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L/O/G/O电子技术发展与应用---【机械教研室】耿娟目录Part1早期电的研究Part2电子技术的发展阶段Part3电子技术的应用早期电的研究古希腊哲学家塞利斯人们对电现象的初步认识很早就有记载，早在公元前585年，古希腊哲学家塞利斯，已经发现了摩擦过的琥珀能吸引碎草等轻小物体.本杰明·富兰克林十八世纪美国最伟大的科学家和发明家，著名的政治家、外交家、哲学家、文学家和航海家以及美国独立战争的伟大领袖，1.提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想每个物体都有一定量的电，电只有一种。摩擦不能创造出电，只是使电从一个物体转移到另一个物体上，它们的总电量不变。2.发明了避雷针1750年提出了关于避雷针的建议。这一建议首先于1852年在法国马利大学得到应用。避雷针的发明不仅可以防止闪电所招致的严重危害，同时也破除了迷信，揭示了自然力的真实性质法国人库伦提出最早的电学定律：库伦定律库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的。伏特伏特最伟大的成就(伏达电堆)，电堆能产生连续的电流，它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大，因此开始了一场真正的科学革命。电子技术的发展阶段电子技术发展的里程碑爱迪生白炽照明灯奇特的现象电子云爱迪生效应1883年弗莱明高频整流器1884年有线电报高频无线电波整流声音20世纪初（一)必不可少的一步——电子管的问世（一）必不可少的一步——电子管的问世1904年弗莱明真空中加热的电丝板极第一只电子管二极管电子管收音机德福雷斯特一个栅板第一只真空三极管推动了无线电电子学的蓬勃发展年产10亿只无线电电子管电子管除应用于电话放大器、海上和空中通讯外，也广泛渗透到家庭娱乐领域，将新闻、教育节目、文艺和音乐播送到千家万户。就连飞机、雷达、火箭的发明和进一步发展，也有电子管的一臂之力。电子管的缺点十分笨重，能耗大、寿命短、噪声大，制造工艺也十分复杂第二次世界大战中，电子管的缺点更加暴露无遗。在雷达工作频段上使用的普通的电子管，效果极不稳定。移动式的军用器械和设备上使用的电子管更加笨拙，易出故障。因此，电子管本身固有的弱点和迫切的战时需要，都促使许多科研单位和广大科学家，集中精力，迅速研制成功能取代电子管的固体元器件。（二）三条腿的魔术师PNP19世纪末肖克利、巴丁和布拉顿晶体管三个支点的半导体元件固体电子时代三条腿的魔术师1948.6.30贝尔实验室公布晶体管诺贝尔物理学奖1948.11肖克利夹心三明治新型晶体管PN结型晶体管1950年同电子管相比，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④晶体管结实可靠，比电子管可靠100倍，耐冲击、耐振动，这都是电子管所无法比拟的。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。一个晶体管只能取代一个电子管，极为复杂的电子设备中就可能要用上百万个晶体管。一个晶体管有3条腿，复杂一些的设备就可能有数百万个焊接点，稍一不慎，就极有可能出现故障。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。世界上第一台电子计算机于1946年在美国研制成功，取名这台计算机使用了18800个电子管，占地170平方米，重达30吨，价格40多万美元，是一个昂贵耗电的庞然大物（三）集成电路1952达默未来电子设备没有连接线的固体组件英国皇家雷达研究所指明了方向未付诸实施基尔比研究固体组件埋头苦干诞生了实验+挫折集成电路板1959年在晶体管技术基础上迅速发展起来的集成电路，带来了电子技术的突飞猛进。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。大规模集成电路是指在单片硅片上集成1000~2000个以上晶体管的集成电路，其集成度比中、小规模的集成电路提高了1~2个以上数量级（四）大规模超大规模集成电路20世纪60年代初100个左右1967年1000个标志着大规模集成阶段的开端1976年10000多个80年代左右几万个如今，已出现在不到50平方毫米的硅芯片上集成的晶体管数激增到200万只以上集成电路发展历程电子技术的发展可分为四个阶段：第一阶段，电子产品以电子管为核心。第二阶段，四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，在很大范围内取代了电子管。第三阶段，五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路第四阶段，大规模集成电路和超大规模集成电路的出现。电子技术的应用电子技术是近代科学技术发展的一个重要标志。进入21世纪，电子高科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。