电子科学与技术导论PPT
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电子信息科学技术导论教学课件ppt作者吴莉莉第1章概述
烽火告急
信鸽传书
古代信息传播
No Image
结绳记事
案例：原始森林生存大挑战
• 某海军陆战队在原始森林进行为时一个月左右的 生存实验，具体要求如下：第一，每个队员除了 身上穿的衣服外，随身只能带三件物品，每件物 品不能超过二公斤；第二，队员都是由飞机空降 到半径为1000公里原始森林的中心地带，要求在 一个月时间内从森林里走出来。
• 问题：队员带哪三件物品合适？ • 任务：讨论探究，并给出合理解释。
理想答案
➢钢刀
物质
➢火石
能量
➢指南针
信息
人类要生存需要物质、能量、信息
• 组成客观世界的三大基本要素：物质、能量和信 息，材料科学、信息科学、和信息科学一起被称 为当代文明的“三大支柱”。
– Without materials, there is nothing.
– Without energy, nothing happens.
– Without information, nothing makes sense – 没有物质的世界是虚无的世界； – 没有能源的世界是死寂的世界； – 没有信息的世界是混乱的世界。
1.1.1信息的定义
中国首次涉及“信息”的诗
（5）寻求通过加工信息来生成智能的机制和途径。
• 信息科学所研究的信息的运动规律主要包括：信 息产生的规律、信息获取的规律、信息再生的规 律、信息施效的规律、信息传递的规律、信息系 统优化或自组织的规律以及信息过程智能化的规 律等等。
1.2.2 信息技术
信息技术是在信息科学的基本原理和方法的 指导下扩展人类信息功能的技术，是对信息进行 采集、传输、存储、处理、应用的各种技术之和， 是集数学、物理学、电子学、通信技术、计算机 科学技术、智能科学技术以及控制理论与技术等 于一体的交叉学科。
电子信息技术导论介绍PPT学习教案
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第7章电子信息技术在核工程中的应用
核电技术主要体现在核电站下面的五大主要设备及其相关技术。 ➢ 核反应堆 ➢ 蒸汽发生器 ➢ 汽轮机装置 ➢ 核电汽轮机的凝汽装置 ➢ 核电汽轮机的汽水分离再热器
第3页/共69页
第7章电子信息技术在核工程中的应用
各国核电技术的发展趋势可归纳为： ①改进堆芯设计一降低堆芯功能率密度，提高反应堆运行的安
由传感器、信号调理、输入接口、微机、输出接口和显示 报警装置等基本单元和组件构成。
第6页/共69页
第7章电子信息技术在核工程中的应用
目前，国内外采用微机的过程控制技术和设备的研究主要中在以下几个方面： ①传感技术：将特定的非电参量如流量、压力、温度、位移、速度、气体成分、
声音和光谱等转换为电参量的器件就是传感器。 ②输入通道技术：即将传感器采集到的各种信号如电压信号（包括mV级和v级）、
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第7章电子信息技术在核工程中的应 用
7.1.1 国内外核电技术的现状与发展趋势 1954年7月世界上第一座核电站-苏联核电站开始发电，
开创了人类历史上和平利用原子能的新纪元，揭开了核能 用于发电的序幕。
近20年我国核电事业亦已起步并有了很大的进展。秦 山、大亚湾核电站已经投运，并正在陆续兴建一些新的核 0MW，21世纪中 期核电站发电量将占总发电量20％以上。
中子式仪表 利用中子源射出的中于与物质相互作用产生 核反应的原理而设计的仪表，用得较多的有中子湿度计。
第29页/共69页
场测量中应用较广泛。同时闪烁体探测器受温度影响较小，无需在低温下工 作，存放方便。 常用的半导体探测器因其价格昂贵、探测效率较低或使用不便，使其在野外 使用中受限。
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第7章电子信息技术在核工程中的应用
核电技术主要体现在核电站下面的五大主要设备及其相关技术。 ➢ 核反应堆 ➢ 蒸汽发生器 ➢ 汽轮机装置 ➢ 核电汽轮机的凝汽装置 ➢ 核电汽轮机的汽水分离再热器
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第7章电子信息技术在核工程中的应用
