中北大学模电模拟绪论

1、 0. 绪论绪论0.1 电子技术的内涵电子技术的内涵0.2 电子技术的分类电子技术的分类 0.3 电子技术的电子技术的主要研究内容 0. 4 课程的性质和任务课程的性质和任务0.6 如何学习这门课程如何学习这门课程0.7 课程安排与要求课程安排与要求0.5 课程的特点课程的特点0.1 电子技术的内涵电子技术主要研究与电子有关的理论和技术。电子技术主要研究与电子有关的理论和技术。1 1）电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设）电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路计和制造某种特定功能的电路, ,以解决实际问题以解决实际问题的科学。的科学。2 2）电子技术是对电子

2、信号进行处理的技术。处理的）电子技术是对电子信号进行处理的技术。处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波、转换。方式主要有：信号的发生、放大、滤波、转换。 0.2 电子技术的分类电子技术的分类1 1）模拟电子技术）模拟电子技术2 2）数字电子技术）数字电子技术3 3）电力电子技术）电力电子技术(1) (1) 模模拟电拟电子技子技术术 研究对模拟信号处理的模拟电路学科。研究对模拟信号处理的模拟电路学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括运算放大电路、功率放大电路键电子器件，包括运算放大电路、功率放大电路、反馈放大电路、信号运算

3、与处理电路、信号产、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。生电路、电源稳压电路等研究方向。(2)(2) 数字数字电电子技子技术术 数字电子技术主要研究处理数字信号的电数字电子技术主要研究处理数字信号的电,包括包括各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用 组合和时序电路的分析和设计、组合和时序电路的分析和设计、 典型集成芯片典型集成芯片等等. (3) 3) 电电力力电电子技子技术术 又称又称“功率电子学功率电子学”（Power Electronics），简），简称称PE。是应用于电力领域，使用电力电子元件对电。是应用于电力领域

4、，使用电力电子元件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术分为能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术分为电力电子元件制造技术和变流技术。电力电子元件制造技术和变流技术。 电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而行成。这一观点被全世界普遍接受。科交叉而行成。这一观点被全世界普遍接受。0.3 电子技术的电子技术的主要研究内容 (1)(1)电子元件 (2)(2)电子电路 (3) (3)应用技术(1)(1) 电子器件l 电子器件电子器件主要包括（真空、半导体）电子二极管、三主要包括（真空、半导体）电子二极管、三极管、半导体集成块等。极管、半

5、导体集成块等。l 电子器件的发展历程：电子器件的发展历程：l 真空器件真空器件半导体器件半导体器件集成电路集成电路 电子器件(探索）l 1 1895895年荷兰物理学家年荷兰物理学家、数学家、数学家洛伦兹洛伦兹“假定电子的存在假定电子的存在”洛伦兹洛伦兹，HA(Hendrik Antoon Lorentz,18531928)，荷兰荷兰物理学家物理学家、数学家、数学家2 18972 1897年著名英国物理年著名英国物理学家学家约瑟夫约瑟夫约约翰翰汤拇逊汤拇逊(Thomson(Thomson，Joseph JohnJoseph John）在实）在实验室找到电子验室找到电子约瑟夫约瑟夫约翰约翰汤拇逊

6、汤拇逊(Thomson，Joseph John。18561940)，著名的英国物理学，著名的英国物理学家家3 319041904年美国电机工程年美国电机工程师师约翰约翰安布罗安布罗斯斯弗莱明弗莱明 （John John Ambrose Fleming Ambrose Fleming ）发明了简单的真空电发明了简单的真空电子二极管子二极管 用于检测微弱的无线用于检测微弱的无线电信号电信号John Ambrose Fleming （1864年年11月月29日日1945年年4月月18日），英国电机工程师、日），英国电机工程师、物理学家。以在发现右手定则、物理学家。以在发现右手定则、发明二极管、真空管

