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集成电路储存环境范文1
1微电子技术的发展历史和现状
微电子技术是19世纪末,20世纪初开始发展起来的新兴技术，它在20世纪迅速发展,成为近代科技的一门重要学科。其发展史实际就是集成电路的发展史。
衡量微电子技术发展的重要标志是大规模集成电路的集成度，至今为止微电子技术的发展基本上都在遵循着“摩尔定律”即单个芯片上的器件数每18个月增长1倍，DRAM储存量3年提高到原来的4倍，其发展历程如下。1947年底，美国贝尔实验室研制成了世界上第一个晶体管，微电子技术开始萌芽。体积微小的晶体管使集成电路的出现有了可能。之后，美国得克萨斯仪器公司的基比尔于1958年制成了第一个集成电路的模型，1959年德州仪器公司宣布发明集成电路。同年，美国著名的仙童子公司将一整套制造微型晶体管的“平面工艺”移到集成电路的制作中，很快集成电路由实验室实验阶段转到工业生产阶段。1962年MOS场效应管试制成功，1964年成功制出PMOS集成电路。与分立元件电路相比，集成电路的体积大大减小，同时功耗低，可靠性好，工艺简单，更适合于大量生产。
至今集成电路的集成度已提高了500万倍左右，特征尺寸缩小了近200倍，单个器件成本下降了约100万倍，单片集成度达到数亿个晶体管。
2微电子技术的应用
微电子技术的应用非常广泛，可以说微电子无处不在。美国每年由计算机完成的工作量超过4000亿人的手工工作量;日本每个家庭平均拥有100个芯片;无论是日常生活的电视机,洗衣机，手机，计算机,银行储蓄卡和信用卡，小区智能卡，电子手表，玩具等家用消耗品，还是大到传统工业的汽车工业、印刷工业和国防工业的导弹、卫星、火箭等都离不开这小小的芯片，可以说应用及其广泛。微电子技术渗透到了人们生活的各个领域,在人们的生产生活中发挥着极其重要的作用，已经和社会建立了一种相互依存的某种关系。
集成电路被广泛应用于社会的各个行业。微电子技术对各种传统产业具有强有力的带动作用，几乎所有的传统产业与微电子技术结合，利用芯片更新技术，都可给传统产业注入活力。例如，像汽车的电子化使传统的汽车工业渗透进了微电子技术，采用微电子技术的电子引擎监控系统、汽车安全防盗系统、出租车的计价器等已得到广泛应用，现代汽车上有时甚至要有十几个到几十个微处理器1。又如，印刷工业采用了微电子技术排版不再采用铅字，文字的增添、删除、编排，字体的选取等都在计算机上进行，在很短的时间内就可以全部按需要设置完成，与传统印刷工业改动一字就要涉及全局已不可同日而语。
集成电路的应用不仅在工业方面，在商业方面，由于微电子技术及计算机的应用，使传统的账册产生了根本的变化，账目的登录、统计、查询、存储都产生了根本的改变，于是有了大超市、大商场，这在20年前是不可想象的。如果说传统行业引入微电子技术后提高了生产效率，那么微电子技术与其他技术的结合和渗透又发展成新的技术。
微电子技术在轻武器中的许多应用正在研制中，如数字地图计划：为了给士兵提供需要的一切信息，可把天气数据、情报、敌友军的位置、空中成像等一切信息融合到一起，以数字方式存储，并通过无线计算机网络送到任何需要的地方，甚至是前线。如果将这种数字地图直接接入武器，不仅可以大大提高武器的精度，而且能使后勤得到可靠保障。随着电子、材料、光学、机械等各方面技术的发展，微电子技术必将广泛地应用于轻武器，发挥更大的作用。
总之，微电子技术已经渗透到诸如现代通信、计算机技术、医疗卫生、环境工程、能源、交通、自动化生产等各个方面,成为一种既代表国家现代化水平又与人民生活息息相关的高新技术。
3国内微电子技术的发展现状
近几年，在国家相关政策的大力支持下，国内硅基微电子技术水平不断提高，与国际先进水平的距离逐渐缩小。
我国微电子技术发展的特点：一、超深亚微米集成技术研究逐渐接近国际先进水平。二、集成电路设计水平提高，规模增大。经过近几年的发展，芯片设计水平明显提高，目前我国自主设计的芯片产品已涉及CPU、数字信号处理器、高端IC卡、数字电视和多媒体、3G手机以及信息安全等六大领域。IC设计水平已达到0.13pm,具有自主知识产权的核心芯片的开发及其产业化也取得了可观的突破。逐渐从过去的“低端模仿”走向以技术创新为主的“高端替代”。
微电子技术是当代科学技术中发展速度最快的技术之但是由于我国的微电子技术与国际先进水平差距较大，要在短期内赶上或超过是很不现实的，我国微电子各方面都落后于国外。国家正在逐步加大扶持力度，制定一系列相关政策去吸引资金和人才，形成可持续发展的微电子产业和科研体系。
