电子技术发展史
电子技术发展史 电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术,二十世纪发展最迅速,应用最广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入21世纪,人们面临的是以微电子技术(半导体和集成电路为代表)电子计算机和因特网为标志的信息社会。高科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。现代电子技术在国防、科学、工业、医学、通讯(信息处理、传输和交流)及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。现在的世界,电子技术无处不在:收音机、彩电、音响、VCD、DVD、电子手表、数码相机、微电脑、大规模生产的工业流水线、因特网、机器人、航天飞机、宇宙探测仪,可以说,人们现在生活在电子世界中,一天也离不开它。 基本器件的两个发展阶段
分立元件阶段(1905~1959)
– 真空电子管、半导体晶体管
集成电路阶段(1959~)
– SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI
第一代电子 产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管,它以小巧、轻便、省电、寿 命长等特点,很快地被各国应用起来,在很大范围内取代了电子管。五十年代末期,世界上出现了第一块集成电路,它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上,使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路
迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路,从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。 电子管时代(1905~1948)
– 为现代技术采取了决定性步骤
1905年 爱因斯坦阐述相对论——E=mc2
1906年 亚历山德森研制成高频交流发电机
德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极,制威第一只三极管 1912年 阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管
1917年 坎贝尔研制成滤波器
1922年 弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机
1934年 劳伦斯研制成回旋加速器
1940年 帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机
1947年 肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管;香农奠定信息论的基础 晶体管时代(1948~1959)
– 宇宙空间的探索即将开始
1947年 贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管
1948年 贝尔实验室的香农发表信息论的论文英国采用EDSAG计算机,这是最早的一种存储程序数字计算机
1949年 诺伊曼提出自动传输机的概念
1950年 麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存储器
1952年 美国爆炸第一颗氢弹
1954年 贝尔实验室研制太阳能电池和单晶硅
1957年 苏联发射第一颗人造地球卫星
1958年 美国得克萨斯仪器公司和仙童公司宣布研制成第一个集成电路
● 集成电路阶段
自1958年第一块集成元件问世以来,集成电路已经跨越了小、中、大、超大、特大、巨大规模几个台阶,集成度平均每2年提高近3倍。随着集成度的提高,器件尺寸不断减小。
1985年,1兆位ULSI的集成度达到200万个元件,器件条宽仅为1微米;1992年,16兆位的芯片集成度达到了3200万个元件,条宽减到0.5微米,而后的64兆位芯片,其条宽仅为0.3微米。
集成电路制造技术的发展日新月异,其中最具有代表性的集成电路芯片主要包括以下几类,它们构成了现代数字系统的基石。 微控制芯片(MCU) 可编程逻辑器件(PLD)
数字信号处理器(DSP)大规模存储芯片(RAM/ROM)
电子设计技术的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作,即IC设计、电子电路设计和PCB设计。
EDA技术发展的三个阶段:
计算机辅助设计(CAD)阶段( 70年代):用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代了手工操作。
计算机辅助工程(CAE)阶段( 80年代):与CAD相比,CAE除了有纯粹的图形绘制功能外,又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,实现了工程设计。CAE的主要功能是:原理图输入,逻辑仿真,电路分析,自动布局布线,PCB后分析。
电子系统设计自动化(ESDA)阶段( 90年代以后):设计人员按照“自顶向下”的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,系统的关键电路用一片或几片专用集成电路(ASIC)实现,然后采用硬件描述语言(HDL)完成系统行为级设计,最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。
纳米电子技术
纳米电子学主要在纳米尺度空间内研究电子、原子和分子运动规律和特性,研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳米线。纳米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子器件的电子学功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及放大、振荡、脉冲技术、运算处理和读写等基本问题。其新原理主要基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺寸效应和统计涨落特性等。
从微电子技术到纳米电子器件将是电子器件发展的第二次变革,与从真空管到晶体管的第一次变革相比,它含有更深刻的理论意义和丰富的科技内容。在这次变革中,传统理论将不再适用,需要发展新的理论,并探索出相应的材料和技术。
建议:虽然只有短短的几节课,但是我也在课堂上学到了不少东西。比如在以后的几个学期的课程和学分的多少、还有本专业的学习的重点、以及本专业的硕士点。并且我确立了以后的学习重点:电路原理和单片机,到了大而大三期间,可以学习单片机方面的知识,以单片机为主芯片做设计,尽可能在大二至大四上学期做出一些成果来,因为这时的实践成果无论对个人的专业水平的提高,还是对毕业后找工作都很有帮助的。模电是大二下学期的重点,模电:包括低频和高频电路,虽然现在的数字化电路越来越占主导地位,但数字化电路的外围电路还是由模拟电路构成,所以学好模拟电路是很重要的,在这里我要强调的是三极管电路的应用与设计,非常之有用。梦想固然厚实,可现实却很单薄,我们作为刚入门的人要少一些浮躁,多一些真才实学,要坚持勤奋学习,知识丰富了,能力高了,才能抓住机遇,机遇有的是。很多时候我们常常这样对自己说:这样的日子需要改变!但我们又何尝努力过了吗?很多时候,人生就这样在你期盼中失望,而在不经意间,又错过了机会。当你在犹豫的时候,这个世界就很大;当你勇敢踏出第一步的时候,这个世界就很小。既然选择了这一条电子技术不归路,就要在这条道路上踏踏实实地走一段,只要路是对的,就不怕路远。这是一个好时代,这是一个谁都不愿错过的时代!坚持理想,坚持原则能让我们成为这个时代中的时代!有梦想谁都了不起,有勇气就会有奇迹!让我们开始试着去编织自己的梦想吧!杨老师,我对这门课只有一个建议,如果能够播放一些关于电子信息发展的视频就好了,这可以让我们直观的了解时事。