7、而闻名发明二极管、真空管而闻名4 1904 1906 6年美国物理年美国物理学家学家德福雷德福雷斯特斯特二极管上加栅极,发明了具有发明了具有放大作用的三极放大作用的三极管管5 1901906 6年，美籍加拿大人费森登教年，美籍加拿大人费森登教授（授（ 1866193218661932年）在马可尼、年）在马可尼、波波夫发明无线电报的启发下，波波夫发明无线电报的启发下，发明了调幅波，使高频信号带着发明了调幅波，使高频信号带着声音的振幅发射出去，声音的振幅发射出去，1910 1910 成功成功地地 进行了首次无线电广播。进行了首次无线电广播。6 6 收音机诞生了。收音机诞生了。 由于早期的三由于早期

8、的三极管真空度不高，收音质量不好极管真空度不高，收音质量不好，直到，直到19141914年，高真空管问世，年，高真空管问世，无线电广播无线电广播 方有大规模发展。方有大规模发展。19111911年电子技年电子技术术实用开始！实用开始！由电子管到晶体管19121912年年 阿诺德和兰米尔研制出高真空电阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管子管19171917年年 坎贝尔研制成滤波器坎贝尔研制成滤波器19221922年年 弗里斯研制成第一台超外差无线弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机电收音机19401940年年 帕全森和洛弗尔研制成电子模拟帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机计算机19471947年年

9、肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管管 19471947年年 贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管成第一个点接触型晶体管 1948 1948年年 英国采用英国采用EDSAGEDSAG计算机计算机, ,这是最早的一种这是最早的一种存储程序数字计算机存储程序数字计算机 1949 1949年年 诺伊曼提出自动传输机的概念诺伊曼提出自动传输机的概念 1950 1950年年 麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存储器储器 1958 1958年年 美国得克萨斯仪器公司和仙童公司宣布美国得克萨斯仪器

10、公司和仙童公司宣布研制成第一个集成电路研制成第一个集成电路 半导体器件集成电路 1948 1948年第一只晶体管诞生（半导体器件或固体器件）年第一只晶体管诞生（半导体器件或固体器件）19511951年有了商品年有了商品 从小规模发展到中规模、大规模、超大规模，集成度越来从小规模发展到中规模、大规模、超大规模，集成度越来越高，从而进入微电子时代。越高，从而进入微电子时代。 小规模小规模1001000010000 80 80年代可编程器件发展年代可编程器件发展 近近2020年：生物电子器件、微机电器件（年：生物电子器件、微机电器件（MEMSMEMS）等）等 近年：石墨烯发明，电子器件有望出现新的革

11、命！近年：石墨烯发明，电子器件有望出现新的革命！值得纪念的几位科学家！值得纪念的几位科学家！（by John Bardeen ,William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab）肖克莱、巴丁肖克莱、巴丁 、布拉顿、布拉顿 他们在他们在1947年年11月底发明了晶体管，月底发明了晶体管，并在并在12月月16日正式宣布日正式宣布“晶体管晶体管”诞生。诞生。1956年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。巴丁巴丁 所做的超导研究于所做的超导研究于1972年第二次年第二次获得诺贝尔物理学奖。获得诺贝尔物理学奖。第一个集成电路及其发明者第一个集成电路及其

12、发明者（ Jack Kilby from TI ）1958年年9月月12日，在德州仪器公司的日，在德州仪器公司的实验室里，实现了把电子器件集成实验室里，实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想。在一块半导体材料上的构想。42年以后，年以后， 2000年获诺贝尔物理学奖年获诺贝尔物理学奖 “为现代信息技术奠定了基础为现代信息技术奠定了基础”。 第一片集成电路只有第一片集成电路只有4个晶体管，个晶体管，而而1997年一片集成电路中有年一片集成电路中有40亿个晶体管。亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按有科学家预测，集成度还将按10倍倍/6年年的速度增长，到的速度增长，到2015或或2020年

