物理認識電路ppt課件高清版

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物理認識電路素材

電路的基本概念

電流流過的回路叫做電路，又稱導(dǎo)電回路。

根據(jù)一定的任務(wù),把所需的器件,用導(dǎo)線相連即組成電路。電路是電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計算機硬件等電系統(tǒng)的主要組成部分,起著電能和電信號的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、控制、處理和儲存等作用。

最簡單的電路，是由電源，用電器（負載），導(dǎo)線，開關(guān)等元器件組成。電路導(dǎo)通時叫做通路，斷開時叫開路。只有通路，電路中才有電流通過。電路某一處斷開叫做斷路或者開路。如果電路中電源正負極間沒有負載而是直接接通叫做短路，這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個元件的兩端直接接通，此時電流從直接接通處流經(jīng)而不會經(jīng)過該元件，這種情況叫做該元件短路。開路（或斷路）是允許的，而第一種短路決不允許，因為電源的短路會導(dǎo)致電源燒壞，用電器短路會導(dǎo)致用電器、電表等無法正常工作現(xiàn)象的發(fā)生。

電路的組成

電路由電源、開關(guān)、連接導(dǎo)線和用電器四大部分組成。實際應(yīng)用的電路都比較復(fù)雜，因此，為了便于分析電路的實質(zhì)，通常用符號表示組成電路實際原件及其連接線，即畫成所謂電路圖。其中導(dǎo)線和輔助設(shè)備合稱為中間環(huán)節(jié)。

電源是提供電能的設(shè)備。電源的功能是把非電能轉(zhuǎn)變成電能。例如，電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)變成電能。由于非電能的種類很多，轉(zhuǎn)變成電能的方式也很多。電源分為電壓源與電流源兩種，只允許同等大小的電壓源并聯(lián)，同樣也只允許同等大小的電流源串聯(lián)，電壓源不能短路，電流源不能斷路。

在電路中使用電能的各種設(shè)備統(tǒng)稱為負載。負載的功能是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌�形式能。例如，電爐把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�；電動機把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，等等。通常使用的照明器具、家用電器、機床等都可稱為負載。

連接導(dǎo)線用來把電源、負載和其他輔助設(shè)備連接成一個閉合回路，起著傳輸電能的作用。

輔助設(shè)備　　輔助設(shè)備是用來實現(xiàn)對電路的控制、分配、保護及測量等作用的。輔助設(shè)備包括各種開關(guān)、熔斷器、電流表、電壓表及測量儀表等。

集成電路的發(fā)明

杰克·基爾比（Jack S. Kilby） 集成電路之父

1958年9月12日，基爾比研制出世界上第一塊集成電路。

發(fā)明誕生

1947年，伊利諾斯大學(xué)畢業(yè)生杰克·基爾比懷著對電子技術(shù)的濃厚興趣，在威斯康星州的密爾瓦基找了份工作，為一個電子器件供應(yīng)商制造收音機、電視機和助聽器的部件。工余時間，他在威斯康星大學(xué)上電子工程學(xué)碩士班夜校。當然，工作和上課的雙重壓力對基爾比來說可算是一個挑戰(zhàn)，但他說：“這件事能夠做到，且它的確值得去努力�！�

取得碩士學(xué)位后，基爾比與妻子遷往德克薩斯州的達拉斯市，供職于德州儀器公司，因為它是惟一允許他差不多把全部時間用于研究電子器件微型化的公司，給他提供了大量的時間和不錯的實驗條件。基爾比生性溫和，寡言少語，加上6英尺6英寸的身高，被助手和朋友稱作“溫和的巨人”。正是這個不善于表達的巨人醞釀出了一個巨人式的構(gòu)思。當時的德州儀器公司有個傳統(tǒng)，炎熱的8月里員工可以享受雙周長假。但是，初來乍到的基爾比卻無緣長假，只能待在冷清的車間里獨自研究。在這期間，他漸漸形成一個天才的想法：電阻器和電容器(無源元件)可以用與晶體管(有源器件)相同的材料制造。另外，既然所有元器件都可以用同一塊材料制造，那么這些部件可以先在同一塊材料上就地制造，再相互連接，最終形成完整的電路。他選用了半導(dǎo)體硅。

“我坐在桌子前，待的時間好像比平常晚一點。”他在1980年接受采訪時回憶說，“整個構(gòu)想其實在當天就已大致成形，接著我將所有想法整理出來，并在筆記本上畫出了一些設(shè)計圖。等到主管回來后，我就將這些設(shè)計圖拿給他看。當時雖然有些人略有懷疑，但他們基本上都了解這項設(shè)計的重要性�！庇谑�，我們回到文章開頭的那一幕，那一天，公司的主管來到實驗室，和這個巨人一起接通了測試線路。試驗成功了。德州儀器公司很快宣布他們發(fā)明了集成電路，基爾比為此申請了專利。開創(chuàng)了硅時代。當時，他也許并沒有真正意識到這項發(fā)明的價值。在獲得諾貝爾獎后，他說：“我知道我發(fā)明的集成電路對于電子產(chǎn)業(yè)非常重要，但我從來沒有想到它的應(yīng)用會像今天這樣廣泛�！�

影響

集成電路取代了晶體管，為開發(fā)電子產(chǎn)品的各種功能鋪平了道路，并且大幅度降低了成本，第三代電子器件從此登上舞臺。它的誕生，使微處理器的出現(xiàn)成為了可能，也使計算機變成普通人可以親近的日常工具。集成技術(shù)的應(yīng)用，催生了更多方便快捷的電子產(chǎn)品，比如常見的手持電子計算器，就是基爾比繼集成電路之后的一個新發(fā)明。直到今天，硅材料仍然是我們電子器件的主要材料。

諾貝爾獎

2000年，集成電路問世42年以后，人們終于了解到他和他的發(fā)明的價值，他被授予了諾貝爾物理學(xué)獎。諾貝爾獎評審委員會曾經(jīng)這樣評價基爾比：“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”。1959年，仙童半導(dǎo)體公司的羅伯特·羅伊斯申請了更為復(fù)雜的硅集成電路，并馬上投入了商業(yè)領(lǐng)域。但基爾比首先申請了專利，因此，羅伊斯被認為是集成電路的共同發(fā)明人。羅伊斯于1990年去世，與諾貝爾獎擦肩而過。杰克·基爾比相當謙遜，他一生擁有六十多項專利，但在獲獎發(fā)言中，他說：“我的工作可能引入了看待電路部件的一種新角度，并開創(chuàng)了一個新領(lǐng)域，自此以后的多數(shù)成果和我的工作并無直接聯(lián)系。”