电子技术发展史.ppt

电子技术发展史工工业业系系统认识实习统认识实习（第一部分）（第一部分）1 1 电电子技子技术术是十九世是十九世纪纪末、二十世末、二十世纪纪初开始初开始发发展起来的新展起来的新兴兴技技术术，二十世，二十世纪发纪发展最迅速，展最迅速，应应用最广泛，成用最广泛，成为为近代科学技近代科学技术发术发展的一个重要展的一个重要标标志。志。进进入入2121世世纪纪，人，人们们面面临临的是以微的是以微电电子技子技术术（半（半导导体和集成体和集成电电路路为为代表）代表）电电子子计计算机和因特网算机和因特网为标为标志的信息社会。高科技的广泛志的信息社会。高科技的广泛应应用使社会生用使社会生产产力和力和经济获经济获得了空前的得了空前的发发展。展。现现代代电电子技子技术术在国防、科学、工在国防、科学、工业业、医学、通、医学、通讯讯（信息（信息处处理、理、传输传输和交流）及文化生活等各个和交流）及文化生活等各个领领域中都起着巨大的作用。域中都起着巨大的作用。现现在的世界，在的世界，电电子技子技术术无无处处不在：收音机、彩不在：收音机、彩电电、音响、音响、VCDVCD、DVDDVD、电电子手表、数子手表、数码码相机、微相机、微电脑电脑、大、大规规模模生生产产的工的工业业流水流水线线、因特网、机器人、航天、因特网、机器人、航天飞飞机、宇宙探机、宇宙探测仪测仪，可以，可以说说，人，人们现们现在生活在在生活在电电子世界中，一天也子世界中，一天也离不开它。离不开它。电电子技子技术术的的应应用用2 2基本器件的两个基本器件的两个发发展展阶阶段段分立元件阶段（19051959）真空真空电电子管、半子管、半导导体晶体管体晶体管集成电路阶段（1959）SSISSI、MSIMSI、LSILSI、VLSIVLSI、ULSIULSI主要主要阶阶段概述段概述第一代第一代电电子子产产品以品以电电子管子管为为核心。四十年代末世界上核心。四十年代末世界上诞诞生了第一只半生了第一只半导导体三极管，它体三极管，它以小巧、以小巧、轻轻便、省便、省电电、寿、寿命命长长等特点，很快地被各国等特点，很快地被各国应应用起来，在很大范用起来，在很大范围围内取代了内取代了电电子管。子管。五十年代末期，世界上出五十年代末期，世界上出现现了第一了第一块块集成集成电电路，它把路，它把许许多晶体管等多晶体管等电电子元件集成在一子元件集成在一块块硅芯硅芯片上，使片上，使电电子子产产品向更小型化品向更小型化发发展。集成展。集成电电路从小路从小规规模集成模集成电电路迅速路迅速发发展到大展到大规规模集成模集成电电路路和超大和超大规规模集成模集成电电路，从而使路，从而使电电子子产产品向着高效能低消耗、高精度、高品向着高效能低消耗、高精度、高稳稳定、智能化的方向定、智能化的方向发发展。展。3 3分立元件分立元件阶阶段段电子管时代（19051948）为现为现代技代技术术采取了决定性步采取了决定性步骤骤主要大事主要大事记记19051905年年 爱爱因斯坦因斯坦阐阐述相述相对论对论EEmcmc2 219061906年年 亚历亚历山德森研制成高山德森研制成高频频交流交流发电发电机机 德福雷斯特在弗菜明二极管上加德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅栅极，制威第一只三极管极，制威第一只三极管19121912年年 阿阿诺诺德和德和兰兰米米尔尔研制出高真空研制出高真空电电子管子管19171917年年 坎坎贝贝尔尔研制成研制成滤滤波器波器19221922年年 弗里斯研制成第一台超外差无弗里斯研制成第一台超外差无线电线电收音机收音机19341934年年 劳伦劳伦斯研制成回旋加速器斯研制成回旋加速器19401940年年 帕全森和洛弗帕全森和洛弗尔尔研制成研制成电电子模子模拟计拟计算机算机19471947年年 肖克莱、巴丁和布拉肖克莱、巴丁和布拉顿发顿发明晶体管；香明晶体管；香农农奠定信息奠定信息论论的基的基础础真空真空电电子管子管4 