13、达到饱和。年达到饱和。学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！ (2)(2)电子电路电子电路 电子电路是指含有电子器件（电子管、晶电子电路是指含有电子器件（电子管、晶体管等）和电阻、电感、电容等其他元件体管等）和电阻、电感、电容等其他元件组成，实现某种特定功能的电路。组成，实现某种特定功能的电路。 电子电路的功能：对电子信号进行处理。电子电路的功能：对电子信号进行处理。包括：信号的发生、放大、滤波、转换。包括：信号的发生、放大、滤波、转换。 电子信息系统的组成电子信息系统的组成传感器接收器传感器接收器隔离、滤波、放大隔离、滤波、放大运算、

14、转换、比较运算、转换、比较功放功放执行机构执行机构模拟电子电模拟电子电 (模拟电子系统模拟电子系统)模拟电子电路模拟电子电路数字电子电路（系统）数字电子电路（系统）模拟模拟- -数字混合电子电路数字混合电子电路(2)(2)应用技术4C电子技术的应用领域归纳为四个方面，或者电子技术的应用领域归纳为四个方面，或者叫做四个叫做四个“C”C”。l C Communicationommunication（通讯）（通讯）l C Controlontrol（控制）（控制）l C Computeromputer（计算机）（计算机）l C Cultureulture lifelife（文化生活）文化生活） 电子

15、技术的发展，推动计算机技术的发展，电子技术的发展，推动计算机技术的发展，使之使之“无孔不入无孔不入”，应用广泛！，应用广泛！广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电话、手机程控交换机、电话、手机 网网络：路由器、络：路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器交换机、收发器、调制解调器工业：钢铁、石油化工、机加工、数控机床工业：钢铁、石油化工、机加工、数控机床交通：飞机、火车、轮船、汽车交通：飞机、火车、轮船、汽车军事：雷达、电子导航军事：雷达、电子导航航空航天：卫星定位、监测航空航天：卫星定位、监测医学：医学：刀、刀、CT、B超、微创手术超、微创

16、手术消费类电子：家电（空调、冰箱、电视、音响、消费类电子：家电（空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照相机、电子表、电子玩具、摄像机、照相机、电子表、电子玩具、各类报警器、保安系统各类报警器、保安系统 0. 4 课程的性质和任务课程的性质和任务 (1) (1) 课课程性程性质质 技术基础课、专业基础课技术基础课、专业基础课 课程范畴：模拟电子技术和数字电子技术课程范畴：模拟电子技术和数字电子技术 (2)(2)课程的任务课程的任务l 掌握掌握电电子子电电路分析、路分析、设计设计必必备备的的l 基本理基本理论论l 基本概念基本概念l 基本方法基本方法 l 具体内容具体内容l掌握掌握电电子器件的特性、主

17、要参数和子器件的特性、主要参数和选选用用l熟熟练练掌握掌握单单元元电电路的工作原理、路的工作原理、组组成、分析方成、分析方法法l掌握掌握电电路的路的应应用用l了解新器件、新技了解新器件、新技术术自学能力培养自学能力培养电子技术是信息技术的基础和支撑！信息无处不在，电子技术无所不用！信息无处不在，电子技术无所不用！0.5 课程的特点课程的特点（1）理论与实践并重；（）工程性和实践性；（）受控源、线性与非线性电路的分析方法 。 0.6如何学习这门课程如何学习这门课程1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法掌握基本概念、基本电路和基本分析方法 基本概念：基本概念：概念是不变的，应用是灵活的，概念是

18、不变的，应用是灵活的， “万变万变不离其宗不离其宗”。基本电路：基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种多样的。构成的原则是不变的，具体电路是多种多样的。 基本分析方法：基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标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. 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. 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. 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 学习电子电路方法（归纳） 理论+实践+扩充+创新思考 （1）是什么？）是什么？ （2）为什么？）为什么？ （3）做什么？）做什么？ （4）怎么做？）怎么做？ 。5.如何听课:听什么?怎样听?如何记笔记6.如何复习:重点讲如何看参考