第三章複雜的機器(3 / 3)

三極管的導通,三極管處於放大狀態還是開關狀態要看給三極管基極加的直流偏置,隨這個電流變化,三極管工作狀態由截止-線性區-飽和狀態變化而變,如果三極管Ib(直流偏置點)一定時,三極管工作在線性區,此時Ic電流的變化隻隨著Ib的交流信號變化,Ib繼續升高,三極管進入飽和狀態,此時三極管的Ic不再變化,三極管將工作在開關狀態。

三極管為開關管使用時工作在飽和狀態1,用放大狀態1表示不是很科學。

請對照三極管手冊的Ib;Ic曲線加以參考我的回答來理解三極管的工作狀態,三極管be結和ce結導通三極管才能正常工作。

如果三極管沒有加直流偏置時,放大電路時輸入的交流正弦信號正半周時,基極對發射極而言是正的,由於發射結加的是反向電壓,此時沒有基極電流和集電極電流,此時集電極電流變化與基極反相,在輸入電壓的負半周,發射極電位對於基極電位為正的,此時由於發射極加的是正向電壓,才有基極和集電極電流通過,此時集電極電流變化與基極同相,在三極管沒有加直流偏置時三極管be結和ce結導通,三極管放大電路將隻有半個波輸出將產生嚴重的失真。

晶體管被認為是現代曆史中最偉大的發明之一,在重要性方麵可以與印刷術,汽車和電話等發明相提並論。晶體管實際上是所有現代電器的關鍵活動(active)元件。晶體管在當今社會的重要性,主要是因為晶體管可以使用高度自動化的過程,進行大規模生產的能力,因而可以不可思議地達到極低的單位成本。

雖然數以百萬計的單體晶體管還在使用,但是絕大多數的晶體管是和電阻、電容一起被裝配在微芯片(芯片)上以製造完整的電路。模擬的或數字的或者這兩者被集成在同一塊芯片上。設計和開發一個複雜芯片的成本是相當高的,但是當分攤到通常百萬個生產單位上,每個芯片的價格就是最小的。一個邏輯門包含20個晶體管,而2005年一個高級的微處理器使用的晶體管數量達2.89億個。

晶體管的低成本、靈活性和可靠性使得其成為非機械任務的通用器件,例如數字計算。在控製電器和機械方麵,晶體管電路也正在取代電機設備,因為它通常是更便宜、更有效地,僅僅使用標準集成電路並編寫計算機程序來完成同樣的機械任務,使用電子控製,而不是設計一個等效的機械控製。

因為晶體管的低成本和後來的電子計算機、數字化信息的浪潮來到了。由於計算機提供快速的查找、分類和處理數字信息的能力,在信息數字化方麵投入了越來越多的精力。今天的許多媒體是通過電子形式發布的,最終通過計算機轉化和呈現為模擬形式。受到數字化革命影響的領域包括電視、廣播和報紙。

集成電路

集成電路是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,這樣,整個電路的體積大大縮小,且引出線和焊接點的數目也大為減少,從而使電子元件向著微小型化、低功耗和高可靠性方麵邁進了一大步。

集成電路具有體積小,重量輕,引出線和焊接點少,壽命長,可靠性高,性能好等優點,同時成本低,便於大規模生產。它不僅在工、民用電子設備如收錄機、電視機、計算機等方麵得到廣泛的應用,同時在軍事、通訊、遙控等方麵也得到廣泛的應用。用集成電路來裝配電子設備,其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍,設備的穩定工作時間也可大大提高。

集成電路的分類:

(1)按功能結構分類

集成電路按其功能、結構的不同,可以分為:模擬集成電路、數字集成電路和數模混合集成電路三大類。

模擬集成電路又稱線性電路,用來產生、放大和處理各種模擬信號(指幅度隨時間邊疆變化的信號。例如半導體收音機的音頻信號、錄放機的磁帶信號等),其輸入信號和輸出信號成比例關係。而數字集成電路用來產生、放大和處理各種數字信號(指在時間上和幅度上離散取值的信號。例如VCD、DVD重放的音頻信號和視頻信號)。

(2)按製作工藝分類

集成電路按製作工藝可分為:半導體集成電路和薄膜集成電路。

膜集成電路又分類厚膜集成電路和薄膜集成電路。

(3)按集成度高低分類

集成電路按集成度高低的不同可分為:小規模集成電路、中規模集成電路、大規模集成電路、超大規模集成電路、特大規模集成電路和巨大規模集成電路。

(4)按導電類型不同分類

集成電路按導電類型可分為:雙極型集成電路和單極型集成電路,他們都是數字集成電路。

雙極型集成電路的製作工藝複雜,功耗較大,代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類型。單極型集成電路的製作工藝簡單,功耗也較低,易於製成大規模集成電路,代表集成電路有OS、PMOS等類型。

(5)按用途分類

集成電路按用途可分為電視機用集成電路、音響用集成電路、影碟機用集成電路、錄像機用集成電路、電腦(微機)用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報警器用集成電路及各種專用集成電路。

第一,電視機用集成電路包括行、場掃描集成電路、中放集成電路、伴音集成電路、彩色解碼集成電路、AVbrTV轉換集成電路、開關電源集成電路、遙控集成電路、麗音解碼集成電路、畫中畫處理集成電路、微處理器(CPU)集成電路、存儲器集成電路等。