Есть конспект?
Пришлите нам!

Введение.

 

Современный этап развития характеризуется всё возрастающим проникновением

электроники во все сферы жизни и деятельности людей. Достижения в области

электроники в значительной мере способствуют скорейшему решению сложнейших

научно-технических проблем, повышению эффективности научных исследований, созданию новых видов машин и оборудования, разработке эффективных технологий

и систем управления, получению материалов с уникальными свойствами, совершенствованию процессов сбора и обработки информации.

Предметом исследования в рамках электронной науки и техники является изучение

законов взаимодействия электронов и других заряженных частиц с электромагнитными

полями и разработка электронных приборов, в которых это взаимодействие используется

для преобразования электромагнитной энергии с целью передачи, обработки и хранения

информации, автоматизации производства, создания энергетических устройств, контроль-

но-измерительной аппаратуры и др.

      Результаты изучения электронных процессов, а также исследования и разработка мето-

дов создания электронных приборов и устройств приводят к созданию многообразных

средств электронной техники, развитие которой происходит по двум  тесно переплетаю-

щимся направлениям.

Первое направление связано с созданием электронных приборов различного назначения,

технологией их производства и промышленным выпуском.

Второе направление связано с созданием различных видов аппаратуры, систем и комплек-

сов для решения сложнейших задач в области вычислительной техники, информатики, связи, радиолокации, телевидения и других областях научной и практической деятельности человека.

 

Классификация и современное состояние электроники.

 

Электроника включает в себя три основных области исследований: вакуумную электронику, твёрдотельную электронику и квантовую электронику.

Основным направлением развития вакуумной электроники является создание электро-

вакуумных приборов: электронных ламп (диодов, триодов, тетродов и др.), электровакуумных приборов СВЧ (магнетронов, клистронов, ламп бегущей волны и т.д.),

электронно-лучевых и фотоэлектронных приборов (кинескопов, видиконов, электронно-

оптических преобразователей, фотоэлектронных умножителей), газоразрядных приборов

(тиратронов, газоразрядных индикаторов), рентгеновских трубок и др.

Твёрдотельная электроника решает задачи, связанные с изучением свойств твёрдотельных материалов (полупроводниковых, диэлектрических, магнитных и других), влияние на эти

свойства примесей и особенности структуры материала, созданием в кристалле областей

с различными типами проводимости и т.д. Основным направлением твёрдотельной электроники является полупроводниковая электроника, связанная с разработкой и изготовлением различных видов полупроводниковых приборов: диодов (выпрямительных, смесительных, параметрических и др.), транзисторов (биполярных и полевых), тиристоров, аналоговых и цифровых интегральных схем (ИС), оптоэлектронных приборов (светоизлучающих диодов, фотодиодов, фототранзисторов, оптронов).

Квантовая электроника связана с разработкой методов и средств усиления и генерации

электромагнитных колебаний на основе эффекта вынужденного излучения атомов, молекул твёрдых тел. Наиболее важные направления - создание оптических квантовых генераторов (лазеров), квантовых усилителей, молекулярных генераторов. Приборы квантовой электроники используются для создания высокоточных дальномеров, квантовых стандартов частоты, систем оптической многоканальной связи, медицинской аппаратуры и др.

Совершенствование электронной аппаратуры, рост её технико-экономических показателей находится в прямой зависимости от совершенствования её элементной базы. В таблице приведены данные, отражающие относительное изменение некоторых важнейших характеристик электронных приборов, составлявших элементную базу ЭВМ различных поколений.

 

Основные характеристики электронных приборов.

 

Однако на основе данных, приведённых в таблице, было бы неправильно сделать вывод о неизбежности полного вытеснения электровакуумных приборов полупроводниковыми. Каждый вид электронных приборов по отдельным показателям имеет свои, только ему присущие достоинства. Так, электровакуумные приборы, уступая полупроводниковым по уровню шумов, механической прочности, габаритным размерам, имеют неоспоримые преимущества по уровню достигаемой мощности, термостойкости.

 

Области применения электроники.

Достижения электронной науки и техники используются почти без исключения во всех областях человеческой деятельности. Ускоренными темпами электроника внедряется в научные исследования, промышленность, на транспорт, в связь, сельское хозяйство, здравоохранение, культуру, быт, военное дело и др. Особое место занимают микропроцессоры на основе больших интегральных схем (БИС) и СБИС (сверхбольших интегральных схем) (3-5·элементов в кристалле).

Внедрение микропроцессоров и микросхем в управление технологическими процессами рассматривается как новый этап промышленной революции. На их основе развивается производство и применение станков с ЧПУ, промышленных роботов, систем автоматического контроля качества продукции, управление цехами и заводами.

Значительные успехи медицины по диагностике и лечению болезней были бы невозможны без достижений электроники. Так создание компьютерного томографа дало возможность получить наглядную информацию о состоянии некоторых областей человеческого организма, в хирургии используют лазеры, в кардиологии – электронные стимуляторы.

На основе развития электроники быстрыми темпами развивается связь, радиовещание, телевидение и т.д.

Перспективы развития электроники.

Развитие электроники идёт по двум направлениям. Первое направление связано с решением проблем информационно-вычислительного обеспечения, второе – с проблемами получения и использования энергии. Первое направление успешно разрешается с помощью развития микроэлектроники созданием более совершенных СБИС. Энергетическое направление связано с развитием почти всех видов электронных приборов. Наиболее перспективными для этой цели (например, направленной передачи энергии из космоса), решения технологических задач (например, радиационного нагрева) и медицинских целей (лазерной хирургии и СВЧ терапии) являются вакуумные СВЧ приборы (магнетроны, амплитроны) и приборы квантовой электроники (лазеры).


Dr.BoT© Konspektiruem.ru