电子科学与技术导论论文.pdf

2013 电子信息工程学院电子信息工程学院 电子科学与技术电子科学与技术 微电子 微电子 2013 4 17 身边的科技 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 电子科学与技术电子科学与技术 身边的科技身边的科技 电饭煲 微波炉 洗碗机 这些实实在在的家用电器着实令人们的生活变得方便快捷 卫生起来 人们不仅节省了时间 而且节省了体力 但谁又能否认 这些家用电器甚至一个 小小的剃须刀不是科技产品呢 目前 科技已渗透到全球每一个人的日常生活中 人们无法 离开这些科技产品 说句危言耸听的话 假如没有科技产品 我们将再次回到茹毛饮血的原 始社会 假如没有科技产品 我们现在就无法享受当今舒适的生活 假如没有科技产品 我 们的未来生活就不会变得绚丽多彩而让我们寄于厚望 而电子科学与技术有作为身边科技的代表 就行他有多神秘呢 让我们一起来看看吧 一 一 电子科学与技术电子科学与技术学科的涵盖学科的涵盖 当今时代信息科学的基础是微电子技术和光电子技术 它们同属于教育部本科专业 目录中的一级学科 电子科学与技术 电子科学与技术对于国家经济发展 科技进步 和国防建设都具有重要的战略意义 面对电子科学与技术的迅猛发展 世界上许多发达 国家 像美国 德国 英国 法国等 都竞相将微电子技术和光电子技术引入国家发展 计划 根据国外发展电子器件的进程 中国在 1956 年提出了 向科学进军 将半导体技 术列为重点发展的领域之一 同年 中科院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训 班 请回国的半导体专家黄昆 吴锡九 黄敞 林兰英 王守武 成众志等讲授半导体 理论 晶体管制造技术和半导体线路 那么 作为一级学科的 电子科学与技术 到底包含哪些二级学科呢 它包含 物 理电子学 电路与系统 微电子学与固体电子学 以及 电磁场与微波技术 四个 二级学科 下面 我将对着四个二级学科逐一做最简洁的介绍 1 1 物理电子学物理电子学 物理电子学是电子学 近代物理学 光电子学 量子电子学 超导电子学及相关 技术的交叉学科 主要在电子工程和信息科学技术领域内进行基础和应用研究 近年来本学科发展特别迅速 不断涵盖新的学科领域 促进了电磁场与微波技 术 微电子学与固体电子学 电路与系统等二级学科以及信息与通信系统 光学 工程等相关一级学科的拓展 形成了若干新的科学技术增长点 如光波与光子技 术 信息显示技术与器件 高速光纤通信与光纤网等 成为下一世纪信息科学与 技术的重要基石之一 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 a a 电路与系统电路与系统 电路与系统学科研究 电路与系统的理论 分 析 测试 设计和物理 实现 它是信息与通信 工程和电子科学与技 术这两个学科之间的 桥梁 又是信号与信息 处理 通信 控制 计 算机乃至电力 电子等诸方面研究和开发的理论与技术基础 因为电路与系统学科 的有力支持 才使得利用现代电子科学技术和最新元器件实现复杂 高性能的各种 信息和通信网络与系统成为现实 b b 微电子学与固态电子学微电子学与固态电子学 微电子学与固态电子学 是现 代信息技术的内核与支柱 本学科主要研究内容 1 信息 光电子学和光通讯 2 超高速 微电子学和高速通讯技术 3 功率半导体器件和功率集成电 路 4 半导体器件可靠性物 理 5 现代集成模块与系统集 成技术 c c 电磁场与微波技术电磁场与微波技术 电磁场与微波技术着力于结合电磁场与微波技 术领域的新发展 研究天线与微波技术的理论 与应用 着重开展天线与微波关键技术的基础 性研究 为我国的国民经济现代化和国防科学 技术的现代化服务 特别是在计算微波与计算 电磁学 电磁兼容 先进天线设计理论 天线测 量新技术 电磁散射 天线隐身 非线性理论及 其在电磁学中的新应用等领域科研工作一些方 面取得一定的突破 二 二 电子科学与技术学科的历史和发展 现状和未来电子科学与技术学科的历史和发展 现状和未来 a a 历史和发展历史和发展 看完了电子科学与技术学科的涵盖之后 我们在来说说电子科学与技术学科的历史和发 