各国核电技术的发展趋势可归纳为： ①改进堆芯设计一降低堆芯功能率密度，提高反应堆运行的安
由传感器、信号调理、输入接口、微机、输出接口和显示 报警装置等基本单元和组件构成。
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第7章电子信息技术在核工程中的应用
目前，国内外采用微机的过程控制技术和设备的研究主要中在以下几个方面： ①传感技术：将特定的非电参量如流量、压力、温度、位移、速度、气体成分、
声音和光谱等转换为电参量的器件就是传感器。 ②输入通道技术：即将传感器采集到的各种信号如电压信号（包括mV级和v级）、
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第7章电子信息技术在核工程中的应 用
7.1.1 国内外核电技术的现状与发展趋势 1954年7月世界上第一座核电站-苏联核电站开始发电，
开创了人类历史上和平利用原子能的新纪元，揭开了核能 用于发电的序幕。
近20年我国核电事业亦已起步并有了很大的进展。秦 山、大亚湾核电站已经投运，并正在陆续兴建一些新的核 0MW，21世纪中 期核电站发电量将占总发电量20％以上。
中子式仪表 利用中子源射出的中于与物质相互作用产生 核反应的原理而设计的仪表，用得较多的有中子湿度计。
第29页/共69页
场测量中应用较广泛。同时闪烁体探测器受温度影响较小，无需在低温下工 作，存放方便。 常用的半导体探测器因其价格昂贵、探测效率较低或使用不便，使其在野外 使用中受限。
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电子信息技术导论PPT课件
基尔比
研究这些划时代的伟大科学 家，考察他们的发明成就，其 意义是跨出了他们前人还没有 跨出的第一步。他们的成就主 要来源于他们的实践、目标追 求和永不放弃！
1960年梅曼发明红宝石激光器
梅曼
一、读完教材后的思考
（五）思考与作业 1. 对于伟大科学家的才能，是否容易被后人神化？你如何评价他 们的伟大发明？
三、关于能力培养
3，“个人因素”讨论 努力实现自我能力培养和学习的预定目标
学习、增长知识、增长才干 是青年时代的快乐所在！ 明确学习目标 不断调整学习 计划 密切同学间 的交往,相互 促进
关心技术走向 获取新知识
调查研究 了解社会
积极参加 社会活动
自我能力培养方法、内容建议
三、关于能力培养
3，“个人因素”讨论
2. 收集伟大科学家的生平、成就，分析他（她）们的特点，考察 成就他们伟大发明的原因，写一篇心得体会的短文，相信对各人建 立创新思维是有益的。 3. 你如何分类电子信息产业。你对何产业领域最有兴趣？请收集 这一产业的技术现状、产品情况、主要企业、经济效益和今后发展 走向，请写一篇综合分析报告。
4. 你对何产业或者何技术最感兴趣？你对大学四年的学习有何计 划？准备采取哪些措施去实施你的计划？
一、读完教材后的思考
（四）关于科学家
电话发明家贝尔：不懂电，是语言学家，1876年，28岁时发 明电话，开创了有线通信新时代。
贝尔
麦克斯韦尔1854年从剑桥大学毕业，10年的努力，1864年推 导出描述电磁场运动规律的波动方程，开创了无线通信的新 时代。无线通信最初还是由无线电业余爱好者推动的。 弗莱明、弗雷斯特在电灯泡基础上分别于1904、1906年发明 电真空二极管、三极管，从此跨入了电子时代。
研究这些划时代的伟大科学 家，考察他们的发明成就，其 意义是跨出了他们前人还没有 跨出的第一步。他们的成就主 要来源于他们的实践、目标追 求和永不放弃！
1960年梅曼发明红宝石激光器
梅曼
一、读完教材后的思考
（五）思考与作业 1. 对于伟大科学家的才能，是否容易被后人神化？你如何评价他 们的伟大发明？
三、关于能力培养
3，“个人因素”讨论 努力实现自我能力培养和学习的预定目标
学习、增长知识、增长才干 是青年时代的快乐所在！ 明确学习目标 不断调整学习 计划 密切同学间 的交往,相互 促进
关心技术走向 获取新知识
调查研究 了解社会
积极参加 社会活动
自我能力培养方法、内容建议
三、关于能力培养
3，“个人因素”讨论
2. 收集伟大科学家的生平、成就，分析他（她）们的特点，考察 成就他们伟大发明的原因，写一篇心得体会的短文，相信对各人建 立创新思维是有益的。 3. 你如何分类电子信息产业。你对何产业领域最有兴趣？请收集 这一产业的技术现状、产品情况、主要企业、经济效益和今后发展 走向，请写一篇综合分析报告。