4微电子技术的发展趋势
21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代，即存储量由Gb发展到Tb,集成电路中器件的速度由GHz发展到THz,数据传输速率由Gbps发展到Tbps。以硅基CMOS电路为主流工艺,21世纪硅微电子技术的发展趋势主要体现在三方面：_是继续增大晶圆尺寸和缩小器件的特征尺寸。发达国家和地区正在向纳米阶段进军。二是集成电路(IC)将发展成为系统集成芯片(SOC)。SOC进一步发展，可以将各种物理的、化学的和生物的敏感器和执行器与信息处理系统集成在一起，从而完成从信息获取、处理、存储、传输到执行的系统功能，这是_个更广义上的系统集成芯片。SOC是微电子设计领域的_场革命,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。三是微电子技术与其它学科相结合。典型例子是微机电系统技术(MEMS)和生物芯片2。前者是微电子技术与机械、材料、传感器等多学科交叉产生的，后者则是与生物工程技术结合的产物。
21世纪人类将全面进入信息化社会，对微电子信息技术将不断提出更高的发展要求，微电子技术仍将继续是21世纪中最为重要的和最有活力的高科技领域之1。
参考文献
[1]余修武.微电子技术与新技术革命J.制造业自动化，2010,32(11):95-96.
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关键词：EDA技术 电子工程
1、EDA技术的基本概念
EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，是从CAD（计算机辅助设汁）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。EDA技术是以计算机为工具，集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑，计算数学，优化理论等多学科最新理论于一体，是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信号处理的结晶。
2 、EDA技术的发展过程
EDA技术的发展过程反映了近代电子产品设计技术的一段历史进程，大致分为3个时期。
1）初级阶段：早期阶段即是CAD（Computer Assist Design）阶段，大致在20世纪70年代，当时中小规模集成电路已经出现，传统的手工制图设计印刷电路板和集成电路的方法效率低、花费大、制造周期长。人们开始借助于计算机完成印制电路板-PCB设计，将产品设计过程中高重复性的繁杂劳动如布图布线工作用二维平砸图形编辑与分析的CAD工具代替，主要功能是交互图形编辑，设计规则检查，解决晶体管级版图设计.PCB布局布线、门级电路模拟和测试。
2）发展阶段：20世纪80年代是EDA技术的发展和完善阶段，即进入到CAE（Computer Assist Engineering Design）阶段。由于集成电路规模的逐步扩大和电子系统的日趋复杂，人们进一步开发设计软件，将各个CAD工具集成为系统，从而加强了电路功能设计和结构设计，该时期的EDA技术已经延伸到半导体芯片的设汁，生产出可编程半导体芯片。
3）成熟阶段：20世纪90年代以后微电子技术突飞猛进，一个芯片上可以集成几百万、几千万乃至上亿个晶体管，这给EDA技术提出了更高的要求，也促进了EDA技术的大发展。各公司相继开发出了大规模的EDA软件系统，这时出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的EDA技术。
3、 EDA技术的特点
EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是采用高级语言描述，即硬件描述语言HDL（Hard ware Description Language），就是可以描述硬件电路的功能。信号连接关系及定时关系的语言。
1）现代化EDA技术大多采用“自顶向下（Top-Down）”的设计程序，从而确保设计方案整体的合理和优化，避免“自底向上（Bottom-up）”设计过程使局部优化，整体结构较差的缺陷。
2）HDL给设计带来很多优点：①语言公开可利用；⑦语言描述范围宽广；③使设计与工艺无关；④可以系统编程和现场编程，使设计便于交流、保存，修改和重复使用，能够实现在线升级。
