电子学的基本概念.ppt

1、电子学的基本概念，电、电二、电子学三、电子管4、IC集成电路5、微处理器6、激光相关术语、基本计量单位的介绍、电是自然现象，是指电荷运动引起的现象。 自然段的闪电是一种电现象。 电是电子和质子这类亚原子微粒之间产生的斥力和吸引力的属性。 是自然段的四个基本相互作用之一。 电子运动现象中，电子不足的原子说有正电荷，有多馀电子的原子说有负电荷。 电在一般术语中是由静止或移动的电荷引起的物理现象。 在自然环境中，电的反应历程会产生很多众所周知的效果，如闪电、摩擦电动势、静电感应、电磁效应等，电、电荷：某些亚原子微粒的内在性质。 这个性质决定着相互的电磁作用。 带电荷的物质受到外部电磁场的影响时，在云

2、同步上也会产生电磁场。 电流：带电粒子的方向性的变动。 通常用安培来测量。 电场：电荷的影响。 附近的其他电荷因为这个影响感觉到了电场力。 电位：单位电荷在有静电场的地方具有的电势。 通常以螺栓为单位。 电磁作用：电磁场与静止或运动中电荷的基本相互作用。 (1)电荷电场失去电子或得到电子的物体带正电荷或负电荷，带电荷的物体称为带电体。 电荷的周围存在电场，导入电场的电荷受到电场力。 这种电荷称为休里文明棍电荷！ 发出电场的电荷称为电场源电荷！ 电场强度和电位是表示静电场各点性质的两个基本物理量。 电场中的某一点的电场强度，在这一点上是单位正电荷受到的力。 电场强度的单位是指，牛顿/库仑(N/C

3、o )电场中某点的电位是指在电场中使单位正电荷从该点向电位基准点移动的电场力的作用。 电位的常用单位是伏特(v )或毫安(mV )，即1V=1000mVe电场的某两点之间的电位差称为这两点之间的电压或电压降。 电压的单位和电位的单位相同。 电场强度由电场本身决定！ 某物体的原子得到电子时带负电，失去电子时带正电。 电相反的电荷相互吸引，电相同的电荷相互排斥。 没有电荷的物体是电中性物体。 电流和电路在电源的非静电力作用下同种带电粒子取向移动，正电荷向电源负移动，负电荷向电源正移动。 带电微粒的取向移动是电流，一般将正电荷移动的方向规定为电流的正方向。 电流方向不随时间变化的电流称为直流，电流方

4、向随时间变化的电流称为交流。 区别直流和交流的只是那个方向，与其他的量没有关系。 电流有方向，但是是标量。 电流的大小称为电流强度，电流的强度简称为电流，等于每秒通过电气线路的电荷量。 电流的一般单位是安培(a )或毫安(mA )，即1000mA=1A。 作为电流流过的路径的电路。 闭合回路实现了电力的传递和转换。 电气线路由电源、接线查询密码、开关电器、负载和其他辅助设备构成。 电源是供给电能的设备，电源的功能是将非电能转换为电能。 例如，电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能，太阳能电池片把太阳能转化为电能。 干电池、蓄电池、发电机等是最常用的电源。 负载是用电气线路消耗电力的设

5、备，负载的功能是把电力变成其他形式的能量。 电炉将电能转换为热能，电动机马达将电能转换为机械能等。 照明器具、家电产品、工作母机等是最常见的负荷。 开关电器是负载的控制设备，如斩拌机开关、空气开关、电磁开关、减压星空卫视等属于开关电器。 辅助设备有各种继电器、保险丝、测量仪表等。辅助设备用于实现电路的控制、分配、保护和测量。 连接引线与电源、负载和其他闭合机器的电路连接，连接引线的作用是传输电力还是传输通讯号码。 光频的开拓和利用电子学发展的重要方面之一出现在电磁波频谱利用的扩大，其中特别出现在光频带(包括红外和紫外)的开拓和利用。 麦斯威尔在他创立的古典电磁理论中，揭示了光的电磁本质。 人类

6、对光的认识和利用在电子学诞生之前远远存在。 但是，在激光器被发明之前，人们参与的主要是非相干光。 1954年，美国的C.H .陶斯以冷的阿摩尼亚分子为工作物质，开发了世界上第一个微波刺激器。 在那之后，苏联.巴索夫和.普罗霍洛夫也开发了以氟化铯为工作物质的微波加速器。 1958年，托马斯和A.L .肖罗将微波激发的原理推广到红外线和光波段。 1960年，美国的T.H .梅曼研制出了第一种激光红宝石脉冲激光。 不到一年，第一个连续激光氦氖激光器被研制出来。 由此，信息技术中使用的电磁波频谱从无线波段扩展到光波段，减轻了已经拥塞的无线波段。 激光的出现，为1946年英吉利d盖博发明的全息术带来了新

