第一節(jié)半導(dǎo)體技術(shù)導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展1、什么是半導(dǎo)體1導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展2、半導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)3、半導(dǎo)體發(fā)展史4、半導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)的意義

真空管

半導(dǎo)體

2導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展集成電路3半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理

（1）PN結(jié)4半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理（2）二極管（3）二極管的類型a)點(diǎn)接觸型

b)面接觸型

c)平面型

5二極管的伏安特性

2CP10硅二極管

2AP2鍺二極管

6半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理（4）晶體三極管NPN型

PNP型

7半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理三極管電流實(shí)驗(yàn)分配接線

8半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理（5）MOS場效應(yīng)管也稱金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管

分為耗盡型和增強(qiáng)型

9半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理（6）晶閘管結(jié)構(gòu)：四層半導(dǎo)體、三個(gè)PN結(jié)晶閘管的結(jié)構(gòu)

10半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理晶閘管的等效電路圖

11半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理

(7)

集成電路三次變革：1、以加工制造為主導(dǎo)的IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段。2、Foundry公司與IC設(shè)計(jì)公司的崛起。3、IC產(chǎn)業(yè)跨入以競爭為導(dǎo)向的高級(jí)階段。12半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體工作的基本原理(8)微處理器（CPU）是一種大規(guī)模集成電路

13半導(dǎo)體制造過程

14第二節(jié)電力電子技術(shù)

電力電子學(xué)是從電工學(xué)分支出來的，是由電力系統(tǒng)、控制理論和電子學(xué)等學(xué)科發(fā)展起來的新型邊緣性學(xué)科。電力電子學(xué)的特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的應(yīng)用性和與其他學(xué)科的交叉融合性，也是電力電子學(xué)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)在短短的幾十年間得以飛速發(fā)展的一個(gè)重要因素。15電力電子學(xué)定義與應(yīng)用1、定義電力電子技術(shù)的Newell定義

16電力電子學(xué)定義與應(yīng)用電力電子技術(shù)的新定義17電力電子學(xué)定義與應(yīng)用2、電力電子技術(shù)的構(gòu)成

電力半導(dǎo)體器件、電力電子成套裝置及控制理論構(gòu)成。18電力電子學(xué)定義與應(yīng)用3、電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍

1．在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)電環(huán)節(jié)、輸配電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等方面。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)19電力電子學(xué)定義與應(yīng)用2.在電機(jī)調(diào)速傳動(dòng)中的應(yīng)用20電力電子學(xué)定義與應(yīng)用3．在工業(yè)生產(chǎn)供電電源中的應(yīng)用

21電力電子學(xué)定義與應(yīng)用4．在汽車工業(yè)中的應(yīng)用電子開關(guān)替代傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)無觸點(diǎn)點(diǎn)火

電子自動(dòng)變速

改造直流電源系統(tǒng)電子監(jiān)控

2223電力電子學(xué)定義與應(yīng)用5．在航天及國防中的應(yīng)用6．在民用與消費(fèi)品方面的應(yīng)用24電力電子學(xué)定義與應(yīng)用4、電力電子技術(shù)的作用電力半導(dǎo)體器件

25電力電子學(xué)定義與應(yīng)用家庭領(lǐng)域

工業(yè)自動(dòng)化環(huán)保方面

26電力電子器件

電力整流管

27電力電子器件普通晶閘管及其派生器件

28電力電子器件全控型電力電子器件

門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）

大功率晶體管

29雙極型靜電感應(yīng)晶體管（BSIT）

功率場效應(yīng)晶體管

30大功率晶體管（GTR）

31電力電子器件復(fù)合型電力電子器件

絕緣門極雙極型晶體管（IGBT）

32MOS控制晶閘管（MCT）

33電力電子器件功率集成電路（PIC）

34電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用（一）功率變換技術(shù)

電能的變換形式

35電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用典型的整體電源結(jié)構(gòu)

36電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用直流分布結(jié)構(gòu)示意圖

37電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用（二）電力系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)1．電磁兼容、諧波抑制及電力質(zhì)量控制2．在柔性交流輸電中的應(yīng)用3．在高質(zhì)量供電方面的應(yīng)用38電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用交流分布電源結(jié)構(gòu)（ACDPA）

39電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用電容負(fù)載三相不控整流器電流波整形技術(shù)拓?fù)?/p>

40電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用常規(guī)12脈電力電子系統(tǒng)

41電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用裝UPFC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

42電力電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用柔性配電系統(tǒng)的控制元件構(gòu)成圖

43電力電子技術(shù)的發(fā)展

新器件44電力電子技術(shù)的發(fā)展21世紀(jì)電力電子的研究與發(fā)展的重點(diǎn)

能源、環(huán)保、信息與通信、生命科學(xué)、生產(chǎn)、材料、交通

45第三節(jié)計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展

46計(jì)算機(jī)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

47計(jì)算機(jī)的發(fā)展模型計(jì)算機(jī)CPU內(nèi)部邏輯示意圖

48第四節(jié)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制=計(jì)算機(jī)技術(shù)+自動(dòng)控制理論+通訊技術(shù)+網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)：1.用軟件可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律；2．可以顯示、存儲(chǔ)、打印系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，具有報(bào)警功能，人機(jī)接口功能；3．控制規(guī)律可以很方便的改變；4．通訊組網(wǎng)功能。

49計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)單回路常規(guī)控制系統(tǒng)

50計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)單回路計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

51計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理圖

52計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成軟件部分計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件部分控制計(jì)算機(jī)主機(jī)、外設(shè)、系統(tǒng)總線生產(chǎn)過程輸入輸出通道人—機(jī)聯(lián)系設(shè)備、通信設(shè)備

現(xiàn)場儀表（測量傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）

操作系統(tǒng)匯編或高級(jí)語言、過程控制語言通信網(wǎng)絡(luò)軟件、診斷程序等

系統(tǒng)軟件

應(yīng)用軟件過程輸入/輸出程序、過程控制程序人機(jī)接口程序、打印顯示程序各種公共子程序歷史數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫53計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類

操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)組成框圖

54操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)

操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)的特點(diǎn):

（1）結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活和安全；（2）可減少大量常規(guī)顯示、記錄儀表；（3）無輸出過程通道；（4）人工操作，速度受到限制，不易控制多個(gè)對(duì)象。55操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)巡回檢測系統(tǒng)

56操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)

57計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)

DDC系統(tǒng)實(shí)例框圖

58計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)DDC控制的特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)直接控制生產(chǎn)過程，屬閉環(huán)控制；（2）可控制多個(gè)回路；（3）可實(shí)現(xiàn)靈活的控制算法，改變軟件即可；（4）對(duì)計(jì)算機(jī)要求實(shí)時(shí)性好、可靠性高。59

計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)

SCC+模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)

60計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)SCC+DDC控制系統(tǒng)

61計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

62計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

63計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)（DCS）

DCS定義：采用分散控制、集中操作、分級(jí)管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則，把系統(tǒng)從上到下分為分散過程控制級(jí)、集中操作監(jiān)控級(jí)、綜合信息管理級(jí)，形成分級(jí)分布式控制。特點(diǎn)：①控制分散，顯示操作集中；②系統(tǒng)可靠性高。

64現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式為：“工