电子元器件基本知识 ppt课件

第一个晶体 管
50μm
E
C
固定探针
活动探针
Ge B
• ——研究并未终止，1949年，肖克莱又 提出了p-n结理论（关于晶体中由于掺入 杂质的不同所形成的p型区和n型区的理 论），并在第二年使之变为现实，研制 出了结型晶体三极管。结型晶体管在许 多方面优于点接触晶体管，很快就得到 了广
1959发明平面工艺。
集电极
发射极
C NP N E
C IC B
基极 B
• 2．三极管
IB E
IE
• （1）放大：IB小变化，引起IC大变化。 • 以小控大。放大系数
IC IB
• 小信号放大：中频、高频、低频信号放大；
• 大位号放大：功率放大，音响输出；
• （2）振荡：产生各种频率的正弦波信号，收音机、 电视机的变频。作信号源，测试仪器用。LC振荡 器，RC振荡器。
二极管，用作检波，矿石收音机 • 1940年，人工纯锗、硅晶体出现，晶体二极管应
用。
• 半导体的三个物理效应，光电导效应、光生伏打 效应、整流效应
• 1873年，英国物理学家施密斯发现晶体硒在光照 射下电阻变小的半导体光电现象；
• 1877年英国物理学家亚当斯(W.G.Adams)发现晶 体硒和金属接触在光照射下产生电动势的半导体 光生伏打效应，
二、三极管的应用：
• 1． 二极管 • 单向导电性
P 阳极
N 阴极
• P正N负：导通（开关通） ； P负N正：截止（开关断） • （1）整流—低频，检波—高频，开关作用（2）特殊二
极管：
i
整流前
整流后
• 稳压二极管：；发光二极管LED：光敏二极管：光照敏 感，电阻变小，电流变大，有可见，红外光敏；激光二 极管：发射激光。
巴丁、肖克莱、布拉顿
•1945年开始， 贝尔实验室， 攻关小组。肖 克莱（组长）、 巴丁、布拉顿。
•1947.12.23发现 三极管放大作 用。1948年专 利，1956年诺 贝尔奖
巴丁、肖克莱、布拉顿
沃尔特·布拉顿也是美国人，1902年 2月10日出生 在中国南方美丽的城市厦门， 当时他父亲受聘在中国任教。布拉顿是实验专家， 1929 年获得明尼苏达大学的博士学位后，
杰克·基尔比（Jack kilby）
杰克·基尔比的IC
第一个基于锗的IC
诺伊斯发明的基于硅的IC
Intel创始人诺伊思（中）、摩尔（右）
第一台集成电路电子计算机 IBM360
四 大规模，超大规模集成电路
• 1960年代平面工艺。1970年，通用微电子 与 通 用 仪 器 公 司 ， 开 发 MOS 集 成 电 路 。 （MOS—金属，氧化物，半导体。）集成 度高，低功耗，制作简单，成为IC发展方 向。1965年 摩尔（Gordon Moore）总结出 “ 摩 尔 定 律 ” ， 每 18 个 月 集 成 度 提 高 一 倍.1971年11月，第一个微处理器（CPU） Intel 4004，含3300个晶体管，1990年。奔 腾ⅢCPU，含14万以上。
• 仙董公司（硅谷）的诺伊斯也试制硅晶片集成电 路，采用平面工艺。
• 2000年，基尔比退体多年后，获诺贝尔 奖
• IC的第一个商品是助听器，1963年12月。
• 1958 年 德 州 仪 器 (TI) 公 司 的 Jack Kilby 发明了第一个集成电路，但那
仅是一个用独立晶体管精密焊接而
成却无法量产的集成电路理论模型。 1959 年，当时身在仙童公司的Bob Noyce 发明了第一个真正意义上的 平面集成电路，并于1961年实现量 产。
• （3）开关作用 三种工作状态：放大 截止—开关
第二代电子计算机
三．集成电路（Fra Baidu bibliotekC）
• 1952年，英国的达默提出集成化设想
• 1958年9月１２日，美德克萨斯仪器公司 （TXAS）工程师杰克·基尔比（Jack kilby）发 明了集成电路，第一个IC是安置在锗晶片上的电 路—相移振荡 7/16ⅹ1/16英寸,它包含有１只晶体 管、４只电阻器和３只电容器，全部元器件都做 在一块半导体锗晶体片上，元器件之间的导线是 黄金膜，整个电路大小相当于半只曲别针。
第三讲 电子元器件基本知识
• 电子元件发展经历了四个阶段（代）：电子管、 晶体管、集成电路、大规模集成电路。简单介绍 发展进程及应用。
一、电子管（真空管）
• 1883年，爱迪生为延长白炽灯的寿命，无意中发现了 热电子发射现象—爱迪生效应。
• （1903年，英国理查逊证实了电子的存在，1928年获 诺贝尔奖。）
• 1959发明平面工艺。美仙董公司，赫尔 尼。晶体片表面进行加工——集成电路 工艺的前身。微小型化的过程。早期电 极几个mm，后缩至0.3~0.5mm，结面积 0.07~0.2 mm2 。实际上PN结直径只要几 十个μm。照相，制板，光刻，印刷工艺。 1950年芯片2.5mm2/个，到1963年，同面 积上可制作125个管。线宽20-30 μm。 1950’S 电 子 管 与 晶 体 管 竞 争 。 电 子 管 小 型化，最小如铅笔粗。60年代晶体管全 面取代电子管。（除微波、大功率场 合）。
• 1904年，英国弗来明，发明真空二极管。
• 1906 美 德福雷斯特，在二极管阴、阳极之间加入一 个栅极，当栅极电压有微小变化时，引起阳极较大的 变化。“以小控大”，就是放大。结构为圆筒状。作 用如“闸门”。
• 电子管发明初期，因真空度不够高，寿命短。后来 （1910）德国的哥德发明了抽高真空的分子泵，提高 了真空度。从三极管发展到四、五、六、七、八极管。 从单一管到
爱迪生效应
弗莱明与真空二极管
这项发明称为“阀”
真空二极管（实物）
管内存在稀薄的 空气，工作时发 出蓝色辉光。
德福雷斯特
德福雷斯特与肖克莱
真空三极管
真空三极管应用
第 一 代 电 子 计 算 机
二、半导体晶体管
• 1835年，麦克思发现“不对称导电现象”。 • 1874年，布拉温，硫化物有单向导电现象。 • 1880年，硒整流器。硒（Se）也是半导体。 • 后来发现更多天然或人制矿物有单向导电性。 • 1906年前后，辉铅矿或金刚砂；晶体加金属丝成
• 1906年美国物理学家皮尔士等人发现金属与硅晶 体接触能有整流作用的半导体整流效应。
半导体的导电特性：热敏性 光敏性 掺杂性
N型半导体和 P 型半导体: 掺入五价元素P:自由电子数目大量增加，
自由电子导电成为主要导电方式，称为N 型半导体 掺入三价元素B:空穴数目大量增加，空穴 导电成为这种半导体的主要导电方式， 称为空穴半导体或 P型半导体。