4. 你对何产业或者何技术最感兴趣？你对大学四年的学习有何计 划？准备采取哪些措施去实施你的计划？
一、读完教材后的思考
（四）关于科学家
电话发明家贝尔：不懂电，是语言学家，1876年，28岁时发 明电话，开创了有线通信新时代。
贝尔
麦克斯韦尔1854年从剑桥大学毕业，10年的努力，1864年推 导出描述电磁场运动规律的波动方程，开创了无线通信的新 时代。无线通信最初还是由无线电业余爱好者推动的。 弗莱明、弗雷斯特在电灯泡基础上分别于1904、1906年发明 电真空二极管、三极管，从此跨入了电子时代。
电子科学与技术专业介绍ppt课件
物理电子学 电路与系统 微电子学 光电子技术 电磁场与微波技术
电子信息与计算机工程系
最好就业
电子科学与技术专业情况
没有微电子技术的划时代发展，就没有现代 电子技术的辉煌成就。
在计算机、通信、自动控制、机电一体化等领 域都无法脱离开依靠微电子技术制造的产品。
半导体材料学 Si、Ge、GaAs、GaN、InP等等。 半导体器件学 电子器件、光电子器件、光子器件、传感器件、微 机械器件等 集成电路设计学（集成电路与系统设计） 模拟、数字、混合 半导体器件及集成电路的制造学 涉及工艺问题
电子信息与计算机工程系
微电子学与固体电子学大体上包含如下内容
二、培养目标及要求
1.培养目标
掌握电子科学与技术方面的基本理论、基础知识、基本 技能与方法； 掌握集成电子器件、数字集成片上系统的设计方法与技 术、集成电路测试与封装技术，获得科学研究的初步训练， 具有较强的本专业领域实践能力、计算机辅助设计能力、 集成电子设备开发设计能力； 具有独立获取更新本专业新知识、分析解决本专业技术 问题、应用所学进行创新的能力，为毕业后的继续教育及 进一步发展打下扎实的基础。
2.主要课程：
主要理论课程：电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、 高频电子技术、C语言程序设计、电路原理图与电路板设计、 大规模集成电路工艺学、大规模集成电路设计、集成电路版 图设计、硬件描述语言与SOC设计方法、单片机原理与应用、 FPGA数字系统设计、DSP技术及应用。 主要实践课程：课程实验、课程设计、生产实习、毕业实 习和毕业设计，其中课程设计包括电路仿真综合课程设计、 数模混合课程设计、单片机课程设计、大规模集成电路课程
电子信息与计算机工程系
最好就业
电子科学与技术专业情况
没有微电子技术的划时代发展，就没有现代 电子技术的辉煌成就。
在计算机、通信、自动控制、机电一体化等领 域都无法脱离开依靠微电子技术制造的产品。
半导体材料学 Si、Ge、GaAs、GaN、InP等等。 半导体器件学 电子器件、光电子器件、光子器件、传感器件、微 机械器件等 集成电路设计学（集成电路与系统设计） 模拟、数字、混合 半导体器件及集成电路的制造学 涉及工艺问题
电子信息与计算机工程系
微电子学与固体电子学大体上包含如下内容
二、培养目标及要求
1.培养目标
掌握电子科学与技术方面的基本理论、基础知识、基本 技能与方法； 掌握集成电子器件、数字集成片上系统的设计方法与技 术、集成电路测试与封装技术，获得科学研究的初步训练， 具有较强的本专业领域实践能力、计算机辅助设计能力、 集成电子设备开发设计能力； 具有独立获取更新本专业新知识、分析解决本专业技术 问题、应用所学进行创新的能力，为毕业后的继续教育及 进一步发展打下扎实的基础。
2.主要课程：
主要理论课程：电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、 高频电子技术、C语言程序设计、电路原理图与电路板设计、 大规模集成电路工艺学、大规模集成电路设计、集成电路版 图设计、硬件描述语言与SOC设计方法、单片机原理与应用、 FPGA数字系统设计、DSP技术及应用。 主要实践课程：课程实验、课程设计、生产实习、毕业实 习和毕业设计，其中课程设计包括电路仿真综合课程设计、 数模混合课程设计、单片机课程设计、大规模集成电路课程
电子信息科学技术导论 第2版课件第6章通信与计算机网络
2G的特点：
FDMA+TDMA
• 终端：
每个频道宽度为200KHz，供8对用户用来时分通信 分到每个用户的头上，单个用户所占的带宽：200k/8=25kHz
– 价格便宜
– 小巧
• 电路板：
