电子发展状况.doc

电子技术的发展历史及现状 一、电子技术发展的里程碑 （一)必不可少的一步——电子管的问世 1883年-1904年，电子管的问世阶段； 电子管除应用于电话放大器、海上和空中通讯外，也广泛渗透到家庭娱乐领域，将新闻、教育节目、文艺和音乐播送到千家万户。就连飞机、雷达、火箭的发明和进一步发展，也有电子管的一臂之力。 （二）三条腿的魔术师 电子管的缺点 ：十分笨重，能耗大、寿命短、噪声大，制造工艺也十分复杂 第二次世界大战中，电子管的缺点更加暴露无遗。在雷达工作频段上使用的普通的电子管，效果极不稳定。移动式的军用器械和设备上使用的电子管更加笨拙，易出故障。因此，电子管本身固有的弱点和迫切的战时需要，都促使许多科研单位和广大科学家，集中精力，迅速研制成功能取代电子管的固体元器件。 早在30年代 ，模仿制造真空三极管的方法来制造固体三极管 ，这些尝试毫无例外都失败了。1948年初，在美国物理学会的一次会议上，柏杜大学的布雷和本泽报告了他们在锗的点接触方面所进行的实验及其发现。在1948年 6月30日，贝尔实验室首次在纽约向公众展示了晶体管。当时的点接触晶体管同矿石检波器一样，利用触须接点，很不稳定，噪声大，频率低，放大功率小，性能还赶不上电子管，制作又很困难。 1948年11月，肖克利构思出一种新型晶体管， 其结构像“三明治”夹心面包那样，把N型半导体夹在两层P型半导体之间。由于当时技术条件的限制，研究和实验都十分 困难。直到1950年，人们才成功地制造出第一个PN结型晶体管。 电子技术发展史上一座里程碑 同电子管相比， 晶体管具有诸多优越性： ①晶体管的构件是没有消耗的，晶体管的寿命一般比电子管长 100到1000倍； ②晶体管消耗电子极少，仅为电子管的十分之一或几十分之一； ③晶体管不需预热，一开机就工作； ④晶体管结实可靠，比电子管可靠 100倍，耐冲击、耐振动，这是电子管所无法比拟的。另外晶体管的体积只有电子管的十分之一到百分之一，放热很少，可用于设计小型、复杂、可靠的电路。晶体管的制造工艺虽然精密，但工序简便，有利于提高元器件的安装密度。 自从1904年弗莱明发明真空二极管，1906年德福雷斯特发明真空三极管以来，电子学作为一门新兴学科迅速发展起来。但是电子学真正突飞猛进的进步，还应该是从 晶体管发明以后开始的。尤其是PN结型晶体管的出现，开辟了电子器件的新纪元，引起了一场电子技术的革命。 （三）现代电子技术的基础 电子管的发明使电子设备发生了革命性变化。但是电子管体大易碎，费电又不可靠。因此，晶体管的问世被誉为本世纪最伟大的发明之一，它解决了电子管存在的大部分问题。 可是单个晶体管的出现，仍然不能满足电子技术飞速发展的需要。随着电子技术应用的不断推广和电子产品发展的日趋复杂，电子设备中应用的电子器件越来越多。比如二次世界大战末出现的B29轰炸机上装有1千个电子管和1万多个无线电元件。1960年上市的通用型号计算机有10万个二 极管和 2.5万个晶体管。 一个晶体管只能取代一个电子管，极为复杂的电子设备中就可能要用上百万个晶体管。一个晶体管有 3条腿，复杂一些的设备就可能有数百万个焊接点，稍一不慎，就极有可能出现故障。为确保设备的可靠性，缩小其重量和体积，人们迫切需要在电子技术领域来一次新的突破。 1957年苏联成功地发射了第一颗人造卫星。这一震惊世界的消息引起了美国朝野的极大震动，它严重挫伤了美国人的自尊心和优越感，发达的空间技术是建立在先进的电子技术基为夺得空间科技的领先地位，美国政府于1958年成立了国家航空和宇航局，负责军事和宇航研究，为实现电子设备的小型化和轻量化，投入了天文数字的经费。就是在这种激烈的军备竞赛的刺激下，在已有的晶体管技术的基础上，一种新兴技术诞生了，那就是今天大放异彩的集成电路。那么，什么是集成电路呢？集成电路是在一块几平方毫米的极其微小的半导体晶片上，将成千上万的晶体管、电阻、电容、包括连接线做在一起。真正是立锥之地布千军。它是材料、元件、晶体管三位一体的有机结合。 在晶体管技术基础上迅速发展起来的集成电路，带来了微电子技术的突飞猛进。 微电子技术的不断进步，极大降低了晶体管的成本，在1960年，生产 1只晶体管要花 10美元，而今天，1只嵌入集成电路里的晶体管的成本还不到1美分。 电子技术的发展可分为四个阶段： 第一阶段，30年代电子产品以电子管为核心。 第二阶段，40年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，在很大范围内取代了电子管。 第三阶段，50年代末期，世界上出现了第一块集成电路 第四阶段，70年代后大规模集成电路和超大规模集成电路的出现。 第五阶段，80年代后可编程大规模集成电路和超大规模集成电路的出现。 二、现代通用电子技术 （一）数字