王志功电路与电子线路基础(电路部分)电子教案第1讲.ppt

欧姆定律的出现是历史的必然 在开发发电机和电动机的过程中，人们遇到了下列难题： 奥斯特-安培定律能确定的只是多大电流能产生多大作用力，但是需用多大电位差来产生这些电流呢？ 法拉第定律指出，磁场变化可产生电动势。然而，早期的实验是采用短路螺线管做的，检测到的是感应电流。人们不知道这些感应电流是由多大感应电动势产生的。 人们迫切需要知道电位差与电流之间的关系，电气工程需要电路理论的支持。 佐默林的通信装置的缺陷 利用水的电解，观察电解时气泡的发生来检验电流存在与否的方法显然是不理想的。因为电解与气泡发生均是慢过程，有延迟效应。当信号微弱时，观察气泡提取信息不怎么可靠，用今天的术语，这种通信系统速度慢、效率低、误码率高。 三极管的发明 1906年美国的德福雷斯特（1873－1961，在二极管中又加入一个称为栅极的电极形成了三极管。他发现，控制该电极电压可以控制三极管电流，从而可以控制负载上的电压。下图是德福雷斯特和他发明的三极管。 电路学面临的问题和任务 问题：确定电路中的电压、电流。 利用KCL和KVL两个定律，再加上每个元（器）件的外特性，就可以确定几乎所有电路中的电流电压。电路的分析计算有了依据。 任务：设计特定功能的电路。 电路工程涉及到电路的描述和表达；电路抽象和模型化；电路的层次描述；电路的分析和设计；电路的验证；以及电路的制造与测试。 1.4 电路与电子线路的关联 电路:是电气回路，所谓电气，主要是指大量具有气体特征、可视为集体运动的电子和/或离，具有宏观的含义。 电子线路：更多地表现出电子的相对独立的性质。比如：在电子管中体现在电子自阴极的发射、受栅极的控制和到板极的收集；具有微观的意义。 * 摩尔定律(Moore’s Law)1965年 The number of components per IC doubles every 18 months. （集成电路上的元件数每18个月翻一番，或者说每3年翻两番） * Intel的CPU验证摩尔定律 * Intel 4004 Micro-Processor by 1971 the 4004 the first 4-bit microprocessor was in production. The 4004 was a 3 chip set with a 2kbit ROM chip, a 320bit RAM chip and the 4bit processor each housed in a 16 pin DIP package. The 4004 processor required roughly 2,300 transistors to implement, used a silicon gate PMOS process with 10μm linewidths, had a 108KHz clock speed and a die size of 13.5mm2. * 1974 - Intel 8080 The 8080 was used in the Altair computer. The 8080 was manufactured in a silicon gate NMOS process with 6μm linewidths, 1 polysilicon layer and 1 metal layer, the 8080 had 6,000 transistors, a 2MHz clock speed and a 20.0mm2 die size * 1978 - Intel 8086/8088 The 8088 was selected by IBM for the IBM PC, the biggest semiconductor design win ever. The 8088/8086 were manufactured in a silicon gate NMOS process with 3μm line-widths, 1 polysilicon layer and 1 metal layer, the 8088/8086 had 29,000 transistors, a 5 to 10MHz clock speed and a 28.6mm2 die size. Both processors were identical 16 bit designs with the 8086 having a 16 bit bus and the 8088 having an 8 bit bus. * Intel Pentium (II) * Intel公司2000年推出