展 其实 早在中国古代我们大量使用的烽火台就是最早的数字信号远程传输 1820 年 奥斯特发表了著名的奥斯特实验 第一次揭示了电流能够产生磁的物理现象 在此基础上 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 法拉第于 1831 年发现了电磁感应定律 到了 1873 年 麦克斯韦提出电磁场理论 并描述了 电磁波的一些基本性能 1888 年 赫兹成功地在导线中激起了高频振荡 并在导线周围测 得了电磁场 从而用实验证实了电磁波的存在 这一切都为无线电通信的发明奠定了坚实的 基础 自赫兹的实验发表以后 人们就产生了制造利用电磁波传递信息的无线电通信机的思想 并做了大量的实验 结果都没有成功 直到 1895 年 5 月 7 日 亚历山大 斯捷潘诺维奇 波 波夫在俄国物理化学学会会议上第一次公开表演了他所发明的称之为 雷电指示器 的无线 电接收机 第二年在同一学会的会议上又表演了距离为 250 米的无线电通信 接着 意大利 科学家马可尼将无线电通信付诸实用 并申请了专利权 波波夫发明这架最早的无线电通信机是利用火花放电来产生高频电磁振荡的 按下电键 后 电池供给的电流流过初级线圈 使铁芯磁化而吸动衔铁 于是初级电路断开 铁芯内磁 通消失 衔铁回到原位 初级电路重新接通 每次铁芯内磁通消失时 次级线圈中感应出很 高的电势 使天线和金属球充电 直至使两个金属球之间击穿时为止 这时天线与地线之间 积累起来的相反电荷通过两球间的电离空气火花放电 这种火花放电具有高频振荡特性 振 荡频率由天线和导线等的电感和电容量决定 这种高频阻尼振荡由天线辐射到空间 这就是 发射出去的无线电信号 无线电信号由天线接收进来 经金属检波器检波 继电器和配合动 作 由小锤按高频信号电流的长短击振出长短不等的铃声 或由记录系统将信号用点 划的 形式记录在纸条上 波波夫发明的火花式电报机是世界上最早的无线电通信机 尽管它存在不少缺点 不能 在很宽的频带范围内产生电磁振荡 发送的信号十分简单 但它却开创了无线电技术的新时 代 其意义是非常深远的 这种电报机一直沿用到本世纪 20 年代以前 直到采用电子管后 才被取代 二次大战中 后期 由于军事需要对电子设备提出了不少具有根本意义的设想 并研究 出一些有用的技术 于是导致了人类对电子技术的需求 1880 年 爱迪生意外地发现在灯泡里加入一支电极 而将它连接到钨丝的电源去 被加热后的钨丝会向电极放电产生电流 这个物理现象被称为 爱迪生效应 1904 年 曾担任伦敦的爱迪生电灯公司顾问的英国科学家 J A Fleming 发明了用于无 线电信中检波器的真空二极管 这个重大发明的基础就是 爱迪生效应 Fleming 将发明 了的二极真空管取名 Bulb 或称 Valve 1946 年 2 月 14 日 公认的世界上第一台电子计算机 ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学诞 生 这部机器使用了 18800 个真空管 长 50 英尺 宽 30 英尺 占地 1500 平方英尺 重 达 30 吨 它的计算速度为每秒 5000 次的加法运算 机器被安装在一排 2 75 米高的金属 柜里 占地面积为 170 平方米左右 总重量达 到 30 吨 它的耗电量超过 174 千瓦 电 子管平均每隔 7 分钟就要被烧坏一只 ENIAC 标志着电子计算机的创世 人类社会从此大 步迈进了计算机时代的门槛 1947 年 12 月 美国 Bell 实验室的 Shockley Bardeen 和 Brattain 等人发明了晶体三 极管 晶体管相较于真空管具有显著的优越性能 因此晶体管促进并带来了 固态革命 进而推动了全球范围内的半导体电子工业 作为主要部件 它及时 普遍地首先在通讯工 具方面得到应用 并产生了巨大的经济效益 由于晶体管彻底改变了电子线路的结构 集 成电路以及大规模集成电路应运而生 1958 年 Jack S Kilby 发明了集成电路方法在不超过 4 平方毫米的面积上 大约集成 了 20 余个元件 1959 年 2 月 6 日 Kilby 向美国专利局申报专利 这种由半导体元件构 成的微型固体组合件 被命名为 