3）自动化程度高，设计过程中随时可以进行各级的仿真、纠错和调试，使设计者能早期发现结构设计上的错误，避免设计工作的浪费，同时设计人员可以抛开一些具体细节问题，从而把主要精力集中在系统的开发上，保证设计的高效率、低成本，且产品开发周期短、循环快。
4）可以并行操作，现代EDA技术建立了并行工程框架结构的工作环境。从而保证和支持多人同时并行地进行电子系统的设计和开发。
4、EDA技术的作用
4.1验证电路设计方案的正确性
设计方案确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证设计方案的可行性，这只要确定系统各个环节的传递函数（数学模型）便可实现。仿真之后对构成系统的各电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。这种量化分析方法对于提高工程设计水平和产品质量，具有重要的指导意义。
4.2电路特性的优化设计
元器件的容差和工作环境温度将对电路的稳定性产生影响。传统的设计方法很难对这种影响进行全面的分析，也就很难实现整体的优化设计。EDA技术中的温度分析和统计分析功能可以分析各种温度条件下的电路特性，便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当的系统稳定裕度，真正做到优化设计。
4.3实现电路特性的模拟测试
电子电路设计过程中，大量的工作是数据测试和特性分析。但是受测试手段和仪器精度所限，测试问题很多。采用EDA技术后，可以方便地实现全功能测试。
5、EDA技术的软件
l）EWB（Electronics Workbench）软件。EWB是基于PC平台的电子设计软件，由加拿大Interactive Image Technologies Ltd。软件具有以下特点：①集成化工具：一体化设计环境可将原理图编辑、SPICE仿真和波形分析、仿真电路的在线修改、选用虚拟仪器、借助14种分析工具输出结果等操作在一个集成系统中完成。②仿真器：交互式32位SPICE强化支持自然方式的模拟、数字和数／模混合元件。自动插入信号转换界面，支持多级层次化元件的嵌套，对电路的大小和复杂没有限制。③原理图输入：鼠标点击一拖动界面，点一点自动连线。分层的工作环境，手工调整元器件时自动重排线路，自动分配元器件的参考编号，对元器件尺寸大小没有限制。④分析：虚拟测试设备能提供快捷、简单的分析。可以在线显示图形并具有很大的灵活性。⑤设计文件夹：同时储存所有的设计电路信息，包括电路结构、SHCE参数、所有使用模型的设置和拷贝。全部存放在一个设计文件中，便于设计数据共享以及丢失或损坏的数据恢复。⑥接口：标准的SPICE网表，既可以输入其他CAD生成的SHCE网络连接表并行成原理图供EWB使用，也可以将原理图输出到其他PCS工具中直接制作线路板。
2）PROTEL软件。广泛应用的Prote199主要分为两大部分：用于电路原理图的设计原理图设计系统（Advanced Schematic）和用于印刷电路板设计的印刷电路板设计系统（Advanced PCB）。
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电子技术起源于十九世纪，二十世纪以来得到快速发展，成为近代科技创新的里程碑。其主要从事电子器件与实践应用研究，因而伴随电子技术的不断更新，各类电子器件、新型产品涌现出来，在人类社会中实现了广泛应用，同时推动了国民经济的稳步增长。本文就电子技术发展进行分析，对激发其重要功能，实现更大的突破，有重要的实践意义。
关键词：
电子技术;发展;实践
1前言
新时期，人类社会全面迈进以微电子、计算机以及网络为核心信息时代。电子电路是形成信息、进行安全储存、快速传输以及处理的重要核心，为此电子技术在推动现代社会建设发展上发挥了极为深刻的影响。电子技术主要研发电子器件、电路系统与相关应用，为新型技术的重要基础，伴随电子技术的快速更新其成为引领社会提升生产力的动力源泉。
2电子技术演进
历程十九世纪，伴随物理学的快速发展，为电子技术开创了良好的条件。伟大的发明家爱迪生总结了热电子效应，而后人们利用该效应创造了电子二极管，并验证了其阀门的功能，率先在无线电检波中实现了应用。进入二十世纪，美国科学家研发了电子三极管，进而奠定了较早时期电子技术的里程碑，人类社会迈入电子管时代。基于电子管生产费用较高、体型庞大，耗费能源量大，会产生噪音污染，工艺技术较为复杂，因而人们研究出了新的点触式晶体管，推动人类社会迈入晶体管时代。1958年，美国科学家通过单晶硅研究开发了集成电路，从此，人类社会迈进集成电路时代。目前，集成电路在集成度上有了较大突破，已上升至500万倍，体积则降低了200倍，成本降低了100万倍。正是由于集成电路低成本、体积轻便、安全可靠、属性良好等优势，因而引领了工业、通信、控制、计算机、测量与生物医学领域的全面创新。
