现代电子信息技术的现况及发展趋势PPT课件

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陕西师范大学物理学与信息技术学院
电子技术 的应用
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基本器件的两个发展阶段
分立元件阶段（1905～1959）
真空电子管、半导体晶体管
集成电路阶段（1959～）
SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI
主要阶段概述
第一代电子 产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半 导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿 命长等特点，很快地被各国应用 起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一块 集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品 向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路 和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳 定、智能化的方向发展。
集成度 （元件数）
100 1000 >1000 10000
>100000
1985年，1兆位ULSI的集成度达到200万个元件， 器件条宽仅为1微米；1992年，16兆位的芯片集成度达 到了3200万个元件，条宽减到0.5微米，而后的64兆位 芯片，其条宽仅为0.3微米。
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陕西师范大学物理学与信息技术学院
物理学前沿讲座
现代电子信息技术的现状及发展趋势
辛云宏
陕西师范大学物理学与信息技术学院
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当前社会是信息社会，信息技术目前还没有一 个十分统一的定义。
一般认为，信息技术就是获取、处理、传递、储存、使 用信息的技术。
从广义上讲，凡是与上述诸方面相关的技术都可以叫做 信息技术，通常可分为四类，即感测技术、通信技术、计算 机技术和控制技术。
英国采用EDSAG计算机，这是最早的一种存储程序数字计算机 1949年 诺伊曼提出自动传输机的概念 1950年 麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存储器 1952年 美国爆炸第一颗氢弹 1954年 贝尔实验室研制太阳能电池和单晶硅 1957年 苏联发射第一颗人造地球卫星 1958年 美国得克萨斯仪器公司和仙童公司宣布研制成第一个集成电路
电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起 来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛， 成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入21世纪 ，人们面临的是以微电子技术（半导体和集成电路为 代表）电子计算机和因特网为标志的信息社会。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（ 信息处理、传输和交流）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， 人们现在生活在电子世界中，一天也离不开它。
所谓感测技术，是指对信息的传感、采集技术； 通信技术是传递信息的技术； 计算机技术是处理、存储信息的技术； 控制技术则是使用与反馈信息的技术。
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信息技术的应用性很强，因此又常被称作“3C”技术、 “3A”技术等等，此外还有“3D”之说。
3C是指通信(Communication)、计算机(Computer)、控制 (Control)三种技术，它们的英文名称的第一个字母都是“C”， 所以简称3C技术。
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分立元件阶段
电子管时代（1905～1948）
为现代技术采取了决定性步骤
主要大事记
1905年 爱因斯坦阐述相对论——E＝mc2
真空电子管
1906年 亚历山德森研制成高频交流发电机
德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极，制威第一只三极管
1912年 阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管
1917年 坎贝尔研制成滤波器
1922年 弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机
1934年 劳伦斯研制成回旋加速器
1940年 帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机
1947年 肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管；香农奠定信息论的基础
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分立元件阶段
晶体管时代（1948～1959）
宇宙空间的探索即将开始
主要大事记
1947年 贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管 1948年 贝尔实验室的香农发表信息论的论文
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1947年12月23日
第一个晶体管
NPN Ge晶体管
W. Schokley J. Bardeen W. Brattain
获得1956年 Nobel物理奖
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获得2000年Nobel物理奖
1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片
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信息技术的基本结构大致可概括为： 计算机技术领域是核心； 电子技术是信息技术的关键支撑技术，其中包括 微电子技术、光电子技术； 信息材料技术是基础信息技术，其中包括电子备 料以及光学材料技术； 通信技术是信息技术的重要的直接组成部分。
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1．电子技术
集成电路阶段
集成电路制造技术的发展日新月异，其中最具有代表性 的集成电路芯片主要包括以下几类，它们构成了现代数字系 统的基石。
微控制芯片（MCU） 可编程逻辑器件（PLD）
数字信号处理器（DSP）
大规模存储芯片（RAM/ROM）
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陕西师范大学物理学与信息技术学院
集成电路阶段
以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、 钢铁为代表的传统工业成为第一大产业，已经成为改造和拉动 传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。
3A是指工厂自动化(Factory Automation)、办公自动化 (Office Automation)和家庭自动化(Home Automation)。
“3D” 是指数字传输(Digital Transmission)、数字交换(Digital Switching)、数字处理(Digital Processing)三种数字技术。
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集成电路阶段
自1958年第一块集成 时 期 元件问世以来，集成电路 已经跨越了小、中、大、 50年代末 超大、特大、巨大规模几 60年代 个台阶，集成度平均每2年 70年代 提高近3倍。随着集成度的 70年代末 提高，器件尺寸不断减小。 80年代
规模
小规模集成电路（SΒιβλιοθήκη BaiduI） 中规模集成电路（MSI） 大规模集成电路（LSI） 超大规模集成电路（VLSI） 特大规模集成电路（ULSI）