单元一电子科技与其发展历程课件.ppt

1、單元一單元一 電子科技與其發展歷程電子科技與其發展歷程1-1.什麼是電子科技什麼是電子科技?【問題一】何謂電器產品?【活動一活動一】拆除大隊拆除大隊-認識電子科技產品認識電子科技產品【問題二】什麼是電子科技產品什麼是電子科技產品?計算機內部架構圖計算機內部架構圖 遙控器內部架構圖遙控器內部架構圖 鬧鐘內部架構圖鬧鐘內部架構圖 電風扇內部架構圖電風扇內部架構圖 電子科技產品電子科技產品電子科技產品電子科技產品:凡是使用半導體或真空管等電子零件組成的凡是使用半導體或真空管等電子零件組成的 電子電路，而提供特定服務功能的科技產品電子電路，而提供特定服務功能的科技產品。電子科電子科:主要就是在學習如何

2、設計電子電路主要就是在學習如何設計電子電路(包括包括IC)IC)。什麼是電子產品什麼是電子產品?電機工程學電機工程學研究電子在金屬中運動電子在金屬中運動的科學電子學電子學研究電荷在真空中或半導體中移動真空中或半導體中移動的科學。1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史 愛迪生效應愛迪生效應：1883年，愛迪生把一根電極密封在碳絲燈泡內靠近燈絲，當燈絲通電發熱時，金屬板若接到高電位會有電流流通。1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史 1895年，西元1895年，荷蘭物理學家 羅倫茲(H.A.Lorentz)，提出假設有獨立電荷電子的存在。1897年湯姆生(Thomson)實驗證明了電子

3、的存在。圖片來源 http:/www.physics.udel.edu/bnikolic/teaching/phys208/phys208.html1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史真空管時代真空管時代：1897年布朗(Braun)發明了世界上第一支陰極射線管(Cathode Ray Tube,CRT)。1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史西元1904年，佛來明設計出真空二極管。1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史1.燈絲目的加熱陰極板使陰極板預熱。2.靠近燈絲的電極為陰極，另一電極為陽極。3.陰極加低電位，陽極加高電位，形成通路。4.陰極加高電位，陽極加低電位，形成

4、開路。1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史1.單向導通特性：單向導通特性：電流只能由陽極流向陰極。2.可應用於整流或檢波整流或檢波。1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史1.西元1906年，美國福雷斯特（D.Forest）在弗萊明的真空二極管內添加了柵欄式的金屬網，形成了真空三極管。2.這第三個極稱為柵極 1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史三極管當開關1-2.電子科技發展的歷史電子科技發展的歷史三極管當放大器真空管的缺點：真空管的缺點：1.體積大體積大 2.重量重重量重 3.穩定度差穩定度差(非恆溫，放射出的電子量會改變)4.可靠度差可靠度差(溫度高，容易故障)電晶體時

5、代電晶體時代1.貝爾實驗室於是於1945年7月，成立了固態物理的研究部門，經理正是蕭克萊(William Shockley)與摩根(Stanley Morgan)開使著手發展固態電子元件以取代真空管。點接觸電晶體點接觸電晶體1.西元1947年，巴丁巴丁(Bardeen)、布拉頓布拉頓(Brattain)、蕭克利蕭克利(Shockley)發明以鍺半導體做成的 點接觸電晶體，點接觸電晶體，特性不穩定。點接觸電晶體圖片來源:http:/www.pbs.org/transistor/science/events/pointctrans.html接面型電晶體西元西元1948年：年：蕭克利再設計出結構上由

6、 兩個PN接面緊緊相鄰在一 起的半導體元件接面電晶 體，此結構特性穩定。第一個接面型鍺電晶體圖片來源:http:/www.pbs.org/transistor/science/info/junctw.html電晶體與二極體 電晶體 有放大及開關兩特性 取代了真空三極管。二極體 有單性導通的特性 取代了真空二極管。積體電路時代積體電路時代 西元1958年，德州儀器 公司的基爾比(Jack Kilby)提出了單石電路的構想。在一塊鍺結晶上製造電晶 體與電容、電阻形成積體 電路概念的電路。Intel 4004 4位元CPU 內含 2300個電晶體，大型積體電路(LSI)，1976 8086 8位元C

7、PU 內含 29,000個電晶體，超大型積體電路(VLSI)，1989 80486 32位元CPU 內含1,200,000個電晶體，為極大型積體電路。積體電路時代積體電路時代有機半導體有機半導體 軟性電子(flexible electronics)圖片來源:sony公司1-3.1-3.電的波形電的波形1.電壓或電流的振幅大小，隨著時間變化 的圖形，稱為波形波形。2.直流電直流電(Direct Current，D.C.)電壓的極性或電流的方向不隨時間而改變。3.交流電交流電(Alternating Current，A.C.)電壓的極性或電流的方向不隨時間而改變。1-3.1-3.電的波形電的波形例

8、：下列波形，何者不屬於直流？何者是具有週期性變化的脈動直流？直流電直流電 穩定直流：振幅不隨時間改變。脈動直流：振幅隨時間改變。交流電交流電 週期性波形：波形每間隔一段時間就會完全重覆一次。非週期性波形：波形沒有隔一段時間就重覆一次。交流電交流電-週期性波形 常見三種週期性波形 1.正弦波 2.矩形波 3.三角波 1-4.電子電路的方塊圖電子電路的方塊圖 電源部份 電子電路常使用穩定直流電源。可攜帶式產品1-4.電子電路的方塊圖電子電路的方塊圖 轉換器:電量和其它物理量(聲、光、熱、力、等)轉換。輸入輸入/輸出訊號輸出訊號 訊號又分類比訊號與數位訊號 類比訊號：具備連續性的訊號。數位訊號:利用兩個高低準位用以表示”0”與 ”1”數據的訊號，為矩形波。電子電路分類 電子電路又分為 1.類比電路、2.數位電路、3.類比與數位混合型。數位及類比混合數位及類比混合:類比/數位轉換器(Analog/Digital Converter；ADC)將類比訊號轉換為數位訊號。數位/類比轉換器(Digital/Analog Converter；DAC)將數位訊號轉換為類比訊號。