– 大规模集成电路
• 话音质量
• 保密性好
• FDMA+TDMA（ Frequency Division Multiple Access+ Time Division Multiple Access ）：频分加时分。先分配一个个宽为200kHz的频点，用户就在分给的
1992年11月10日，全球首款量产的GSM手机。 GSM的手机与“大砖头” 模拟手机的区别是多了用户识别卡（SIM卡）。
可以存储99个电话 支持90分钟通话 12小时待机 使用镍镉充电电池 手机重达475克
苹果 iPhone 3GS (16GB)
对 左：Nokia 1011 比 右：Nokia 8210
• 我国采用的主要是TACS制式，频段为890～915MHz与 935～960MHz。
2. 第二代蜂窝移动通信系统（2G，2st Generation）
• 为解决由于采用不同模拟蜂窝系统造成互不兼容无法漫游服务的问题，1991 年欧洲开通了第一个GSM数字窄带蜂窝系统 。移动运营商将GSM更名为“全 球移动通信系统”。该系统提高了频谱利用率（约为模拟网的1.8~2倍），支 持多种业务服务，并与ISDN等兼容。我国2G网络主要以GSM和CDMA为主。
图3 程控交换机结构框图 （1）用户电路：交换机为每个用户配备一个用户电路，它是交换机连接各 个用户的接口电路，用户电路共有七大功能，即BORSCHT功能。 （2）中继器：是和其他交换机的接口电路，传输交换机之间的各种通信信 号，也监视局间通话话路的状态，分为入中继和出中继电路两大类。
电子技术全套课件完整版ppt教学教程最全
为低频管。 (4)按功率可分为：小功率管和大功率管。耗散功率小于1W为小功率管，耗散功率大于1W为大功
率管。 (5)按用途可分为：普通放大三极管和开关三极管等。
1.3 半导体三极管
1.3.1 三极管的结构
3．图形符号 三极管的图形符号如图1-18所示。
图1-18 三极管的图形符号
1.3 半导体三极管
1.3 半导体三极管
1.3.1 三极管的结构
2．分类 三极管的种类很多，通常按以下方法进行分类： (1)按半导体制造材料可分为：硅管和锗管。硅管受温度影响较小、工作稳定，因此在电子产品中
常用硅管。 (2)按三极管内部基本结构可分为：NPN型和PNP型两类。 (3)按工作频率可分为：高频管和低频管。工作频率高于3MHz为高频管，工作频率在3MHz以下
I 0.01 mA
B
(1)当IB有较小变化时，IC就有较大变化。
(2)直流电流放大系数 (3)交流电流放大系数
IC
IB
I C
I B
1.3 半导体三极管
1.3.2 三极管的电流放大作用
2．电流放大作用 显然,(1-2)和(1-3)两式的意义是不同的。前者反映的是静态(直流工作状态)时集电极与基极电流之
图1-11 硅二极管的伏安特性曲线
1.2 半导体二极管
1.2.2 二极管的特性与参数
3 半导体二极管的主要参数
(1)最大整流电流 IFM：二极管允许通过的最大正向工作电流平均值。
(2)最高反向工作电压 VRM：二极管允许承受的反向工作电压峰值，
VRM
1 2
~
1，也叫 3
反向击穿电压。
(3)反向漏电流 IR：是指在规定的反向电压和环境温度下的二极管反向电流值。IR越小，二 极管的单向导电性能越好。
率管。 (5)按用途可分为：普通放大三极管和开关三极管等。
1.3 半导体三极管
1.3.1 三极管的结构
3．图形符号 三极管的图形符号如图1-18所示。
图1-18 三极管的图形符号
1.3 半导体三极管
1.3 半导体三极管
1.3.1 三极管的结构
2．分类 三极管的种类很多，通常按以下方法进行分类： (1)按半导体制造材料可分为：硅管和锗管。硅管受温度影响较小、工作稳定，因此在电子产品中
常用硅管。 (2)按三极管内部基本结构可分为：NPN型和PNP型两类。 (3)按工作频率可分为：高频管和低频管。工作频率高于3MHz为高频管，工作频率在3MHz以下
I 0.01 mA
B
(1)当IB有较小变化时，IC就有较大变化。
(2)直流电流放大系数 (3)交流电流放大系数
IC
IB
I C
I B
1.3 半导体三极管
1.3.2 三极管的电流放大作用
2．电流放大作用 显然,(1-2)和(1-3)两式的意义是不同的。前者反映的是静态(直流工作状态)时集电极与基极电流之
图1-11 硅二极管的伏安特性曲线
1.2 半导体二极管
1.2.2 二极管的特性与参数
3 半导体二极管的主要参数