现代电子技术在国防、科学、工业、医学、通讯及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。现在的世界，电子技术无处不在：收音机、彩电、音响、VCD、DVD、电子手表、数码相机、微电脑、大规模生产的工业流水线、因特网、机器人、航天飞机、宇宙探测仪，可以说，人们现在生活在电子世界中，一天也离不开它。第1代：电子管数字机（1946—1958年）第2代：晶体管数字机（1958—1964年）第3代：集成电路数字机（1964—1970年）第4代：大规模集成电路机（1970年至今）一、在计算机的应用随着集成了上千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，电子计算机发展进入了第四代。第四代计算机的基本元件是大规模集成电路，甚至超大规模集成电路，运算速度可达每秒几百万次，甚至上亿次基本运算。指纹识别鼠标声控计算机第四代计算机网络第四代苹果电脑第四代笔记本光子计算机二、在通信上的应用集成电路在通信中应用广泛，诸如通信卫星，手机，雷达等，我国自主研发的“北斗”导航系统就是其中典型一例。“北斗”导航系统是我国具有自主知识产权的卫星定位系统，与美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称为全球4大卫星导航系统。它的研究成功，打破了卫星定位导航应用市场由国外GPS垄断的局面。有源相控阵雷达近年来,随着高新技术的迅猛发展,雷达技术有了较大的发展空间,有源相控阵是近年来正在迅速发展的雷达新技术,它是在恶劣电磁环境下对付快速、机动及隐身目标的一项关键技术。有源相控阵雷达是集现代相控阵理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电子技术为一体的高新技术产物战机配有源相控阵雷达毫米波雷达相比之下毫米波雷达具有导引精度高、抗干扰能力强、多普勒分辨率高、等离子体穿透能力强等特点；因此其广泛的用于制导、引信、工业、医疗等方面。无论是军用还是民用，都对毫米波雷达技术有广泛的需求。是对远距离、多批、高速飞行的空间目标进行精细观测和精确制导的关键手段。加装毫米波雷达夜战型攻击直升机1.心脏起搏器心脏起搏器（cardiacpacemaker）是一种植入于体内的电子治疗仪器，通过脉冲发生器发放电脉冲刺激电极所接触的心肌，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的,已广泛应用于临床医学。三、医学和生物工程上的的应用2.植入式电子系统电子技术与生物医学之间有着非常紧密的联系，植入式电子系统是一种埋置在生物体或人体内的电子设备，主要用来测量生命体内的生理、生化参数的长期变化，或用来诊断与治疗某些疾病，即实现在生命体无拘束自然状态下体内直接测量和控制功能，也可用来代替功能已经缺损的器官机电电子机械充电系统电池管理系统安全报警系统驱动控制系统汽车照明、电动转向、空调、音响、雨刷、电动门窗…….汽车电子机电四、汽车自动化汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型。改进汽车性能最重要的技术措施，目前，电子技术已经深入到汽车的所有系统，电子门窗，动力转向，更有当今技术先进的电子全球定位。在此，着重介绍ABS防抱死系统。ABS防抱死系统是一个全电子化自动控制系统，是针对车辆产生侧滑造成事故所研制的。ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，在制动状态下仍能转向，保证了汽车制动的稳定性，防止产生侧滑和跑偏。ABS防抱死系统五、工业控制•电机控制•机床控制•生产过程自动化控制•楼宇电梯控制......磁悬浮列车磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不同于其他列车需要接触地面，因此只受来自空气的阻力。一种以电动机为动力的垂直升降机，主要有轿厢，层站，井道，机房等组成用于多层建筑乘人或载运货物,大型车床大型车床盲人引路车盲人引路车六、家用电器•电灯、电话•广播、电视•冰箱、洗衣机•家庭影院•......七、信号检测•压力、温度、水位、流量等的测量与调节•电子仪器•医疗仪器•......CT扫描八、机器人走进现代生活机器人是人类的朋友2002年10月29日，一个全身银色、有着漂亮大眼睛的智能机器人出现在王府井东方广场的索尼探梦馆里，它操着不太流利的汉语扭着身子向观众问好，引起了一阵照相机闪光灯的骚动。这个名叫SDR-4X的机器人是索尼公司开发的目前世界上最先进的智能机器人，是索尼为了“索尼科技周”而特地从东京派来的。它属于高智能的娱乐机器人，装置着各种感应系统，感情丰富，能跟人类进行各种交流，同时可以通过记忆和学习不断成长。此外它的特殊天赋能够完成各种高难度动作，真可谓是能歌善舞。据工作人员介绍，它的主要功能是用来与人类做伴，而目前则主要被用于科研。智能机器SDR-4X人亮相京城影片讲述21世纪中期，地球环境恶劣，此时，人类的科学技术已经达到了相当高的水平，人工智能机器人就是人类发明出来的用以应对恶劣自然环境的科技手段之一。《人工智能》2002年奥斯卡奖L/O/G/O谢谢！陕西建设技师学院耿娟