電子技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展ppt

電子技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

---【機(jī)械教研室】耿娟目錄Part1早期電的研究Part2電子技術(shù)的發(fā)展階段Part3電子技術(shù)的應(yīng)用早期電的研究古希臘哲學(xué)家塞利斯人們對(duì)電現(xiàn)象的初步認(rèn)識(shí)很早就有記載，早在公元前585年，古希臘哲學(xué)家塞利斯，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了摩擦過(guò)的琥珀能吸引碎草等輕小物體.本杰明·富蘭克林十八世紀(jì)美國(guó)最偉大的科學(xué)家和發(fā)明家，著名的政治家、外交家、哲學(xué)家、文學(xué)家和航海家以及美國(guó)獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)的偉大領(lǐng)袖，1.提出了電荷不能創(chuàng)生、也不能消滅的思想每個(gè)物體都有一定量的電，電只有一種。摩擦不能創(chuàng)造出電，只是使電從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，它們的總電量不變。2.發(fā)明了避雷針

1750年提出了關(guān)于避雷針的建議。這一建議首先于1852年在法國(guó)馬利大學(xué)得到應(yīng)用。避雷針的發(fā)明不僅可以防止閃電所招致的嚴(yán)重危害，同時(shí)也破除了迷信，揭示了自然力的真實(shí)性質(zhì)法國(guó)人庫(kù)倫提出最早的電學(xué)定律：庫(kù)倫定律

庫(kù)侖定律是電學(xué)發(fā)展史上的第一個(gè)定量規(guī)律，它使電學(xué)的研究從定性進(jìn)入定量階段，是電學(xué)史中的一塊重要的里程碑。電荷的單位庫(kù)侖就是以他的姓氏命名的。伏特

伏特最偉大的成就(伏達(dá)電堆)，電堆能產(chǎn)生連續(xù)的電流，它的強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)比從靜電起電機(jī)能得到的電流大，因此開始了一場(chǎng)真正的科學(xué)革命。電子技術(shù)的發(fā)展階段電子技術(shù)發(fā)展的里程碑愛迪生白熾照明燈奇特的現(xiàn)象電子云愛迪生效應(yīng)1883年弗萊明高頻整流器1884年有線電報(bào)高頻無(wú)線電波整流聲音20世紀(jì)初（一)必不可少的一步——電子管的問(wèn)世（一）必不可少的一步——電子管的問(wèn)世

1904年弗萊明真空中加熱的電絲板極第一只電子管二極管電子管收音機(jī)德福雷斯特一個(gè)柵板第一只真空三極管推動(dòng)了無(wú)線電電子學(xué)的蓬勃發(fā)展年產(chǎn)10億只無(wú)線電電子管

電子管除應(yīng)用于電話放大器、海上和空中通訊外，也廣泛滲透到家庭娛樂領(lǐng)域，將新聞、教育節(jié)目、文藝和音樂播送到千家萬(wàn)戶。就連飛機(jī)、雷達(dá)、火箭的發(fā)明和進(jìn)一步發(fā)展，也有電子管的一臂之力。電子管的缺點(diǎn)

十分笨重，能耗大、壽命短、噪聲大，制造工藝也十分復(fù)雜

第二次世界大戰(zhàn)中，電子管的缺點(diǎn)更加暴露無(wú)遺。在雷達(dá)工作頻段上使用的普通的電子管，效果極不穩(wěn)定。移動(dòng)式的軍用器械和設(shè)備上使用的電子管更加笨拙，易出故障。因此，電子管本身固有的弱點(diǎn)和迫切的戰(zhàn)時(shí)需要，都促使許多科研單位和廣大科學(xué)家，集中精力，迅速研制成功能取代電子管的固體元器件。

（二）三條腿的魔術(shù)師PNP19世紀(jì)末

肖克利、巴丁和布拉頓

晶體管

三個(gè)支點(diǎn)的半導(dǎo)體元件

固體電子時(shí)代三條腿的魔術(shù)師1948.6.30貝爾實(shí)驗(yàn)室公布晶體管諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)1948.11肖克利夾心三明治新型晶體管PN結(jié)型晶體管1950年同電子管相比，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(zhǎng)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(jī)就工作

④晶體管結(jié)實(shí)可靠，比電子管可靠100倍，耐沖擊、耐振動(dòng)，這都是電子管所無(wú)法比擬的。

可是單個(gè)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(lái)越多。

一個(gè)晶體管只能取代一個(gè)電子管，極為復(fù)雜的電子設(shè)備中就可能要用上百萬(wàn)個(gè)晶體管。一個(gè)晶體管有3條腿，復(fù)雜一些的設(shè)備就可能有數(shù)百萬(wàn)個(gè)焊接點(diǎn)，稍一不慎，就極有可能出現(xiàn)故障。

