電子技術(shù)已滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技和國防等各個(gè)領(lǐng)域,宇宙航行、人造衛(wèi)星、通信、廣播電視、電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電子醫(yī)療設(shè)備以及我們的日常生活都離不開電子技術(shù)。20 世紀(jì)下半葉迅速發(fā)展起來的激光、光纖、光盤存儲(chǔ)等技術(shù)及其與電子技術(shù)結(jié)合形成的光電子技術(shù)已經(jīng)成為信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。特別是世界進(jìn)入信息時(shí)代的 21 世紀(jì)后, 作為信息技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)之一的電子技術(shù)必將隨著微電子技術(shù)、光電子技術(shù)和其他高技術(shù)的進(jìn)步而飛速發(fā)展, 應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛,給人類帶來全新的工作方式和生活方式。

電子技術(shù)

電子技術(shù)是研究電子器件、電子電路及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。

電子器件用來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的產(chǎn)生、放大、調(diào)制及探測等功能,常見的電子器件有電子管、晶體管和集成電路等。

電子電路是組成電子設(shè)備的基本單元,由電阻、電容、電感等電子元件和電子器件構(gòu)成, 具有某種特定功能。

電子技術(shù)的發(fā)展歷史

電子技術(shù),特別是微電子技術(shù)是 20 世紀(jì)發(fā)展最為迅速、影響最為廣泛的技術(shù)成就。電子技術(shù)的核心是電子器件,電子器件的進(jìn)步和換代, 引起了電子電路極大的變化, 出現(xiàn)了很多新的電路和應(yīng)用。因此,電子技術(shù)的發(fā)展歷史也可以說是電子器件不斷更新?lián)Q代的歷史。

1869 年 Hittorf 和 Crookes 發(fā)明陰極射線管應(yīng)是電子技術(shù)發(fā)展歷史的起點(diǎn)。1904 年 11 月英國倫敦大學(xué)的 John Fleming 發(fā)明了真空電子二極管, 這是一種在真空條件下利用電子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ姷钠骷ｋ娮庸艿恼Q生, 是人類電子文明的起點(diǎn)。當(dāng)時(shí)意大利的 Marconi 已經(jīng)發(fā)明了無線電( 1901 年 ) ,于是二極管立即被應(yīng)用于無線電檢波和整流。

1906 年美國的 Lee De Forest 發(fā)明了對電子信號(hào)具有放大作用的真空電子三極管(簡稱電子管) , 該發(fā)明是電子技術(shù)史上的一個(gè)里程碑, 他本人因發(fā)明三極管而被稱為“無線電之父”。人們從此找到了放大電信號(hào)的方法,使遠(yuǎn)程無線電通信成為可能。隨著無線電技術(shù)的迅速發(fā)展,電子工業(yè)開始形成。

1926～1936 年間隨著量子力學(xué)的創(chuàng)立和量子場論的發(fā)展,不僅使人們對半導(dǎo)體的認(rèn)識(shí)程度逐漸深 入, 也 為微 電 子與 光電 子技 術(shù) 以及 信 息技 術(shù) 的發(fā) 展 奠定 了 科學(xué) 基 礎(chǔ)。1930 年Electronics雜志出版, 從此出現(xiàn)了一個(gè)新的名詞和新的產(chǎn)業(yè)。電子學(xué)是電路和系統(tǒng)中運(yùn)用電子器件的工程領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè),20 世紀(jì)前半葉電子學(xué)中真空管起主導(dǎo)作用。20 世紀(jì) 30 年代末期,實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)制作出早期的半導(dǎo)體器件。

在晶體管發(fā)明以前的近半個(gè)世紀(jì)里,電子管幾乎是各種電子設(shè)備中惟一可用的電子器件。電子技術(shù)隨后取得的許多成就, 如電視、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)的發(fā)明, 都是和電子管分不開的。但是,電子管在體積、重量、功耗、壽命等方面存在局限性, 遠(yuǎn)不能滿足軍事上輕便、高效的要求。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員 John Bardeen, William Shockley 和 Walter Brattain 合作研究晶體管的理論和制作。1947 年底, 他們用鍺半導(dǎo)體晶體制成了具有電流、電壓放大功能的第一只點(diǎn)接觸型晶體三極管。這是電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上又一個(gè)劃時(shí)代的重大發(fā)明, 從此拉開了電子技術(shù)革命的帷幕,為電子電路集成化和數(shù)字化提供了重要的物理基礎(chǔ)。

初期的晶體管是點(diǎn)接觸型的,制造比較困難, 穩(wěn)定性較差。1957 年, 貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)明了面接觸型晶體管,將電子技術(shù)推向了一個(gè)新的階段。此后取得的電子技術(shù)方面的許多成就,如集成電路、微處理器和微型計(jì)算機(jī)等, 都是從晶體管發(fā)展而來的。晶體管出現(xiàn)后在眾多技術(shù)領(lǐng)域中很快取代了電子管,目前僅在顯示器件( 例如電視機(jī)和計(jì)算機(jī)的顯示器中的顯像管、一些電子儀器中的示波管, 等等)等不多的場合還在用電真空器件。

