试读心得
该书图文并茂,用简单的生活实例举例,循序善诱,层层递进,让读者有继续读下去的兴趣,且容易理解,是极好的科普读物。在讲清关键原理的基础上,不过度深度探讨让一般读者(初学者或跨学科读者)难以理解的、专业度极高的知识。
1、在书中的 1-3小节中,对于 价电子 如何变成 自由电子,做了很形象生动的比喻,用汽车代表电子,用坡道代替禁带,用道路代替导带,用地下停车场代替价带:
在导体中,坡道(禁带)很短,坡度也平缓,常温下也很容易上道路(导带)行驶(成为电流)。
在绝缘体中,坡道(禁带)很长,坡度陡峭,无法攀升,汽车(电子)无法驶上道路(导带),无法正常行驶(没有电流)。
在半导体中,坡道(禁带)介于导体和绝缘体之间,只需要增加动力(添加杂质),则可以爬坡上道路(导带),然后就可以像导体一样在道路(导带)上正常行驶(电流流过)了。
从上面的例子我们就能很容易理解,并且记忆深刻。
1、什么是半导体
半导体一词原本是指电阻介于导电性良好的导体和不导电的绝缘体之间的材料。在此书中所说的半导体通常是指制造在半导体材料上的集成电路(IC、LSI),半导体材料决定了电子设备的规格和性能,是电子产品的关键部件。
通过向半导体中添加杂质,能使其电阻的性质从接近绝缘体的状态向接近导体的状态转变。所谓半导体,是指根据条件的不同而具有绝缘体和导体的双重性质。正是这个双重导电性,是我们能够通过半导体材料制造出作为超级电子元件集成电路(IC、LSI)的原因。
半导体的电导率(电流流动的便利性)取决于多数载流子的数量,因此取决于作为其基础的供体杂质和受体杂质的添加量(掺杂浓度)。
2、什么是IC、LSI
将大量电阻、电容、二极管、晶体管等电子元器件集成在硅等半导体基板上的电子电路称为集成电路。其中大规模的集成电路被称为LSI,但仙子IC和LSI几乎是同义词。
按功能分LSI:
- 存储器——RAM(易失性存储器)和ROM(非易失性存储器)
- 微处理器——MPU和MCU
- ASIC
- 系统LSI
3、存储器的类型
易失性存储器:RAM,又分为DRAM(动态RAM)和SRAM(静态RAM)。
RAM:
DRAM,由于存储器单元的结构,即使在电源接通时,微小的漏电流也会导致数据的丢失,因此必须在数据丢失之前进行重写(刷新操作)。与DRAM相对的是,SRAM具有数据读写速度快、耗电量小的特点。
SRAM主要用作高速缓存(存储频繁使用数据的高速存储器)。与DRAM相比,SRAM的电路操作是静态的,不需要刷新操作,其缺点是集成度较低。DRAM的电路操作是动态的。
ROM:
非易失性存储器,掩码ROM,在制造时就有数据写入,用户只能读取数据而不能改写。
PROM:可编程ROM;
EPROM:可擦除和电重写的存储器。紫外线擦除。
EEPROM:电擦除的存储器。
FLASH memory闪存,高速度高集成度,批量擦除。
4、微型计算机的组成
微机是微型计算机的缩写,是将计算机功能实现在一个硅片上的极小计算机。微型计算机的硬件配置由CPU、存储器和IO(输入/输出接口)组成。它必须安装软件程序才能正常工作。
- CPU:中央处理器,相当于人的大脑。
- 存储器:ROM用于计算机运行的程序和参照数据等的存储;RAM是计算机操作的主存储器,用于如:运算、运算数据和执行程序的存储。主存储器的大小会影响计算机的性能。
- I/O:输入输出
- 总线:总线就是连接这些功能部件,进行命令、数据等信息交换的公共通道。