集成电路 IC Kilby 由此获得 2000 年诺贝尔物理学 奖 Farichild 公司的 Robort Noyce 和他的研发团队则解决了大规模集成电路生产的关键技 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 术问题 1965 年 Intel 公司的 Moore 博士发表论文 Cramming more components onto integrated circuits 预言集成电路上能被集成的晶体管数目 将会以每 18 个月翻一番的速度稳定增 长 并在今后数十年内保持着这种势头 Moore 的这个预言 因集成电路芯片后来的发展 得以证实 并在较长时期保持着有效性 被人誉为 Moore 定律 Moore 定律一直指导 着微电子产业的发展 2002 年 芯片的特征线宽已达到 0 125 mm 预计到 2010 年将达 0 05 mm 根据 Moore 定律的要求 每 16 个月芯片的集成度要增加一倍 因此需要不断的发展新的加工 工艺 达到更高的加工精度 英特尔前总裁 Craig Barrett 认为 Moore 定律还要有效至少 20 年 1947 年美国贝尔实验室发明了晶体管 开创了固体电子技术时代 后来又结合印刷电 路组装使电子电路在小型化的方面前进了一大步 到 1958 年前后已研究成功以这种组件为 基础的混合组件 而集成电路技术则是通过一系列特定的加工工艺 将晶体管 二极管等有 源器件和电阻 电容等无源器件 按照 定的电路互连 集成 在一块半导体单晶片上 执 行特定电路或系统功能 下面 让我们来看一看 基本器件的两个发展阶段 他们分别是 i 分立元件阶段 1905 1959 真空电子管 半导体晶体管 ii 集成电路阶段 1959 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 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 1906 年 亚历山德森研制成高频交流发电机 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 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 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 贝尔实验室的香农发表信息论的论文 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 集成电路阶段 自 1958 年第一块集成元件问世以来 集成电路已经跨越了小 中 大 超大 特大 巨大规模几个台阶 集成度平均每 2 年提高近 3 倍 随着集成度的提高 器件尺寸不断减 小 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 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 时 期 规 模 集成度 元件数 50 年代末 小规模集成电路 SSI 100 60 年代 中规模集成电路 MSI 1000 70 年代 大规模集成电路 LSI 1000 70 年代末 超大规模集成电路 VLSI 10000 80 年代 特大规模集成电路 ULSI 100000 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 电子计算机的发展 伴随着电子技术的发展而飞速发展起来的电子计算机所经历的四个阶段充分说明了电 子技术发展的四个阶段的特性 第一代 1946 1957 电子管计算机 第二代 1958 1963 晶体管计算机 第三代 1964 1970 集成电路计算机 第四代 1971 大规模集成电路计算机 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 微控制芯片微控制芯片 数字信号处理器数字信号处理器 大规模存储芯片大规模存储芯片 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 