对电子技术的认识.doc

对电子技术的认识本文由900126sheng贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 Logo 对电子技术的认识 “在生产斗争和科学实验范围内，人类总是不断发展的， 自然界也总是不断发展的，永远不会停止在一个水平上。” 对于电子技术，同样的道理，从无到有，从粗到精， 电子技术也经历了漫长的发展阶段。现在，电子技术充满 了我们生活的角角落落。下面让我们来认识下电子技术。 Logo 电子技术 电子技术的广泛应用 电子技术的发展概况 我眼中的 电子技术 我对电子技术的理解与认识 Company Logo Logo 电子技术的概念 什么是电子技术？ 电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术， 二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一 个重要标志。进入21世纪，人们面临的是以微电子技术（半导体 和集成电路为代表）电子计算机和因特网为标志的信息社会。高 科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。现代电 子技术在国防、科学、工业、医学、通讯（信息处理、传输和交 流）及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。现在的世界， 电子技术无处不在：收音机、彩电、音响、VCD、DVD、电子手 表、数码相机、微电脑、大规模生产的工业流水线、因特网、机 器人、航天飞机、宇宙探测仪，可以说，人们现在生活在电子世 界中，一天也离不开它。 Company Logo Logo 电子技术的广泛应用 电子技术的 广泛应用 Company Logo Logo 如上可见， 如上可见，电子技术已渗入到我们生活的方 方面面 科学研究方面：航空航天、 科学研究方面：航空航天、宇宙飞船等 工业生产方面：生产流水线、 工业生产方面：生产流水线、生产机器等 医疗反面： 医疗反面：医疗器械等 通讯方面：计算机、 通讯方面：计算机、电话等 日常生活方面：电视、手表等 日常生活方面：电视、 Company Logo Logo 电子技术的发展概况 磁石司南 电磁现象及 电动机 基本器件 现代 电子技术 电子技术 不断发展 Company Logo Logo 基本器件的两个发展阶段 一、分立元件阶段（19051959） 分立元件阶段（ ） 真空电子管、 真空电子管、半导体晶体管 集成电路阶段（ 二、集成电路阶段（1959） ） SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI 、 、 、 、 主要阶段概况 产品以电子管为核心。 第一代电子 产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导 体三极管，它以小巧、轻便、省电、 命长等特点， 体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿 命长等特点，很快地被各国应用 起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期， 起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一 块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上， 块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子 产品向更小型化发展。 产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集 成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、 成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精 高稳定、智能化的方向发展。 度、高稳定、智能化的方向发展。 Company Logo Logo 分立元件阶段 电子管时代（ 电子管时代（19051948） ） 为现代技术采取了决定性步骤 主要大事记 1905年 爱因斯坦阐述相对论 年 爱因斯坦阐述相对论Emc2 1906年 亚历山德森研制成高频交流发电机 年 德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极，制 德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极， 威第一只三极管 1912年 阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管 年 1917年 坎贝尔研制成滤波器 年 1922年 弗里斯研制成第一台超外差无线电收音 年 机 1934年 劳伦斯研制成回旋加速器 年 1940年 帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机 年 1947年 肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管；香 年 肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管； 农奠定信息论的基础 Company Logo 真空电子管 Logo 分立元件阶段 晶体管时代（ 晶体管时代（19481959） ） 宇宙空间的探索即将开始 主要大事 1947年 贝尔实验室的巴丁、 1947年 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1948年 贝尔实验室的香农发表信息论的论文 接触型晶体管 年 英国采用EDSAG计算机，这是最早的一种存储程序数字 计算机， 英国采用 计算机 计算机 1949年 诺伊曼提出自动传输机的概念 年 1950年 麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存储器 年 1952年 美国爆炸第一颗氢弹 年 1954年 贝尔实验室研制太阳能电池和单晶硅 年 1957年 苏联发射第一颗人造地球卫星 年 1958年 美国得克萨斯仪器公司和仙童公司宣布研制成第一个 年 集成电路 Company Logo Logo 集成电路阶段 自1958年第一块集成 元件问世以来，集成电路 已经跨越了小、中、大、 超大、特大、巨大规模几 个台阶，集成度平均每2年 提高近3倍。