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技術文章

電子技術的發(fā)展

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   隨著科學技術的發(fā)展和人類的進步,電子技術已經(jīng)成了各種工程技術的核心,特別是進入信息時代以來,電子技術更是成了基本技術,其具體應用領域涵蓋了通信領域、控制系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、計算機等等各行各業(yè)。電子技術的出現(xiàn)和應用,使人類進入了高新技術時代,電子技術誕生的歷史雖短,但深入的領域卻是zui廣zui深,而且成為人類探索宇宙宏觀世界和微觀世界的物質技術和基礎,電子科學技術是人類在生產(chǎn)斗爭和科學實驗中發(fā)展起來的。1883年美國發(fā)明家愛迪生發(fā)現(xiàn)了熱電子效應,隨后在1904年弗萊明利用這個效應制成了電子二極管,并證實了電子管具有閥門作用,它首先被用于無線電檢波。1906年美國的德福雷斯在弗萊明的二極管中放進了第三電極柵極而發(fā)明了電子三極管,從而建樹了早期電子技術上zui重要的里程碑。半個多世紀以來,電子管在電子技術中立下了很大功勞;但是電子管畢竟成本高,制造繁,體積大,耗電多,從1948年美國貝爾實驗室的幾位研究人員發(fā)明晶體管以來,在大多數(shù)領域中已逐漸用晶體管來取代電子管。但是,我們不能否定電子管的*優(yōu)點,在有些裝置中,不論從穩(wěn)定性、經(jīng)濟性或功率上考慮,還需要采用電子管。集成電路的*個樣品是在1958年見諸于世的。集成電路的出現(xiàn)和應用,標志著電子技術發(fā)展到了一個新的階段。它實現(xiàn)了材料、元件、電路三者之間的統(tǒng)一;同傳統(tǒng)的電子元件的設計與生產(chǎn)方式、電路的結構形式有著本質的不同。隨著集成電路制造工藝的進步,集成度越來越高,出現(xiàn)了在規(guī)模和超大規(guī)模集成電路(例如可在一塊6平方毫米的硅片上制成一個完整的計算機),進一步顯示出集成電路的*性。按元器件集成度(芯片上所集成的元件數(shù)量)分為小規(guī)模集成電路(100個元件以上)SSI、中規(guī)模集成電路100—1000個元件)MSI,大規(guī)模集成電路(1000—100000個元件)LSI,超大規(guī)模集成電路(100000個以上元件)VLSI等四種,現(xiàn)在集成度已達到數(shù)千億,隨著半導體技術的發(fā)展和科學研究、生產(chǎn)、管理和生活等方面的要求,電子計算機應時而興起,并且日益完善。從1946年誕生*臺電子計算機以來,已經(jīng)經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路及大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路,每秒運算速度已達百億次。現(xiàn)在正在研究開發(fā)第五代計算機(人工智能計算機),他們不依靠程序工作,而是依靠人工智能工作。特別是從70年代微型計算機以來,由于價廉、方便、可靠、小巧,大大加快了電子計算機的普及速度。例如個人計算機,它從誕生至今不過經(jīng)歷十多年時間,但是它的發(fā)展卻跨越了多個階段,走進了千家萬戶。集計算機、電視、、傳真機、音響等于一體的多媒體計算機也紛紛問世。以多媒體計算機、光纖電纜和互聯(lián)網(wǎng)絡為基礎的信息高速公路已成為計算機誕生以來的又一次信息變革。未來的人工智能更將給人們的生活與工作方式帶來的變化,隨身攜帶微型計算機已成為一種時尚。     數(shù)字控制和數(shù)字測量也在不斷發(fā)展和得到日益廣泛的應用。數(shù)字控制機床1952年研制出來以后,發(fā)展更快。加工中心多工序數(shù)字控制機床和自適應數(shù)字控制機床相繼出現(xiàn)。目前利用電子計算機對幾十臺乃至上百臺數(shù)字控制機床進行集中控制也已經(jīng)實現(xiàn)。 由于大功率半導體器件的制造工藝日益完善,電力電子技術已是當今一門發(fā)展迅速、方興未艾的科學技術,應用于中頻電源、變頻調速、直流輸電、不間斷電源等諸多方面,使半導體進入了強電領域。 電子水準是現(xiàn)代化的一個重要標志,由于工業(yè)是實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要物質基礎。電子工業(yè)的發(fā)展速度和技術水平,特別是電子計算機的高度發(fā)展及其在生產(chǎn)領域的廣泛應用,直接影響到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學技術和國防建設,關系著社會主義建設的發(fā)展速度和國家的安危;也直接影響到億萬人民的物質、文化生活,關系著廣大群眾的切身利益。 為了進一步減小器件體積、提高器件性能,人們不斷尋找先進電子材料?,F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的先進的電子材料有:仿生智能材料、納米材料、先進復合材料、低維材料(量子點、量子線巴基球和巴基管)、高溫超導材料和生物電子材料等,先進電子材料正應用于新型電子器件的制造之中。 新型電子材料的問世,將使電子技術向更高層次發(fā)展,這些材料將使今后的電子器件具有功能化、智能化、結構功能一體化,使電子器件尺寸進一步縮小,功能更全,運算速度更快,為分子器件、單電子器件、分子計算機和生物計算機打下了基礎。

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