電子技術的發展介紹

電子技術是根據電子學的原理,運用電子元器件設計和製造某種特定功能的電路以解決實際問題的科學,包括信息電子技術和電力電子技術兩大分支。下面來跟小編詳細瞭解下電子技術的發展介紹吧。

電子技術的發展介紹

  發展階段

電子技術是十九世紀末、二十世紀初開始發展起來的新興技術,二十世紀發展最迅速,應用最廣泛,成爲近代科學技術發展的一個重要標誌。在十八世紀末和十九世紀初的這個時期,由於生產發展的需要,在電磁現象方面的研究工作發展得很快。1895 年,荷蘭物理學家亨得裏克·安頓·洛倫茲假定了電子存在。1897年,英國物理學家湯姆遜(pson)用試驗找出了電子。1904年,英國人ing 發明了最簡單的二極管(diode或 valve),用於檢測微弱的無線電信號。 1906 年,st 在二極管中安上了第三個電極(柵極,grid)發明了具有放大作用的三極管,這是電子學早期歷史中最重要的里程碑。1948 年美國貝爾實驗室的幾位研究人員發明晶體管。1958 年集成電路的第一個樣品見諸於世。集成電路的出現和應用,標誌着電子技術發展到了一個新的階段。

電子技術研究的是電子器件及其電子器件構成的電路的應用。半導體器件是構成各種分立、集成電子電路最基本的元器件。隨着電子技術的飛速發展,各種新型半導體器件層出不窮。現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題爲主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題爲主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始於五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先後經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,並促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT爲代表的、集高頻、高壓和大電流於一身的功率半導體複合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

  整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變爲直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展,當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮。全國大大小小的製造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

  逆變器時代

七十年代出現了世界範圍的能源危機,交流電機變頻調速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變爲0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨着變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成爲當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅侷限在中低頻範圍內。

  變頻器時代

進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,爲現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而後絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又爲大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標誌。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅爲交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,爲用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。

  應用領域

  計算機高效率綠色電源

高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機全面採用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接着開關電源技術相繼進入了電子、電器設備領域。

計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品,綠色電源係指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的外圍設備,在睡眠狀態下的耗電量若小於30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率爲75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。