随着集成度的 提高，器件尺寸不断减小。 时 期 50年代末 50年代末 60年代 60年代 70年代 70年代 70年代末 70年代末 80年代 80年代 规 模 小规模集成电路（SSI） 小规模集成电路（SSI） 中规模集成电路（MSI） 中规模集成电路（MSI） 大规模集成电路（LSI） 大规模集成电路（LSI） 超大规模集成电路（VLSI） 超大规模集成电路（VLSI） 特大规模集成电路（ULSI） 特大规模集成电路（ULSI） 集成度 元件数） （元件数） 100 1000 1000 10000 100000 1985年，1兆位ULSI的集成度达到200万个元件，器件条宽 仅为1微米；1992年，16兆位的芯片集成度达到了3200万个元件， 条宽减到0.5微米，而后的64兆位芯片，其条宽仅为0.3微米。 Company Logo Logo 集成电路阶段 集成电路制造技术的发展日新月异， 集成电路制造技术的发展日新月异，其中最具有代表性的集成电路芯片 主要包括以下几类，它们构成了现代数字系统的基石。 主要包括以下几类，它们构成了现代数字系统的基石。 微控制芯片（ 微控制芯片（MCU） ） 可编程逻辑器件（ 可编程逻辑器件（PLD） ） 数字信号处理器（ 数字信号处理器（DSP） ） 大规模存储芯片（ 大规模存储芯片（RAM/ROM） ） Company Logo Logo 电子计算机的发展 伴随着电子技术的发展而飞速发展 起来的电子计算机所经历的四个阶段充 分说明了电子技术发展的四个阶段的特 性。 第一代（19461957）电子管计算机 第二代（19581963）晶体管计算机 第三代（19641970）集成电路计算机 第四代（1971）大规模集成电路计算机 品牌电脑 ENIAC IBM 7090 IBM 360 晶体管计算机 世界上第一台电子计算机于1946年在美 世界上第一台电子计算机于1946年在美 1946 国研制成功，取名ENIAC ENIAC。 国研制成功，取名ENIAC。这台计算机使用了 18800个电子管 占地170平方米，重达30 个电子管， 170平方米 30吨 18800个电子管，占地170平方米，重达30吨， 耗电140千瓦，价格40多万美元，是一个昂贵 耗电140千瓦，价格40多万美元， 140千瓦 40多万美元 耗电的庞然大物 耗电的庞然大物。由于它采用了电子线路 来执行算术运算、逻辑运算和存储信息， 来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从 而就大大提高了运算速度。ENIAC每秒可进行 而就大大提高了运算速度。ENIAC每秒可进行 5000次加法和减法运算 次加法和减法运算， 5000次加法和减法运算，把计算一条弹道的 时间短为30秒。它最初被专门用于弹道运算， 时间短为30秒 它最初被专门用于弹道运算， 30 后来经过多次改进而成为能进行各种科学计 算的通用电子计算机。 1946年 月交付使用， 算的通用电子计算机。从1946年2月交付使用， 1955年10月最后切断电源 ENIAC服役长达 月最后切断电源， 到1955年10月最后切断电源，ENIAC服役长达 9 年。 Company Logo Logo 电子计算机的发展 第一代（ 第一代（19461957）电子管计算机时代：它的基本电子元件是电子管，内存 ）电子管计算机时代：它的基本电子元件是电子管， ENIAC 储器采用水银延迟线，外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。 储器采用水银延迟线，外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当 时电子技术的限制，运算速度只是每秒几千次几万次基本运算 几万次基本运算， 时电子技术的限制，运算速度只是每秒几千次 几万次基本运算，内存容量仅 几千个字。程序语言处于最低阶段，主要使用二进制表示的机器语言编程， 几千个字。程序语言处于最低阶段，主要使用二进制表示的机器语言编程，后 阶段采用汇编语言进行程序设计。体积大，耗电多，速度低，造价高， 阶段采用汇编语言进行程序设计。体积大，耗电多，速度低，造价高，使用不 主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。（ 。（ENIAC） 便，主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。（ ） IBM 7090 第二代（ 第二代（19581963）晶体管计算机时代： ）晶体管计算机时代： 它的基本电子元件是晶体管， 它的基本电子元件是晶体管，内存储器大量 使用磁性材料制成的磁芯存储器。 使用磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代 电子管计算机相比，晶体管计算机体积小， 电子管计算机相比，晶体管计算机体积小， 耗电少，成本低，逻辑功能强，使用方便， 耗电少，成本低，逻辑功能强，使用方便， 。