯著減小，反之即大。雜質(zhì)特性：半導(dǎo)體最重要的特性是在純凈的半導(dǎo)體中摻入極微量的雜質(zhì)(約百萬分之一)，其導(dǎo)電能力就會成百萬倍提高當前第7頁\共有88頁\編于星期日\3點本征半導(dǎo)體純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體當前技術(shù)，用于制造集成電路的半導(dǎo)體硅的純度為：99.9999999%當前第8頁\共有88頁\編于星期日\3點半導(dǎo)體級硅的制造方法加熱硅石，得到冶金級硅：98%加熱和HCL反應(yīng)，得到三氯硅烷氣體三氯硅烷氣體化學(xué)反應(yīng)并用氫氣還原得到半導(dǎo)體級硅當前第9頁\共有88頁\編于星期日\3點硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)當前第10頁\共有88頁\編于星期日\3點硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu)當前第11頁\共有88頁\編于星期日\3點本征半導(dǎo)體的自由電子、空穴當前第12頁\共有88頁\編于星期日\3點本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理當前第13頁\共有88頁\編于星期日\3點本征半導(dǎo)體的電流當前第14頁\共有88頁\編于星期日\3點雜質(zhì)半導(dǎo)體當前第15頁\共有88頁\編于星期日\3點N型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體的載流子：當前第16頁\共有88頁\編于星期日\3點P型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體的載流子：

1.由施主原子提供的空穴，濃度與施主原子相同2.本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴當前第17頁\共有88頁\編于星期日\3點PN結(jié)的形成濃度高→低當前第18頁\共有88頁\編于星期日\3點PN結(jié)正向偏置當前第19頁\共有88頁\編于星期日\3點PN結(jié)反向偏置當前第20頁\共有88頁\編于星期日\3點PN結(jié)的單向?qū)щ娦援斍暗?1頁\共有88頁\編于星期日\3點半導(dǎo)體二極管的基本結(jié)構(gòu)當前第22頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管的伏安特性當前第23頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管主要技術(shù)參數(shù)1（直流）當前第24頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管主要技術(shù)參數(shù)2（交流）當前第25頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管的分類當前第26頁\共有88頁\編于星期日\3點國產(chǎn)二極管的命名2CW55，2AP30當前第27頁\共有88頁\編于星期日\3點常用二極管種類與符號、主要技術(shù)參數(shù)整流二極管最大整流電流、最大反向電壓檢波二極管截止頻率開關(guān)二極管恢復(fù)時間（速度）穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓、最大工作電流、最大耗散功率、動態(tài)電阻、穩(wěn)定電流發(fā)光二極管正向工作電壓、最大正向電流、反向耐壓、發(fā)光強度當前第28頁\共有88頁\編于星期日\3點常見二極管的外型

開關(guān)二極管

整流二極管

微波二極管

硅堆、整流器

穩(wěn)壓二極管

變?nèi)荻O管當前第29頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管應(yīng)用舉例-半波整流VO=0.45EVOC≈E當前第30頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管應(yīng)用舉例-全波整流VO=0.9EVOC=1.2E當前第31頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管應(yīng)用舉例-橋式整流VO=0.9EVOC=1.2E當前第32頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管應(yīng)用舉例-串聯(lián)削波當前第33頁\共有88頁\編于星期日\3點二極管應(yīng)用舉例-門電路當前第34頁\共有88頁\編于星期日\3點特殊二極管---穩(wěn)壓管當前第35頁\共有88頁\編于星期日\3點穩(wěn)壓二極管的主要技術(shù)參數(shù)當前第36頁\共有88頁\編于星期日\3點穩(wěn)壓二極管應(yīng)用舉例當前第37頁\共有88頁\編于星期日\3點解題當前第38頁\共有88頁\編于星期日\3點穩(wěn)壓二極管應(yīng)用舉例當前第39頁\共有88頁\編于星期日\3點特殊二極管---變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管電容效應(yīng)結(jié)電容的變化規(guī)律主要參數(shù)：品質(zhì)因數(shù)、截止頻率當前第40頁\共有88頁\編于星期日\3點特殊二極管---發(fā)光二極管管芯材料：磷化鎵、砷化鎵、磷砷化鎵、氮化鎵發(fā)光顏色：管芯材料、攙雜工藝分類：發(fā)光管、數(shù)碼管、符號管、多色發(fā)光管當前第41頁\共有88頁\編于星期日\3點半導(dǎo)體三極管當前第42頁\共有88頁\編于星期日\3點本次課的內(nèi)容三極管的基本結(jié)構(gòu)三極管的輸入輸出特性三極管主要參數(shù)當前第43頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管的基本結(jié)構(gòu)當前第44頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管三個區(qū)的制造工藝當前第45頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管兩個結(jié)當前第46頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管特性曲線實驗電路當前第47頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管輸入特性曲線當前第48頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管輸出特性曲線當前第49頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管輸出特性三個區(qū)域的特點當前第50頁\共有88頁\編于星期日\3點例題當前第51頁\共有88頁\編于星期日\3點主要參數(shù)1---三極管電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)交流電流放大倍數(shù)當前第52頁\共有88頁\編于星期日\3點主要參數(shù)2---集-基極反向截止電流ICBO是衡量晶體管穩(wěn)定性的參數(shù)。當前第53頁\共有88頁\編于星期日\3點主要參數(shù)3---集-射極反向截止電流當前第54頁\共有88頁\編于星期日\3點主要參數(shù)4---集電極最大允許電流當前第55頁\共有88頁\編于星期日\3點主要參數(shù)5---集-射極反向擊穿電壓當前第56頁\共有88頁\編于星期日\3點主要參數(shù)6---集電極最大允許功耗當前第57頁\共有88頁\編于星期日\3點晶體三極管的分類當前第58頁\共有88頁\編于星期日\3點國產(chǎn)三極管命名當前第59頁\共有88頁\編于星期日\3點常見三極管的外形當前第60頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管放大電路當前第61頁\共有88頁\編于星期日\3點三極管的三種工作方式共基極共發(fā)射極共集電極當前第62頁\共有88頁\編于星期日\3點三種放大電路的比較當前第63頁\共有88頁\編于星期日\3點基本交流放大電路電壓放大電路功率放大電路電流比較小、屬于前置級輸出電壓電流都比較大當前第64頁\共有88頁\編于星期日\3點基本電壓放大電路的組成最簡單的放大電路電路偏置兩個回路元件作用當前第65頁\共有88頁\編于星期日\3點單電源供電單管放大電路當前第66頁\共有88頁\編于星期日\3點基本電壓放大電路的工作原理靜偏置狀態(tài)----靜態(tài)當前第67頁\共有88頁\編于星期日\3點放大狀態(tài)----動態(tài)當前第68頁\共有88頁\編于星期日\3點放大狀態(tài)----動態(tài)當前第69頁\共有88頁\編于星期日\3點場效應(yīng)管當前第70頁\共有88頁\編于星期日\3點場效應(yīng)管(FET)是利用輸入回路的電場效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導(dǎo)體器件。由于它僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電，又稱為單極型晶體管。場效應(yīng)管有兩大類：結(jié)型場效應(yīng)管（JFET—Junction