1960年上市的通用型號(hào)計(jì)算機(jī)有10萬(wàn)個(gè)二極管和2.5萬(wàn)個(gè)晶體管。

世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)于1946年在美國(guó)研制成功，取名這臺(tái)計(jì)算機(jī)使用了18800個(gè)電子管，占地170平方米，重達(dá)30噸，價(jià)格40多萬(wàn)美元，是一個(gè)昂貴耗電的龐然大物（三）集成電路1952

達(dá)默

未來(lái)電子設(shè)備

沒有連接線的固體組件

英國(guó)皇家雷達(dá)研究所指明了方向未付諸實(shí)施基爾比研究固體組件埋頭苦干誕生了實(shí)驗(yàn)+挫折集成電路板1959年

在晶體管技術(shù)基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來(lái)的集成電路，帶來(lái)了電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)。電子技術(shù)的不斷進(jìn)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。

大規(guī)模集成電路是指在單片硅片上集成1000~2000個(gè)以上晶體管的集成電路，其集成度比中、小規(guī)模的集成電路提高了1~2個(gè)以上數(shù)量級(jí)（四）大規(guī)模超大規(guī)模集成電路20世紀(jì)60年代初

100個(gè)左右

1967年

1000個(gè)

標(biāo)志著大規(guī)模集成階段的開端

1976年

10000多個(gè)

80年代左右

幾萬(wàn)個(gè)

如今，已出現(xiàn)在不到50平方毫米的硅芯片上集成的晶體管數(shù)激增到200萬(wàn)只以上集成電路發(fā)展歷程電子技術(shù)的發(fā)展可分為四個(gè)階段：第一階段，電子產(chǎn)品以電子管為核心。第二階段，四十年代末世界上誕生了第一只半導(dǎo)體三極管，在很大范圍內(nèi)取代了電子管。第三階段，五十年代末期，世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路第四階段，大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)。

電子技術(shù)的應(yīng)用

電子技術(shù)是近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。進(jìn)入21世紀(jì)，電子高科技的廣泛應(yīng)用使社會(huì)生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)獲得了空前的發(fā)展?，F(xiàn)代電子技術(shù)在國(guó)防、科學(xué)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊及文化生活等各個(gè)領(lǐng)域中都起著巨大的作用?，F(xiàn)在的世界，電子技術(shù)無(wú)處不在：收音機(jī)、彩電、音響、VCD、DVD、電子手表、數(shù)碼相機(jī)、微電腦、大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)流水線、因特網(wǎng)、機(jī)器人、航天飛機(jī)、宇宙探測(cè)儀，可以說(shuō)，人們現(xiàn)在生活在電子世界中，一天也離不開它。第1代：電子管數(shù)字機(jī)（1946—1958年）

第2代：晶體管數(shù)字機(jī)（1958—1964年）

第3代：集成電路數(shù)字機(jī)（1964—1970年）

第4代：大規(guī)模集成電路機(jī)（1970年至今）一、在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

隨著集成了上千甚至上萬(wàn)個(gè)電子元件的大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，電子計(jì)算機(jī)發(fā)展進(jìn)入了第四代。第四代計(jì)算機(jī)的基本元件是大規(guī)模集成電路，甚至超大規(guī)模集成電路，運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬(wàn)次，甚至上億次基本運(yùn)算。指紋識(shí)別鼠標(biāo)聲控計(jì)算機(jī)第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四代蘋果電腦第四代筆記本光子計(jì)算機(jī)二、在通信上的應(yīng)用

集成電路在通信中應(yīng)用廣泛，諸如通信衛(wèi)星，手機(jī)，雷達(dá)等，我國(guó)自主研發(fā)的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)就是其中典型一例?！氨倍贰睂?dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，與美國(guó)GPS、俄羅斯格羅納斯、歐盟伽利略系統(tǒng)并稱為全球4大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它的研究成功，打破了衛(wèi)星定位導(dǎo)航應(yīng)用市場(chǎng)由國(guó)外GPS壟斷的局面。有源相控陣?yán)走_(dá)

