电子元器件基础知识培训教材

电子元器件基础知识培训

目的：使公司的各层工作人员能够正确地识别日常操作中常用 的各类元件，结合产品的BOM表学习并应用以下基础知识：

从外观能看出该元件的种类﹑ 名称以及是 否有极性、方向性。 从元件表面的标记能读出该元件的性能参 数﹑ 容许误差范围等参数。 能识别各类元件在线路板上的丝印图。 知道在作业过程中不同元件须注意的事项。

第一部分电子技术发展史

电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发 展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最 广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。进 入21世纪，人们)电子计算机和因特网为标志的信 息社会。高科技面临的是以微电子技术(半导体和 集成电路为代表的广泛应用使社会生产力和经济获 得了空前的发展。现代电子技术在国防、科学、工 业、医学、通讯(信息处理、传输和交流)及文化 生活等各个领域中都起着巨大的作用。现在的世界， 电子技术无处不在：收音机、彩电、音响、VCD、 DVD、电子手表、数码相机、微电脑、大规模生产 的工业流水线、因特网、机器人、航天飞机、宇宙 探测仪，可以说，人们现在生活在电子世界中，一 天也离不开它。

电子技术的应用

基本器件的两个发展阶段 分立元件阶段(1905~1959)

–真空电子管、半导体晶体 管 集成电路阶段(1959~) –SSI、MSI、LSI、VLSI、 ULSI

主要阶段概述第一代电子 产品以电子管为核心。四十年代末 世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻 便、省电、寿 命长等特点，很快地被各国应用起来， 在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界 上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子 元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化 发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规 模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品 向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方 向发展。

分立元件阶段

电子管时代(1905~1948)–为现代技术采取了决定性步骤主要大事记真空电子管

1905年 爱因斯坦阐述相对论——E=mc2 1906年 亚历山德森研制成高频交流发电机 德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极，制威第一只三极管 1912年 阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管 1917年 坎贝尔研制成滤波器 1922年 弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机 1934年 劳伦斯研制成回旋加速器 1940年 帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机 1947年 肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管；香农奠定信息论的基础

分立元件阶段

晶体管时代(1948~1959)–宇宙空间的探索即

将开始主要大事记

1947年 贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管 1948年 贝尔实验室的香农发表信息论的论文 英国采用EDSAG计算机，这是最早的一种存储程序数字计算机 1949年 诺伊曼提出自动传输机的概念 1950年 麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存储器 1952年 美国爆炸第一颗氢弹 1954年 贝尔实验室研制太阳能电池和单晶硅 1957年 苏联发射第一颗人造地球卫星 1958年 美国得克萨斯仪器公司和仙童公司宣布研制成第一个集成电路

集成电路阶段自1958年第一块集成 元件问世以来，集成电路 已经跨越了小、中、大、 超大、特大、巨大规模几 个台阶，集成度平均每2年 提高近3倍。随着集成度的 提高，器件尺寸不断减小。时 期 规 模 集成度 (元件数)

50年代末 小规模集成电路(SSI)60年代 70年代 中规模集成电路(MSI) 大规模集成电路(LSI)

1001000 >1000 10000 >100000

70年代末 超大规模集成电路(VLSI) 80年代 特大规模集成电路(ULSI)

1985年，1兆位ULSI的集成度达到200万个元件，器件条宽 仅为1微米；1992年，16兆位的芯片集成度达到了3200万个元件， 条宽减到0.5微米，而后的64兆位芯片，其条宽仅为0.3微米。

集成电路阶段集成电路制造技术的发展日新月异，其中最具有代表性的 集成电路芯片主要包括以下几类，它们构成了现代数字系统的基 石。

微控制芯片(MCU)

可编程逻辑器件(PLD)

数字信号处理器(DSP)

大规模存储芯片(RAM/ROM)

电子计算机的发展伴随着电子技术的发展而飞速 发展起来的电子计算机所经历的四个 阶段充分说明了电子技术发展的四个 阶段的特性。– – – – 第一代(1946~1957)电子管计算机 第二代(1958~1963)晶体管计算机 第三代(1964~1970)集成电路计算机 第四代(1971~)大规模集成电路计算机ENIACIBM 7090