Field

Effect

Transistor）絕緣柵型場效應(yīng)管（IGFET—Insulated

Gate

FET）（因柵極為金屬鋁，故又稱MOS管。

MOS—Metal-Oxide-Semiconductor）當前第71頁\共有88頁\編于星期日\3點當前第72頁\共有88頁\編于星期日\3點集成電路簡介當前第73頁\共有88頁\編于星期日\3點集成電路的定義集成電路的分類集成電路實物圖例當前第74頁\共有88頁\編于星期日\3點Integratedcircuit--ICFromWikipedia,thefreeencyclopediaAnintegratedcircuit(alsoknownasIC,microcircuit,microchip,siliconchip,orchip)isaminiaturizedelectroniccircuit(consistingmainlyofsemiconductordevices,aswellaspassivecomponents)thathasbeenmanufacturedinthesurfaceofathinsubstrateofsemiconductormaterial.Ahybridintegratedcircuitisaminiaturizedelectroniccircuitconstructedofindividualsemiconductordevices,aswellaspassivecomponents,bondedtoasubstrateorcircuitboard.當前第75頁\共有88頁\編于星期日\3點

數(shù)字集成電路半導(dǎo)體集成電路分類

模擬集成電路

一般數(shù)字電路

微處理器電路

混合電路

微波電路

微機接口電路可編程邏輯器件

接口集成電路

其他電路

存儲器集成電路當前第76頁\共有88頁\編于星期日\3點

模擬集成電路采樣保持放大器運算放大器射頻放大器儀表用放大器寬帶放大器對數(shù)放大器模擬乘法器電壓比較器時基電路電源電路電壓基準模擬開關(guān)微波放大器濾波器壓控振蕩器電源濾波器DC/DCAC/DC電壓調(diào)整器處理器監(jiān)控電路當前第77頁\共有88頁\編于星期日\3點1.SSOP(縮小外型封裝）2.TQFP（薄型四方扁平封裝）3.陶瓷銅頂封裝4.四分之一大的小外型封裝5.陶瓷扁平封裝6.模塊封裝，SBGA（超級球式柵格陣列，5*5TQFP）7.CERDIP（陶瓷雙列直插）8.TO-3塑料接腳柵格陣列9.LCC（無引線芯片承載封裝）10.MQFP（公制四方扁平封裝）11.窄體塑封雙列直插12.塑封雙列直插13.PLCC（塑料式引線芯片承載封裝）14.窄體陶瓷雙列直插封裝（300mil)微電路封裝形式當前第78頁\共有88頁\編于星期日\3點

1958:TheFirstICbyJackKilby,

TexasInstrumentsFromJackKilby'sfirstsimplecircuithasgrownaworldwideintegratedcircuitmarketwhosesalesin2007totaled$219billion.當前第79頁\共有88頁\編于星期日\3點當前第80頁\共有88頁\編于星期日\3點當前第81頁\共有88頁\編于星期日\3點當前第82頁\共有88頁\編于星期日\3點當前第83頁\共有88頁\編于星期日\3點845V電源指示燈PC2EmuUSBChipUSBChip7816DC5V電源外接NVRAM外接SRAMEmu工作指示燈復(fù)位開關(guān)3.3V電源指示燈ChipUSBLED當前第84頁\共有88頁\編于星期日\3點摩爾定律是由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（GordonMoore）在1965年提出來的。摩爾定律是指IC上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。Intel公司公布的統(tǒng)計結(jié)果，單個芯片上的晶體管數(shù)目，從1971年4004處理器上的2300個，增長到1997年P(guān)entiumII處理器上的7.5百萬個，26年內(nèi)增加了3200倍。IntelCore2QuadQ9x50處理器的芯片面積為214平方毫米，晶體管數(shù)量為8.2億個。摩爾定律當前第85頁\共有88頁\編于星期日\3點當前第86頁\共有88頁\編于星期日\3點Thanks！