3电子技术现状
当前，电子技术发展主要包含三类技术，即数字信号处理技术(DSP)、电子设计自动技术(EDA)以及嵌入式技术。DSP技术主要通过模拟信号采样，完成数字化处理后对信号做分析，该技术关注于理论、软件技术以及相关算法的最终实现。为完成此目标便离不开具体硬件的有效支持，这便是该技术的核心思想。当前，DSP发展成为涉猎多重学科、应用极其广泛的技术，伴随计算机系统、信息处理技术的快速腾飞，为数字信号处理技术提供了广阔平台，尤其是数字信号处理逐步在通信系统中发挥了重要功能。该技术主要通过计算机系统以及相应的设备工具，利用数字模式完成信号采集、应用、传输、滤波、压缩处理、分析、增强，进而获取到人们所需的具体形式。未来，DSP相关技术产品将持续朝着高性能应用、低能耗、全面融合、丰富拓展的方向发展，芯片将更多的渗透至电子产品之中，变成各类电子通信产品的重要技术标签。EDA技术围绕大规模逻辑器件这一重要载体，通过硬件语言对系统逻辑进行描述，还需要借助计算机系统、可编程逻辑器、开发系统进行设计。该技术的应用可自动化设计形成优质电子系统以及相关产品，同电子技术领域、微电子领域更新发展紧密关联。
另外，EDA技术借助计算机科学技术之中较多前沿成果，围绕计算机这一基础平台，通过图形学理论、拓扑技术、计算机数学等新型计算机学科重要成果开发形成了一系列的通用CAD处理工具。可辅助电子设计人员完成电子组件以及系统的规模化、整体化设计。可以说，EDA技术的广泛应用为电子系统规划分析与设计掀起了前所未有的变革浪潮。嵌入式技术为一类专用系统技术，是整体装置或机械设备的组成单元。一般来说，嵌入式系统技术需要存储控制程序至ROM控制器之中，实际上，各类数字接口系统设备均采用了该技术模式，一些嵌入式系统还具备操作系统，然而较多嵌入式系统借助单独程序完成整体控制。由于嵌入控制器轻巧、占用空间小，更加安全可靠、具有较强的应用功能，使用起来灵便简单，因此其逐步延伸到工业领域、农业科技、教育事业、国防事业、科学研究与人们日常生活之中，对各行业领域技术更新、产品换代、增强生产效能上发挥了显著的正面影响作用。
4电子技术发展趋势
伴随科技的不断进步，人们逐步由多层面入手研究半导体相关技术，通过推出新型电子技术产品符合现代社会生产的多重需求，而并非单纯的限定在提升当前工艺水平层面。具体途径包括SOC技术、微电子机械等。SOC技术的提出主要由整体系统视角入手，将处理运算、模拟分析、软件工具、内部芯片、电路层以及器件的规划设计密切融合在一起，通过一块芯片完成传统多级芯片实现的电子系统应用功能。SOC技术的研发，进一步推动电子技术从集成电路发展为集成系统。基于该技术可全面考量整体系统各项状况，因而同以往多芯片组成电路系统比较，在性能一样的情况下可显著简化电路复杂程度，节约电路成本费用并提升系统可靠性。因此，SOC成为电子技术不断更新发展的又一新方向。MEMS将微电子同不同学科进行融合，集成了传感装置、执行单元以及处理电路，可有效将电子系统同外部环境紧密联系，这样一来系统不但可对外界信号及时感应，还可应对处理该类信号并完成具体操作。可以说，MEMS微电子技术的不断扩充与延伸，将微电子处理技术同精密加工处理技术全面融合，完成了微电子领域同机械领域的对接。应用MEMS处理技术开发研究相关产品逐步形成了全新的行业领域，其不但可缩减机电系统投入成本，还可胜任较多大体积机电系统不能承担的工作任务。
5结语
总之，伴随实践生产以及科技水平的快速发展，电子技术水平大幅提升，实现了更加广泛的服务应用，其对提升社会生产力水平也发挥了极大的影响。可以说，电子技术总体水平成为当前现代化领域的核心标志，是全面实现现代化发展的核心技术基础。
参考文献:
［1］梁石锋．浅析电子工程的现代化技术［J］．电子世界，2012(11)．
［2］谭会生．EDA技术及应用［M］．西安:西安电子科技大学出版社，2011．
［3］符意德．嵌入式系统设计原理及应用［M］．北京:清华大学出版社，2010．
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【关键词】电子电路 故障检查 方法
1 引发电子电路故障成因