品牌电脑

IBM 360 晶体管计算机

世界上第一台电子计算机于1946年在美 国研制成功，取名ENIAC。这台计算机使用了 18800个电子管，占地170平方米，重达30吨， 耗电140千瓦，价格40多万美元，是一个昂贵 耗电的"庞然大物"。由于它采用了电子线路 来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从 而就大大提高了运算速度。ENIAC每秒可进行 5000次加法和减法运算，把计算一条弹道的 时间短为30秒。它最初被专门用于弹道运算， 后来经过多次改进而成为能进行各种科学计 算的通用电子计算机。从1946年2月交付使用， 到1955年10月最后切断电源，ENIAC服役长达 9年。

电子计算机的发展ENIAC

第一代(1946~1957)电子管计算机时代：它的 基本电子元件是电子管，内存储器采用水银延迟 线，外存

储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带 等。由于当时电子技术的限制，运算速度只是每 秒几千次~几万次基本运算，内存容量仅几千个字。 程序语言处于最低阶段，主要使用二进制表示的 机器语言编程，后阶段采用汇编语言进行程序设 计。体积大，耗电多，速度低，造价高，使用不 便，主要局限于一些军事和科研部门进行科学计 算。(ENIAC)

电子计算机的发展IBM 7090

第二代(1958~1963)晶体管计算机 时代：它的基本电子元件是晶体管， 内存储器大量使用磁性材料制成的磁 芯存储器。与第一代电子管计算机相 比，晶体管计算机体积小，耗电少， 成本低，逻辑功能强，使用方便，可 靠性高 。(IBM 7090)

电子计算机的发展

第三代(1964~1970)集成电路计算机时 代：它的基本元件是小规模集成电路和中规 模集成电路，磁芯存储器进一步发展，并开 始采用性能更好的半导体存储器，运算速度 提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了 集成电路，第三代计算机各方面性能都有了 极大提高：体积缩小，价格降低，功能增强， 可靠性大大提高。 (IBM 360系列为代表)IBM 360 晶体管计算机

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电子计算机的发展 第四代(1971~)大规模集成电路

计算机时代：它的基本元件是大规 模集成电路，甚至超大规模集成电 路，集成度很高的半导体存储器替 代了磁芯存储器，运算速度可达每 秒几百万次，甚至上亿次基本运算。 具有体积小、功能强、可靠性高等 特点。

EDA技术ARM开发板

电子设计技术的核心就是 EDA技术。EDA是指以计算机为工作平台，融合应 用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包， 主要能辅助进行三方面的设计工作，即 IC 设计、电子电路设计和 PCB 设计。

EDA技术发展的三个阶段：计算机辅助设计(CAD)阶段( 70年代):用计算机辅助进行IC版图编辑、 PCB布局布线，取代了手工操作。 计算机辅助工程(CAE)阶段( 80年代):与CAD相比，CAE除了有纯粹的 图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连 接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。CAE的主要功能是：原 理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。 电子系统设计自动化(ESDA)阶段( 90年代以后):设计人员按照“自顶 向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电 路用一片或几片专用集成电路(ASIC)实现，然后采用硬件描述语言 (HDL)完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标 器件。

纳米电子技术纳米电子学主要在纳米尺度空

间内研究电子、原子和分子 运动规律和特性，研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳米线。纳 米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子器件的电子学 功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及放大、振荡、脉冲 技术、运算处理和读写等基本问题。其新原理主要基于电子的 波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺 寸效应和统计涨落特性等。 从微电子技术到纳米电子器件将是电子器件发展的第二次 变革，与从真空管到晶体管的第一次变革相比，它含有更深刻 的理论意义和丰富的科技内容。在这次变革中，传统理论将不 再适用，需要发展新的理论，并探索出相应的材料和技术。

第二部分

电子元器件简介

电子元器件种类：电阻(R) 电容(C) 电感、磁珠(L) 二极管(D) 三极管(Q) 晶体(X) 集成IC(U)

电阻

1、概述 我们平常在工作中所说的电阻(Resistance) 其实是电阻器。 电阻器是一种具有一定阻值，一定几何 形状，一定性能参数，在电路中起电阻作用 的实体元件。在电路中，它的主要作用是稳 定和调节电路中的电流和电压，作为分流器、 分压器和消耗电能的负载使用。

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