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电子技术的发展与应用概况

u 电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。
u 电子技术最早应用于通信领域。
随着电子科学技术不断发展,尤其是近十余年来,以信息科学技术为中心的包括计算机技术、生物基因工程、光电子技术、军事电子技术、生物电子学、新型材料、新型能源、海洋开发工程技术等高新技术群的兴起,引起人类从生产到生活各个方面巨大变革。
u 电子技术是其它高新技术发展的基础和龙头,它的发展带动了其它高新技术的发展。
u 各种电子设备都是由电子线路构成的。
u 电子线路是由电子器件(又称有源器件,如电子管、半导体二极管、晶体管、集成电路等)和电子元件(又称无源器件,如电阻器、电容器、电感器、变压器等)组成的具有一定功能的电路。
u 电子器件是电子线路的核心。电子器件的发展促进了电子技术的发展;同时,生产力和科技进步对电子技术的新要求,又促进了电子器件的改进和新型器件的发明。
1、电子器件的发展
第一代 电子管(又称为真空管)
1904年英国的弗莱明发明了电子管,使电子技术进入了第一个时代——电子管时代。从此,无线电通信、电视、广播、雷达、导航电子设备和计算机等开始问世,并得到迅速发展。
第二代 晶体管
1948年美国贝尔(bell)实验室发明晶体管后,使电子技术进入晶体管时代,拉开了人类社会步入信息时代的序幕。晶体管的广泛应用,开创了电子设备朝小型化、微型化发展的新局面。
第三代 集成电路
1958年美国德克萨斯仪器公司发明了集成电路,使电子技术进入集成电路时代。它的出现打破了由电子管、晶体管等独立电子器件和元件构成的分立元件电路的传统观念,使电子技术的发展与应用有了新的突破。
何谓集成电路? 集成电路是通过特定的工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互连,“集成”在一块半导体单晶片上,实现特定的电路或系统功能。它具有外接元件少、可靠性高、性能稳定、便于安装与调试等诸多优点。
u 集成电路已从20世纪60~70年代的小、中规模进入80~90年代的大规模和超大规模集成电路。
u 当前已进入系统集成芯片(soc-system on chip)的时代,可将整个系统或子系统集成在一个硅芯片上。
u 进一步发展,可与特种物理的、化学的和生物的敏感器(完成信息获取功能)和执行器与信息处理系统集成在一起,从而完成信息获取、处理、存贮、传输到执行的系统功能,成为一个更广义上的系统集成芯片。
u 这是电子技术又一次革命性变革。它已如同细胞组成人体一样,成为现代工农业、第三产业、国防装备和家庭耐用消费品的细胞。
u 2000年以集成电路为基础的电子信息产业已成为世界第一大产业。
u 电子信息产业的发展在国民经济发展中具有十分重要的战略意义。
现代经济发展的数据表明,gdp每增长100元,需要10元左右电子工业产值和1~3元集成电路产值的支持。几乎所有的传统产业只要与电子技术结合,用集成电路进行智能改造,就会使传统产业重新焕发青春。
最近美国工程技术界评出20世纪世界最伟大工程技术成就的第5项电子技术时谈到,“从真空管到半导体、集成电路已成为各行各业智能工作的基石。”由于集成电路的原料是硅,它改变着社会的生产方式和人们的生活方式,不仅成为现代产业和科学技术的基础,而且正在创造着代表着信息时代硅文化(silicon culture),因此有科学家认为人类继石器、青铜器、铁器时代之后进入硅石时代。
2、电子技术的应用
信号检测:
• 压力、温度、水位、流量等的测量与调节
• 电子仪器
• 医疗仪器
• . . . . . .
家用电器:
• 计算机
• 通讯工具
• 广播、电视
• 冰箱、洗衣机
• 家庭影院
• . . . . . .
智能建筑:
• 楼宇自动化控制系统
• 防盗报警系统
• 智能化计费系统
• 消防系统
• ……
汽车电子:
电源
汽 发动机控制 ——点火装置、燃油喷射控制、发动机电子控制
车 行驶装置 ——车速控制、间歇刮水、除雾装置、车门紧锁….
电 报警与安全装置 ——安全带、车灯未关报警、速度报警、安全气囊….
子 旅居性 ——空调控制、动力窗控制
仪表 ——里程表、数字式速度表、出租车用仪表….
娱乐通讯 ——收音机、汽车电话、业余电台
国防、军事:
进入信息化社会,集成电路成为武器的一个组成单元,于是电子战、智能武器应运而生。雷达的精确定位和导航,战略导弹的减重增程,战术导弹的精确制导,巡航导弹的图形识别与匹配,以及各类卫星的有效载荷和寿命的提高等等,其核心技术都是微电子技术。
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