明确电子电路引发故障的成因，为有效鉴别、评判并排除故障问题的核心环节。只有明确故障所在，方能基于故障现象，通过分析测试找到故障部位、分析损坏器件，进而保证排查故障的顺畅开展。导致电子电路故障的成因较多，包括内部以及外部因素等。元器件由于应用寿命、条件状况以及质量问题形成损坏，通常包含击穿、导致断路以及开路，或是漏电，令参数发生变化。例如晶体管被击穿，电容出现漏电，电阻器阻值发生明显的变化等。该类现象为电路自身的内部成因。同时还会出现电路板焊点存在虚焊的现象，该问题通常发生于应用服务年限较长的电路中，同时引发的故障率较高。电路系统中如果接插件出现松动、接触不佳，形成断线问题，新安装电路或他人维修设施也会出现误差接线，错误安装元器件或是漏装问题。电路内部如果可调元件出现失灵，也会引发较大的故障问题。例如磁芯破碎或者不良脱落，系统接触不佳或电位器出现变值等。
外部成因导致的电子电路故障为违规操作处理，不合理的应用等，特别是非专业人员错误操作导致的故障发生几率较高。因此应做好持证上岗管理，对于重要设备应杜绝非专业人员的应用操作。电网电压出现波动在一些时候会令元器件形成击穿。电子设备持续的在较多灰尘的环境下或者潮湿的空气中运行，则会令各类元器件或是电路板形成发霉现象，由于腐蚀生锈最终导致损坏。在雨水、磁场作用以及雷击影响下，同样会损坏设备系统。
2 电子电路故障有效检查方法
2.1 应用电阻法测试故障
为检验测试电子电路故障问题，可采用万用表量测电路以及元件电阻，进而准确的查找明确故障位置与损坏的元件。应注重的问题是，在断电的状况下应用该电阻法。具体包括通断法以及量测电阻值法等。前者方式可检验测试电路之中的线路连接有否存在短路，各类元器件引脚有否存在虚连。应注重检验有否存在不准悬空输入电路，特别是CMOS电路输入端不应存在悬空问题。采用测电阻值方式可检验电路之中的电阻元件是否存在合理的阻值，验证电容器有否存在断线故障，或是被击穿以及产生漏洞问题。应测试半导体器件有否被击穿，衡量PN结电阻有否合理等。另外应在验证二极管以及三极管过程中，通常选择万用表的100或者1k档量测。分析大容量电容器阶段中，应首先利用导线令电容两端出现短路，释放出电容器储存电荷，而后验证电容有否被击穿或者存在较为严重的漏电现象。避免令万用表形成不良破损。量测电阻值过程中，倘若进行在线测试，则需要考虑量测试元器件同电路他类元器件具体的等效并联作用关系。需精准测量阶段中，元器件一端应确保同电路予以断开。
2.2 采用电压法以及示波法有效检验测试
对于电子电路故障可通过电压表选择直流档验证电源、静态点位电压、集成电路对地点位精准正确性。还可选择交流电压档验证具体的电压值。量测电压阶段中，应注重仪表内阻与电容针对被测电路形成的作用影响。通过示波法可基于电路输入信号基础上展开检查验证，其属于一类动态验证方式。通过示波器检验电路各个点位的信号波形，各级具体的耦合、工作传输有否处于正常状态，进而明确故障方位。该环节需要在电路静态点位始终处在正常状况下展开检验核查。
2.3 应用电流法、元器件替代方式以及分隔法测试电子电路故障
可采用万用表测试晶体管以及系统集成电路具体的电流，各个位置分支电流与总体负载电流，进而明确电路与原件有否处在正常工作状态。针对存在潜在故障的各类元器件，可更换新的元器件。如果更换后电路处于正常工作状态，那么代表原先元器件以及插件板包含故障问题，可通过深入的测试检验进一步明确。
针对集成电路，可利用相同芯片之中的同一电路替换存在风险隐患、有可能出现故障问题的电路系统。由于包含多个同输入端进行集成的器件，倘若实践应用过程中包含多余输入端，则可更换其他输入端实施验证，进而评判元输入端有否存在问题。
为精准的核查引发故障方位，可将一些插件拔除，并可通过切断电路联系降低故障范畴，将故障位置分离出来。例如发觉电源复杂出现短路可分部位切断负载，验证短路负载位置。还可进行关键点位的验证测试，将故障范畴划分成几个部分，利用排除法缩减故障范畴。还应确保去除以及断开位置不会导致关联工作出现异常状况或形成损坏。
3 结语
总之，做好电子电路故障检验尤为重要。我们只有引入科学有效的方法策略，针对电子电路不同部位，较易导致故障的隐患点位进行全面清晰的验证测试，方能精准的测试出电子电路故障所在。明确引发成因，制定有效的预防管理策略，降低故障引发几率，做到防患于未然，创设明显的经济效益与社会效益。
参考文献
[1]刘媛媛,马瑛.电子电路故障的检查方法和技术[J].电子质量,2010(09).
[2]赵文东,胡玉贵,刘向祖,倪传国.电子电路故障的检测方法与技巧研究[J].移动电源与车辆,2007(03).
