高中物理人教版 集成电路.ppt

第6章 集成电路 传感器,第2节 集成电路,学习目标,1、知道什么是集成电路及它的种类,2、知道集成电路的优点,3、知道集成电路有哪些应用,4、了解集成电路的发展历程,打开电脑的机盒,主机板上 有各种各样的 集成电路块,包括CPU、存储器、各种接口电路等， 它们里面都有一块小小的硅片，称为芯片。,从晶体管到集成电路,前面我们学习了 晶体二极管、三极管 以及电阻、电容、电 感等，这些都是电子 电路中常用的元件,这些分立的元件，总要以各种方式组装 成一定的电路才能工作。,从晶体管到集成电路,对于稍微复杂一些的电路，总要经过调试 才能使用，而调试工作复杂而且费时，降低了 工作效率。,1958年,德克萨斯仪器公司的杰克基尔比成功地 研制出世界上第一块集成电路。,集成电路,集成电路符号为IC,它是以半导体材料为基片，将晶体管、 电阻、电容器等和连线集成在同一基片上， 成为具有一定功能的微型化电路。,模拟集成电路和数字集成电路,集成电路按功能及用途可以分为模拟集成 电路和数字集成电路两大类,模拟集成电路处理模拟信号。,信号在时间上的 瞬时值是连续的,常见的模拟集成电路有运算放大器、音响 集成电路、稳压集成电路等。,模拟集成电路和数字集成电路,数字集成电路处理的是数字信号。,信号是分立 的脉冲信号,电子钟,数字万用表,都是由数字电路组成的,模拟集成电路和数字集成电路,还有一些集成电路内含模拟和数字两种 电路，构成专用集成电路，如：,调速,音乐,遥控,等专门用途的集成电路,集成电路的优点,集成电路与分立元件电路相比，不仅 体积小了几个数量级、重量轻了几个数量 级，而且具有分立元件电路无可比拟的其 他优点。,集成电路的优点,1、体积小，重量轻,世界上第一台电 子管式计算机，仅用 1.8万多只电子管， 就占地170平方米， 重30余吨,而现代微电子技 术可以在手指甲大小 不到1克的半导体硅片 上，制造出20亿30 亿个晶体管。,由超大规模集成电路制成的超轻、超薄笔记 本电脑，质量只有1千克左右，厚度不到4厘米,集成电路的优点,2、可靠性高，运算速度快,由分立元件制成的计算机，元件用量大， 平均故障间隔时间仅有几个小时，世界上第一 台电子管式电子计算机，运算速度只有每秒 5000次,由集成电路制成的计算机，平均故障间隔 时间可达上万个小时，运算速度每秒可达几十 亿次。,集成电路的优点,3、耗电少，寿命长,世界上第一台电子管式计算机耗电 200kW，且电子管经过几百小时就会衰老， 发射电子的能力大大降低。,笔记本电脑耗电仅是前者的万分之一。 且集成电路不存在衰老问题，寿命很长。,集成电路的优点,4、成本低，便于大批量生产,制造电子管器件或分立的半导体器件需要 大量的原材料，只能一个一个地进行制造和安 装。,集成电路一次制造成千上万个晶体管等元 件，成本大大降低,随着微电子技术的发展，集成度越高，成 本下降得越快,集成电路的应用,随着微电子技术的发展，集成电路已经 广泛应用于国民经济的各个领域以及人们日 常的工作和生活中。,如：,卫星、导弹的控制系统 汽车、船舶的电子装置 电视 手机 音响等,它们的核心部件无一不采用集成电路,集成电路的应用,微电子技术的发展和广泛应用，标志着国 家现代化水平和人民生活质量的提高。,以电视机为例：,集成电路使电视机变得 结构简洁、性能稳定、价格 低廉、维修方便。由于使用 了微电子技术的数字调谐技 术，电视机的可选频道多达 100个以上，电视机的图象和声音质量大大提高,集成电路的应用,微电子技术对于推动经济增长也产生了 重大的影响。电子技术进入了各种各样的普 及型产品中。,如：,集成电路的发展,在集成电路发明后40多年的时间里，集成 度迅速提高。,集成度指在一定尺寸的芯片上所集成的 晶体管的多少。,小规模集成电路：集成100个晶体管以下 中规模集成电路：集成1001000个晶体管 大规模集成电路：集成100010万个晶体管 超大规模集成电路：集成10万1000万的晶体管,集成电路的发展,初期：仅能在一个芯片上制造十几个到几十个 晶体管,20世纪60年代中期：集成度提高到几百个甚至 上千个元器件。,70年代：出现了集成20多万个元器件的芯片,80年代：是超大规模集成电路的时代,1993年：出现了集成5.6亿个晶体管的芯片,练习,1、集成电路相对分立元件电路来说，有哪些 优点？,2、请你了解关注一下，在你的生活中，哪些 地方用到了集成电路？把你了解的情况列 举出来。,小结,1、集成电路是以半导体材料为基片，将晶体 管、电阻、电容器等和连线集成在