1.1 电子技术的发展历史
在电子技术漫长的发展道路上,科学家首先发现了自然界 “电” 和 “磁” 内在的规律,然后不断地寻找、验证和实现这些规律的物质和方法,从而推动电子信息技术的不断发展。表1.1给出了电子技术发展历史的一些关键事件,从而帮助读者认知电子技术发展的规律。
表1.1 电子技术发展历史 (时间截止到1979年)
从表1.1中,提炼出电子学发展的几个关键阶段。
(1) 1906年电子三极管的发明奠定了现代电子学的基础。从此,人类开始真正地进入到电子时代。以后出现了最早的收音机电路,包括1920年出现的超外差接收机,1925年出现的电视机,1925年发明了场效应器件,1933年发明了调频技术,1940年出现了雷达。
(2) 1947年硅晶体管的发明标志着第一次电子革命,至此开启了现在电子技术的新篇章。1950年出现了彩色电视机。
(3) 1956年晶闸管的发明,开启了电力半导体器件和转换技术的新篇章。
(4) 1958年第一片集成电路的发明,开启了微电子技术的革命。随着这项发明的诞生,在1968年出现了第一个商用运算放大器IC。
电子管、晶体管和集成电路外观,如图1.1 所示。从电子管进化到晶体管,再到集成电路,使得模拟电子电路的成本和功耗不断降低、面积不断减少、性能不断提高。因此,可以说,半导体技术是整个电子信息技术发展的原动力,也是信息技术得以不断发展的重要基础。
图1.1 电子管、晶体管和集成电路外观
前面提到摩尔定理全面、系统地阐述了半导体的发展规律,自从半导体发明以来,到目前为止,半导体技术的发展一直服从于这个规律。自从1979年后,半导体技术飞速发展,使得集成电路成为电子系统的基本组成部分。集成电路的发展主要体现在集成电路的密度不断增加,功耗不断降低,成本不断降低,时钟频率不断提高。根据器件集成度的规模,将其发展过程划分为几个阶段,如表1.2所示。
表1.2 集成电路的发展阶段