Развитие электронной аппаратуры

By | 17.09.2009

elektronika
Все мы читаем посты, лазим в инете, смотрим телевизор, слушаем радио и разговариваем по телефону. Но процентов 90-95 людей практически не знают как развивались данные технологии. Так вот, существует 5 этапов развития электронной аппаратуры.


1-й этап — Изобретение лампы накаливания.
lampaНачалом данного этапа можно считать изобретение лампы накаливания, русским инженером Ладыгиным. Это произошло в 1809 году. Позже был открыт выпрямительный эффект в контакте металл–полупроводник, Брауном в 1874 г. А в 1895 году, благодаря именно этому эффекту, Попов «склепал» первый радиоприемник.

2-й этап — Изобретение диода.
diodВ 1904 году английский ученый Флеминг сконструировал электровакуумный диод. Основными частями диода являются два электрода находящиеся в вакууме. Металлический анод (А) и металлический катод (К) нагреваемый электрическим током до температуры при которой возникает термоэлектронная эмиссия. В 30–е годы были заложены основы радиотелевидения. Первые передающие трубки сделали независимо друг от друга Константинов и Катаев. А в США — Владимир Константинович Зворыкин и назвали ее иконоскопом.
ikonoskop
Иконоскоп имеет стеклянный баллон (4) в котором находится светочувствительная мозаика (6), состоящая из нескольких миллионов изолированных друг от друга зерен серебра покрытых цезием. Мозаика наносится на тонкую слюдяную пластинку размером 100х100 мм. На обратной стороне слюдяной пластины находится сигнальная пластина (5), представляющая собой миниатюрный фотокатод, излучающий свободные электроны под действием света. Каждое зерно светочувствительной мозаики совместно с сигнальной пластиной можно рассматривать как элементарный конденсатор со слюдяным диэлектриком. При освещении мозаики через линзу (2) светом отраженным от передаваемого изображения (1). Мозаика превращается в систему конденсаторов заряд которых пропорционален освещенности соответствующих зерен. Свободные электроны эмитируемые фотокатодом (5) собираются коллектором (3) на который падает положительное по отношению к сигнальной пластине напряжение. А коллектором в этой схеме служит проводящий слой нанесенный на внутреннюю стенку иконоскопа. Электронный прожектор (8) создает луч, который с помощью отклоняющей системы (7) построчно обегает все зерна снимая с них положительный заряд. Свободные электроны луча занимают место электронов, которые вылетели из мозаики в результате фотоэлектронной эмиссии. Разряд микроскопических конденсаторов вызывает прохождение токов через резистор нагрузки (Rн) и цепь катода (К) электронного прожектора. Падение напряжения на резисторе (Rн) пропорционально освещенности элементарных участков мозаики с которых в данный момент электронный луч снимает положительный заряд. Недостаток иконоскопа — низкий КПД и чувствительность, требуется очень большая освещенность передаваемого объекта.

3-й этап — Изобретение транзистора.
tranzistorЭтот этап начался с  изобретения точечного транзистора в лаборатории «Белл Телефон» . Они предназначались для усиления и генерирования колебаний частотой до 5 МГц. В этот период создаются и внедряются дискретные полупроводниковые приборы. Транзисторы разделили на 2 вида: биполярные и униполярные (полевые). Мысли создания полевого транзистора появились раньше чем биполярного, НО сделали все наоборот.
С появлением биполярных полевых транзисторов начали воплощаться идеи разработки малогабаритных Электронно Вычеслительных Машин. На основе ЭВМ начали создавать бортовые электронные системы для авиационной и космической техники. Так как эти устройства содержали тысячи отдельных Электрорадиоэлементов (ЭРЭ) и постоянно требовалось все большее и большее их увеличение, появились и технические трудности. Допускались ошибки в пайке, не смотря на профессионализм работников лабораторий.
В 60-е годы огромные усилия исследователей были направлены на создание тонкопленочных активных элементов. Они начали изготавливаться методом: фотолитографии, электронно-лучевой литографии, рентгеновской литографии, ионно-лучевая литографии. Каждый способ был отличен друг от друга.
Технологии совершенствовались, а ЭРЭ становилось все больше.

4-й этап — Изобретение первой интегральной микросхемы.
В 1960 году Роберт Нойс из фирмы Fairchild предложил и запатентовал идею монолитной интегральной схемы и применив планарную технологию изготовил первую кремниевую монолитную интегральную схему. Семейство монолитных транзисторно-транзисторных логических элементов с четырьмя и более биполярными транзисторами на одном кристалле кремния было выпущено фирмой Fairchild уже в феврале 1960 года и получило название «микрологика».
Интегральные микросхемы стали называться микроэлектронные устройства, рассматриваемые как единое изделие, имеющее высокую плотность расположения элементов эквивалентных элементам обычной схемы.
Развитие серийного производства интегральных микросхем шло ступенями:
1) 1960 – 1969гг. – интегральные схемы малой степени интеграции, 102 транзисторов на кристалле размером 0,25 x 0,5 мм (МИС).
2) 1969 – 1975гг. – интегральные схемы средней степени интеграций, 103 транзисторов на кристалле (СИС).
3) 1975 – 1980гг. – интегральные схемы с большой степенью интеграции, 104 транзисторов на кристалле (БИС).
4) 1980 – 1985гг. – интегральные микросхемы со сверх большой степенью интеграции, 105 транзисторов на кристалле (СБИС).
5) С 1985г. – интегральные микросхемы с ультрабольшой степенью интеграции, 107 и более транзисторов на кристалле (УБИС).
В Советском Союзе было разработано 2 ЭВМ — УМ–1 и Электроника-200. Американские специалисты отметили, что Электроника-200 была первым компьютером советского производства, который можно считать хорошо разработанным и удивительно современным. Эта машина, на первых советских интегральных схемах, была способна выполнять 40 тыс. операций в секунду.

5-й этап — Микро и нанотехнологии.
Последний этап начался с 90-х годов. Происходит использование микрокристальных модулей. Появляются сверх проводниковые схемы и элементы. Идет разработка молекулярной электроники.

nout

One thought on “Развитие электронной аппаратуры

  1. torrentino

    Основные направления развития миниатюризации и микроминиатюризации радиоэлектронной аппаратуры и приборов

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *