Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Chương 1 - Ths. Hoàng Quang Huy

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kỹ thuật điện tử: Chương 1 - Những khái niệm chung" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Lịch sử phát triển của công nghiệp điện tử; Khái niệm cơ bản về cấu kiện điện tử, mạch điện tử, hệ thống điện tử; Phân loại cấu kiện điện tử; Các đại lượng vật lý cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Chương 1 - Ths. Hoàng Quang Huy

Lession 1 Concepts Những khái niệm chung http://hqhuy.wordpress.com 1
1.1 Lịch sử phát triển của CNðT • 1904: ChÕ t¹o ®Ìn ®iÖn tö 2 cùc ch©n kh«ng (John A.Fleming - Ng−êi Anh). • 1907: ChÕ t¹o ®Ìn ®iÖn tö 3 cùc ch©n kh«ng (Lee Deforest - Ng−êi Mü). • 1916: ChÕ t¹o ®Ìn 4 cùc ch©n kh«ng (Walter Schottky - Ng−êi §øc). • 1947: ChÕ t¹o Tranzito b¸n dÉn (Walter Brattain, John Bardeen vµ William Schottky - 3 ng−êi Mü t¹i phßng thÝ nghiÖm Bell). • 1949: ChÕ t¹o líp chuyÓn tiÕp PN víi hiÖu øng quang ®iÖn (William Schottky - Ng−êi Mü). http://hqhuy.wordpress.com 2
• 1958: Ph¸t minh ra vi m¹ch tæ hîp (Jack Kilby t¹i C«ng ty Texas Instruments - Mü). • 1960: ChÕ t¹o m¹ch tæ hîp - IC. • 1960: M¸y tÝnh ®iÖn tö ®Çu tiªn l¾p r¸p hoµn toµn b»ng Tranzitor (C«ng ty IBM - Mü). • 1962: ChÕ t¹o IC khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®a chøc n¨ng (gån 9 Tranzitor vµ 12 ®iÖn trë trong mét vá nhá). http://hqhuy.wordpress.com 3
• 1971: ChÕ t¹o thµnh c«ng chip Vi tÝnh 4004. • 1977: M¸y vi tÝnh PC cña IBM ra ®êi. • 1982: §Üa CD ®^ b¸n trªn thÞ tr−êng. • 1992 : IBM Thinkpad • 1998: §^ b¾t ®Çu nghiªn cøu ®Ó t¹o nªn c¸c linh kiÖn ®iÖn tö dùa trªn cÊu tróc chÊm l−îng tö (Quantum Dot). §©y lµ c«ng nghÖ siªu nhá vµ siªu chÝnh x¸c, ®ßi hái ®é chÝnh x¸c 10A0 (ng−êi ta gäi lµ c«ng nghÖ Nan« hoÆc c«ng nghÖ ph©n tö). http://hqhuy.wordpress.com 4
1.2. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ cÊu kiÖn ®iÖn tö, m¹ch ®iÖn tö, hÖ thèng ®iÖn tö 1.2.1. CÊu kiÖn ®iÖn tö • Lµ c¸c phÇn tö ®éc lËp cã kÝch th−íc, h×nh d¸ng vµ ®Æc tÝnh kü thuËt riªng vµ ®−îc chÕ t¹o trong mét vá (Single Package). • CÊu kiÖn ®iÖn tö ®−îc chia lµm 2 lo¹i: ®ã lµ CÊu kiÖn rêi r¹c vµ M¹ch tæ hîp - IC (IC - ViÕt t¾t cña côm tõ Integrated Circuit). • Lo¹i cÊu kiÖn rêi r¹c: gåm Tô ®iÖn, §iÖn trë, §iot, Tranzito, Tiristo... • Lo¹i m¹ch tæ hîp: Th−êng lµ mét m¹ch chøc n¨ng hoµn chØnh ®−îc chÕ t¹o trªn mét phiÕn b¸n dÉn vµ ®−îc ®ãng trong mét vá, vá nµy cã cÊu t¹o theo 1 sè kiÓu c¸ch nhÊt ®Þnh. VÝ dô nh− c¸c IC thuËt to¸n, IC So s¸nh, IC nguån, IC chuyÓn ®æi A/D hoÆc lo¹i D/A, IC sè ..... http://hqhuy.wordpress.com 5