集成电路储存环境范文5
【关键词】 虚拟技术考核问题培养
一、摒弃实验箱，自己焊接电路
实践证明，实验课上现成的模拟电子实验箱降低了学生的求知欲，在模拟电路的课堂上学生们最想干的就是自己焊接、测试，从中获取成就感，增加学习兴趣。而在实际的实验过程中，学生的动手能力是不同的，这样可以安排分组学习，并且循环安排两组学生在老师的帮助下提前完成，接下来帮助其他同学完成实验。也可以分层次进行教学，每次实验课的设计分为基本实验和附加部分，附加部分的实验可以满足动手能力强或感兴趣同学的求知欲，并增强他们的动手能力。
二、用虚拟仿真技术
虚拟技术是近年发展起来的，利用计算机模仿实验的技术。电子线路模拟实验室利用计算机构造一个实验模拟环境，通过电路的构立和对数据与电路功能的分析，达到实验效果和目的的一种新的实验方法。EDA技术是一种以计算机位基本工作平台，以高级语言描述具有系统级仿真和综合能力的软件工具。软件有多种，其中Mulyisim是较常见的电子技术和实训工具。通常工具软件的元器件库储存有许多大公司的晶体管阻容元件，集成电路和数据门电路芯片等元器件，仪器库则有万用表，示波器信号发生器，扫频仪，逻辑分析仪，信号发生器，逻辑转换的仪器接通开关就可以进行和实无实验一样的测试分析。但这类软件的缺点是原件均是一心好实现的，以实物实验差别很大。我们所完成的多媒体电子技术实验系统软件突出优点是：元件机仪表均以实物的形式重现，直观性强，可操作性强。虚拟技术的发展使电子线路的分析设计过程得以在计算上轻松、准确、快捷的完成。这样，一方面克服了实验室在元器件和规格上的限制，避免了损坏仪器等不利因素，另一方面使得实验不受时间及空间的限制，从而促进电子线路实验教学的现代化。
1、实行虚拟实验的必要性
电子线路是一门较为抽象的理论型课程。在学习电路理论时必须理论联系实际，抓好教学中的实验环节，让学生能根据自己的实际情况，结合教师的教学要求进行实验操作，验证所学到的电路原理。但是，学生在实验中出现的种种现象又不尽人意，暴露了传统实物实验的一些固有缺陷。
例如：（1）学生不熟悉电路连接，还没有掌握好锡焊技术，所以连接电路时极易出错。（2）电路连接错误，易造成电子元器件及测试仪器的损坏。学生不熟悉仪器操作也是造成仪器容易损坏的原因。（3）学生不能根据自己的学习进度安排实验时间，更不能像做家庭作业一样在课余时间进行练习。有限的教学时数与学生技能的提高矛盾突出。（4）实验的元器件离散性大，环境变化引起的温漂、干扰等因素会造成实验数据的偏差。（5）传统的电子技术实验是以实物为主的，设备易磨损老化，需要定期更新；教学实验室的设备配置与教学大纲的教学要求相对应，随着教学要求的提高及电子技术的飞速发展，实验设备的技术水平也不断提高，数量也要有所增加，这要消耗我们有限的教学经费。
EDA技术恰好能够弥补实验的不足。它的优点是：（1）在计算机上即可完成和实现电路的电气连接，检测电路的电性能。例如，显示检测点的电压电流波形及对电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析等多种分析，及时获得实验结果。（2）评估元器件参数变化（包括故障）对电路造成的影响。分析一些较难测量的电路特性，如进行噪声（Noise）、频谱（Fourier）、器件灵敏度（Sensitivity）、温度特性（Temperature）分析等。（3）可以在短暂的实验时间里快速完成较复杂的电路连接、测试工作。（4）可以很容易地实现对学生的量化评估。
三、完成必要的验证性实验和综合设计实验
由于我们的课时有限，我们可以挑出典型的验证性实验，如共射级放大电路、射极跟随器等让学生亲自焊接后测量，其余有必要的验证性实验可以留为课后作业，开放实验室让学生自己完成。要提高学生的动手能力，就必须设计综合性实用电路来增强学生的实际动手能力和自学能力。为了引发学生的兴趣和成就感，最好安排一个平时能够用的电路，如音频放大器或充电器的制作，在此过程中侧重电路的焊接、测试和调试能力的锻炼。
四、 教材实验内容丰富
