第三讲电子元器装置件基本基础知识.ppt

【电子元器件基础知识】 电子元器件是构成电子设备的基础，其发展历程从最早的真空管到现代的半导体晶体管，经历了重大变革。本讲将探讨电子元器件的基本知识，特别是真空管和半导体晶体管的发展历程和作用。 1. **真空管时代** - **爱迪生效应**：1883年，托马斯·爱迪生在尝试改进白炽灯时，发现灯丝在高温下会发射电子，这就是著名的爱迪生效应。这一发现为电子学的发展奠定了基础。 - **真空二极管**：1904年，英国物理学家约翰·弗莱明基于爱迪生效应发明了真空二极管，它由两个电极（阴极和阳极）组成，可以实现电流的单向传导，是最早的电子开关和整流器。 - **真空三极管**：1906年，李奥纳多·德福雷斯特在二极管基础上添加了一个栅极，形成了真空三极管，实现了电流的放大，被誉为“电子放大器”的先驱。 - **真空管的改进**：早期真空管因真空度不足导致寿命短，随着技术进步，1910年，德国的哥德发明了分子泵，提高了真空度，真空管种类也逐渐多样化，包括四极管、五极管等。 2. **半导体晶体管的崛起** - **半导体概念**：1835年，麦克斯韦发现了半导体的不对称导电现象，随后布拉温和硒整流器的出现进一步揭示了半导体的单向导电性。 - **晶体二极管**：1940年，人工制造的纯锗和硅晶体被用于制造晶体二极管，这些二极管在广播接收器中作为检波器使用。 - **PN结的发现**：1949年，威廉·肖克莱提出了p-n结理论，即在半导体中掺杂不同类型的杂质形成p型和n型区域，这为结型晶体三极管的发明铺平了道路。 - **晶体管的诞生**：1947年，巴丁、肖克莱和布拉顿在贝尔实验室成功研制出点接触晶体管，1948年申请专利，并于1956年获得诺贝尔物理学奖。 - **p-n结的优越性**：结型晶体管相比点接触晶体管性能更优，很快在电子行业中普及，尤其在1959年平面工艺的发明后，晶体管的小型化和集成化取得了显著进展。 3. **集成电路与微小型化** - **集成电路**：1959年，仙童公司的杰克·基尔比发明了平面工艺，开启了集成电路的时代。通过照相、制版、光刻和印刷工艺，能够在单个晶片上制造多个晶体管，大幅提升了电路的集成度。 - **微小型化进程**：从1950年代的几个毫米电极，到1963年，同样的面积上可以容纳125个晶体管，线宽降至20-30微米。晶体管的微型化使得电子设备体积大大减小，性能大幅提升。 电子元器件的发展历程展示了科技的进步和创新的力量，从真空管到半导体晶体管，再到集成电路，每个阶段都推动了电子工业的革新。这些基础知识对于理解现代电子设备的工作原理至关重要，也为未来的技术发展提供了坚实的基础。