1、4.1 概述概述n微型化和低功耗 電子元器件的集成度 封裝工藝 微處理器和基礎(chǔ)元器件的低功耗 硅微加工技術(shù) 納米技術(shù)摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔約每隔18個(gè)月便會增加一倍，性能也將提升一倍。個(gè)月便會增加一倍，性能也將提升一倍。 表面安裝技術(shù)表面安裝技術(shù)vs 穿孔式安裝技術(shù)穿孔式安裝技術(shù)SMT vs THT低功耗低功耗n89C51 （CMOS8位微處理器） 工作24mA / 待機(jī)3mA / 掉電50A 600mAh/24mA=25hnMSP430 （16位） 工作400A / 待機(jī)0.7A / 時(shí)鐘關(guān)斷0.1A

2、 600mAh/400A=1500hMEMSNanotechnologyn尺寸小于10納米的超細(xì)微?？梢栽谘苤凶杂梢苿?，可以建造多種功能的微型機(jī)器人注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行全身健康檢查和治療，包括疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物等，還可以吞噬病毒，殺死癌細(xì)胞。 4.2 便攜式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基便攜式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)本特點(diǎn)n高度集成n合適的供電電壓和運(yùn)行速度nCMOS集成電路n低功耗管理（工作狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)、掉電運(yùn)行狀態(tài)）n表面安裝器件4.3 微型化與低功耗設(shè)計(jì)微型化與低功耗設(shè)計(jì)nCMOS集成電路與低功耗設(shè)計(jì)n單片機(jī)的低功耗設(shè)計(jì)n存儲器的低功耗設(shè)計(jì)n電源的低功耗設(shè)計(jì)n液晶顯示技術(shù)n表

3、面安裝技術(shù)n電路集成技術(shù)CMOSnMOS Metal Oxide Semiconductor 金屬氧化物半導(dǎo)體nCMOS Complementary MOS互補(bǔ)對稱型MOS，由PMOS與NMOS共同構(gòu)成nHCMOS high-density CMOS高密度CMOSCMOS vs. TTLCMOS集成電路與低功耗設(shè)集成電路與低功耗設(shè)計(jì)計(jì)ddLddscsVIVIPfVVRCPddLLdR：開關(guān)動作率CL：負(fù)載電容Vdd：電源電壓f：工作頻率CMOS應(yīng)用注意事項(xiàng)應(yīng)用注意事項(xiàng)n輸入端 未用輸入引腳不可懸置 輸入信號幅度不可超過供電電壓 接大電容需保護(hù)電阻n輸出端 對TTL電路扇出系數(shù)小 對CMOS電路

4、扇出系數(shù)大單片機(jī)低功耗設(shè)計(jì)單片機(jī)低功耗設(shè)計(jì)fCVTCVPsw22存儲器的低功耗設(shè)計(jì)存儲器的低功耗設(shè)計(jì)nHCMOS（High Density CMOS）n存儲器的維持工作方式n閃存（Flash Memory）閃存閃存電源的低功耗設(shè)計(jì)電源的低功耗設(shè)計(jì)n低壓差線性穩(wěn)壓電源(LDO)VTAR1R2VinVout開關(guān)穩(wěn)壓電源開關(guān)穩(wěn)壓電源VinVoutTTUUm10降壓式開關(guān)穩(wěn)壓電源開關(guān)穩(wěn)壓電源VinVoutVinVout升壓式反轉(zhuǎn)式電荷泵電荷泵S1C1C2S3S2S4+VinVout = -Vin電源設(shè)計(jì)電源設(shè)計(jì)nLDO = 電源噪聲小n降壓式DC/DC = 輸出電流大n升壓式DC/DC = 輸出電流小n電荷泵DC/DC = 負(fù)電源液晶顯示（液晶顯示（ Liquid Crystal Display ）n特點(diǎn) 工作電壓低，功耗小，體積小，外形薄，無輻射 刷新速度慢，被動發(fā)光，工作溫度范圍窄n分類 TN, STN, TFT TN: 扭曲向列型。 STN：超扭曲向列型。 TFT：薄片式晶體管型。液晶顯示液晶顯示液晶顯示液晶顯示液晶顯示液晶顯示液晶顯示液晶顯示nTN Twisted Nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏轉(zhuǎn)90 nSTN Super Twisted Nematic 超級扭曲向列。約180270扭曲向列 nTFT