《微电子技术基础》课件

《微电子技术基础》欢迎来到《微电子技术基础》课程！课程概述目标内容掌握微电子技术的基本理论和应用，为后续学习和研究奠定基础涵盖集成电路、器件、放大电路、逻辑电路、存储器、模数转换等内容微电子技术的发展历程年19471晶体管的发明，开启了微电子技术时代年19582第一个集成电路诞生，标志着微电子技术的重大突破年19713第一块微处理器问世，改变了电子设备的形态和功能世纪年代至今20804超大规模集成电路技术不断发展，推动着计算机、通信等领域的发展集成电路的基本结构衬底氧化层扩散层金属层集成电路的核心材料，通常起绝缘作用，保护衬底并作通过掺杂形成不同的半导体连接不同器件，形成电路连是硅为器件的隔离层区域，构成器件的关键部分接结的特性p-n结PN1形成电压势垒正向偏置2降低势垒，电流可以通过反向偏置3提高势垒，电流无法通过二极管的工作原理正向偏置电流可以通过，二极管导通反向偏置电流无法通过，二极管截止二极管的应用整流限幅将交流电转换为直流电限制电路中的电压，防止过高或过低保护开关防止电流反向流动，保护电路控制电流的通断晶体管的基本结构发射极基极集电极发射电流，提供多数载流子控制电流的流动，放大信号收集发射极的电流，输出放大后的信号晶体管的工作原理基极电流1控制集电极电流的流动放大倍数2集电极电流远大于基极电流放大信号3输入小信号，输出放大后的信号放大电路的基本特性12增益带宽放大倍数，表示输出信号与输入信号放大电路能够正常工作的频率范围的比值34线性度噪声放大电路对输入信号的响应是否线性放大电路本身产生的随机信号放大电路的设计选择晶体管选择电阻根据电路的应用选择合适的晶体管类根据电路的需要设置合适的电阻值型选择电容电路连接根据电路的频率特性选择合适的电容将各个元件连接成完整的电路，保证值电路正常工作运算放大器的基本概念高增益高输入阻抗运算放大器具有极高的放大倍输入电流非常小，几乎不从信数号源中汲取电流低输出阻抗输出电流可以驱动较大的负载运算放大器的应用反相放大同相放大差动放大输出信号与输入信号相位相反输出信号与输入信号相位相同放大两个输入信号之间的差值逻辑门电路的基本概念与门或门非门当所有输入都为高电平时，输出才为高当至少有一个输入为高电平时，输出就输入信号的取反电平为高电平组合逻辑电路的设计时序逻辑电路的基本概念记忆功能时钟信号状态转移123能够存储信息，并根据输入信号改时序逻辑电路的工作需要时钟信号时序逻辑电路的状态会根据输入信变状态控制号和时钟信号而改变触发器电路的工作原理触发器SR1由置位和复位信号控制状态触发器D2将数据信号存储在触发器中触发器JK3能够实现计数、分频等功能计数器电路的基本构成异步计数器同步计数器各个触发器之间相互影响，形成计数各个触发器由同一个时钟信号控制移位寄存器电路的工作原理串行输入数据以串行的方式输入移位寄存器并行输出数据以并行的方式输出从移位寄存器移位功能数据在寄存器中按位移动存储器的基本结构地址译码器存储单元阵列读写电路数据缓冲器将地址信号转换为相应的存存储数据的物理单元控制数据读写操作临时存放数据，提高数据传储单元地址输效率存储器的分类和特点RAM ROM Flash随机存取存储器，用于存储正在运行只读存储器，用于存储固定的程序和闪存，可以反复擦写，常用于存储系的程序和数据数据统软件和数据模数转换器的基本原理采样量化将连续的模拟信号转换为离散将模拟信号的幅度转换为离散的数字信号的数字值编码将量化后的数字值转换成二进制编码数模转换器的基本原理数字信号1输入的二进制编码信号解码2将二进制编码转换为相应的电压或电流重建信号3将解码后的电压或电流转换为模拟信号微控制器的基本结构中央处理器（）存储器输入输出接口定时器计数器CPU//执行程序，控制整个系统的存储程序和数据，包括连接外部设备，实现数据输用于控制时间间隔和计数操RAM运作、、等入和输出作ROMFlash微控制器的编程汇编语言1低级语言，直接控制硬件，效率高高级语言2易于学习，方便编写复杂的程序集成开发环境（）IDE3提供代码编辑、编译、调试等功能微电子技术在应用领域的发展移动设备计算机汽车微电子技术是智能手机、平板电脑等移动微电子技术是计算机的核心，推动着计算微电子技术应用于汽车的控制系统、安全设备的核心能力的不断提升系统、娱乐系统等微电子技术的未来发展趋势摩尔定律人工智能集成电路的集成度将继续提升微电子技术将推动人工智能的，器件尺寸不断缩小发展，实现更高效的计算和处理能力物联网微电子技术将实现万物互联，构建更加智能化的世界实验与课程总结实验内容课程总结课程将安排一系列实验，帮助学生巩固理论知识，提升实践能力课程结束后，学生将掌握微电子技术的核心知识，并能够进行简单的电路设计和分析问题解答课后将安排专门时间解答学生提出的问题。