模擬電子技術(shù)概念

模擬電子技術(shù)概念

在計(jì)算機(jī)理論和應(yīng)用中，最重要的一門基礎(chǔ)學(xué)科是模擬電子技術(shù)，該學(xué)科的研究對(duì)象是處理仿真信號(hào)的模擬電路。

其關(guān)鍵電子器件是半導(dǎo)體二極管和三極管，以及場(chǎng)效應(yīng)管，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)算放大電路、信號(hào)運(yùn)算和處理電路、功率放大電路、電源穩(wěn)壓電路、反饋放大電路、信號(hào)產(chǎn)生電路等方面。模擬電子技術(shù)為計(jì)算機(jī)應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在電力技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)得到了高度的關(guān)注。

因此，學(xué)習(xí)這門學(xué)科，不僅可以廣泛的打下學(xué)習(xí)各種學(xué)科的基礎(chǔ)，同時(shí)也可以培養(yǎng)我們分析和解決現(xiàn)實(shí)生活中很多問(wèn)題。因此，當(dāng)今的模擬電子技術(shù)，早已不再只是一門單純性的學(xué)科，而是一門充滿人類智慧的基礎(chǔ)理論性學(xué)科。而充滿科學(xué)思想甚至哲學(xué)概念的基礎(chǔ)性學(xué)科，往往也是集結(jié)許多學(xué)科的基礎(chǔ)理論。

模擬電子技術(shù)的發(fā)展

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，模擬電子技術(shù)作為一門新興技術(shù)，在世界范圍內(nèi)廣泛發(fā)展起來(lái)。特別是在上世紀(jì)初，模擬電子技術(shù)成為了近代科學(xué)發(fā)展最重要的標(biāo)志。本世紀(jì)，人們進(jìn)入了以互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)為代表的信息化時(shí)代，模擬電子技術(shù)發(fā)展獲得了空前的成功，廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活的方方面面?？梢赃@樣說(shuō)，離開(kāi)了模擬電子技術(shù)，人們的生活將寸步難行。

模擬電子技術(shù)的發(fā)展，很大程度上，可以以基本器件的發(fā)展作為其標(biāo)志。1904年，第一至電子管問(wèn)世;上世紀(jì)40年代末，第一只三極管被研制成功;1958年，第一塊集成電路研制成功。集成電路現(xiàn)如今正向大規(guī)模和超大規(guī)模集成化方向發(fā)展，使電子產(chǎn)品朝著高精度、智能化、低消耗方向穩(wěn)步發(fā)展。模擬電子技術(shù)基本器件的發(fā)展可劃分為兩個(gè)階段。

一、分立元件階段(1905年一1959年)

在分立元件階段，真空電子管和半導(dǎo)體晶體管得到了迅猛發(fā)展。

1、電子管時(shí)代：

1905年-1948年，電子技術(shù)經(jīng)歷了電子管時(shí)代，為現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展奠定了關(guān)鍵因素。

1906年，第一只極管研制成功;1912年，高空電子管被研制成功;1917年，研制成功了濾波器;1934年，回旋加速器被研制出來(lái);1940年，研制成功了模擬電子計(jì)算機(jī);1947年，晶體管被發(fā)明成功。

2、晶體管時(shí)代：

1948年-1959年，電子技術(shù)經(jīng)歷了晶體管時(shí)代，標(biāo)志著宇宙空間技術(shù)的探索正式開(kāi)始。

1947年，點(diǎn)接觸型晶體管被研制成功;1948年，第一臺(tái)能夠存儲(chǔ)程序的計(jì)算機(jī)由貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明;1950年，發(fā)明了磁心存儲(chǔ)器;1954年，單晶硅和太陽(yáng)能電池被研制成功;1958年，發(fā)明了世界首個(gè)集成電路。

二、集成電路階段(1959年至今)

隨著集成電路的被研制成功，其發(fā)展也經(jīng)歷了南小型集成電路到大型集成電路，再到超大型集成電路的發(fā)展過(guò)程。有數(shù)據(jù)顯示，每過(guò)兩年，集成電路的集成度將提高接近3倍，同時(shí)，集成電路中的元器件的尺寸也在不斷減小，正在向亞微米和深亞微米方向穩(wěn)步發(fā)展，下表為集成電路發(fā)展史。

集成電路技術(shù)的發(fā)展史中，其標(biāo)志是集成電路芯片技術(shù)的迅速發(fā)展，主要包括微控制芯片(MCU)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、可編程邏輯器件(PLD)和大規(guī)模存儲(chǔ)芯片(RAM/ROM)，這些集成電路芯片的發(fā)展，為現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

模擬電子技術(shù)應(yīng)用原理

模擬電子技術(shù)的研究對(duì)象是處理仿真的模擬電路。電子技術(shù)的基礎(chǔ)是模擬電子技術(shù)，廣泛應(yīng)用于功率放大、模揚(yáng)反饋、信號(hào)放大、調(diào)制解調(diào)電路、混頻、整流穩(wěn)壓等領(lǐng)域。比如，在高頻發(fā)射機(jī)和Hi-Fi音箱，就是模擬電子技術(shù)成功應(yīng)用的成果。

功率和電壓是模擬電子技術(shù)中最重要的兩個(gè)指標(biāo)。過(guò)去，混合集成電路基本采用的是CMOS工藝，而現(xiàn)在，集成電路中的基本元件制造工藝正逐漸向高壓BCD工藝方向發(fā)展，在如何提高功率、減少導(dǎo)通電阻、增大耐壓等方面，都得到了突破性的進(jìn)展。

