资源简介

(共17张PPT)
1.1技术的发展
发展历程
电子管
晶体管
集成电路
现阶段电子技术的发展状况
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分立元件阶段
集成电路阶段
分立元件阶段
真空电子管
（一）电子管（1883年到1904年电子管问世）
电子管又名“真空管”（VacuumTube），代表玻璃瓶内部抽真空，以利于游离电子的流动，也可有效降低灯丝的氧化损耗。
爱迪生效应
过去的科学家无法观察电子流动的方向，于是统一说法，将电池的某一极设定为正极，其电压为正电压，电流由正极流至负极而形成一个封闭的回路。
分立元件阶段
爱迪生效应：
当初爱迪生发明灯泡之后，发现他生产的灯泡灯丝老是从正极端烧断，于是进一步实验在灯泡中加入一块小金属板，点灯之后将金属板连接电表，分别施以正电压以及负电压，观察电流的情形。
对于当时的科学而言，位于真空状态下且不连接的金属板，不论如何连接是不可能产生电流的，但怪事发生了，爱迪生发现某种物质（其实就是电子）会透过金属板，会从电池的负极腾空“跳”到正极，此发现当然激起更大的实验动机，此现象便称为“爱迪生效应”。这也是科学家首次质疑电流流动的方向，以及自由电子在空间中流动的现象。
分立元件阶段
真空电子管
电子管的诞生：
1.金属能导电是因为自由电子较多，便于电子的相互流动，因此电子材料必须由导电性佳的材质制成。
2.带负电的电子容易受到正电压的吸引。
3.由爱迪生效应得，当加热金属物质时，活跃于质子外围的自由电子容易产生游离现象，温度高导致电子活性增强，此时若空间中有一正电压强力吸引，游离的电子就会在空间中流动。
基于这几个当时已被了解的知识，佛来明（J.A. Fleming）于1904年制造出第一支二极真空管，德福雷斯特（De Forest Lee）将二极管加以改良，于1907年制造出第一支三极管，既然成功研发了三极管，真空管的应用开始实现，真空管的发展从此一日千里。
分立元件阶段
真空电子管
电子管的诞生：
基于这几个当时已被了解的知识，佛来明（J.A. Fleming）于1904年制造出第一支二极真空管，德福雷斯特（De Forest Lee）将二极管加以改良，于1907年制造出第一支三极管，既然成功研发了三极管，真空管的应用开始实现，真空管的发展从此一日千里。
固然电子管的产生是必不可少的一步，但是其还是存在很多的缺点：体积大，耗电、寿命短(灯丝寿命) 、噪声大，制造工艺也十分复杂 .
分立元件阶段
（二）晶体管产生（1950--）
为了解决这一问题科学家们不断的尝试。
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。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。
分立元件阶段
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，一开机就工作装密度。
④晶体管结实可靠，比电子管可靠 100倍，耐冲击、耐振动。
分立元件阶段
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。
分立元件阶段
世界上第一台电子计算机于1946年在美国研制成功，取名ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)。这台计算机使用了18800个电子管，占地170平方米，重达30吨，耗电140千瓦，价格40多万美元，是一个昂贵耗电的"庞然大物"
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。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怎样将这些器件集成在一起呢？于是乎经过科学家们的努力产生了集成电路。
集成电路阶段
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。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．这使晶体管的应用更为广泛了．
（三）集成电路（1959--）
集成电路阶段
（三）集成电路（1959--）
1958年第一块集成电路：
TI公司的Kilby
12个器件，Ge晶片
获得2000年Nobel物理奖
集成电路阶段
自1958年第一块集成元件问世以来，集成电路已经跨越了小、中、大、超大、特大、巨大规模几个台阶，集成度平均每2年提高近3倍。随着集成度的提高，器件尺寸不断减小。以下为最具有代表性的几类。
时 期 规 模 集成度
（元件数）
50年代末 小规模集成电路（SSI） 100
60年代 中规模集成电路（MSI） 1000
70年代 大规模集成电路（LSI） >1000
70年代末 超大规模集成电路（VLSI） 10000
80年代 特大规模集成电路（ULSI） >100000
可编程逻辑器件（PLD）
微控制芯片
（MCU）
数字信号处理器
（DSP）
大规模存储芯片（RAM/ROM）
现阶段电子技术的发展状况
IBM 7090
IBM 360 晶体管计算机
ENIAC
品牌电脑
伴随着电子技术的发展而飞速发展起来的电子计算机所经历的四个阶段充分说明了电子技术发展的四个阶段的特性。
第一代（1946～1957）电子管计算机
第二代（1958～1963）晶体管计算机
第三代（1964～1970）集成电路计算机
第四代（1971～）大规模集成电路计算机
现阶段电子技术的发展状况
主要技术
数字信号处理器DSP
在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器
嵌入式系统ARM
以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可剪裁，适应应用系统对功能，成本，体积，可靠性，功耗严格要求的计算机系统
EDA技术
以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。
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