什么是电子技术 电子技术发展经历了哪些过程

电子技术已渗透到工业、农业、科技和国防等各个领域,宇宙航行、人造卫星、通信、广播电视、电子计算机、自动控制、电子医疗设备以及我们的日常生活都离不开电子技术。20 世纪下半叶迅速发展起来的激光、光纤、光盘存储等技术及其与电子技术结合形成的光电子技术已经成为信息社会的重要技术基础。特别是世界进入信息时代的 21 世纪后, 作为信息技术发展基础之一的电子技术必将随着微电子技术、光电子技术和其他高技术的进步而飞速发展, 应用领域将更加广泛,给人类带来全新的工作方式和生活方式。

电子技术

电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。

电子器件用来实现信号的产生、放大、调制及探测等功能,常见的电子器件有电子管、晶体管和集成电路等。

电子电路是组成电子设备的基本单元,由电阻、电容、电感等电子元件和电子器件构成, 具有某种特定功能。

电子技术的发展历史

电子技术,特别是微电子技术是 20 世纪发展最为迅速、影响最为广泛的技术成就。电子技术的核心是电子器件,电子器件的进步和换代, 引起了电子电路极大的变化, 出现了很多新的电路和应用。因此,电子技术的发展历史也可以说是电子器件不断更新换代的历史。

1869 年 Hittorf 和 Crookes 发明阴极射线管应是电子技术发展历史的起点。1904 年 11 月英国伦敦大学的 John Fleming 发明了真空电子二极管, 这是一种在真空条件下利用电子在电场中的运动规律实现单向导电的器件。电子管的诞生, 是人类电子文明的起点。当时意大利的 Marconi 已经发明了无线电( 1901 年 ) ,于是二极管立即被应用于无线电检波和整流。

1906 年美国的 Lee De Forest 发明了对电子信号具有放大作用的真空电子三极管(简称电子管) , 该发明是电子技术史上的一个里程碑, 他本人因发明三极管而被称为“无线电之父”。人们从此找到了放大电信号的方法,使远程无线电通信成为可能。随着无线电技术的迅速发展,电子工业开始形成。

1926～1936 年间随着量子力学的创立和量子场论的发展,不仅使人们对半导体的认识程度逐渐深 入, 也 为微 电 子与 光电 子技 术 以及 信 息技 术 的发 展 奠定 了 科学 基 础。1930 年Electronics杂志出版, 从此出现了一个新的名词和新的产业。电子学是电路和系统中运用电子器件的工程领域及产业,20 世纪前半叶电子学中真空管起主导作用。20 世纪 30 年代末期,实验室中已经制作出早期的半导体器件。

在晶体管发明以前的近半个世纪里,电子管几乎是各种电子设备中惟一可用的电子器件。电子技术随后取得的许多成就, 如电视、雷达、计算机的发明, 都是和电子管分不开的。但是,电子管在体积、重量、功耗、寿命等方面存在局限性, 远不能满足军事上轻便、高效的要求。美国贝尔实验室的研究人员 John Bardeen, William Shockley 和 Walter Brattain 合作研究晶体管的理论和制作。1947 年底, 他们用锗半导体晶体制成了具有电流、电压放大功能的第一只点接触型晶体三极管。这是电子科学技术发展史上又一个划时代的重大发明, 从此拉开了电子技术革命的帷幕,为电子电路集成化和数字化提供了重要的物理基础。

初期的晶体管是点接触型的,制造比较困难, 稳定性较差。1957 年, 贝尔实验室的研究人员发明了面接触型晶体管,将电子技术推向了一个新的阶段。此后取得的电子技术方面的许多成就,如集成电路、微处理器和微型计算机等, 都是从晶体管发展而来的。晶体管出现后在众多技术领域中很快取代了电子管,目前仅在显示器件( 例如电视机和计算机的显示器中的显像管、一些电子仪器中的示波管, 等等)等不多的场合还在用电真空器件。

1958 年, 美国得克萨斯仪器公司( Texas Instruments)宣布一种集成振荡器问世, 首次把晶体管和电阻、电容等集成在一块硅片上, 构成了一个基本完整的单片式功能电路。1961 年, 美国仙童公司 (Fairchild Semiconductor Inc. )宣布制成一种集成触发器。从此, 集成电路获得了飞速的发展。所谓集成电路,就是把半导体管和电阻、电容等做在同一块硅片上, 封装为一个具有多个引出端子的器件,它能够独立地或者与少数其他元件配合起来共同完成某种或某些功能,实现了材料、元件和电路的三合一,与传统的分立元件电路在设计方法、结构形式和生产方式上有着相当大的区别。集成电路的发明开创了集电子器件与某些电子元件于一体的新局面,使传统的电子器件概念发生了变化。这种新型的、封装好的器件体积和功耗都很小, 具有独立的电路功能,甚至具有系统的功能。集成电路的发明使电子技术进入了微电子技术时期,是电子技术发展的一次重大飞跃。几十年来, 集成电路经历了从小规模集成到中规模、大规模、超大规模, 并向着极大规模集成阶段发展。描述集成电路发展速度的摩尔定律认为: 集成度每 18 个月增长 1 倍, 价格则下降为原来的 1 半。

21 世纪人类已进入了网络时代, 超高速计算机、移动通信和数字化视听产品将彻底改变电子元器件的结构、特征尺寸和性能。传统意义上的分立元器件将被超微化、片式化、模块化、数字化、多功能化、智能化、绿色化、高频、高速、高可靠性和低功耗的复合器件所取代, 这样就要求核心器件———芯片必须具有强大的数据存储和处理能力, 现代“蓝牙 (Bluetooth ) 芯片”技术利用在一个芯片上集成这种系统功能,将芯片数量从 5 个降到 1 个, 集信号处理器、微处理器、电话听筒模拟/ 数字转换器、扬声器、解码器于一身, 完成了由 IC( Integrated Circuits) 到 IS( Information System)的转变。

在信息时代,产品以其信息含量的多少和处理信息能力的强弱,决定着其附加值的高低,从而决定它在国际市场分工中的地位。即使是家电的更新换代也都是基于微电子技术的进步。电子装备,包括机械装置, 其灵巧程度直接关系到它的高附加值和市场竞争力,这些方面都依赖于集成电路芯片的“智慧”程度和使用程度。计算机的发展可以充分说明电子技术的发展与信息产业的关系。计算机从最初的机械手摇式,进而随电子器件的发展经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模及超大规模集成电路 4 个时代, 电子计算机日新月异的发展充分代表了电子技术的水平,没有大规模及超大规模集成电路, 计算机不可能迅速普及。同时计算机的发展也大大促进了电子技术的发展。

综上所述,电子技术的发展是以信息业市场( 例如电信、广播、电视、计算机) 的需求为动力的,而电子技术的发展, 信息业设备和技术水平的提高,又反过来促进了信息业市场的扩大, 形成良性循环。21 世纪是信息时代, 信息技术将在信息资源、信息处理和信息传递等方面实现微电子与光电子结合。智能计算与认知、脑科学结合将造就未来新一代电子元器件。作为电子信息产业发展基础的电子元器件产业将面临一场世纪性的变革,依靠技术创新, 紧扣时代高科技的脉搏,加快电子元器件行业自身改造和完善, 适应并推动我国信息产业的发展, 支撑国民经济信息化,是我国电子元器件产业神圣的历史使命, 也是在世界电子元器件产业中准确定位,在经济全球化中占有一席之地的惟一途径。