4分立元件分立元件阶阶段段晶体管时代（19481959）宇宙空宇宙空间间的探索即将开始的探索即将开始主要大事主要大事记记19471947年年 贝贝尔尔实验实验室的巴丁、布拉室的巴丁、布拉顿顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管19481948年年 贝贝尔尔实验实验室的香室的香农发农发表信息表信息论论的的论论文文 英国采用英国采用EDSAGEDSAG计计算机，算机，这这是最早的一种存是最早的一种存储储程序数字程序数字计计算机算机19491949年年 诺诺伊曼提出自伊曼提出自动传输动传输机的概念机的概念19501950年年 麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存储储器器19521952年年 美国爆炸第一美国爆炸第一颗氢弹颗氢弹19541954年年 贝贝尔尔实验实验室研制太阳能室研制太阳能电电池和池和单单晶硅晶硅19571957年年 苏联发苏联发射第一射第一颗颗人造地球人造地球卫卫星星19581958年年 美国得克美国得克萨萨斯斯仪仪器公司和仙童公司宣布研制成第一个集成器公司和仙童公司宣布研制成第一个集成电电路路5 5基本分立元件展示基本分立元件展示电电阻器阻器电电容器容器线线圈圈电电池池晶体管晶体管6 6集成集成电电路路阶阶段段时时 期期规规 模模集成度集成度（元件数）（元件数）5050年代末年代末小小规规模集成模集成电电路（路（SSISSI）1001006060年代年代中中规规模集成模集成电电路（路（MSIMSI）100010007070年代年代大大规规模集成模集成电电路（路（LSILSI）100010007070年代末年代末超大超大规规模集成模集成电电路路（VLSIVLSI）10000100008080年代年代特大特大规规模集成模集成电电路路（ULSIULSI）100000100000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。1985年，1兆位ULSI的集成度达到200万个元件，器件条宽仅为1微米；1992年，16兆位的芯片集成度达到了3200万个元件，条宽减到0.5微米，而后的64兆位芯片，其条宽仅为0.3微米。7 7集成集成电电路路阶阶段段集成集成电电路制造技路制造技术术的的发发展日新月异，其中最具有代表性的集展日新月异，其中最具有代表性的集成成电电路芯片主要包括以下几路芯片主要包括以下几类类，它，它们们构成了构成了现现代数字系代数字系统统的基石。的基石。可可编编程程逻辑逻辑器件（器件（PLD）微控制芯片（微控制芯片（MCU）数字信号数字信号处处理器（理器（DSP）大大规规模存模存储储芯片（芯片（RAM/ROM）8 8IBM7090电电子子计计算机的算机的发发展展 伴随着伴随着电电子技子技术术的的发发展而展而飞飞速速发发展起来的展起来的电电子子计计算机所算机所经历经历的四个的四个阶阶段充分段充分说说明了明了电电子技子技术发术发展的四个展的四个阶阶段的特性。段的特性。第一代（第一代（1946194619571957）电电子管子管计计算机算机 第二代（第二代（1958195819631963）晶体管）晶体管计计算机算机 第三代（第三代（1964196419701970）集成）集成电电路路计计算机算机 第四代（第四代（19711971）大）大规规模集成模集成电电路路计计算机算机 世界上第一台世界上第一台电电子子计计算机于算机于19461946年在美年在美国研制成功，取名国研制成功，取名ENIACENIAC。这这台台计计算机使用了算机使用了1880018800个个电电子管，占地子管，占地170170平方米，重达平方米，重达3030吨，吨，耗耗电电140140千瓦，价格千瓦，价格4040多万美元，是一个昂多万美元，是一个昂贵贵耗耗电电的的 庞庞然大物然大物。