近年來(lái),隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,雷達(dá)技術(shù)有了較大的發(fā)展空間,有源相控陣是近年來(lái)正在迅速發(fā)展的雷達(dá)新技術(shù),它是在惡劣電磁環(huán)境下對(duì)付快速、機(jī)動(dòng)及隱身目標(biāo)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。有源相控陣?yán)走_(dá)是集現(xiàn)代相控陣?yán)碚?、超大?guī)模集成電路、高速計(jì)算機(jī)、先進(jìn)固態(tài)器件及光電子技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)物戰(zhàn)機(jī)配有源相控陣?yán)走_(dá)毫米波雷達(dá)

相比之下毫米波雷達(dá)具有導(dǎo)引精度高、抗干擾能力強(qiáng)、多普勒分辨率高、等離子體穿透能力強(qiáng)等特點(diǎn)；因此其廣泛的用于制導(dǎo)、引信、工業(yè)、醫(yī)療等方面。無(wú)論是軍用還是民用，都對(duì)毫米波雷達(dá)技術(shù)有廣泛的需求。是對(duì)遠(yuǎn)距離、多批、高速飛行的空間目標(biāo)進(jìn)行精細(xì)觀測(cè)和精確制導(dǎo)的關(guān)鍵手段。加裝毫米波雷達(dá)夜戰(zhàn)型攻擊直升機(jī)1.心臟起搏器

心臟起搏器（cardiacpacemaker）是一種植入于體內(nèi)的電子治療儀器，通過(guò)脈沖發(fā)生器發(fā)放電脈沖刺激電極所接觸的心肌，從而達(dá)到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的,已廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)。三、醫(yī)學(xué)和生物工程上的的應(yīng)用2.植入式電子系統(tǒng)電子技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)之間有著非常緊密的聯(lián)系，植入式電子系統(tǒng)是一種埋置在生物體或人體內(nèi)的電子設(shè)備，主要用來(lái)測(cè)量生命體內(nèi)的生理、生化參數(shù)的長(zhǎng)期變化，或用來(lái)診斷與治療某些疾病，即實(shí)現(xiàn)在生命體無(wú)拘束自然狀態(tài)下體內(nèi)直接測(cè)量和控制功能，也可用來(lái)代替功能已經(jīng)缺損的器官機(jī)電電子機(jī)械充電系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)安全報(bào)警系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)汽車照明、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、空調(diào)、音響、雨刷、電動(dòng)門窗…….汽車電子機(jī)電四、汽車自動(dòng)化

汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用來(lái)開發(fā)新車型。改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施，目前，電子技術(shù)已經(jīng)深入到汽車的所有系統(tǒng)，電子門窗，動(dòng)力轉(zhuǎn)向，更有當(dāng)今技術(shù)先進(jìn)的電子全球定位。在此，著重介紹ABS防抱死系統(tǒng)。

ABS防抱死系統(tǒng)是一個(gè)全電子化自動(dòng)控制系統(tǒng)，是針對(duì)車輛產(chǎn)生側(cè)滑造成事故所研制的。ABS既有普通制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功能，又能防止車輪鎖死，在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證了汽車制動(dòng)的穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏。ABS防抱死系統(tǒng)五、工業(yè)控制電機(jī)控制機(jī)床控制生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制樓宇電梯控制......磁懸浮列車磁懸浮列車是一種靠磁懸浮力（即磁的吸力和排斥力）來(lái)推動(dòng)的列車。由于其軌道的磁力使之懸浮在空中，行走時(shí)不同于其他列車需要接觸地面，因此只受來(lái)自空氣的阻力。一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，主要有轎廂，層站，井道，機(jī)房等組成用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物,六、家用電器電燈、電話廣播、電視冰箱、洗衣機(jī)家庭影院......七、信號(hào)檢測(cè)壓力、溫度、水位、流量等的測(cè)量與調(diào)節(jié)電子儀器醫(yī)療儀器......CT掃描八、機(jī)器人走進(jìn)現(xiàn)代生活機(jī)器人是人類的朋友

2002年10月29日，一個(gè)全身銀色、有著漂亮大眼睛的智能機(jī)器人出現(xiàn)在王府井東方廣場(chǎng)的索尼探夢(mèng)館里，它操著不太流利的漢語(yǔ)扭著身子向觀眾問(wèn)好，引起了一陣照相機(jī)閃光燈的騷動(dòng)。這個(gè)名叫SDR-4X的機(jī)器人是索尼公司開發(fā)的目前世界上最先進(jìn)的智能機(jī)器人，是索尼為了“索尼科技周”而特地從東京派來(lái)的。它屬于高智能的娛樂機(jī)器人，裝置著各種感應(yīng)系統(tǒng)，感情豐富，能跟人類進(jìn)行各種交流，同