(1)最大整流电流 IFM：二极管允许通过的最大正向工作电流平均值。
(2)最高反向工作电压 VRM：二极管允许承受的反向工作电压峰值，
VRM
1 2
~
1，也叫 3
反向击穿电压。
(3)反向漏电流 IR：是指在规定的反向电压和环境温度下的二极管反向电流值。IR越小，二 极管的单向导电性能越好。
电子信息导论01PPT课件
现代军事信息获取工具已发展成了一类复杂的信息获取平台，如预警飞机、 侦察卫星、雷达网和无人侦察飞机，甚至空天飞机等。
按信息获取使用的手段可分为雷达、电视、光学、照相、声纳、微波、红 外和激光等。
二、信息传输 电话、广播、电视、互联网，都是信息传输系统。也称 通信系统。
1，通信系统的模型
消息：指语音、文字、数据或图像非电信号
• 汉字识别
2，汉字识别
汉字识别
印刷体汉字识别 手写体汉字识别
联机手写体 汉字识别
脱机手写体 汉字识别
用于手机、计 算机汉字输入。 己较成熟。
尚在发展中。
语义识别（自然语言 处理、自然语言理解）
基于推理、人工智能；用于不同语言的翻译机。 正迅速发展。
3，语音信息处理
语音信息处理
语音数据压缩 语音识别 语音合成
三网融合的实质是：电话网、电视网融入到互联 网的IP信号体制！
三、信息处理
1．信号处理与信息处理
（1）信号处理：是针对信号中的某 一参数所进行的处理，在处理过程中 未考虑信号参数所代表的信息含义。
信号处理模型：输入信号参 数→输出信号参数。
（2）信息处理：有两种模型：信号→信息、信息→信息。
信息处理往往要通过对信号中代表信息的相应参数的处理来实现。它对 信号参数的处理目的是服从于信息本身，如要求图像清晰度高、品质好 等。信息处理主要包括：信息参数提取、增强、信息分类与识别等。信 息处理模块的设计与评价是以其输出信息的质量指标为依据。
《电子信息科学与技术导论》
第一章 概述
1.1 信息化社会 1.2 信息科学技术的基本概念 1.3 电子技术的发展 1.4 信息科学技术的研究领域 1.5 电子信息科学技术的学科与专业
电子科学技术导论(整理版)
电子科学技术导论（霸哥整理版）一、电路与电磁场1、电路的分析方法（1）克希霍夫定理（2）特勒根定理（3）节点电流法、回路电压法（4）线性电路的时域分析（5）线性电路的频域分析（6）非线性电路分析2、传统电路分析方法不适用的场合•频率很高•需直接研究电磁场、电磁波分布如：天线、电波传播、高速集成电路中的串扰现象、光纤中的模式、静电击穿现象二、电磁场、电磁波的研究与应用领域1、通信(1)有线通信光纤: 模式、极化、色散、衰减等波导: 模式、极化、色散、衰减等电缆: 模式、极化、色散、衰减、串扰器件: 模式、电磁耦合等（2）无线通信短波、微波中继、卫星通信、移动通信、个人通信、无线网络、无线接入、寻呼、集群2、雷达（RADAR）无线电探测和测距（Radio Detection and Ranging）发射并检测目标的回波（散射波）•连续波雷达测速•调频雷达测速、测距•动目标显示和脉冲多普勃雷达测距、移动目标•跟踪雷达•合成孔径雷达（SAR）成像•超视距雷达（高频）地波、天波•汽车防撞雷达•气象雷达•探地雷达•电磁散射、隐身、目标成像等3、遥感（Remote Sensing）•可见光波长短、分辨率高、夜间、云、雨等影响•红外可昼夜遥感、云、雨等影响•微波全天候、几何特性、体价电特性、分辨率不如光遥感•遥感三个组成部分：接收器、发射器、处理器•传感器与场景的相互作用•传感器的设计与测试技术•在地球科学方面的应用•主动式遥感散射计雷达•被动式遥感辐射计•成像4、电磁波与物质相互作用（1）电磁波与人体相互作用a. 电磁波治疗•治癌•微波手术刀•检测、诊断•治前列腺•微波针灸•微波治疗比激光优越之处1.透过率高2.微波天线遇组织粘结仍能辐射3.同样强度下微波凝结组织量大于激光4.微波摧毁组织至炭化无烟雾产生5.微波止血效果更好6.激光光纤插入组织易损坏7.微波机及其天线造价较低b. 电磁场对人体的影响微波设备安全标准5mw/cm2微波生物效应射频辐射危害标准国家频率安全界限条件说明美国 10MHz-100GHz 10mW/cm2 6min1mW/cm2 >6min 平均值短波 200V/m0.5A/m前苏联 0.1-30MHz 20V/m 5A/m30-300MHz 5V/m300MHz 10μW/cm2 6h/d100μW/cm2 2h/d中国中短波 20V/m 5A/m 长期职业暴露(1978) 微波 50μW/cm2 6h/d（2）微波化学可大大加速某些化学反应•微波诱导催化•微波消解•微波无机、有机合成•微波萃取矿物处理•微波除污•酒－陈化微波农业应用（3）灭菌消毒（4）微波等离子体•制备人造金刚石•表面改性处理•刻蚀5、电磁波能•微波输能•高频、微波加热、干燥、新型能源6、电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC)•电子系统在规定的电磁环境中按照设计要求而工作的能力。