1.2.2 M¹ch ®iÖn tö Lµ m¹ch ®iÖn cã tÝnh n¨ng ®Æc tr−ng riªng ®−îc cÊu thµnh bëi c¸c cÊu kiÖn ®iÖn tö rêi r¹c hoÆc IC nèi víi nhau theo nh÷ng qui t¾c nhÊt ®Þnh. VÝ dô nh− m¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu, m¹ch nguån æn ¸p hay m¹ch dao ®éng. M¹ch ®iÖn tö còng cã thÓ x©y dùng trªn sù phèi hîp cña IC vµ c¸c cÊu kiÖn rêi r¹c. VÝ dô dïng IC thuËt to¸n nèi víi mét sè ®iÖn trë ®Ó h×nh thµnh m¹ch khuyÕch ®¹i ®¶o hoÆc kh«ng ®¶o, m¹ch céng, trõ ... http://hqhuy.wordpress.com 6
1.2.3 HÖ thèng ®iÖn tö - HÖ thèng ®iÖn tö bao gåm nhiÒu lo¹i m¹ch ®iÖn tö ®−îc ghÐp nèi víi nhau, cïng lµm viÖc cã chøc n¨ng nhÊt ®Þnh. VÝ dô: Mét m¸y Radio hoÆc mét m¸y thu h×nh lµ mét hÖ thèng ®iÖn tö. NÕu ph©n tÝch m¸y Radio ta thÊy nã bao gåm m¹ch khuÕch ®¹i, m¹ch dao ®éng, m¹ch t¸ch sãng, nguån. http://hqhuy.wordpress.com 7
http://hqhuy.wordpress.com 8
1.3. Ph©n lo¹i cÊu kiÖn ®iÖn tö • CÊu kiÖn b¸n dÉn (Semiconductor Devices) • CÊu kiÖn ®iÖn tö thô ®éng (Passive Devices) • CÊu kiÖn quang ®iÖn tö (OptoElectronic Devices) • CÊu kiÖn hiÓn thÞ (Display Devices) • Ph−¬ng tiÖn l−u tr÷ (Strorage Media) • C¶m biÕn (Sensors) http://hqhuy.wordpress.com 9
http://hqhuy.wordpress.com 10
1.4. Xu thÕ ph¸t triÓn cña nÒn c«ng nghÖ ®iÖn tö • Thu nhá kÝch th−íc • T¨ng tèc ®é lµm viÖc • Gi¶m c«ng suÊt tiªu thô • T¨ng c«ng suÊt lµm viÖc ë d¶i tÇn cao vµ siªu cao • Më réng d¶i th«ng • T¨ng ®é nhËy cña cÊu kiÖn • T¨ng ®é ph©n gi¶i vµ c−êng ®é s¸ng ®èi víi cÊu kiÖn hiÓn thÞ trong khi ®ång thêi gi¶m c«ng suÊt tiªu thô. • T¨ng dung l−îng c¸c bé nhí ®ång thêi gi¶m thêi gian truy nhËp. http://hqhuy.wordpress.com 11
• §èi víi c¸c cÊu kiÖn rêi r¹c - §^ chÕ t¹o ®−îc c¸c Tranzito Bipolar víi tÇn sè c¾t tíi 50 ®Õn 100GHz (Hitachi, Siemens...) ®^ chÕ t¹o thµnh c«ng c¸c cÊu kiÖn nh− §iot Gunn, §iot Impatt cã thÓ lµm viÖc ë tÇn sè cao vµ siªu cao víi c«ng suÊt nhá vµ trung b×nh. - §^ c«ng bè mét thµnh tùu lín vÒ c«ng nghÖ nano chÕ t¹o thµnh c«ng Tranzito cã kÝch th−íc 20nm. http://hqhuy.wordpress.com 12
