資源簡介

(共17張PPT)
1.1技術(shù)的發(fā)展
發(fā)展歷程
電子管
晶體管
集成電路
現(xiàn)階段電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
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分立元件階段
集成電路階段
分立元件階段
真空電子管
（一）電子管（1883年到1904年電子管問世）
電子管又名“真空管”（VacuumTube），代表玻璃瓶內(nèi)部抽真空，以利于游離電子的流動，也可有效降低燈絲的氧化損耗。
愛迪生效應(yīng)
過去的科學(xué)家無法觀察電子流動的方向，于是統(tǒng)一說法，將電池的某一極設(shè)定為正極，其電壓為正電壓，電流由正極流至負極而形成一個封閉的回路。
分立元件階段
愛迪生效應(yīng)：
當(dāng)初愛迪生發(fā)明燈泡之后，發(fā)現(xiàn)他生產(chǎn)的燈泡燈絲老是從正極端燒斷，于是進一步實驗在燈泡中加入一塊小金屬板，點燈之后將金屬板連接電表，分別施以正電壓以及負電壓，觀察電流的情形。
對于當(dāng)時的科學(xué)而言，位于真空狀態(tài)下且不連接的金屬板，不論如何連接是不可能產(chǎn)生電流的，但怪事發(fā)生了，愛迪生發(fā)現(xiàn)某種物質(zhì)（其實就是電子）會透過金屬板，會從電池的負極騰空“跳”到正極，此發(fā)現(xiàn)當(dāng)然激起更大的實驗動機，此現(xiàn)象便稱為“愛迪生效應(yīng)”。這也是科學(xué)家首次質(zhì)疑電流流動的方向，以及自由電子在空間中流動的現(xiàn)象。
分立元件階段
真空電子管
電子管的誕生：
1.金屬能導(dǎo)電是因為自由電子較多，便于電子的相互流動，因此電子材料必須由導(dǎo)電性佳的材質(zhì)制成。
2.帶負電的電子容易受到正電壓的吸引。
3.由愛迪生效應(yīng)得，當(dāng)加熱金屬物質(zhì)時，活躍于質(zhì)子外圍的自由電子容易產(chǎn)生游離現(xiàn)象，溫度高導(dǎo)致電子活性增強，此時若空間中有一正電壓強力吸引，游離的電子就會在空間中流動。
基于這幾個當(dāng)時已被了解的知識，佛來明（J.A. Fleming）于1904年制造出第一支二極真空管，德福雷斯特（De Forest Lee）將二極管加以改良，于1907年制造出第一支三極管，既然成功研發(fā)了三極管，真空管的應(yīng)用開始實現(xiàn)，真空管的發(fā)展從此一日千里。
分立元件階段
真空電子管
電子管的誕生：
基于這幾個當(dāng)時已被了解的知識，佛來明（J.A. Fleming）于1904年制造出第一支二極真空管，德福雷斯特（De Forest Lee）將二極管加以改良，于1907年制造出第一支三極管，既然成功研發(fā)了三極管，真空管的應(yīng)用開始實現(xiàn)，真空管的發(fā)展從此一日千里。
固然電子管的產(chǎn)生是必不可少的一步，但是其還是存在很多的缺點：體積大，耗電、壽命短(燈絲壽命) 、噪聲大，制造工藝也十分復(fù)雜 .