1电子科学技术导论(书)[37页]
![1电子科学技术导论(书)[37页]](https://img.taocdn.com/s3/m/b9046487b90d6c85ec3ac6ce.png)
纳米材料：材料最小值经尺寸在0.1～100 nm。
纳米级集成电路： 集成电路加工尺寸处于0.1～100 nm之间
90nm
纳米电子学: 研究纳米尺寸电子器件基本结构， 以及半导材料的基本特性， 为集成电路在纳米条件限制的 设计、分析和制造提供理论基础。
一、电子科学与技术学科概述（第1章）
第二部分 电子科学与技术的基本内容
• 量子力学
经典物理学所涉及的都是与物质基本结构没有 直接关系的基本现象。
量子力学（也是量子物理学）在子技术的制造和设 计提供了新的方向
第1章
第二部分 电子科学与技术的基本内容
基本电磁理论
电磁理论的基本研究内容包括： 1．电磁变量的形态
2E
2E t 2
第二部分 电子科学与技术的基本内容
元素半导体：目前最常用的半导体 化合物半导体：制造特殊器件（如射频、功率电路） 无定形半导体：液晶
杂质
半导体材料的电学性质
对光、热、电、磁敏感
杂质
杂质
第1章
工程中的电子器件
第二部分 电子科学与技术的基本内容
电子器件是电子科学与技术的一个重要研究
半导体器件： 以半导体为主要材料、利用半导体 的物理特征设计制造的电子器件。 是各种电子系统的核心器件。
第1章
半导体材料
第二部分 电子科学与技术的基本内容
一类具有一定导电性能的固体材料， 电导率在10-3～10-9 欧姆/厘米范围内。
纯净半导体材料叫做本征半导体，属于绝缘体，如Si 在本证半导体中加入杂质后，才形成一定的导电能力
杂质
半导体材料的电学性质
对光、热、电、磁等因
杂质
素敏感
杂质
第1章
半导体材料
电子信息科学技术导论 第2版课件第9章 人工智能
在沿着决策树从上到下的遍历过程中，在每个结点都有一个 测试。对每个结点上问题的不同测试输出导致不同的分枝，最后 会达到一个叶子结点。这一过程就是利用决策树进行分类的过程， 利用若干个变量来判断属性的类别
9.4 深度学习
深度学习是机器学习领域一个新的研究方向，近年来在语音识别、计算 机视觉等多类应用中取得突破性的进展。深度学习的最终目标是让机器能 够像人一样具有分析学习能力， 高效地识别文字、图像和声音等数据。
评改 价进
原始样本集 样本数据 样本数据 样本数据
特征提取
统计分析
特
征
变换
提
取
特征运算
特征样本集
特征1
… n 目标
特征1
… n 目标
特征1
… n 目标
特征选取是成败的关键
人脑识别图像的过程
• 人脑是通过分级的、多层网络模型来识别 • 减少数据量，保留物体的有用信息
• 对效果影响 • 手动化特征 • 非常耗时
簇是数据集中相似的样本集合。聚类没有训练过程，是一种无监督 学习。
聚类算法可分为： ➢ 基于划分方法、 ➢ 基于层次方法、 ➢ 基于密度方法、 ➢ 基于网格方法 ➢ 基于模型方法
聚类是按照相似性大小，将无标号的数据集划分为若干类或簇的过程。
聚类的结果是类内样本的相似度高，类间样本的相似度低。相似性的 度量通常采用样本间的距离来表示。
卷积层
浅层卷积层提取如边缘、线条、角度等低级特征，更高层的卷积层提 取更高级的特征。
卷积层是一个权值矩阵，由多个特征面组成。每个特征面由多个神经 元组成，神经元与其输入层的特征面进行局部连接，然后把局部加权 和传递给一个激活函数，就可以获取卷积层中每个神经元的输出值。 在卷积层中，同一特征映射的权值共享。
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有
1998年已经退休的摩尔从美国前总统布什
关
的手中接过了美国技术奖。今天律”一样，响彻在
人
半导体行业每个人的心中。摩尔定律就像
和
一股不可抗拒的自然力量，统治了硅谷乃
事
至全球计算机业整整三十多年。
