電子技術(shù)發(fā)展與展望

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1、電子技術(shù)的發(fā)展與展望通信0908班王格林（09211202）孫玲瑤（09211200）可以毫不夸張的說(shuō)，人們現(xiàn)在生活在電子世界中。電子技術(shù)無(wú)處不在：近至計(jì)算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂(lè)播放器、彩電、音響等生活常用品，遠(yuǎn)至工業(yè)、航天、軍事等領(lǐng)域都可看到電子技術(shù)的身影。電子技術(shù)是十九世紀(jì)末，二十世紀(jì)初開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，它在二十世紀(jì)的迅速發(fā)展大大推動(dòng)了航空技術(shù)、遙測(cè)傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，因此它成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。一、電子技術(shù)定義：電子技術(shù)是根據(jù)電子學(xué)的原理，運(yùn)用電子器件

2、設(shè)計(jì)和制造某種特定功能的電路以解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)，包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。信息電子技術(shù)包括Analog(模擬)電子技術(shù)和Digital(數(shù)字)電子技術(shù)。電子技術(shù)是對(duì)電子信號(hào)進(jìn)行處理的技術(shù)，處理的方式主要有：信號(hào)的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。二、電子技術(shù)經(jīng)歷時(shí)代現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。從1950年起，電子技術(shù)經(jīng)歷了晶體管時(shí)代，集成電路時(shí)代，超大規(guī)模集成電路時(shí)代，直至現(xiàn)代經(jīng)歷了微電子技術(shù)時(shí)代，納米技術(shù)，EDA

3、技術(shù)，嵌入式技術(shù)等。1、發(fā)展初期（電子管，晶體管時(shí)代）起源于20世紀(jì)初，20世紀(jì)三十年代達(dá)到了鼎盛時(shí)期。第一代電子技術(shù)的核心是電子管。1904年，弗萊明制成了第一只電子二極管用于檢測(cè)電波,標(biāo)志著電子時(shí)代的到來(lái)。過(guò)了不久，美國(guó)的德福雷斯特(LeedeForest)在燈絲和極板之間加人了柵極，從而發(fā)明了三極管，并于1906年申請(qǐng)了專(zhuān)利。比起二極管，三極管有更高的敏感度，而且集檢波、放大和振蕩三種功能于一體。1925年，蘇格蘭的貝爾德公開(kāi)展示了他制造的電視，成功地傳送了人的面部活動(dòng)，分辨率為30線，重復(fù)頻率為每秒5幀。

4、然而，電子管體積大、笨重、能耗大、壽命短的缺點(diǎn)，使得人們迫切需要一種新的電子元件來(lái)替代電子管。飛速發(fā)展的半導(dǎo)體物理為新時(shí)代的到來(lái)鋪平了道路。二十世紀(jì)二十年代，理論物理學(xué)家們建立了量子物理，1928年普朗克應(yīng)用量子力學(xué)，提出了能帶理論【能帶理論（Energybandtheory）是討論晶體（包括金屬、絕緣體和半導(dǎo)體的晶體）中電子的狀態(tài)及其運(yùn)動(dòng)的一種重要的近似理論。它把晶體中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)看成是獨(dú)立的在一個(gè)等效勢(shì)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，即是單電子近似的理論；對(duì)于晶體中的價(jià)電子而言，等效勢(shì)場(chǎng)包括原子實(shí)的勢(shì)場(chǎng)、其他價(jià)電子的平均勢(shì)場(chǎng)和

5、考慮電子波函數(shù)反對(duì)稱(chēng)而帶來(lái)的交換作用，是一種晶體周期性的勢(shì)場(chǎng)】的基本思想，1931年英國(guó)物理學(xué)家威爾遜在能帶理論的基礎(chǔ)上，提出半導(dǎo)體的物理模型，1939年肖特基、莫特和達(dá)維多夫，建立了擴(kuò)散理論。這些理論上的突破，為半導(dǎo)體的問(wèn)世提供了理論基礎(chǔ)。1947年l2月23日，貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁和布拉頓制成了世界上第一個(gè)晶體管——點(diǎn)接觸三極管，這是世界上第一只晶體三極管，它標(biāo)志著電子技術(shù)從電子管時(shí)代進(jìn)入到晶體管時(shí)代邁開(kāi)第一步。此后不久，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利又于1948年11月提出一種更好的結(jié)型晶體管的設(shè)想。到了1954年，實(shí)用的

6、晶體管開(kāi)發(fā)成功，并由貝爾實(shí)驗(yàn)室率先應(yīng)用在電子開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中。與以前的電子管相比，晶體管體積小、能耗低、壽命長(zhǎng)、更可靠，因此，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，晶體管在眾多領(lǐng)域逐步取代了電子管。更重要的是，體積微小的晶體管使集成電路的出現(xiàn)有了可能。1、集成電路時(shí)代1952年，英國(guó)雷達(dá)研究所的一個(gè)著名科學(xué)家達(dá)默提出能否將晶體管等元件不通過(guò)連接線而直接集成在一起從而構(gòu)成一個(gè)有特定功能的電路。之后，美國(guó)得克薩斯儀器公司的基比爾按其思路，于1958年制成了第一個(gè)集成電路的模型，1959年德州儀器公司宣布發(fā)明集成電路，從此，電子技術(shù)進(jìn)入集成

7、電路時(shí)代。同年，美國(guó)著名的仙童電子公司也宣布研究成功集成電路，該公司赫爾尼等人發(fā)明的一整套制造微型晶體管的“平面工藝”被移用到集成電路的制作中，集成電路很快就由實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段轉(zhuǎn)入了工業(yè)生產(chǎn)階段。1959年，德州儀器公司建成世界上第一條集成電路生產(chǎn)線。1962年，世界上第一塊集成電路正式商品問(wèn)世。與分立元件的電路相比，集成電路體積重量都大大減小，同時(shí)，功耗小，更可靠，更適合大批量生產(chǎn)。集成電路發(fā)明后，其發(fā)展非常迅速，其制作工藝不斷進(jìn)步，規(guī)模不斷擴(kuò)大。2、超大規(guī)模集成電路時(shí)代1958年，貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出金屬—氧化物—

8、半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET），盡管它比雙極型晶體管晚了近十年，但由于其制造工藝簡(jiǎn)單，為集成化提供了有利條件。隨著硅平面工藝技術(shù)的發(fā)展，MOS集成電路遵循Moore定律，即一個(gè)芯片上所集成的器件，以每隔18個(gè)月提高一倍的速度向前飛速發(fā)展（見(jiàn)圖1.4.1）。至今集成電路的集成度已提高了500萬(wàn)倍，特征尺寸縮小200倍，單個(gè)器件成本下降100萬(wàn)倍。3、近現(xiàn)代電子技術(shù)（1）