世界上第一台电子计算机于 1946 年在美国研制成功 取名 ENIAC 这台计算机使用了 18800 个电子管 占地 170 平方米 重达 30 吨 耗电 140 千瓦 价格 40 多万美元 是一个 昂贵耗电的 庞然大物 由于它采用了电子线路来执行算术运算 逻辑运算和存储信息 从 而就大大提高了运算速度 ENIAC 每秒可进行 5000 次加法和减法运算 把计算一条弹道的 时间仅仅为 30 秒 它最初被专门用于弹道运算 后来经过多次改进而成为能进行各种科学 计算的通用电子计算机 从 1946 年 2 月交付使用 到 1955 年 10 月最后切断电源 ENIAC 服役长达 9 年 第一代 1946 1957 电子管计算机时代 它的基本电子元件是电子管 内存储器采用 水银延迟线 外存储器主要采用磁鼓 纸带 卡片 磁带等 由于当时电子技术的限制 运 算速度只是每秒几千次 几万次基本运算 内存容量仅几千个字 程序语言处于最低阶段 主要使用二进制表示的机器语言编程 后阶段采用汇编语言进行程序设计 体积大 耗电多 速度低 造价高 使用不便 主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算 ENIAC 第二代 1958 1963 晶体管计算机时代 它的基本电子元件是晶体管 内存储器大量 使用磁性材料制成的磁芯存储器 与第一代电子管计算机相比 晶体管计算机体积小 耗电 少 成本低 逻辑功能强 使用方便 可靠性高 IBM 7090 第三代 1964 1970 集成电路计算机时代 它的基本元件是小规模集成电路和中规模 集成电路 磁芯存储器进一步发展 并开始采用性能更好的半导体存储器 运算速度提高到 每秒几十万次基本运算 由于采用了集成电路 第三代计算机各方面性能都有了极大提高 体积缩小 价格降低 功能增强 可靠性大大提高 IBM 360 系列为代表 第四代 1971 大规模集成电路计算机时代 它的基本元件是大规模集成电路 甚至 超大规模集成电路 集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器 运算速度可达每秒几百 万次 甚至上亿次基本运算 具有体积小 功能强 可靠性高等特点 b b 现状和未来现状和未来 看过了电子科学与技术的发展历史 现在让我们看看这门学科发展的现状 以及未来发 展 我们将按照国际 国内以及未来的发展趋势来分别加以介绍 i 国际概况国际概况 微电子工业发展的主导国家是美国和日本 发达国家和地区有韩国和西欧 从技术层面 上考虑 集成电路制造技术的发展经历了 6 个阶段 小规模集成电路 SSI 1962 年 中规 模集成电路 MSI 1966 年 大规模集成电路 LSI 1967 年 超大规模集成电路 VLSI 1977 年 特大规模集成电路 ULSI 1993 年 和巨大规模集成电路 GSI 1994 年 IBM 360 晶体管计算机晶体管计算机 ENIACENIAC 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 许多国家 特别是工业发达国家 都在大力发展光电子技术和产业 虽然 2000 2002 年光通信领域出现较大滑坡 但是根据美国光电子行业协会 OIDA 的统计 全世界光子技 术产业的市场规模已达 1 5 万亿美元 国外光电子产业主要在美国 日本和西欧 美国和日 本的光电子产业发展现状与趋势具有代表性 美国将光电子技术的应用领域分为民用和军用 两大类 民用包括计算 通信 娱乐 教育 电子商务 公共卫生和交通运输 军用包括部 队指挥和控制系统 照相 雷达 飞行传感器和光制导武器 光电子技术行业的主要产品包 括 激光器 光盘 成像传感器 光纤以及关键部位使用光电子元器件的所有仪器和系统 在北美 美国和加拿大 有大约 15 万人从事光电子方面的工作 光电子技术产业创造的税 收从 1991 年的 40 亿美元增长到 2003 年的超过 200 亿美元 ii 国内概况国内概况 中国微电子技术产业现状分为大陆和台湾地区 中国台湾地区 90 年代半导体工业进 入迅猛发展时期 1991 1997 年间其工业规模年均增长率高达 