7、的活力，为之后的高密度大容量信息存储技术奠定了基础。 激光的出现，导致大容量光纤通讯的出现，使通讯技术仅次于卫星通讯，这又是一大进展。 激光、电子是以应用为主要目的的科学和技术。 它主要研究电子的特性和行为、电子德克老虎钳的物理学科。 电子技术是应用电子学原理设计电路和电子数字老虎钳解决实际问题的科学。 现代电子已成为世界瞩目的学科。 电子学、电子学的产生至今已有100年左右的历史，它是基于早期电磁性和电气工程专业而发展起来的。 电子学诞生之前，对人类电磁现象的研究已相当深入。 已经建立了一系列的物理定律，例如库仑定律、安培定律、欧姆定律、楞次定律、法拉第感应定律等。 英吉利J.C .麦斯威尔

8、集合了传统电磁性研究的大成，建立了电磁性的完整理论麦克斯韦方程组，在理论上预言了电磁波的存在。 2和云同步，电磁学的利用也达到了一定的水平，有线电报和有线电话相继发明，有横贯美洲大陆的电报、横贯电话线和大西洋的海底电缆。 美国的T.A .爱迪生发明了钨丝灯。 所有的这些个都为电子产品的诞生准备了一盏茶的条件。 爱迪生发现了热电子发射效果(爱迪生效果)，但他没有意识到这种效果的含义，其反应历程也不清楚。 1897年，英国的J.J .汤姆森发现形成爱迪生效应的粒子电荷是电子，爱迪生效应是热电子发射现象。 1904年，英国的J.A .弗莱明首次将爱迪生效应实用化，发明了二极电子管。 二极电子管的发明

9、提供了一种对无线电报接收敏感、可靠的检波器。 1906年，美国的l .德累斯顿发明了一种有放大能力的三极电子管，为当时蓬勃发展的无线电报通讯事业提供了非常有用的解码老虎钳。 三极电子管后出现了四极管、五极管、更多的极电子管和达林顿管，形成了接收管、发射管、次低频管、射频波管、微波电子管和超小型管等系列。 电子管是电子脱老虎钳的首代，晶体管被发明将近半个世纪，电子管是大多数电子脱老虎钳中唯一可用的电子脱老虎钳。 电子学随后取得的许多成就，如电视、雷达、计算机的发明，与电子管是分不开的。在固体电子学盛行的现代，以大功率电子管(特别是微波功率电子管)和电子束管为代表的真空电子学也是一个活跃的领域。

10、1、电子管、晶体管的金黄色封装锗晶体管4 :电子管进入全盛期，美国美国贝尔实验室物理学家对电子管的体积、电功耗、寿命等的局限性进行了客观必要的推广着手固体沉积老虎钳的研究。 1948年，美国贝尔实验室宣布，j .巴丁、W.H .布莱顿和W.B .肖克拉开发出了晶体管。 初期的晶体管是点接触，制造困难，稳定性差，不过，那始终是时代的象征符。 1957年，贝尔实验室的d .斯帕克发明了结型晶体管，克服了接点晶体管的缺点，巩固了出生不久的晶体管地位。 此后，由于材料工艺的进展，也实现了萧摇镜头初步构想的增强型场效应晶体管。 晶体管的发明使电子学进入了新的阶段。 电子学今后取得的许多成就，如IC集成电

11、路、微处理器、微机等都是从晶体管发展而来的。 4，二极管：整流，检波，开关，晶体管：放大，驱动。IC集成电路集成和非男同性恋电路74LS01 1958年，美国德克萨斯仪器公司发表集成震荡器，首次将晶体管以及电阻、电容器等集成在一个硅片上，基本构成了完整的单片功能电路。 1961年，美国仙童公司宣布建立综合触发器。 从那以后，IC集成电路发展很快。 随着数字集成电路从小规模到中规模、大规模甚至超大规模，集聚度越来越高，使过去的中小型计算机乃至大型计算机小型化，进入了微型计算机的时期。 在云同步，模拟集成电路也发展了。 IC集成电路的发明开辟了电子元器件与部分电子元器件一体化的新局面，改变了传统电

12、子元器件的概念。 这种新封装的解老虎钳体积和电功耗小，具有独立的电路功能，甚至具有系统功能。 单片微波集成电路也进入了生产期。 IC集成电路的发明使电子学进入微电子学时期，是电子学发展的一大飞跃。IC集成电路、一、数字集成电路：男同性恋电路四二输入和非男同性恋： 74ls00、cd4011、缓冲器、编码器、驱动器、二、模拟集成电路放大器：单端放大、差分放大LM358滤波器：高通滤波器、低通滤镜、带通滤波器、一、 传统的微处理器1.4二进制位设备2.8二进制位设备：51单片微型计算机微处理器的pic系列单片微型计算机、Atmel的mega、xmega系列单片微型计算机3.16二进制位设备： ms