教材实验内容丰富，且遵从循序渐进的原则。基础部分以二极管、三极管、电阻、电容的测试开始，配以常用仪器练习，让学生逐步对电子元器件及其测试方法有一定的了解，并掌握实验中常用电子仪器的使用和测量方法；之后通过基本放大电路、组合放大电路、场效应管放大电路、功率放大电路等各种不同的电路组态的实验，使学生掌握和熟练运用各种单元放大电路；再以集成运放为核心的集成运放参数测试、算术运算电路、比较电路和低通、高通、带通、带阻电路来加深学生对集成电路的实验和设计能力；最后通过LC、RC正弦波发生器电路实验和非正弦波发生器电路转换实验让学生对反馈和波形的产生有进一步认识，并通过AM、FM调制和解调电路实验，来加强学生对通信电路原理的理解。书中每一个实验都包含实验目的、实验原理、实验内容和实验报告要求，旨在不仅要教会学生怎样去做，而且要使学生弄懂为什么这样去做，并启发学生进行思考。
五、实验的考核
集成电路储存环境范文6
《财经》记者 于达维
从一只蚂蚱栩栩如生的骨骼和内脏,一颗完整核桃的内部断层CT扫描,到一种控制癌细胞表达的特殊蛋白结构,乃至一种特殊晶体的生长过程,这些利用常规技术手段难以企及的细节,在上海光源的照射下都一览无余。
2009年4月29日下午4点,上海,国务委员刘延东、上海市委书记俞正声、中国科学院院长路甬祥、中国工程院院长徐匡迪,共同启动了建国以来最大规模的大科学工程――上海光源的竣工装置。
作为耗资12亿元、建设历时52个月的大科学装置,上海同步辐射光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,下称上海光源)能够提供的高能X射线亮度,达到普通X光机的上亿倍,将为中国生命科学、材料科学、环境科学、石油化工等几乎所有现代科学领域对微观世界的研究,提供前所未有的工具。
正是因为同步辐射光源具有洞悉微观世界的超强实力,它被称为继光学显微镜、电子显微镜和扫描隧道电子显微镜后,新一代的探索微观世界的“神灯”。
第三代同步辐射
所谓同步辐射,是指在磁场中沿曲线轨道高速运动的带电粒子,沿轨道切线方向抛出的电磁辐射。
1947年4月16日,同步辐射光在美国通用电气公司的同步加速器被发现。中科院院士杨福家对《财经》记者说,第一代同步辐射光源,是人们在同步辐射加速器上偶然发现的,因此叫做同步辐射光。但这种同步辐射光很难被利用,于是人们就开发了第二代能量较小的同步辐射光源。
在中国,北京光源(BSR)就是寄生于北京正负电子对撞机(BEPC)的典型第一代同步辐射光源;合肥国家同步辐射实验室(HLS)则做出了基于同步辐射专用储存环的第二代同步辐射光源。
随着人类探索微观世界越来越深入,需要亮度更高、性能更优越的同步辐射光源。科学家通过在同步辐射加速器上安装特殊设计的插入件,得到亮度增加上万倍的同步辐射光。这就是第三代同步辐射光源。它好比一双眼睛――研发工作中有许多精细之处需要靠这双“眼睛”来发现。
1995年,谢希德、杨福家、奚同庚、蒋锡夔、王志勤等上海市政协科技委员会委员,联名在当年的政协会议上提交了“关于上海建造第三代同步辐射光源”提案。当时在国际上已经有50多台同步辐射光源,在国内只有北京与合肥的第一代、第二代同步光源,第三代同步辐射光源还是空白。
经过近十年的酝酿,上海光源于2004年12月25日开工,由中国科学院上海应用物理研究所承建。其建筑安装工程和公用设施工程于2006年底完成;直线加速器于2007年6月完成调束并达到性能指标;储存环调束于2007年12月24日成功实现了束流储存并出光。
如今,15年前出自时任中科院院长周光召笔下的一张螺旋状草图在上海张江得以实现:一座占地约20万平方米的巨大“鹦鹉螺”状建筑内,容纳了周长432米的电子储存环和40米的1.5亿电子伏特电子直线加速器,以及周长180米、能在半秒内把电子束能量从1.5亿电子伏特提升到35亿电子伏特的全能量增强器。
目前,全球建成和在建的同步辐射光源装置共有60余座,其中第三代同步辐射装置有13台。上海光源属于世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一,能量居世界第四。它所能提供的X射线强度是X光机的上万倍,耀度是最强X光机的上亿倍。
中国科学院高能物理所学术委员会主任、上海光源工程总顾问陈森玉院士如此评价:“没有这个手段,几乎跟盲人一样。”
中国科学院上海硅酸盐所研究员奚同庚告诉《财经》记者,由于上海光源可以让几乎所有的高科技研发获得帮助,对上海的产业升级具有巨大的集聚作用,他们的提案与“开发浦东”和“开发洋山深水港”共同被评为建国以来上海最重要的三个政协提案。
探秘上海光源内核
4月29日下午,《财经》记者在上海应用物理所副所长赵振堂的带领下,进入上海光源内部。
赵振堂介绍说,其主体结构分为三部分:外圈为432米周长的一个大环――电子储存环;与之相切的内圈,是一个180米周长的小环―――增强器;小环还连着一根40米长的直线电子加速器。电子束将由加速器射出、由增强器加速、在储存环中以接近光速往复运动。
赵振堂带着大家进入电子储存环的20个储存单元中的一个。弧形的工作台上,一条纤细的真空不锈钢导管被密密麻麻的导线和磁铁包围。电子束就是在这个导管中,在磁铁的偏转作用下,进行圆周运动。
“这是去年我们自己做的。”指着一个半米见方的黑匣子,赵振堂告诉记者,这就是对第三代同步辐射光源很重要的设备――插入件,也叫波荡器,它内部是大量的小磁铁阵列,电子束在通过这里的时候会发生剧烈的摆动,每次摆动释放的同步辐射光叠加起来可以产生亮度非常高的同步辐射,是解析蛋白结构所必需的。
在储存环的切线方向上,连接着接收、处理同步辐射光的光束线站。目前这里有包括生物大分子晶体学线站、硬X射线微聚焦及应用线站、X射线成像与生物医学应用光束线站等七条光束线站,根据用户不同的需要,各个线站利用不同波长的同步辐射光对样品进行观测。根据计划,到2020年这里的光束线站将扩展到50余个,并有上百个实验站,可以同时容纳几百名科研人员做实验。
“到时候大厅这里就没这么空了。”赵振堂说。
目前,上海光源可以提供从远红外线到硬X射线范围内不同波长的同步辐射光。按用户要求,同步辐射光在光束线上被再加工,如分光、准直、聚焦,然后照射到实验站的样品上。同时实验站上的科学仪器纪录下实验样品的各种反应信息或变化,经高速计算机处理后变成一系列曲线或图像。
在其中一座光束线站上,《财经》记者看到了利用同步辐射光为一只活体蚂蚱拍摄的动态X光录像。蚂蚱的骨骼、内脏都一览无余,甚至触角里面的微细管也随着蚂蚱的呼吸而起伏。
“在普通X光下,骨头和肉是分得开的,但肉跟神经、肉跟皮是分不开的。到了这里就看得清清楚楚。”上海光源工程经理部总工程师刘德康说,这对于癌症的早期诊断很有帮助。
演示者还对《财经》记者展示了一个直径10微米的钨丝结构的特写,一个完整核桃的断层CT扫描,以及一个已经分裂为四个细胞的来自10亿年前寒武纪的古生物胚胎化石的三维图像。
广泛受益
在上海光源4月29日的竣工典礼上,科技部副部长曹建林说,上海光源的建成,将提高中国综合科技实力,在结构基因组学、纳米科学、环境科学技术、新型催化剂、新药研究等领域,上海光源都将扮演重要的科学中心和科学平台角色。
据介绍,目前同步辐射X射线衍射方法,是现在国际上测定生物大分子结构的最有力手段,以蛋白质结构和功能研究为主要目标的结构基因组学研究80%以上的工作需要在第三代同步辐射光源上进行。
利用高亮度同步辐射光束,还可以揭示材料中原子的精确构造,得到有价值的电磁结构参数等信息。它们既是理解材料性能的钥匙,也隐含着发明新颖材料的原理来源。
同步辐射X射线谱学技术作为主要分析手段,能在分子水平上描述环境污染物的形态,研究污染物的迁移和转化的复杂化学过程,从而评估污染风险和确定污染治理方案。
此外,如石油化工中催化剂的机理特性分析、超大规模集成电路中硅晶片中的痕量杂质探测分析、飞机发动机和航天器的疲劳测试、纸浆无氯漂白工艺改进、化妆品效果分析乃至新口味凝胶食品的开发等,都要用到同步辐射光。
随着业界对集成电路的集成度要求越来越高,科学界估计,对线度在几十纳米及以下的集成电路,第三代同步辐射光刻技术有可能将成为主要的光刻手段。
据专家介绍,由于世界各大石油公司均已在同步辐射光源上建有专用的光束线站,假如没有高性能的第三代同步辐射光源先进技术的支持,中国企业将面临十分被动的局面。因为一种催化剂的成败,会导致进口货和国产品每年的销售差价超过10亿元。
上海应用物理研究所所长徐洪杰透露,中石化就有意向在这里出资建立多条专用的光束线站,涉及的投资需要几亿元。此外,制药巨头葛兰素史克也希望在这里大量购买机时。
专程来参加竣工典礼的斯坦福大学同步辐射实验室副主任赫尔曼・维尼克(Herman Winick)告诉《财经》记者,X射线是了解所有材料的结构、性能、电磁特性最好的工具。现在中国建成了世界上最好的同步辐射光源之一,完全可以帮助其他国家建造他们的光源,也可以邀请其他国家的科学家来这里做实验。
