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集成電路儲存環境范文1

 

1微電子技術的發展歷史和現狀

 

微電子技術是19世紀末,20世紀初開始發展起來的新興技術，它在20世紀迅速發展,成為近代科技的一門重要學科。其發展史實際就是集成電路的發展史。

 

衡量微電子技術發展的重要標志是大規模集成電路的集成度，至今為止微電子技術的發展基本上都在遵循著“摩爾定律”即單個芯片上的器件數每18個月增長1倍，DRAM儲存量3年提高到原來的4倍，其發展歷程如下。1947年底，美國貝爾實驗室研制成了世界上第一個晶體管，微電子技術開始萌芽。體積微小的晶體管使集成電路的出現有了可能。之后，美國得克薩斯儀器公司的基比爾于1958年制成了第一個集成電路的模型，1959年德州儀器公司宣布發明集成電路。同年，美國著名的仙童子公司將一整套制造微型晶體管的“平面工藝”移到集成電路的制作中，很快集成電路由實驗室實驗階段轉到工業生產階段。1962年MOS場效應管試制成功，1964年成功制出PMOS集成電路。與分立元件電路相比，集成電路的體積大大減小，同時功耗低，可靠性好，工藝簡單，更適合于大量生產。

 

至今集成電路的集成度已提高了500萬倍左右，特征尺寸縮小了近200倍，單個器件成本下降了約100萬倍，單片集成度達到數億個晶體管。

 

2微電子技術的應用

 

微電子技術的應用非常廣泛，可以說微電子無處不在。美國每年由計算機完成的工作量超過4000億人的手工工作量;日本每個家庭平均擁有100個芯片;無論是日常生活的電視機,洗衣機，手機，計算機,銀行儲蓄卡和信用卡，小區智能卡，電子手表，玩具等家用消耗品，還是大到傳統工業的汽車工業、印刷工業和國防工業的導彈、衛星、火箭等都離不開這小小的芯片，可以說應用及其廣泛。微電子技術滲透到了人們生活的各個領域,在人們的生產生活中發揮著極其重要的作用，已經和社會建立了一種相互依存的某種關系。

 

集成電路被廣泛應用于社會的各個行業。微電子技術對各種傳統產業具有強有力的帶動作用，幾乎所有的傳統產業與微電子技術結合，利用芯片更新技術，都可給傳統產業注入活力。例如，像汽車的電子化使傳統的汽車工業滲透進了微電子技術，采用微電子技術的電子引擎監控系統、汽車安全防盜系統、出租車的計價器等已得到廣泛應用，現代汽車上有時甚至要有十幾個到幾十個微處理器1。又如，印刷工業采用了微電子技術排版不再采用鉛字，文字的增添、刪除、編排，字體的選取等都在計算機上進行，在很短的時間內就可以全部按需要設置完成，與傳統印刷工業改動一字就要涉及全局已不可同日而語。

 

集成電路的應用不僅在工業方面，在商業方面，由于微電子技術及計算機的應用，使傳統的賬冊產生了根本的變化，賬目的登錄、統計、查詢、存儲都產生了根本的改變，于是有了大超市、大商場，這在20年前是不可想象的。如果說傳統行業引入微電子技術后提高了生產效率，那么微電子技術與其他技術的結合和滲透又發展成新的技術。

 

微電子技術在輕武器中的許多應用正在研制中，如數字地圖計劃：為了給士兵提供需要的一切信息，可把天氣數據、情報、敵友軍的位置、空中成像等一切信息融合到一起，以數字方式存儲，并通過無線計算機網絡送到任何需要的地方，甚至是前線。如果將這種數字地圖直接接入武器，不僅可以大大提高武器的精度，而且能使后勤得到可靠保障。隨著電子、材料、光學、機械等各方面技術的發展，微電子技術必將廣泛地應用于輕武器，發揮更大的作用。

 

總之，微電子技術已經滲透到諸如現代通信、計算機技術、醫療衛生、環境工程、能源、交通、自動化生產等各個方面,成為一種既代表國家現代化水平又與人民生活息息相關的高新技術。

 

3國內微電子技術的發展現狀

 

近幾年，在國家相關政策的大力支持下，國內硅基微電子技術水平不斷提高，與國際先進水平的距離逐漸縮小。

 

我國微電子技術發展的特點：一、超深亞微米集成技術研究逐漸接近國際先進水平。二、集成電路設計水平提高，規模增大。經過近幾年的發展，芯片設計水平明顯提高，目前我國自主設計的芯片產品已涉及CPU、數字信號處理器、高端IC卡、數字電視和多媒體、3G手機以及信息安全等六大領域。IC設計水平已達到0.13pm,具有自主知識產權的核心芯片的開發及其產業化也取得了可觀的突破。逐漸從過去的“低端模仿”走向以技術創新為主的“高端替代”。

 

微電子技術是當代科學技術中發展速度最快的技術之但是由于我國的微電子技術與國際先進水平差距較大，要在短期內趕上或超過是很不現實的，我國微電子各方面都落后于國外。國家正在逐步加大扶持力度，制定一系列相關政策去吸引資金和人才，形成可持續發展的微電子產業和科研體系。

 

4微電子技術的發展趨勢

 

21世紀的微電子技術將從目前的3G時代逐步發展到3T時代，即存儲量由Gb發展到Tb,集成電路中器件的速度由GHz發展到THz,數據傳輸速率由Gbps發展到Tbps。以硅基CMOS電路為主流工藝,21世紀硅微電子技術的發展趨勢主要體現在三方面：_是繼續增大晶圓尺寸和縮小器件的特征尺寸。發達國家和地區正在向納米階段進軍。二是集成電路(IC)將發展成為系統集成芯片(SOC)。SOC進一步發展，可以將各種物理的、化學的和生物的敏感器和執行器與信息處理系統集成在一起，從而完成從信息獲取、處理、存儲、傳輸到執行的系統功能，這是_個更廣義上的系統集成芯片。SOC是微電子設計領域的_場革命,21世紀將是SOC技術真正快速發展的時期。三是微電子技術與其它學科相結合。典型例子是微機電系統技術(MEMS)和生物芯片2。前者是微電子技術與機械、材料、傳感器等多學科交叉產生的，后者則是與生物工程技術結合的產物。

 

21世紀人類將全面進入信息化社會，對微電子信息技術將不斷提出更高的發展要求，微電子技術仍將繼續是21世紀中最為重要的和最有活力的高科技領域之1。

 

參考文獻

 

[1]余修武.微電子技術與新技術革命J.制造業自動化，2010,32(11):95-96.

集成電路儲存環境范文2

關鍵詞：EDA技術 電子工程

1、EDA技術的基本概念

EDA是電子設計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，是從CAD（計算機輔助設汁）、CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助測試）和CAE（計算機輔助工程）的概念發展而來的。EDA技術是以計算機為工具，集數據庫、圖形學、圖論與拓撲邏輯，計算數學，優化理論等多學科最新理論于一體，是計算機信息技術、微電子技術、電路理論、信息分析與信號處理的結晶。

2 、EDA技術的發展過程

EDA技術的發展過程反映了近代電子產品設計技術的一段歷史進程，大致分為3個時期。

1）初級階段：早期階段即是CAD（Computer Assist Design）階段，大致在20世紀70年代，當時中小規模集成電路已經出現，傳統的手工制圖設計印刷電路板和集成電路的方法效率低、花費大、制造周期長。人們開始借助于計算機完成印制電路板-PCB設計，將產品設計過程中高重復性的繁雜勞動如布圖布線工作用二維平砸圖形編輯與分析的CAD工具代替，主要功能是交互圖形編輯，設計規則檢查，解決晶體管級版圖設計.PCB布局布線、門級電路模擬和測試。

2）發展階段：20世紀80年代是EDA技術的發展和完善階段，即進入到CAE（Computer Assist Engineering Design）階段。由于集成電路規模的逐步擴大和電子系統的日趨復雜，人們進一步開發設計軟件，將各個CAD工具集成為系統，從而加強了電路功能設計和結構設計，該時期的EDA技術已經延伸到半導體芯片的設汁，生產出可編程半導體芯片。

3）成熟階段：20世紀90年代以后微電子技術突飛猛進，一個芯片上可以集成幾百萬、幾千萬乃至上億個晶體管，這給EDA技術提出了更高的要求，也促進了EDA技術的大發展。各公司相繼開發出了大規模的EDA軟件系統，這時出現了以高級語言描述、系統級仿真和綜合技術為特征的EDA技術。

3、 EDA技術的特點

EDA技術代表了當今電子設計技術的最新發展方向，它的基本特征是采用高級語言描述，即硬件描述語言HDL（Hard ware Description Language），就是可以描述硬件電路的功能。信號連接關系及定時關系的語言。

1）現代化EDA技術大多采用“自頂向下（Top-Down）”的設計程序，從而確保設計方案整體的合理和優化，避免“自底向上（Bottom-up）”設計過程使局部優化，整體結構較差的缺陷。

2）HDL給設計帶來很多優點：①語言公開可利用；⑦語言描述范圍寬廣；③使設計與工藝無關；④可以系統編程和現場編程，使設計便于交流、保存，修改和重復使用，能夠實現在線升級。

3）自動化程度高，設計過程中隨時可以進行各級的仿真、糾錯和調試，使設計者能早期發現結構設計上的錯誤，避免設計工作的浪費，同時設計人員可以拋開一些具體細節問題，從而把主要精力集中在系統的開發上，保證設計的高效率、低成本，且產品開發周期短、循環快。

4）可以并行操作，現代EDA技術建立了并行工程框架結構的工作環境。從而保證和支持多人同時并行地進行電子系統的設計和開發。

4、EDA技術的作用

4.1驗證電路設計方案的正確性

設計方案確定之后，首先采用系統仿真或結構模擬的方法驗證設計方案的可行性，這只要確定系統各個環節的傳遞函數（數學模型）便可實現。仿真之后對構成系統的各電路結構進行模擬分析，以判斷電路結構設計的正確性及性能指標的可實現性。這種量化分析方法對于提高工程設計水平和產品質量，具有重要的指導意義。

4.2電路特性的優化設計

元器件的容差和工作環境溫度將對電路的穩定性產生影響。傳統的設計方法很難對這種影響進行全面的分析，也就很難實現整體的優化設計。EDA技術中的溫度分析和統計分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性，便于確定最佳元件參數、最佳電路結構以及適當的系統穩定裕度，真正做到優化設計。

4.3實現電路特性的模擬測試

電子電路設計過程中，大量的工作是數據測試和特性分析。但是受測試手段和儀器精度所限，測試問題很多。采用EDA技術后，可以方便地實現全功能測試。

5、EDA技術的軟件

l）EWB（Electronics Workbench）軟件。EWB是基于PC平臺的電子設計軟件，由加拿大Interactive Image Technologies Ltd。軟件具有以下特點：①集成化工具：一體化設計環境可將原理圖編輯、SPICE仿真和波形分析、仿真電路的在線修改、選用虛擬儀器、借助14種分析工具輸出結果等操作在一個集成系統中完成。②仿真器：交互式32位SPICE強化支持自然方式的模擬、數字和數／模混合元件。自動插入信號轉換界面，支持多級層次化元件的嵌套，對電路的大小和復雜沒有限制。③原理圖輸入：鼠標點擊一拖動界面，點一點自動連線。分層的工作環境，手工調整元器件時自動重排線路，自動分配元器件的參考編號，對元器件尺寸大小沒有限制。④分析：虛擬測試設備能提供快捷、簡單的分析。可以在線顯示圖形并具有很大的靈活性。⑤設計文件夾：同時儲存所有的設計電路信息，包括電路結構、SHCE參數、所有使用模型的設置和拷貝。全部存放在一個設計文件中，便于設計數據共享以及丟失或損壞的數據恢復。⑥接口：標準的SPICE網表，既可以輸入其他CAD生成的SHCE網絡連接表并行成原理圖供EWB使用，也可以將原理圖輸出到其他PCS工具中直接制作線路板。

2）PROTEL軟件。廣泛應用的Prote199主要分為兩大部分：用于電路原理圖的設計原理圖設計系統（Advanced Schematic）和用于印刷電路板設計的印刷電路板設計系統（Advanced PCB）。

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電子技術起源于十九世紀，二十世紀以來得到快速發展，成為近代科技創新的里程碑。其主要從事電子器件與實踐應用研究，因而伴隨電子技術的不斷更新，各類電子器件、新型產品涌現出來，在人類社會中實現了廣泛應用，同時推動了國民經濟的穩步增長。本文就電子技術發展進行分析，對激發其重要功能，實現更大的突破，有重要的實踐意義。

關鍵詞：

電子技術;發展;實踐

1前言

新時期，人類社會全面邁進以微電子、計算機以及網絡為核心信息時代。電子電路是形成信息、進行安全儲存、快速傳輸以及處理的重要核心，為此電子技術在推動現代社會建設發展上發揮了極為深刻的影響。電子技術主要研發電子器件、電路系統與相關應用，為新型技術的重要基礎，伴隨電子技術的快速更新其成為引領社會提升生產力的動力源泉。

2電子技術演進

歷程十九世紀，伴隨物理學的快速發展，為電子技術開創了良好的條件。偉大的發明家愛迪生總結了熱電子效應，而后人們利用該效應創造了電子二極管，并驗證了其閥門的功能，率先在無線電檢波中實現了應用。進入二十世紀，美國科學家研發了電子三極管，進而奠定了較早時期電子技術的里程碑，人類社會邁入電子管時代。基于電子管生產費用較高、體型龐大，耗費能源量大，會產生噪音污染，工藝技術較為復雜，因而人們研究出了新的點觸式晶體管，推動人類社會邁入晶體管時代。1958年，美國科學家通過單晶硅研究開發了集成電路，從此，人類社會邁進集成電路時代。目前，集成電路在集成度上有了較大突破，已上升至500萬倍，體積則降低了200倍，成本降低了100萬倍。正是由于集成電路低成本、體積輕便、安全可靠、屬性良好等優勢，因而引領了工業、通信、控制、計算機、測量與生物醫學領域的全面創新。

3電子技術現狀

當前，電子技術發展主要包含三類技術，即數字信號處理技術(DSP)、電子設計自動技術(EDA)以及嵌入式技術。DSP技術主要通過模擬信號采樣，完成數字化處理后對信號做分析，該技術關注于理論、軟件技術以及相關算法的最終實現。為完成此目標便離不開具體硬件的有效支持，這便是該技術的核心思想。當前，DSP發展成為涉獵多重學科、應用極其廣泛的技術，伴隨計算機系統、信息處理技術的快速騰飛，為數字信號處理技術提供了廣闊平臺，尤其是數字信號處理逐步在通信系統中發揮了重要功能。該技術主要通過計算機系統以及相應的設備工具，利用數字模式完成信號采集、應用、傳輸、濾波、壓縮處理、分析、增強，進而獲取到人們所需的具體形式。未來，DSP相關技術產品將持續朝著高性能應用、低能耗、全面融合、豐富拓展的方向發展，芯片將更多的滲透至電子產品之中，變成各類電子通信產品的重要技術標簽。EDA技術圍繞大規模邏輯器件這一重要載體，通過硬件語言對系統邏輯進行描述，還需要借助計算機系統、可編程邏輯器、開發系統進行設計。該技術的應用可自動化設計形成優質電子系統以及相關產品，同電子技術領域、微電子領域更新發展緊密關聯。

另外，EDA技術借助計算機科學技術之中較多前沿成果，圍繞計算機這一基礎平臺，通過圖形學理論、拓撲技術、計算機數學等新型計算機學科重要成果開發形成了一系列的通用CAD處理工具。可輔助電子設計人員完成電子組件以及系統的規模化、整體化設計。可以說，EDA技術的廣泛應用為電子系統規劃分析與設計掀起了前所未有的變革浪潮。嵌入式技術為一類專用系統技術，是整體裝置或機械設備的組成單元。一般來說，嵌入式系統技術需要存儲控制程序至ROM控制器之中，實際上，各類數字接口系統設備均采用了該技術模式，一些嵌入式系統還具備操作系統，然而較多嵌入式系統借助單獨程序完成整體控制。由于嵌入控制器輕巧、占用空間小，更加安全可靠、具有較強的應用功能，使用起來靈便簡單，因此其逐步延伸到工業領域、農業科技、教育事業、國防事業、科學研究與人們日常生活之中，對各行業領域技術更新、產品換代、增強生產效能上發揮了顯著的正面影響作用。

4電子技術發展趨勢

伴隨科技的不斷進步，人們逐步由多層面入手研究半導體相關技術，通過推出新型電子技術產品符合現代社會生產的多重需求，而并非單純的限定在提升當前工藝水平層面。具體途徑包括SOC技術、微電子機械等。SOC技術的提出主要由整體系統視角入手，將處理運算、模擬分析、軟件工具、內部芯片、電路層以及器件的規劃設計密切融合在一起，通過一塊芯片完成傳統多級芯片實現的電子系統應用功能。SOC技術的研發，進一步推動電子技術從集成電路發展為集成系統。基于該技術可全面考量整體系統各項狀況，因而同以往多芯片組成電路系統比較，在性能一樣的情況下可顯著簡化電路復雜程度，節約電路成本費用并提升系統可靠性。因此，SOC成為電子技術不斷更新發展的又一新方向。MEMS將微電子同不同學科進行融合，集成了傳感裝置、執行單元以及處理電路，可有效將電子系統同外部環境緊密聯系，這樣一來系統不但可對外界信號及時感應，還可應對處理該類信號并完成具體操作。可以說，MEMS微電子技術的不斷擴充與延伸，將微電子處理技術同精密加工處理技術全面融合，完成了微電子領域同機械領域的對接。應用MEMS處理技術開發研究相關產品逐步形成了全新的行業領域，其不但可縮減機電系統投入成本，還可勝任較多大體積機電系統不能承擔的工作任務。

5結語

總之，伴隨實踐生產以及科技水平的快速發展，電子技術水平大幅提升，實現了更加廣泛的服務應用，其對提升社會生產力水平也發揮了極大的影響。可以說，電子技術總體水平成為當前現代化領域的核心標志，是全面實現現代化發展的核心技術基礎。

參考文獻:

［1］梁石鋒．淺析電子工程的現代化技術［J］．電子世界，2012(11)．

［2］譚會生．EDA技術及應用［M］．西安:西安電子科技大學出版社，2011．

［3］符意德．嵌入式系統設計原理及應用［M］．北京:清華大學出版社，2010．

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【關鍵詞】電子電路 故障檢查 方法

1 引發電子電路故障成因

明確電子電路引發故障的成因，為有效鑒別、評判并排除故障問題的核心環節。只有明確故障所在，方能基于故障現象，通過分析測試找到故障部位、分析損壞器件，進而保證排查故障的順暢開展。導致電子電路故障的成因較多，包括內部以及外部因素等。元器件由于應用壽命、條件狀況以及質量問題形成損壞，通常包含擊穿、導致斷路以及開路，或是漏電，令參數發生變化。例如晶體管被擊穿，電容出現漏電，電阻器阻值發生明顯的變化等。該類現象為電路自身的內部成因。同時還會出現電路板焊點存在虛焊的現象，該問題通常發生于應用服務年限較長的電路中，同時引發的故障率較高。電路系統中如果接插件出現松動、接觸不佳，形成斷線問題，新安裝電路或他人維修設施也會出現誤差接線，錯誤安裝元器件或是漏裝問題。電路內部如果可調元件出現失靈，也會引發較大的故障問題。例如磁芯破碎或者不良脫落，系統接觸不佳或電位器出現變值等。

外部成因導致的電子電路故障為違規操作處理，不合理的應用等，特別是非專業人員錯誤操作導致的故障發生幾率較高。因此應做好持證上崗管理，對于重要設備應杜絕非專業人員的應用操作。電網電壓出現波動在一些時候會令元器件形成擊穿。電子設備持續的在較多灰塵的環境下或者潮濕的空氣中運行，則會令各類元器件或是電路板形成發霉現象，由于腐蝕生銹最終導致損壞。在雨水、磁場作用以及雷擊影響下，同樣會損壞設備系統。

2 電子電路故障有效檢查方法

2.1 應用電阻法測試故障

為檢驗測試電子電路故障問題，可采用萬用表量測電路以及元件電阻，進而準確的查找明確故障位置與損壞的元件。應注重的問題是，在斷電的狀況下應用該電阻法。具體包括通斷法以及量測電阻值法等。前者方式可檢驗測試電路之中的線路連接有否存在短路，各類元器件引腳有否存在虛連。應注重檢驗有否存在不準懸空輸入電路，特別是CMOS電路輸入端不應存在懸空問題。采用測電阻值方式可檢驗電路之中的電阻元件是否存在合理的阻值，驗證電容器有否存在斷線故障，或是被擊穿以及產生漏洞問題。應測試半導體器件有否被擊穿，衡量PN結電阻有否合理等。另外應在驗證二極管以及三極管過程中，通常選擇萬用表的100或者1k檔量測。分析大容量電容器階段中，應首先利用導線令電容兩端出現短路，釋放出電容器儲存電荷，而后驗證電容有否被擊穿或者存在較為嚴重的漏電現象。避免令萬用表形成不良破損。量測電阻值過程中，倘若進行在線測試，則需要考慮量測試元器件同電路他類元器件具體的等效并聯作用關系。需精準測量階段中，元器件一端應確保同電路予以斷開。

2.2 采用電壓法以及示波法有效檢驗測試

對于電子電路故障可通過電壓表選擇直流檔驗證電源、靜態點位電壓、集成電路對地點位精準正確性。還可選擇交流電壓檔驗證具體的電壓值。量測電壓階段中，應注重儀表內阻與電容針對被測電路形成的作用影響。通過示波法可基于電路輸入信號基礎上展開檢查驗證，其屬于一類動態驗證方式。通過示波器檢驗電路各個點位的信號波形，各級具體的耦合、工作傳輸有否處于正常狀態，進而明確故障方位。該環節需要在電路靜態點位始終處在正常狀況下展開檢驗核查。

2.3 應用電流法、元器件替代方式以及分隔法測試電子電路故障

可采用萬用表測試晶體管以及系統集成電路具體的電流，各個位置分支電流與總體負載電流，進而明確電路與原件有否處在正常工作狀態。針對存在潛在故障的各類元器件，可更換新的元器件。如果更換后電路處于正常工作狀態，那么代表原先元器件以及插件板包含故障問題，可通過深入的測試檢驗進一步明確。

針對集成電路，可利用相同芯片之中的同一電路替換存在風險隱患、有可能出現故障問題的電路系統。由于包含多個同輸入端進行集成的器件，倘若實踐應用過程中包含多余輸入端，則可更換其他輸入端實施驗證，進而評判元輸入端有否存在問題。

為精準的核查引發故障方位，可將一些插件拔除，并可通過切斷電路聯系降低故障范疇，將故障位置分離出來。例如發覺電源復雜出現短路可分部位切斷負載，驗證短路負載位置。還可進行關鍵點位的驗證測試，將故障范疇劃分成幾個部分，利用排除法縮減故障范疇。還應確保去除以及斷開位置不會導致關聯工作出現異常狀況或形成損壞。

3 結語

總之，做好電子電路故障檢驗尤為重要。我們只有引入科學有效的方法策略，針對電子電路不同部位，較易導致故障的隱患點位進行全面清晰的驗證測試，方能精準的測試出電子電路故障所在。明確引發成因，制定有效的預防管理策略，降低故障引發幾率，做到防患于未然，創設明顯的經濟效益與社會效益。

參考文獻

[1]劉媛媛,馬瑛.電子電路故障的檢查方法和技術[J].電子質量,2010(09).

[2]趙文東,胡玉貴,劉向祖,倪傳國.電子電路故障的檢測方法與技巧研究[J].移動電源與車輛,2007(03).

集成電路儲存環境范文5

【關鍵詞】 虛擬技術考核問題培養

一、摒棄實驗箱，自己焊接電路

實踐證明，實驗課上現成的模擬電子實驗箱降低了學生的求知欲，在模擬電路的課堂上學生們最想干的就是自己焊接、測試，從中獲取成就感，增加學習興趣。而在實際的實驗過程中，學生的動手能力是不同的，這樣可以安排分組學習，并且循環安排兩組學生在老師的幫助下提前完成，接下來幫助其他同學完成實驗。也可以分層次進行教學，每次實驗課的設計分為基本實驗和附加部分，附加部分的實驗可以滿足動手能力強或感興趣同學的求知欲，并增強他們的動手能力。

二、用虛擬仿真技術

虛擬技術是近年發展起來的，利用計算機模仿實驗的技術。電子線路模擬實驗室利用計算機構造一個實驗模擬環境，通過電路的構立和對數據與電路功能的分析，達到實驗效果和目的的一種新的實驗方法。EDA技術是一種以計算機位基本工作平臺，以高級語言描述具有系統級仿真和綜合能力的軟件工具。軟件有多種，其中Mulyisim是較常見的電子技術和實訓工具。通常工具軟件的元器件庫儲存有許多大公司的晶體管阻容元件，集成電路和數據門電路芯片等元器件，儀器庫則有萬用表，示波器信號發生器，掃頻儀，邏輯分析儀，信號發生器，邏輯轉換的儀器接通開關就可以進行和實無實驗一樣的測試分析。但這類軟件的缺點是原件均是一心好實現的，以實物實驗差別很大。我們所完成的多媒體電子技術實驗系統軟件突出優點是：元件機儀表均以實物的形式重現，直觀性強，可操作性強。虛擬技術的發展使電子線路的分析設計過程得以在計算上輕松、準確、快捷的完成。這樣，一方面克服了實驗室在元器件和規格上的限制，避免了損壞儀器等不利因素，另一方面使得實驗不受時間及空間的限制，從而促進電子線路實驗教學的現代化。

1、實行虛擬實驗的必要性

電子線路是一門較為抽象的理論型課程。在學習電路理論時必須理論聯系實際，抓好教學中的實驗環節，讓學生能根據自己的實際情況，結合教師的教學要求進行實驗操作，驗證所學到的電路原理。但是，學生在實驗中出現的種種現象又不盡人意，暴露了傳統實物實驗的一些固有缺陷。

例如：（1）學生不熟悉電路連接，還沒有掌握好錫焊技術，所以連接電路時極易出錯。（2）電路連接錯誤，易造成電子元器件及測試儀器的損壞。學生不熟悉儀器操作也是造成儀器容易損壞的原因。（3）學生不能根據自己的學習進度安排實驗時間，更不能像做家庭作業一樣在課余時間進行練習。有限的教學時數與學生技能的提高矛盾突出。（4）實驗的元器件離散性大，環境變化引起的溫漂、干擾等因素會造成實驗數據的偏差。（5）傳統的電子技術實驗是以實物為主的，設備易磨損老化，需要定期更新；教學實驗室的設備配置與教學大綱的教學要求相對應，隨著教學要求的提高及電子技術的飛速發展，實驗設備的技術水平也不斷提高，數量也要有所增加，這要消耗我們有限的教學經費。

EDA技術恰好能夠彌補實驗的不足。它的優點是：（1）在計算機上即可完成和實現電路的電氣連接，檢測電路的電性能。例如，顯示檢測點的電壓電流波形及對電路進行直流分析、交流分析、瞬態分析、傅立葉分析等多種分析，及時獲得實驗結果。（2）評估元器件參數變化（包括故障）對電路造成的影響。分析一些較難測量的電路特性，如進行噪聲（Noise）、頻譜（Fourier）、器件靈敏度（Sensitivity）、溫度特性（Temperature）分析等。（3）可以在短暫的實驗時間里快速完成較復雜的電路連接、測試工作。（4）可以很容易地實現對學生的量化評估。

三、完成必要的驗證性實驗和綜合設計實驗

由于我們的課時有限，我們可以挑出典型的驗證性實驗，如共射級放大電路、射極跟隨器等讓學生親自焊接后測量，其余有必要的驗證性實驗可以留為課后作業，開放實驗室讓學生自己完成。要提高學生的動手能力，就必須設計綜合性實用電路來增強學生的實際動手能力和自學能力。為了引發學生的興趣和成就感，最好安排一個平時能夠用的電路，如音頻放大器或充電器的制作，在此過程中側重電路的焊接、測試和調試能力的鍛煉。

四、 教材實驗內容豐富

教材實驗內容豐富，且遵從循序漸進的原則。基礎部分以二極管、三極管、電阻、電容的測試開始，配以常用儀器練習，讓學生逐步對電子元器件及其測試方法有一定的了解，并掌握實驗中常用電子儀器的使用和測量方法；之后通過基本放大電路、組合放大電路、場效應管放大電路、功率放大電路等各種不同的電路組態的實驗，使學生掌握和熟練運用各種單元放大電路；再以集成運放為核心的集成運放參數測試、算術運算電路、比較電路和低通、高通、帶通、帶阻電路來加深學生對集成電路的實驗和設計能力；最后通過LC、RC正弦波發生器電路實驗和非正弦波發生器電路轉換實驗讓學生對反饋和波形的產生有進一步認識，并通過AM、FM調制和解調電路實驗，來加強學生對通信電路原理的理解。書中每一個實驗都包含實驗目的、實驗原理、實驗內容和實驗報告要求，旨在不僅要教會學生怎樣去做，而且要使學生弄懂為什么這樣去做，并啟發學生進行思考。

五、實驗的考核

集成電路儲存環境范文6

《財經》記者 于達維

從一只螞蚱栩栩如生的骨骼和內臟,一顆完整核桃的內部斷層CT掃描,到一種控制癌細胞表達的特殊蛋白結構,乃至一種特殊晶體的生長過程,這些利用常規技術手段難以企及的細節,在上海光源的照射下都一覽無余。

2009年4月29日下午4點,上海,國務委員劉延東、上海市委書記俞正聲、中國科學院院長路甬祥、中國工程院院長徐匡迪,共同啟動了建國以來最大規模的大科學工程――上海光源的竣工裝置。

作為耗資12億元、建設歷時52個月的大科學裝置,上海同步輻射光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,下稱上海光源)能夠提供的高能X射線亮度,達到普通X光機的上億倍,將為中國生命科學、材料科學、環境科學、石油化工等幾乎所有現代科學領域對微觀世界的研究,提供前所未有的工具。

正是因為同步輻射光源具有洞悉微觀世界的超強實力,它被稱為繼光學顯微鏡、電子顯微鏡和掃描隧道電子顯微鏡后,新一代的探索微觀世界的“神燈”。

第三代同步輻射

所謂同步輻射,是指在磁場中沿曲線軌道高速運動的帶電粒子,沿軌道切線方向拋出的電磁輻射。

1947年4月16日,同步輻射光在美國通用電氣公司的同步加速器被發現。中科院院士楊福家對《財經》記者說,第一代同步輻射光源,是人們在同步輻射加速器上偶然發現的,因此叫做同步輻射光。但這種同步輻射光很難被利用,于是人們就開發了第二代能量較小的同步輻射光源。

在中國,北京光源(BSR)就是寄生于北京正負電子對撞機(BEPC)的典型第一代同步輻射光源;合肥國家同步輻射實驗室(HLS)則做出了基于同步輻射專用儲存環的第二代同步輻射光源。

隨著人類探索微觀世界越來越深入,需要亮度更高、性能更優越的同步輻射光源。科學家通過在同步輻射加速器上安裝特殊設計的插入件,得到亮度增加上萬倍的同步輻射光。這就是第三代同步輻射光源。它好比一雙眼睛――研發工作中有許多精細之處需要靠這雙“眼睛”來發現。

1995年,謝希德、楊福家、奚同庚、蔣錫夔、王志勤等上海市政協科技委員會委員,聯名在當年的政協會議上提交了“關于上海建造第三代同步輻射光源”提案。當時在國際上已經有50多臺同步輻射光源,在國內只有北京與合肥的第一代、第二代同步光源,第三代同步輻射光源還是空白。

經過近十年的醞釀,上海光源于2004年12月25日開工,由中國科學院上海應用物理研究所承建。其建筑安裝工程和公用設施工程于2006年底完成;直線加速器于2007年6月完成調束并達到性能指標;儲存環調束于2007年12月24日成功實現了束流儲存并出光。

如今,15年前出自時任中科院院長周光召筆下的一張螺旋狀草圖在上海張江得以實現:一座占地約20萬平方米的巨大“鸚鵡螺”狀建筑內,容納了周長432米的電子儲存環和40米的1.5億電子伏特電子直線加速器,以及周長180米、能在半秒內把電子束能量從1.5億電子伏特提升到35億電子伏特的全能量增強器。

目前,全球建成和在建的同步輻射光源裝置共有60余座,其中第三代同步輻射裝置有13臺。上海光源屬于世界上性能最好的第三代中能同步輻射光源之一,能量居世界第四。它所能提供的X射線強度是X光機的上萬倍,耀度是最強X光機的上億倍。

中國科學院高能物理所學術委員會主任、上海光源工程總顧問陳森玉院士如此評價:“沒有這個手段,幾乎跟盲人一樣。”

中國科學院上海硅酸鹽所研究員奚同庚告訴《財經》記者,由于上海光源可以讓幾乎所有的高科技研發獲得幫助,對上海的產業升級具有巨大的集聚作用,他們的提案與“開發浦東”和“開發洋山深水港”共同被評為建國以來上海最重要的三個政協提案。

探秘上海光源內核

4月29日下午,《財經》記者在上海應用物理所副所長趙振堂的帶領下,進入上海光源內部。

趙振堂介紹說,其主體結構分為三部分:外圈為432米周長的一個大環――電子儲存環;與之相切的內圈,是一個180米周長的小環―――增強器;小環還連著一根40米長的直線電子加速器。電子束將由加速器射出、由增強器加速、在儲存環中以接近光速往復運動。

趙振堂帶著大家進入電子儲存環的20個儲存單元中的一個。弧形的工作臺上,一條纖細的真空不銹鋼導管被密密麻麻的導線和磁鐵包圍。電子束就是在這個導管中,在磁鐵的偏轉作用下,進行圓周運動。

“這是去年我們自己做的。”指著一個半米見方的黑匣子,趙振堂告訴記者,這就是對第三代同步輻射光源很重要的設備――插入件,也叫波蕩器,它內部是大量的小磁鐵陣列,電子束在通過這里的時候會發生劇烈的擺動,每次擺動釋放的同步輻射光疊加起來可以產生亮度非常高的同步輻射,是解析蛋白結構所必需的。

在儲存環的切線方向上,連接著接收、處理同步輻射光的光束線站。目前這里有包括生物大分子晶體學線站、硬X射線微聚焦及應用線站、X射線成像與生物醫學應用光束線站等七條光束線站,根據用戶不同的需要,各個線站利用不同波長的同步輻射光對樣品進行觀測。根據計劃,到2020年這里的光束線站將擴展到50余個,并有上百個實驗站,可以同時容納幾百名科研人員做實驗。

“到時候大廳這里就沒這么空了。”趙振堂說。

目前,上海光源可以提供從遠紅外線到硬X射線范圍內不同波長的同步輻射光。按用戶要求,同步輻射光在光束線上被再加工,如分光、準直、聚焦,然后照射到實驗站的樣品上。同時實驗站上的科學儀器紀錄下實驗樣品的各種反應信息或變化,經高速計算機處理后變成一系列曲線或圖像。

在其中一座光束線站上,《財經》記者看到了利用同步輻射光為一只活體螞蚱拍攝的動態X光錄像。螞蚱的骨骼、內臟都一覽無余,甚至觸角里面的微細管也隨著螞蚱的呼吸而起伏。

“在普通X光下,骨頭和肉是分得開的,但肉跟神經、肉跟皮是分不開的。到了這里就看得清清楚楚。”上海光源工程經理部總工程師劉德康說,這對于癌癥的早期診斷很有幫助。

演示者還對《財經》記者展示了一個直徑10微米的鎢絲結構的特寫,一個完整核桃的斷層CT掃描,以及一個已經分裂為四個細胞的來自10億年前寒武紀的古生物胚胎化石的三維圖像。

廣泛受益

在上海光源4月29日的竣工典禮上,科技部副部長曹建林說,上海光源的建成,將提高中國綜合科技實力,在結構基因組學、納米科學、環境科學技術、新型催化劑、新藥研究等領域,上海光源都將扮演重要的科學中心和科學平臺角色。

據介紹,目前同步輻射X射線衍射方法,是現在國際上測定生物大分子結構的最有力手段,以蛋白質結構和功能研究為主要目標的結構基因組學研究80%以上的工作需要在第三代同步輻射光源上進行。

利用高亮度同步輻射光束,還可以揭示材料中原子的精確構造,得到有價值的電磁結構參數等信息。它們既是理解材料性能的鑰匙,也隱含著發明新穎材料的原理來源。

同步輻射X射線譜學技術作為主要分析手段,能在分子水平上描述環境污染物的形態,研究污染物的遷移和轉化的復雜化學過程,從而評估污染風險和確定污染治理方案。

此外,如石油化工中催化劑的機理特性分析、超大規模集成電路中硅晶片中的痕量雜質探測分析、飛機發動機和航天器的疲勞測試、紙漿無氯漂白工藝改進、化妝品效果分析乃至新口味凝膠食品的開發等,都要用到同步輻射光。

隨著業界對集成電路的集成度要求越來越高,科學界估計,對線度在幾十納米及以下的集成電路,第三代同步輻射光刻技術有可能將成為主要的光刻手段。

據專家介紹,由于世界各大石油公司均已在同步輻射光源上建有專用的光束線站,假如沒有高性能的第三代同步輻射光源先進技術的支持,中國企業將面臨十分被動的局面。因為一種催化劑的成敗,會導致進口貨和國產品每年的銷售差價超過10億元。

上海應用物理研究所所長徐洪杰透露,中石化就有意向在這里出資建立多條專用的光束線站,涉及的投資需要幾億元。此外,制藥巨頭葛蘭素史克也希望在這里大量購買機時。

專程來參加竣工典禮的斯坦福大學同步輻射實驗室副主任赫爾曼?維尼克(Herman Winick)告訴《財經》記者,X射線是了解所有材料的結構、性能、電磁特性最好的工具。現在中國建成了世界上最好的同步輻射光源之一,完全可以幫助其他國家建造他們的光源,也可以邀請其他國家的科學家來這里做實驗。