分立元件階段
（二）晶體管產(chǎn)生（1950--）
為了解決這一問題科學(xué)家們不斷的嘗試。
在1948年 6月30日，貝爾實驗室首次在紐約向公眾展示了晶體管。1948年11月，肖克利構(gòu)思出一種新型晶體管， 其結(jié)構(gòu)像“三明治”夾心面包那樣，把N型半導(dǎo)體夾在兩層P型半導(dǎo)體之間。由于當(dāng)時技術(shù)條件的限制，研究和實驗都十分 困難。直到1950年，人們才成功地制造出第一個PN結(jié)型晶體管。
分立元件階段
同電子管相比， 晶體管具有諸多優(yōu)越性：
①晶體管的構(gòu)件是沒有消耗的，晶體管的壽命一般比電 子管長 100到1000倍 。
②晶體管消耗電子極少，僅為電子管的十分之一或幾十分之一。
③晶體管不需預(yù)熱，一開機就工作裝密度。
④晶體管結(jié)實可靠，比電子管可靠 100倍，耐沖擊、耐振動。
分立元件階段
1960年上市的通用型號計算機有10萬個二極管和2.5萬個晶體管。
分立元件階段
世界上第一臺電子計算機于1946年在美國研制成功，取名ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)。這臺計算機使用了18800個電子管，占地170平方米，重達30噸，耗電140千瓦，價格40多萬美元，是一個昂貴耗電的"龐然大物"
晶體管的制造工藝雖然精密，但工序簡便，有利于提高元器件的安裝。可是單個晶體管的出現(xiàn)，仍然不能滿足電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要。隨著電子技術(shù)應(yīng)用的不斷推廣和電子產(chǎn)品發(fā)展的日趨復(fù)雜，電子設(shè)備中應(yīng)用的電子器件越來越多怎樣將這些器件集成在一起呢？于是乎經(jīng)過科學(xué)家們的努力產(chǎn)生了集成電路。
集成電路階段
集成電路是在一塊幾平方毫米的極其微小的半導(dǎo)體晶片上，將成千上萬的晶體管、電阻、電容、包括連接線做在一起。它是材料、元件、晶體管三位一體的有機結(jié)合。
在晶體管技術(shù)基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來的集成電路，帶來了微電子技術(shù)的突飛猛進. 微電子技術(shù)的不斷進步，極大降低了晶體管的成本，在1960年，生產(chǎn)1只晶體管要花10美元，而今天，1只嵌入集成電路里的晶體管的成本還不到1美分．這使晶體管的應(yīng)用更為廣泛了．
（三）集成電路（1959--）
集成電路階段
（三）集成電路（1959--）
1958年第一塊集成電路：
TI公司的Kilby
12個器件，Ge晶片
獲得2000年Nobel物理獎
集成電路階段
自1958年第一塊集成元件問世以來，集成電路已經(jīng)跨越了小、中、大、超大、特大、巨大規(guī)模幾個臺階，集成度平均每2年提高近3倍。隨著集成度的提高，器件尺寸不斷減小。以下為最具有代表性的幾類。
時 期 規(guī) 模 集成度
（元件數(shù)）
50年代末 小規(guī)模集成電路（SSI） 100
60年代 中規(guī)模集成電路（MSI） 1000
70年代 大規(guī)模集成電路（LSI） >1000
70年代末 超大規(guī)模集成電路（VLSI） 10000
80年代 特大規(guī)模集成電路（ULSI） >100000
可編程邏輯器件（PLD）
微控制芯片
（MCU）
數(shù)字信號處理器
（DSP）
大規(guī)模存儲芯片（RAM/ROM）
現(xiàn)階段電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
IBM 7090
IBM 360 晶體管計算機
ENIAC
品牌電腦
伴隨著電子技術(shù)的發(fā)展而飛速發(fā)展起來的電子計算機所經(jīng)歷的四個階段充分說明了電子技術(shù)發(fā)展的四個階段的特性。
第一代（1946～1957）電子管計算機
第二代（1958～1963）晶體管計算機
第三代（1964～1970）集成電路計算機
第四代（1971～）大規(guī)模集成電路計算機
現(xiàn)階段電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
主要技術(shù)
數(shù)字信號處理器DSP
在模擬信號變換成數(shù)字信號以后進行高速實時處理的專用處理器
嵌入式系統(tǒng)ARM
以應(yīng)用為中心，計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可剪裁，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能，成本，體積，可靠性，功耗嚴(yán)格要求的計算機系統(tǒng)
EDA技術(shù)
以計算機為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。
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