模擬電子技術(shù)不僅適用于生活的方方面面，更高效實(shí)用的在幫助我們的生活。在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程不僅包含最基本最重要的自動(dòng)控制，同樣也會(huì)按照某個(gè)物理量的變化自動(dòng)動(dòng)作。通過(guò)這些自動(dòng)控制的電路，模擬電子技術(shù)不僅可以在生產(chǎn)生活中真正實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化、管理自動(dòng)化，更可以在所研究的自動(dòng)控制電路中由最基本的電子元件晶體管組成。

在面對(duì)無(wú)觸點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)時(shí)，其所研究的問(wèn)題中什么樣的方法和電路產(chǎn)生、變換、傳遞、放大和測(cè)量等各種信號(hào)，幾乎都是由大多數(shù)開(kāi)關(guān)中的二極管或三極管制成的，而二極管所具有的導(dǎo)電性都可以當(dāng)作正向電壓，導(dǎo)通二極管。因此，在利用各種生活狀態(tài)時(shí)，很多電源電壓早已經(jīng)聚集到了放大狀態(tài)。

從某些方面來(lái)說(shuō)，無(wú)觸點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)其實(shí)就是晶體組成的、可以用于微弱控制電流或者無(wú)觸點(diǎn)的控制。但晶體管繼電器同時(shí)也有抗干擾性能差、易受溫度變換影響、參數(shù)穩(wěn)定性能較差等原因，不斷彌補(bǔ)自身的不足，并將這些不足之處都一一補(bǔ)足并結(jié)合使用。

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來(lái)越趨于集成化，而電子技術(shù)的發(fā)展也會(huì)直接影響到自動(dòng)控制的發(fā)展。

模擬電子技術(shù)的應(yīng)用

模擬電子技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了各行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步。

1、推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步

模擬電子技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步。自1946年美國(guó)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)研制成功后，伴隨模擬電子技術(shù)基本器件的更新?lián)Q代，計(jì)算機(jī)技術(shù)也經(jīng)歷了電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、集成電路計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)等四個(gè)階段。

隨著大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路的加速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)正向著微型化不斷進(jìn)步。

2、促進(jìn)了模擬電視的快速發(fā)展

上世紀(jì)60年代，北京飯店采用了閉路電視系統(tǒng)，是我國(guó)有線電視系統(tǒng)的開(kāi)端。80年代末，同軸電纜被微波多路分配系統(tǒng)與調(diào)幅光纖所取代，用于干線傳輸技術(shù)，使我國(guó)的有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展更為合理。90年代初，我國(guó)形成了規(guī)模完善、基本覆蓋全國(guó)的有線電視網(wǎng)絡(luò)。

伴隨模擬電子技術(shù)進(jìn)步，模擬電視的發(fā)展也步人快車道，我國(guó)有線電視用戶數(shù)已躍居世界第一。模擬電視是目前我國(guó)媒體傳播最主要的方式，促進(jìn)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，目前，我國(guó)模擬電視技術(shù)正朝著數(shù)字化、功能化和產(chǎn)業(yè)化的方向不斷發(fā)展。

3、加快了電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代

隨著模擬技術(shù)的不斷進(jìn)步，音視頻類、保健類、游戲類等消費(fèi)電子產(chǎn)品得到了快速發(fā)展。音視頻類電子產(chǎn)品的輸入和輸出都是模擬信號(hào)，因此，應(yīng)該用模擬接人方式，對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，再轉(zhuǎn)回模擬量的方式，便于為人所感知。

此外，由于人所能感知的外部信息都是模擬信號(hào)，并且，大自然的外部信息也基本是以模擬量而存在的，所以，在保健類和游戲類等電子產(chǎn)品，廣泛采用了新式加速度測(cè)量芯片，提高了電子產(chǎn)品的技術(shù)含量。

模擬電子技術(shù)的展望

有關(guān)模擬電子技術(shù)的目前發(fā)展?fàn)顩r，其實(shí)我國(guó)目前集成電路發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)高的水平。舉例來(lái)說(shuō)，世界上最小的芯片僅有不到手指寬大，然而集成度卻已經(jīng)達(dá)到了令人難以想象的水平。

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，電路的集成度終將達(dá)到一個(gè)極限，并隨著納米電子的不斷發(fā)展逐漸實(shí)現(xiàn)了巨大的進(jìn)步。而我國(guó)目前所使用的光纖通信便跟電子學(xué)息息相關(guān)，這種通信技術(shù)不僅有著通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、無(wú)輻射、難以竊聽(tīng)、抗電磁感染性能差等優(yōu)點(diǎn)，且通信質(zhì)量都是無(wú)線電通信怎么也無(wú)法比擬的。

模擬電子技術(shù)的納米電子技術(shù)，遲早會(huì)給人們帶來(lái)巨大的產(chǎn)業(yè)革命，并推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)整個(gè)人類社會(huì)的巨大進(jìn)步。模擬電子技術(shù)雖然發(fā)展的歷史不夠長(zhǎng)，但應(yīng)用的領(lǐng)域卻十分廣泛。其所代表的現(xiàn)代化社會(huì)重要標(biāo)志，早已成為人類探索的宏觀世界和微觀世界的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。