電子技術已滲透到工業、農業、科技和國防等各個領域,宇宙航行、人造衛星、通信、廣播電視、電子計算機、自動控制、電子醫療設備以及我們的日常生活都離不開電子技術。20 世紀下半葉迅速發展起來的激光、光纖、光盤存儲等技術及其與電子技術結合形成的光電子技術已經成為信息社會的重要技術基礎。特別是世界進入信息時代的 21 世紀后, 作為信息技術發展基礎之一的電子技術必將隨著微電子技術、光電子技術和其他高技術的進步而飛速發展, 應用領域將更加廣泛,給人類帶來全新的工作方式和生活方式。

電子技術

電子技術是研究電子器件、電子電路及其應用的科學技術。

電子器件用來實現信號的產生、放大、調制及探測等功能,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備的基本單元,由電阻、電容、電感等電子元件和電子器件構成, 具有某種特定功能。

電子技術的發展歷史

電子技術,特別是微電子技術是 20 世紀發展最為迅速、影響最為廣泛的技術成就。電子技術的核心是電子器件,電子器件的進步和換代, 引起了電子電路極大的變化, 出現了很多新的電路和應用。因此,電子技術的發展歷史也可以說是電子器件不斷更新換代的歷史。

1869 年 Hittorf 和 Crookes 發明陰極射線管應是電子技術發展歷史的起點。1904 年 11 月英國倫敦大學的 John Fleming 發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動規律實現單向導電的器件。電子管的誕生, 是人類電子文明的起點。當時意大利的 Marconi 已經發明了無線電( 1901 年 ) ,于是二極管立即被應用于無線電檢波和整流。

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

1926～1936 年間隨著量子力學的創立和量子場論的發展,不僅使人們對半導體的認識程度逐漸深 入, 也 為微 電 子與 光電 子技 術 以及 信 息技 術 的發 展 奠定 了 科學 基 礎。1930 年Electronics雜志出版, 從此出現了一個新的名詞和新的產業。電子學是電路和系統中運用電子器件的工程領域及產業,20 世紀前半葉電子學中真空管起主導作用。20 世紀 30 年代末期,實驗室中已經制作出早期的半導體器件。

在晶體管發明以前的近半個世紀里,電子管幾乎是各種電子設備中惟一可用的電子器件。電子技術隨后取得的許多成就, 如電視、雷達、計算機的發明, 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, 遠不能滿足軍事上輕便、高效的要求。美國貝爾實驗室的研究人員 John Bardeen, William Shockley 和 Walter Brattain 合作研究晶體管的理論和制作。1947 年底, 他們用鍺半導體晶體制成了具有電流、電壓放大功能的第一只點接觸型晶體三極管。這是電子科學技術發展史上又一個劃時代的重大發明, 從此拉開了電子技術革命的帷幕,為電子電路集成化和數字化提供了重要的物理基礎。

初期的晶體管是點接觸型的,制造比較困難, 穩定性較差。1957 年, 貝爾實驗室的研究人員發明了面接觸型晶體管,將電子技術推向了一個新的階段。此后取得的電子技術方面的許多成就,如集成電路、微處理器和微型計算機等, 都是從晶體管發展而來的。晶體管出現后在眾多技術領域中很快取代了電子管,目前僅在顯示器件( 例如電視機和計算機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, 構成了一個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器。從此, 集成電路獲得了飛速的發展。所謂集成電路,就是把半導體管和電阻、電容等做在同一塊硅片上, 封裝為一個具有多個引出端子的器件,它能夠獨立地或者與少數其他元件配合起來共同完成某種或某些功能,實現了材料、元件和電路的三合一,與傳統的分立元件電路在設計方法、結構形式和生產方式上有著相當大的區別。集成電路的發明開創了集電子器件與某些電子元件于一體的新局面,使傳統的電子器件概念發生了變化。這種新型的、封裝好的器件體積和功耗都很小, 具有獨立的電路功能,甚至具有系統的功能。集成電路的發明使電子技術進入了微電子技術時期,是電子技術發展的一次重大飛躍。幾十年來, 集成電路經歷了從小規模集成到中規模、大規模、超大規模, 并向著極大規模集成階段發展。描述集成電路發展速度的摩爾定律認為: 集成度每 18 個月增長 1 倍, 價格則下降為原來的 1 半。

21 世紀人類已進入了網絡時代, 超高速計算機、移動通信和數字化視聽產品將徹底改變電子元器件的結構、特征尺寸和性能。傳統意義上的分立元器件將被超微化、片式化、模塊化、數字化、多功能化、智能化、綠色化、高頻、高速、高可靠性和低功耗的復合器件所取代, 這樣就要求核心器件———芯片必須具有強大的數據存儲和處理能力, 現代“藍牙 (Bluetooth ) 芯片”技術利用在一個芯片上集成這種系統功能,將芯片數量從 5 個降到 1 個, 集信號處理器、微處理器、電話聽筒模擬/ 數字轉換器、揚聲器、解碼器于一身, 完成了由 IC( Integrated Circuits) 到 IS( Information System)的轉變。

在信息時代,產品以其信息含量的多少和處理信息能力的強弱,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。即使是家電的更新換代也都是基于微電子技術的進步。電子裝備,包括機械裝置, 其靈巧程度直接關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。計算機的發展可以充分說明電子技術的發展與信息產業的關系。計算機從最初的機械手搖式,進而隨電子器件的發展經歷了電子管、晶體管、集成電路和大規模及超大規模集成電路 4 個時代, 電子計算機日新月異的發展充分代表了電子技術的水平,沒有大規模及超大規模集成電路, 計算機不可能迅速普及。同時計算機的發展也大大促進了電子技術的發展。

綜上所述,電子技術的發展是以信息業市場( 例如電信、廣播、電視、計算機) 的需求為動力的,而電子技術的發展, 信息業設備和技術水平的提高,又反過來促進了信息業市場的擴大, 形成良性循環。21 世紀是信息時代, 信息技術將在信息資源、信息處理和信息傳遞等方面實現微電子與光電子結合。智能計算與認知、腦科學結合將造就未來新一代電子元器件。作為電子信息產業發展基礎的電子元器件產業將面臨一場世紀性的變革,依靠技術創新, 緊扣時代高科技的脈搏,加快電子元器件行業自身改造和完善, 適應并推動我國信息產業的發展, 支撐國民經濟信息化,是我國電子元器件產業神圣的歷史使命, 也是在世界電子元器件產業中準確定位,在經濟全球化中占有一席之地的惟一途徑。