• §èi víi m¹ch tæ hîp (IC) - KÝch thuíc ph©n gi¶i tèi thiÓu ®^ ®¹t ®−îc d−íi 0,35µm. Cô thÓ: Lo¹i kÝch th−íc ph©n gi¶i tõ 0,28 - 0,3µm CMOS ®^ ®−îc th−¬ng m¹i ho¸. - Lo¹i tõ 0,2 - 0.25µm DRAM ®^ thö nghiÖm xong. • C«ng nghÖ Quang ®iÖn tö - C«ng nghÖ chÕ t¹o ®iot ph¸t quang LED víi c¸c d¶i mµn ¸nh s¸ng ®−îc më réng, ®Æc biÖt trong t−¬ng lai lo¹i LED mµu Lam - TÝm sÏ ®−îc hoµn thiÖn. - Thêi gian sèng cña LED ®^ ®−îc t¨ng nhiÒu tíi 109 giê (InP cho c«ng nghÖ 1,3µm) - Laser b¸n dÉn ®^ trë nªn hÕt søc th«ng dông vµ gi¸ thµnh h¹. - Lo¹i h×nh kiÖn ghÐp nèi ®iÖn tÝch CCD (Charge Coupled Device) ph¸t triÓn m¹nh vµ lµ cÊu kiÖn chñ ®¹o trong c¸c camera hiÖn nay víi c¸c CCD cã thêi gian xö lý d−íi 1ns. http://hqhuy.wordpress.com 13
• C¸c thiÕt bÞ hiÓn thÞ - TËp trung c¶i tiÕn c¸c th«ng sè cña tinh thÓ láng ®Ó cã thÓ øng dông tèt ®èi víi c¸c m¸y tÝnh, m¸y thu h×nh (TV) nh− mµn tinh thÓ láng TFT-LCD - Mµn h×nh hiÓn thÞ ph¼ng lo¹i Plasma • Ph−¬ng tiÖn l−u tr÷ - HiÖn t¹i ph−¬ng tiÖn l−u tr÷ ®−îc ph¸t triÓn m¹nh theo xu h−íng l−u tr÷ b»ng bé nhí b¸n dÉn: ROM, EPROM vµ l−u tr÷ b»ng ph−¬ng tiÖn quang nh− ®Üa CD, VCD, ®Üa Laser... - DVD - RAM http://hqhuy.wordpress.com 14
• C¶m biÕn - C«ng nghÖ c¶m biÕn ®−îc ®Æc biÖt chó ý trong lÜnh vùc thiÕt bÞ Y tÕ chÈn ®o¸n vµ ®iÒu trÞ, trong c«ng nghiÖp tù ®éng hãa, trong ®o l−êng gi¸m s¸t « nhiÔm m«i tr−êng, trong qu©n sù, hµng kh«ng... • C¸c cÊu kiÖn thô ®éng - C¸c lo¹i cÊu kiÖn thô ®éng nh− ®iÖn trë, tô ®iÖn, th¹ch anh, r¬le… http://hqhuy.wordpress.com 15
1.5. C¸c ®¹i l−îng vËt lý c¬ b¶n • §iÖn ¸p U: ®−îc rót ra tõ kh¸i niÖm ®iÖn thÕ, lµ hiÖu sè ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm kh¸c nhau cña m¹ch ®iÖn. Qui t¾c céng ®iÖn ¸p. • §iÖn tr−êng E: lµ ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho tr−êng ®iÖn tõ sinh ra tõ ®iÖn ¸p theo c«ng thøc: E = U/d. • Dßng ®iÖn I: lµ biÓu hiÖn tr¹ng th¸i chuyÓn ®éng cña c¸c h¹t mang ®iÖn trong vËt chÊt do t¸c ®éng cña tr−êng hay do tån t¹i mét gradien nång ®é h¹t theo kh«ng gian. Qui t¾c dßng ®iÖn rÏ nh¸nh. • C«ng suÊt P: lµ ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho sù tiªu tèn n¨ng l−îng ®iÖn. http://hqhuy.wordpress.com 16
http://hqhuy.wordpress.com 17