安迪 格罗夫(Andy Grove) 微处理器之王狂妄的匈牙利
人
“Only the paranoid
而全的设计生产方式，带来了高成本，高门槛的弊端，
放慢了整个集成电路行业的步伐。
和
集
看到这一商业机会的张忠谋，大胆成为第一家“纯”晶 圆代工公司，不与客户竞争，不设计或生产自有集成电
成
路，只帮助半导体公司生产已经设计成型的集成电路。 正是这种模式为台积电带来巨大财富的同时也创造了两
发
个新的行业－晶圆代工厂，Fabless（无生产线集成电
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1947年发明的点接触型晶体管
杰克•基尔比(Jack Kilby )：集成电路鼻祖
大学毕业后，基尔比选择了一家电子器件供应商 制造收音机、电视机和助听器的部件，在工作之余， 基尔比还在在威斯康星大学上电子工程学硕士班夜校 。
和 集
1958年，34岁的基尔比加入德州仪器公司。也正 是德州仪器这一温室，孕育了基尔比的成就。当时公 司的工程师们因为受到晶体管发明的鼓舞，开始尝试
事
摩尔定律的伟大不仅仅是促成了英特尔巨 大的商业成功，半导体行业的工程师们遵
循着这一定律，不仅每１８个月将晶体管
和
的数量翻一翻，更是意味着同样性能的芯
集
片每18个月体积就可以缩小一半，成本减
成 发 展
少一半。也可以说是因为摩尔定律让我们
生活中的电子产品性能越来越强大，体积 越来越轻薄小巧，价格越来越低廉。
发
括运算器、控制器在内的可编程序运算芯片，也
展
就是我们现在所说的中央处理单元（CPU），又 称微处理器，这也是世界上第一款微处理器——
有
4004。开始了英特尔（Intel）飞速发展，从 1968
关
年的收入为零直到今天超过三百五十亿美金营业 额。
的
人
一个人同时置身科学界和企业界，最终还能功德 圆满，实属罕见，而诺伊斯却做到了，他已经成
半 导 体 器 件
1947年12月23日，贝尔实验室在助听器中展示了人类第 一块晶体管，William Shockley被誉为晶体管之父。在随 后的10年中，晶体管技术不断进步，包括随后发明的单 锗晶硅、生长结型晶体管、接触型硅晶体管和固态晶体 管开关等，德州仪器和贝尔实验室分别在1954年推出晶 体管收音机和全晶体管计算机，并且，1957年美国第一 个轨道卫星“探测者”也首次使用了晶体管技术。
成 发
设计高速计算机，但是晶体管的发明虽然意义重大， 但是问题还没有完全解决，应用晶体管组装的电子设 备还是太笨重了，工程师设计的电路需要几英里长的
展 有
线路和上百万个的焊点，没有人能建造它们。显然， 个人拥有计算机，仍然是一个遥不可及的梦想。
针对这一情况，基尔比提出了一个大胆的设想：
关
“可以在一个半导体单片上安置以下电子元器件：电
和
活的电子发明领域，他一生中有六十多项发明。
事
迄今为止，正全面改造人类的个人电脑、移动电话等3C产品， 皆源于他的发明。
2005年6月20日，杰克·基尔比在与癌症作了艰难的搏斗 之后，在德州达拉斯市的家中与世长辞，享年81岁。
罗伯特 诺伊斯（Robert Noyce）： 科学、商业双料巨人
他在基尔比的基础上发明了可商业
晶体管的问世，是20世纪的一项重大发明，是微电子革 命的先声。晶体管出现后，人们就能用一个小巧的、消 耗功率低的电子器件，来代替体积大、功率消耗大的电 子管了。
晶体管的发明又为后来集成电路作好了基础。也正是因 为有了集成电路才把晶体管的优点充分地、全方位地展 现出来。两项发明可谓姊妹华章，晶体管的产业化过程 为集成电路的发明作了准备，集成电路的技术进步又推 动了晶体管的进展。
2006年，在90nm产品逐渐增多的同时，基于65nm技术的
启
集成电路产品相继出现。
新
2007年，各类60nm～65nm水平的DRAM、FLASH、ASIC 、FPGA等电路产品已经大批量生产，45nm工艺技术的
时
成熟程度也在不断提高，多类产品开发成功，商品化产 品开始进入市场。
代
作为45nm之后的32nm技术，近期也取得了进展。
人
理器成了世界上80%计算机的心脏，“Intel Inside” 一度成为本产业的黄金标准响彻全球也在改变着
和
世界。
事
张忠谋: 新行业机构的缔造者
和 集 成
一个人定义了一个 产业，一个人开创了 一个新的代工时代，
一个人让整个集成电
发
路行业更有活力，这
展
个人就是张忠谋。
有
关 的