1958 年, 美國得克薩斯儀器公司( Texas Instruments)宣布一種集成振蕩器問世, 首次把晶體管和電阻、電容等集成在一塊硅片上, 構(gòu)成了一個(gè)基本完整的單片式功能電路。1961 年, 美國仙童公司 (Fairchild Semiconductor Inc. )宣布制成一種集成觸發(fā)器。從此, 集成電路獲得了飛速的發(fā)展。所謂集成電路,就是把半導(dǎo)體管和電阻、電容等做在同一塊硅片上, 封裝為一個(gè)具有多個(gè)引出端子的器件,它能夠獨(dú)立地或者與少數(shù)其他元件配合起來共同完成某種或某些功能,實(shí)現(xiàn)了材料、元件和電路的三合一,與傳統(tǒng)的分立元件電路在設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)形式和生產(chǎn)方式上有著相當(dāng)大的區(qū)別。集成電路的發(fā)明開創(chuàng)了集電子器件與某些電子元件于一體的新局面,使傳統(tǒng)的電子器件概念發(fā)生了變化。這種新型的、封裝好的器件體積和功耗都很小, 具有獨(dú)立的電路功能,甚至具有系統(tǒng)的功能。集成電路的發(fā)明使電子技術(shù)進(jìn)入了微電子技術(shù)時(shí)期,是電子技術(shù)發(fā)展的一次重大飛躍。幾十年來, 集成電路經(jīng)歷了從小規(guī)模集成到中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模, 并向著極大規(guī)模集成階段發(fā)展。描述集成電路發(fā)展速度的摩爾定律認(rèn)為: 集成度每 18 個(gè)月增長 1 倍, 價(jià)格則下降為原來的 1 半。

21 世紀(jì)人類已進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代, 超高速計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信和數(shù)字化視聽產(chǎn)品將徹底改變電子元器件的結(jié)構(gòu)、特征尺寸和性能。傳統(tǒng)意義上的分立元器件將被超微化、片式化、模塊化、數(shù)字化、多功能化、智能化、綠色化、高頻、高速、高可靠性和低功耗的復(fù)合器件所取代, 這樣就要求核心器件———芯片必須具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力, 現(xiàn)代“藍(lán)牙 (Bluetooth ) 芯片”技術(shù)利用在一個(gè)芯片上集成這種系統(tǒng)功能,將芯片數(shù)量從 5 個(gè)降到 1 個(gè), 集信號(hào)處理器、微處理器、電話聽筒模擬/ 數(shù)字轉(zhuǎn)換器、揚(yáng)聲器、解碼器于一身, 完成了由 IC( Integrated Circuits) 到 IS( Information System)的轉(zhuǎn)變。

在信息時(shí)代,產(chǎn)品以其信息含量的多少和處理信息能力的強(qiáng)弱,決定著其附加值的高低,從而決定它在國際市場分工中的地位。即使是家電的更新?lián)Q代也都是基于微電子技術(shù)的進(jìn)步。電子裝備,包括機(jī)械裝置, 其靈巧程度直接關(guān)系到它的高附加值和市場競爭力,這些方面都依賴于集成電路芯片的“智慧”程度和使用程度。計(jì)算機(jī)的發(fā)展可以充分說明電子技術(shù)的發(fā)展與信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)系。計(jì)算機(jī)從最初的機(jī)械手搖式,進(jìn)而隨電子器件的發(fā)展經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路和大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路 4 個(gè)時(shí)代, 電子計(jì)算機(jī)日新月異的發(fā)展充分代表了電子技術(shù)的水平,沒有大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路, 計(jì)算機(jī)不可能迅速普及。同時(shí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展也大大促進(jìn)了電子技術(shù)的發(fā)展。

綜上所述,電子技術(shù)的發(fā)展是以信息業(yè)市場( 例如電信、廣播、電視、計(jì)算機(jī)) 的需求為動(dòng)力的,而電子技術(shù)的發(fā)展, 信息業(yè)設(shè)備和技術(shù)水平的提高,又反過來促進(jìn)了信息業(yè)市場的擴(kuò)大, 形成良性循環(huán)。21 世紀(jì)是信息時(shí)代, 信息技術(shù)將在信息資源、信息處理和信息傳遞等方面實(shí)現(xiàn)微電子與光電子結(jié)合。智能計(jì)算與認(rèn)知、腦科學(xué)結(jié)合將造就未來新一代電子元器件。作為電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)的電子元器件產(chǎn)業(yè)將面臨一場世紀(jì)性的變革,依靠技術(shù)創(chuàng)新, 緊扣時(shí)代高科技的脈搏,加快電子元器件行業(yè)自身改造和完善, 適應(yīng)并推動(dòng)我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 支撐國民經(jīng)濟(jì)信息化,是我國電子元器件產(chǎn)業(yè)神圣的歷史使命, 也是在世界電子元器件產(chǎn)業(yè)中準(zhǔn)確定位,在經(jīng)濟(jì)全球化中占有一席之地的惟一途徑。