电路:是由电源、导线、开关和用电器等共同构成的闭合回路。其中,电源:提供电能;导线:输送电能;开关:控制电路或用电器的接通和断开;用电器:消耗电能。
电路:由金属导线和电气、电子部件组成的导电回路,称为电路。在电路输入端加上电源使输入端产生电势差,电路连通时即可工作。电流的存在可以通过一些仪器测试出来,如电压表或电流表偏转、灯泡发光等;按照流过的电流性质,一般把它分为两种:直流电通过的电路称为“直流电路”,交流电通过的电路称为“交流电路”。
扩展资料:
电路规模的大小,可以相差很大,小到硅片上的集成电路,大到高低压输电网。根据所处理信号的不同,电子电路可以分为模拟电路和数字电路。
电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。例如,电池是把化学能转变成电能;发电机是把机械能转变成电能。由于非电能的种类很多,转变成电能的方式也很多。电源分为电压源与电流源两种,只允许同等大小的电压源并联,同样也只允许同等大小的电流源串联,电压源不能短路,电流源不能断路。
在电路中使用电能的各种设备统称为负载。负载的功能是把电能转变为其他形式能。例如,电炉把电能转变为热能;电动机把电能转变为机械能,等等。通常使用的照明器具、家用电器、机床等都可称为负载。
连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路,起着传输电能的作用。
辅助设备是用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用的。辅助设备包括各种开关、熔断器、电流表、电压表及测量仪表等。
重要定律
欧姆定律:在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻阻值成反比,基本公式是I=U/R(电流=电压/电阻)
诺顿定理:任何由电压源与电阻构成的两端网络, 总可以等效为一个理想电流源与一个电阻的并联网络。
戴维宁定理:任何由电压源与电阻构成的两端网络, 总可以等效为一个理想电压源与一个电阻的串联网络。
分析包含非线性器件的电路,则需要一些更复杂的定律。实际电路设计中,电路分析更多的通过计算机分析模拟来完成。
它是线性元件的一个重要定理。在线性电阻中,某处电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时,在该处分别产生的电压或电流的叠加。
对于一个具有n个结点和b条支路的电路,假设各条支路电流和支路电压取关联参考方向,并令(i1,i2,···,ib)、(u1,u2,···,ub)分别为b条支路的电流和电压,则对于任何时间t,有i1u1+i2u2+···+ibub=0。
在对偶电路中,某些元素之间的关系(或方程)可以通过对偶元素的互换而相互转换。对偶的内容包括:电路的拓扑结构、电路变量、电路元件、一些电路的公式(或方程)甚至定理。
参考资料:
集成电路(integrated circuit)是电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。[1]
它是微型电子器件或部件,在电路中用字母“IC”表示,发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路,是20世纪50年代后期到60年代发展起来的一种新型半导体器件。
iphone12搭载了5纳米工艺的手机处理器苹果A14,这款处理器集成了118亿个晶体管。而一款手机处理器芯片的大小,比大拇指的指甲盖大不了多少。
那么小的芯片,真的能装下上百亿个晶体管吗?
纳米(nm)是长度单位,一纳米等于10的负9次方米,是一个非常小的长度单位。珠穆朗玛峰高8848米,它的百万分之一,仅相当于一本书的厚度。而1纳米相当于一毫米的百万分之一。单个细菌人肉眼是看不见的,因为它的直径在微米级别,而1纳米是1微米的千分之一。
氢原子是原子中最小的,它的半径大约是0037纳米,13个氢原子排成一条线的长度大约等于1纳米。现在的手机cpu是硅基芯片,而硅原子的直径为0234nm,4个硅原子排排坐就有1纳米的长度。
1纳米这么小,那么在一款小小的手机芯片上集成100亿个晶体管,就很好理解了,是可以做到的。
世界上第1台电脑埃尼阿克出现的时候,体积比一个房间还大。1958年杰克·基尔比发明了基于锗的集成电路,后面罗伯特·诺伊思发明了基于硅的集成电路。工程师们直接将晶体管制作在一片硅晶片上,微电路(芯片)随之诞生。为了降低功耗和提高性能,集成电路的晶体管数量越来越多,元器件也被做的越来越小。
现在芯片制造工艺早已从微米时代进入了纳米时代。手机和电脑的cpu就是集成度最高的芯片。现在一块手机cpu的面积大约在100平方毫米左右,而一平方毫米至少可以集成1000万个晶体管。
随着微电子技术的提高,仅仅几年的时间,硅基芯片制造工艺就从几十纳米进入了几纳米时代。目前集成电路的制造工艺已经达到了5纳米水平,苹果A14处理器就使用了台积电的5纳米制造工艺。不过元器件的尺度已经快接近极限了,要想提高芯片的性能,就只能另寻它法,比如碳基半导体。
纳米技术是研究结构尺寸在1~100纳米范围内材料的性质和应用,是上世纪90年代初迅速发展起来的,距今不过30年。纳米技术的概念最早是物理学家理查德·费曼于1959年提出来的。直到1981年,科学家们发明了扫描隧道显微镜,才拥有了目睹纳米尺度下原子、分子的能力,后面还拥有了操控单个原子的能力。
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集成电路又包括SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP、FC、MCM等。举例如下:1、连接件(Interconnect):提供机械与电气连接/断开,由连接插头和插座组成,将电缆、支架、机箱或其它PCB与PCB连接起来;可是与板的实际连接必须是通过表面贴装型接触k。2、a有源电子元件(Active):在模拟或数字电路中,可以自己控制电压和电流,以产生增益或开关作用,即对施加信号有反应,可以改变自己的基本特性。b无源电子元件(Inactive):当施以电信号时不改变本身特性,即提供简单的、可重复的反应。3、异型电子元件(Odd-form):其几何形状因素是奇特的,但不必是独特的。因此必须用手工贴装,其外壳(与其基本功能成对比)形状是不标准的例如:许多变压器、混合电路结构、风扇、机械开关块等。
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