由于它采用了。由于它采用了电电子子线线路路来来执执行算行算术术运算、运算、逻辑逻辑运算和存运算和存储储信息，从信息，从而就大大提高了运算速度。而就大大提高了运算速度。ENIACENIAC每秒可每秒可进进行行50005000次加法和减法运算，把次加法和减法运算，把计计算一条算一条弹弹道的道的时间时间短短为为3030秒。它最初被秒。它最初被专门专门用于用于弹弹道运算，道运算，后来后来经过经过多次改多次改进进而成而成为为能能进进行各种科学行各种科学计计算的通用算的通用电电子子计计算机。从算机。从19461946年年2 2月交付使用，月交付使用，到到19551955年年1010月最后切断月最后切断电电源，源，ENIACENIAC服役服役长长达达9 9年。年。IBM360晶体管晶体管计计算机算机ENIACENIAC品牌品牌电脑电脑9 9IBM7090ENIACENIAC电电子子计计算机的算机的发发展展IBM360晶体管晶体管计计算机算机品牌品牌电脑电脑第一代（第一代（19461957）电电子管子管计计算机算机时时代：它的基本代：它的基本电电子元件是子元件是电电子管，内子管，内存存储储器采用水器采用水银银延延迟线迟线，外存，外存储储器主要采用磁鼓、器主要采用磁鼓、纸带纸带、卡片、磁、卡片、磁带带等。由于等。由于当当时电时电子技子技术术的限制，运算速度只是每秒几千次的限制，运算速度只是每秒几千次几万次基本运算，内存容量几万次基本运算，内存容量仅仅几千个字。程序几千个字。程序语语言言处处于最低于最低阶阶段，主要使用二段，主要使用二进进制表示的机器制表示的机器语语言言编编程，程，后后阶阶段采用段采用汇编语汇编语言言进进行程序行程序设计设计。体。体积积大，耗大，耗电电多，速度低，造价高，使用多，速度低，造价高，使用不便，主要局限于一些不便，主要局限于一些军军事和科研部事和科研部门进门进行科学行科学计计算。（算。（ENIAC）第二代（第二代（19581963）晶体管）晶体管计计算机算机时时代：代：它的基本它的基本电电子元件是晶体管，内存子元件是晶体管，内存储储器大量器大量使用磁性材料制成的磁芯存使用磁性材料制成的磁芯存储储器。与第一代器。与第一代电电子管子管计计算机相比，晶体管算机相比，晶体管计计算机体算机体积积小，小，耗耗电电少，成本低，少，成本低，逻辑逻辑功能功能强强，使用方便，使用方便，可靠性高可靠性高。（。（IBM7090）第三代（第三代（19641970）集成）集成电电路路计计算机算机时时代：代：它的基本元件是小它的基本元件是小规规模集成模集成电电路和中路和中规规模集成模集成电电路，磁芯存路，磁芯存储储器器进进一步一步发发展，并开始采用性展，并开始采用性能更好的半能更好的半导导体存体存储储器，运算速度提高到每秒器，运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成几十万次基本运算。由于采用了集成电电路，第路，第三代三代计计算机各方面性能都有了极大提高：体算机各方面性能都有了极大提高：体积积缩缩小，价格降低，功能增小，价格降低，功能增强强，可靠性大大提高。，可靠性大大提高。（IBM360系列系列为为代表）代表）第四代（第四代（1971）大）大规规模集成模集成电电路路计计算机算机时时代：代：它的基本元件是大它的基本元件是大规规模集成模集成电电路，甚至超大路，甚至超大规规模集成模集成电电路，集成度很高的半路，集成度很高的半导导体存体存储储器替代器替代了磁芯存了磁芯存储储器，运算速度可达每秒几百万次，器，运算速度可达每秒几百万次，甚至上甚至上亿亿次基本运算。具有体次基本运算。具有体积积小、功能小、功能强强、可靠性高等特点。可靠性高等特点。1010EDAEDA技技术术 电电子子设设计计技技术术的的核核心心就就是是E ED DA A技技术术。