（IBM 7090） 可靠性高 。（ ） 品牌电脑 第三代（19641970）集成电路计算机时代： 第三代（ ）集成电路计算机时代： 它的基本元件是小规模集成电路和中规模集成 电路，磁芯存储器进一步发展， 电路，磁芯存储器进一步发展，并开始采用性 能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒 能更好的半导体存储器， 几十万次基本运算。由于采用了集成电路， 几十万次基本运算。由于采用了集成电路，第 三代计算机各方面性能都有了极大提高： 三代计算机各方面性能都有了极大提高：体积 缩小，价格降低，功能增强，可靠性大大提高。 缩小，价格降低，功能增强，可靠性大大提高。 系列为代表） （IBM 360系列为代表） 系列为代表 第四代（ ）大规模集成电路计算机时代 第四代（1971）大规模集成电路计算机时代： ）大规模集成电路计算机时代： 它的基本元件是大规模集成电路， 它的基本元件是大规模集成电路，甚至超大规 模集成电路， 模集成电路，集成度很高的半导体存储器替代 了磁芯存储器，运算速度可达每秒几百万次， 了磁芯存储器，运算速度可达每秒几百万次， 甚至上亿次基本运算。具有体积小、功能强、 甚至上亿次基本运算。具有体积小、功能强、 可靠性高等特点。 可靠性高等特点。 IBM 360 晶体管计算机 Company Logo Logo Diagram 几种先进的 电子技术介绍 EDA技术 技术 的内容及 其功能 纳米技术 的概况及 其发展. Company Logo Logo EDA技术 ARM开发板 开发板 电子设计技术的核心就是EDA技术 EDA是指以计算机为工作平台 是指以计算机为工作平台， 电子设计技术的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机为工作平台，融合应 EDA技术。 用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包， CAD通用软件包 用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包， 主要能辅助进行三方面的设计工作， IC设计 电子电路设计和PCB 设计。 设计、 PCB设计 主要能辅助进行三方面的设计工作 ， 即 IC 设计 、 电子电路设计和 PCB 设计 。 EDA技术发展的三个阶段： EDA技术发展的三个阶段： 技术发展的三个阶段 计算机辅助设计(CAD)阶段（ 70年代）：用计算机辅助进行IC版图编辑、 年代）：用计算机辅助进行IC版图编辑、 计算机辅助设计(CAD)阶段（ 70年代）：用计算机辅助进行IC版图编辑 (CAD)阶段 PCB布局布线 取代了手工操作。 布局布线， PCB布局布线，取代了手工操作。 计算机辅助工程(CAE)阶段（ 80年代）：与CAD相比 CAE除了有纯粹的 (CAE)阶段 年代）： 相比， 计算机辅助工程(CAE)阶段（ 80年代）：与CAD相比，CAE除了有纯粹的 图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计， 图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连 接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。CAE的主要功能是 的主要功能是： 接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。CAE的主要功能是：原 理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析 后分析。 理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。 电子系统设计自动化(ESDA)阶段（ 90年代以后）：设计人员按照 (ESDA)阶段 年代以后）：设计人员按照“ 电子系统设计自动化(ESDA)阶段（ 90年代以后）：设计人员按照“自顶 向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分， 向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电 路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现， 路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言 HDL）完成系统行为级设计， （HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标 Company Logo 器件。 器件。 Logo 纳米电子技术 纳米电子学主要在纳米尺度空间内研究电子、 纳米电子学主要在纳米尺度空间内研究电子、原子和分子 运动规律和特性，研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳米线。 运动规律和特性，研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳米线。纳 米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子器件的电子学 功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及放大、振荡、 功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及放大、振荡、脉冲 技术、运算处理和读写等基本问题。 技术、运算处理和读写等基本问