模电第4章附.ppt

晶体管的发明使电子设备体积缩小，耗电减少，可靠性提高。然而随着电子工业的迅速发展，晶体管依然满足不了需要，以计算机为例，IBM公司1955年推出了608计算机，是世界上第一个投入商用的晶体管计算机，里面使用了3000多个锗晶体管，重量达2400磅（约1090kg）。显然，这个计算机还是太重了。 1968年诺伊斯和摩尔脱离仙童公司，创办了Intel公司，他们选择了当时计算机工业尚未开发的数据存储器领域，并取得了巨大成功。1974年，诺伊斯卸任，摩尔就任总裁，在摩尔主政的十几年时间里（1974-1987），他果断的决定进行战略转移，主攻PC机的“心脏”部件—CPU。随着PC在全球范围获得巨大成功，Intel也随之更加辉煌。 第一节集成电路介绍 集成电路较分立元件电路的特点 集成电路体积小、重量轻， 元件参数对称 功耗小 功能强 成本低 可靠性高 第二节通用型集成运算放大器 模拟集成电路又分为 集成运算放大器、集成功率放大器 集成电压比较器、集成乘法器 集成稳压电源、集成振荡器等不同类型。 一、定义 集成运算放大器是高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的多级直接耦合集成放大器。 在发展初期，它主要用于模拟计算机的加、减、乘、除、积分、微分等数学运算电路中，故将“运算放大器”的名称保留至今。 二、分类 1、按功能分：高精度、高速度、高压、 高输入阻抗、大功率、低噪声、 低漂移、低功耗等。 2、按集成度分：单运放、双运放、四运放 第三节 集成运放的主要参数 4、差模输入电阻—差模输入时的输入电阻。值越大，对信号源的影响越小，所以越大愈好。 5、共模抑制比—与差放的共模抑制比定义相同。有的（60-70）dB，有的高达180dB。 第四节 集成运放使用中的一些实际问题 第五节 理想运放及三种基本输入方式 根据系统对电路的要求来确定集成运放的类型。一般应该选择通用型。 可靠性是另一个需要注意的问题。必须指出，并不是愈选高档的型号质量就愈好。 * * 为了克服晶体管的这些弱点，科学家们想尽办法使晶体管的体积变小，与之配套的电阻、电容、线圈、继电器、开关等元件，也沿着小型化的思路被压缩成微型电子元件，晶体管最小的已达到只有小米粒一样大小。然而，晶体管本身的小型化不是无限的，它达到一定程度后就很难再缩小了。 随着科技的不断发展，人们对电子元器件提出了更高的要求，需要更加小型化、功能完善的电子设备，这样集成电路就应运而生了。 1952年，英国雷达研究所的科学家达默在一次会议上提出：可以把电子线路中的分立元器件，集中制作在一块半导体晶片上，一小块晶片就是一个完整的电路，这样一来，电子线路的体积就可以大大缩小，可靠性大幅提高，这就是初期集成电路的构想。 1956年，美国材料科学家富勒和赖斯发明了半导体生产的扩散工艺，这样就为发明集成电路提供了工艺技术基础。 1958年9月，美国德州仪器公司青年工程师杰克基尔比，成功的将包括锗晶体管在内的5个元器件集成在一起，基于锗材料制作了一个叫做相移振荡器的简易集成电路，并于1959年2月申请了小型化电子电路专利，批准时间为1964年6月26日，这就是世界上第一块锗集成电路。 2000年，集成电路问世42年后，人们终于了解到它给社会带来的巨大影响和推动作用，基尔比因集成电路的发明被授予诺贝尔物理学奖。基尔比与2005年去世了。 1959年7月，美国仙童公司的诺伊斯，研究出了一种利用二氧化硅屏蔽扩散技术和PN结隔离技术，基于硅平面工艺发明了世界上第一块硅集成电路，并申请了基于硅平面工艺的集成电路发明专利，批准时间为1961年4月26日，虽然诺伊斯申请专利在基尔比之后，但批准在前。 并且诺伊斯发明的硅集成电路更适于商业化生产，使集成电路从此进入商业规模化生产阶段。 而诺伊斯在1990年因病去世，无缘诺贝尔奖。 集成电路发展初期最重要的应用领域是计算机技术领域。第三代计算机的发展是建立在集成电路技术基础上的，其硬件的各个组成部分，从微处理器、存储器到输入、输出设备，都是集成电路技术的结晶。 1964年4月，IBM公司研制成功世界上第一个采用集成电路的通用计算机IBM360系统，它兼顾了科学计算和事物处理两方面的应用。IBM360系列计算机是最早使用集成电路的通用计算机系列，它开创了民用计算机使用集成电路的先例，计算机从此进入了集成电路时代。与第二代计算机（晶体管计算机）相比，他体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。IBM360成为第三代计算机（集成电路计算机）的里程碑。 1975年1月，美国MITS公司推出了首台通用型Altair880