E ED DA A是是指指以以计计算算机机为为工工作作平平台台，融融合合应应用用电电子子技技术术、计计算算机机技技术术、智智能能化化技技术术最最新新成成果果而而研研制制成成的的电电子子C CA AD D通通用用软软件件包包，主主要要能能辅辅助助进进行行三三方方面面的的设设计计工工作作，即即I IC C设设计计、电电子子电电路路设设计计和和P PC CB B设设 计计。电电子系子系统设计统设计自自动动化化(ESDA)(ESDA)阶阶段（段（90 90年代以后）：年代以后）：设计设计人人员员按照按照“自自顶顶向向下下”的的设计设计方法，方法，对对整个系整个系统进统进行方案行方案设计设计和功能划分，系和功能划分，系统统的关的关键电键电路路用一片或几片用一片或几片专专用集成用集成电电路（路（ASICASIC）实现实现，然后采用硬件描述，然后采用硬件描述语语言言（HDLHDL）完成系）完成系统统行行为级设计为级设计，最后通，最后通过综过综合器和适配器生成最合器和适配器生成最终终的目的目标标器件。器件。EDAEDA技技术发术发展的三个展的三个阶阶段：段：计计算机算机辅辅助助设计设计(CAD)(CAD)阶阶段（段（70 70年代）：用年代）：用计计算机算机辅辅助助进进行行ICIC版版图编辑图编辑、PCBPCB布局布布局布线线，取代了手工操作。，取代了手工操作。计计算机算机辅辅助工程助工程(CAE)(CAE)阶阶段（段（80 80年代）：与年代）：与CADCAD相比，相比，CAECAE除了有除了有纯纯粹的粹的图图形形绘绘制功能外，又增加了制功能外，又增加了电电路功能路功能设计设计和和结结构构设计设计，并且通，并且通过电过电气气连连接网接网络络表将两者表将两者结结合在一起，合在一起，实现实现了工程了工程设计设计。CAECAE的主要功能是：原理的主要功能是：原理图输图输入，入，逻辑逻辑仿真，仿真，电电路分析，自路分析，自动动布局布布局布线线，PCBPCB后分析。后分析。ARM开开发发板板1111纳纳米米电电子技子技术术纳纳米米电电子学主要在子学主要在纳纳米尺度空米尺度空间间内研究内研究电电子、原子和分子子、原子和分子运运动规动规律和特性，研究律和特性，研究纳纳米尺度空米尺度空间间内的内的纳纳米膜、米膜、纳纳米米线线。纳纳米点和米点和纳纳米点米点阵阵构成的基于量子特性的构成的基于量子特性的纳纳米米电电子器件的子器件的电电子学子学功能、特性以及加工功能、特性以及加工组组装技装技术术。其性能涉及放大、振。其性能涉及放大、振荡荡、脉冲、脉冲技技术术、运算、运算处处理和理和读读写等基本写等基本问题问题。其新原理主要基于。其新原理主要基于电电子的子的波波动动性、性、电电子的量子隧道效子的量子隧道效应应、电电子能子能级级的不的不连续连续性、量子尺性、量子尺寸效寸效应应和和统计涨统计涨落特性等。落特性等。从微从微电电子技子技术术到到纳纳米米电电子器件将是子器件将是电电子器件子器件发发展的第二次展的第二次变变革，与从真空管到晶体管的第一次革，与从真空管到晶体管的第一次变变革相比，它含有更深刻革相比，它含有更深刻的理的理论论意意义义和丰富的科技内容。在和丰富的科技内容。在这这次次变变革中，革中，传统传统理理论论将不将不再适用，需要再适用，需要发发展新的理展新的理论论，并探索出相，并探索出相应应的材料和技的材料和技术术。1212谢谢观看！再见1313；http:/www.99dyw.co/九九电影网http:/www.99dyw.tv/九九电影网http:/youhuijuan.co/淘宝优惠券网 天堂网2014 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网天堂网2014天堂网天堂网天堂网2014 天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网2014 天堂网2014 天堂网天堂网天堂网2014天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网20141414