13、p430系列3.32二进制位设备： arM32位处理器、通用M0、m3、M4、M7高端a 、微处理器电路、二、数字信号处理器DSP:Ti、摩托罗拉、Ad、Ti低电功耗处理器Ti数字信号处理器Ti高端多核数字信号处理器：图像应用、交通违章通用相机。 三、可编程逻辑器件1.Altera、晶格：通用相机、雷达、导弹。 2.ASIC、国际单位制的基本单位是一系列物理学家规定的基本基准单位。 简称为SI，国际单位制有7个基本单位。 SI制： 7个基本单位：长度m、时间s、质量kg、热力学温度(开尔文温度) k、电流a、光强cd (坎德拉)、物质的量mol、国际单位制基本单位、长度l米(别名“米”) m、

14、常用符号单位名称单位符号、长度国际单位为米(m ) :常用单位为公里(Km )、常用单位为公里(Km )。 1Km=1000 m，1m=10 dm，1dm=10 cm，1cm=10 mm，1mm=1000m，1m=1000nm，波长：所谓波在一个振动周期内传播的距离。 即，沿着波的传播方向，相邻的两个振动相位差2个点之间的距离。 波长等于波速u与周期t的乘积，即，=uT。 相同频率的波因介质而速度不同，因此波长也不同。与激光有关的基本单位、波长(或可换算为频率)是波的重要特征指标，是波的性质的尺度。 例如，声波可以由该频率来测量：在人眼中听到的声波可以从20Hz到20kHz，并且对应波长从17

15、m到17mm，各种各样的人眼可见光具有从深红色的760nm波长到紫色的390nm波长。 频度是在单位时间内完成周期性变化的次数，是记述周期性运动的频度的量，常用符号f或表示，单位是秒的1/1，符号是s-1。 为纪念德意志物理学家赫兹的贡献，人们将频率单位命名为赫兹，简称为赫兹，符号为Hz。 各个物体有与由其自身的性质决定的振幅无关的频率，称为固有频率。 频率概念不仅在力学、音响中，在电磁性、光学、广播技术中也经常使用。 频率、单位：物理中的频率的基本单位是赫兹(Hz )，简称为赫兹，千赫兹(kHz )、兆赫兹(MHz )、千兆赫兹(GHz )也作为单位使用。 1kHz=1000Hz，1MHz=

16、1000000Hz，1GHz=1000MHz。 力量是指物体在单位时间内的工作量，也就是记述工作速度的物理量。 工作量一定，时间越短，功率值越大。 求出功率的式子是功率=功率/时间。 用力量表现工作速度的物理量。 单位时间内进行的工作叫做电力，用p表示。 因此，力等于力和物体的受力点速度的标量积。 动力，连续功率，物理意义物理意义：表示物体工作速度的物理量。 物理定义：单位时间进行的工作叫电力。 功率是表示物体工作速度的物理量。 物理式：电力分为电力、力的电力等。 计算公式也不一样。 在功率：功率计算式： P=W/t=UI纯电阻电路中，若基于欧姆定律将U=IR代入P=UI，则P=I2R=(U2

17、)/R在动力学上为功率计算式：1.P=W/t (平均功率)2.P=FV； 由于P=Fvcos (瞬时功率，W=F(F力) S(s位移)(工作的定义式)，所以在求功率的公式中，P=Fv: P=W /t=F*S/t=F*V (该公式适用于物体的匀速直线运动)公式中的p表示功率，单位为“瓦”，简称为“瓦” w表示工作。 单位是焦耳，简称焦，符号是j。 t表示时间，单位是“秒”，符号是s。 物理单位1，国际单位：瓦(W) 2，常用单位1kW=1103W 1MW=1103kW=1106W 1马力=735W，电力计算电力的计算公式包括瞬时电力和平均电力。 即，将瞬时电压和瞬时电流设为u(t )、i(t )

18、、瞬时功率设为p(t )，P(t)=U(t)I(t )对于周期信号，将一个周期内的瞬时功率的平均值称为平均功率，也称为有功功率。 测量电力的装置称为电表，根据被测量信号的频率分类，电表分为直流电表、商用频率电表、逆变器电表、无线射频电表和微波电表。 由于直流电等于电压和电流的简单乘积，在实际测量中，一般用电压表和电流计来代替。 商用射频电表是一种比较普遍的电表，一般的电表是指商用射频电表。 现有的无线射频功率计和无线射频检测系统的电路复杂，并低集成度。 2013年，美国ADI公司相继公布了AD8361、AD8362和AD8318型全集完成的单片收音机有效值电能测量系统，不仅可以测量射频(RF )功率，还可以测量中频(IF )、次低频(LF )功率。 电力稳定度：5%、电压(voltage )、电位差或电位差，是测量单位电荷在静电场中因电位差异而产生的能量差的物理量。 其大小与单位正电荷在电场力的作用下从a点移动到b点的功相同，电压的方向被规定为从高电位朝向