27岁的张忠谋效力于德州仪器公司，并且一干就 是25年。1985年，受台湾方面邀请，张忠谋辞去 在美国的高薪职位返回台湾，出任台湾工业技术
的
阻、电容、晶体管等。” 这个新来的工程师开始试制 一个叫做相位转换振荡器的简易集成电路。
人
1958年9月12日，基尔比成功地实现了把电子器件
和 事
集成在一块半导体材料上的构想，研制出了世界上第 一块集成电路，并通过了德州仪器公司高层管理人员 的检查，这一天，被视为集成电路的诞生日，而就是
这枚小小的芯片，开创了电子技术历史的新纪元。
和
域。同时传统芯片公司NXP和德州仪器公司也宣布，将
事
停止开发一些芯片生产技术，转而与台积电等亚洲晶圆 代工企业制造芯片，集成电路细分工时代全面到来，一
美国TI 公司（德州仪器 Texas Instruments）的Jack Kilby发明了的IC （ Integrated Circuit ）；
集
差不多在此同时， 美国仙童公司（ Fairchild ）的 Robert Noyce 宣布了他发明的IC，法院最终裁决为同时
成
发明，各有知识产权。对簿公堂并没有影响IC 的发展， 从此，一个崭新而又伟大的时代开启了。
事
有安迪·格罗夫，也就没有今天最成功的半导体公 司英特尔。
进入20世纪80年代，随着美国经济的衰退与日本 人咄咄逼人的攻势，英特尔公司最终储存业务陷 入了重重困境，财务周转失灵，库存积压成山。
和
1986年格罗夫提出的新的口号“英特尔，微处理器 公司”，毅然舍弃储存业务把英特尔的主营业务转
集
到微处理器上去。正是这个决策让英特尔顺利地
从此,集成电路取代了晶体管。
伟大的发明总是需要经过时间的
考验 才能证 明它的价值。从
1958年发明集成电路，到2000
年获得诺贝尔奖，这是一个迟来
和
四十二年的诺贝尔物理学奖。 也就愈突显出基尔比的成就。
集
诺贝尔奖评审委员会曾经这样
成
评价基尔比：“为现代信息技
发
术奠定了基础”。 基尔比对人类社会的贡献无法
电子科学与技术导论 PPT
2020年5月26日星期二
1.电子科学与技术发展历史
2.电子科学与技术研究基础和内容
物理基础和数学基础; 基本半导体器件;
本
电子系统工程分析方法和EDA工具;
课
3.基本应用技术
程
4.集成电路
内
5.在系统可编程技术和SOC技术
容
6.中国集成电路(芯片)展望 7.应用示例
50 年前，注重视知识产权的美国上演了这样一场争议，
关
场霸主Intel公司的创始人之一的戈登·摩尔。
的
1929年1月3日，戈登·摩尔出生在距离旧金山南部的一个
人
小镇，1954年获物理化学博士学位，1956年同诺伊斯一 起创办了传奇般的仙童 (Fairchild)公司，主要负责技术
和
研发。1968年在诺伊斯辞职后，戈登·摩尔跟随而去一起 创办了Intel, 1975年成为公司总裁兼CEO。
成
息技术由实验室进入无数个普通家庭，因特网.多媒体视 听设备丰富着每个人的生活，IC 已经成就了年产值3000
电
亿美元的巨型产业。 这个时代不断的给我们带来惊喜，越来越小的设计线宽
路
和越来越高的集成度一直完美的演绎着“摩尔定律”。 2005年，90nm设计线宽的集成电路产品开始上市，集成
开
电路技术的总体水平自此跨入了全新的纳米时代。
人
研究院院长，致力于台湾半导体业的崛起和产业
和 事
升级，1987创建了全球第一家专业代工公司—— 台湾积体电路制造股份有限公司（台积电）开创 了半导体代工时代。
在台积电之前集成电路行业的模式都是一样的：所有的
集成电路都是自己设计自己做，Intel、三星等公司集
芯片设计和生产于一体，全能但庞大臃肿。正是这种大
生产的集成电路，使半导体产业由
和
“发明时代”进入了“商用时 代”。同时，还共同创办了两家
集
硅谷最伟大的公司：一个是曾经
成
有半导体行业“黄埔军校”之称 的-仙童(Fairchild)公司，一个
发
是当今世界上最大设计和生产半导体的科技巨擎英特尔公司。
展 有
1959年7月，诺伊斯研究出一种二氧化硅的扩散技术和PN结 的隔离技术，并创造性地在氧化膜上制作出铝条连线，使 元件和导线合成一体，从而为半导体集成电路的平面制作
展
路设计公司）。由于省去了费用高昂的晶圆制造环节， 集成电路行业整体门槛降低，诞生了一大批新生的具有
有
活力的集成电路设计公司，为整个集成电路行业带来了 新活力与创意。
关
的
2007年，英特尔宣布与台积电同时生产45纳米工艺的芯 片。这标志着台积电在技术提高方面如此可靠，以至于