32 已经成为世界半导体 制造中心和国际上主要的芯片供应地 特别是在半导体晶片生产方面 其产量占全世界晶片 产量的 20 中国内地 集成电路起步于 1965 年 但在之后 30 年间发展缓慢 与世界发达国家和 地区的差距愈拉愈远 到了 九五 计划期间 国家加大投资 才拉开了新世纪中国内地加速发 展微电子产业的序幕 通过启动 909 工程 成功建成 25 条芯片制造线 中国集成电路市场 持续快速增长 2003 年中国集成电路产量为 96 3 亿块 产值达到 1470 亿元 比 2002 年增 长 22 5 巨大的市场吸引国际知名集成电路企业纷纷来华投资 中国光电子技术产业的现状分为大陆和台湾地区 近 20 多年来 随着中国大陆的改革 开放 使中国内地的激光 光电子科学事业的发展立足创新 面向市场 取得了前所未有的 进步 在多项国家级战略性科技计划中 激光 光电子技术受到重视 863 计划 七大领域 中有激光技术和光电子技术 包括用于信息领域的激光技术 1995 年又增列了 惯性约束聚 变 高功率激光及激光核聚变 项目 国防预研光电技术作为跨部门项目正式立项 国家 六五 和 七五 攻关计划 激光 光电子技术被列为重大项目 接下来 再让我们看一组数字 2012 年 我国电子信息产业销售收入突破十万亿元大关 达到 11 0 万亿元 增幅超过 15 其中 规模以上制造业实现收入 84619 亿元 同比增长 13 0 软件业实现收入 25022 亿元 快报数据 比上年增长 28 5 这说明我国电子信息产业规模不断壮大 2012 年 我国规模以上电子信息制造业增加值增长 12 1 高于同期工业平均水平 2 1 个百分点 收入 利润及税金增速分别高于工业平均水平 2 0 0 9 和 9 9 个百分点 在工业 经济中的领先和支柱作用进一步凸显 这也显示出我国电子信息行业增速保持领先 2012 年 我国规模以上电子信息制造业实现销售产值 85044 亿元 同比增长 12 6 手机 计算机 彩电 集成电路等主要产品产量分别达到 11 8 亿部 3 5 亿台 1 3 亿台和 823 1 亿块 同比增长 4 3 10 5 4 8 和 14 4 手机 计算机和彩电产量占全球出货量 的比重均超过 50 稳固占据世界第一的位置 iii 发展趋势发展趋势 1975 年摩尔提出了关于集成电路集成度发展的 摩尔定律 这个定律说 集成度 即电 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 路芯片的电子器件数 每 18 个月翻一番 而价格保持不变甚至下降 几十年的发展状况基本 上符合了这个定律 由此可见这一领域发展速度之快 竞争之激烈 现代经济发展的数据表明 GDP 每增长 100 元 需要 10 元左右电子工业产值和 1 3 元集成电路产值的支持 据美国半导体协会 SIA 预测 到 2012 年 集成电路全行业销售额 将达到 1 万亿美元 它将支持 6 万亿到 8 万亿美元的电子装备 30 万亿美元的电子信息服 务业和约 50 万亿美元 GDP 光电子产业是 21 世纪的支柱产业之一 国家发展委员会从 2002 年开始组织实施光电 子产业化专项 拟分 3 年实施 光电子专项产业化目标是 根据中国在光电子研究开发 方面所具有的技术优势和资源特点 重点支持一批技术水平高 市场前景好的光电子产品 实现产业技术升级 并尽量形成规模生产 十五 期间初步形成具有知识产权和产业优势 的光电子产业体系 通过对中国已有技术和资源优势并在国际市场有竞争力的光电子产品的 重点支持 力争在 十五 期间使国内光电子产业能够满足国内各行业的需要 并进入国际市 场 通过技术创新和项目建设的带动 扶持光电子产业基地的形成 三 三 电子科学与技术学科的重要性电子科学与技术学科的重要性 看了这么多文字和图表 我们已经大致了解了电子科学与技术的前世今生 那到底 他对于我们的国计民生 甚至细小到生活的角角落落 到底有多重要呢 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 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 生活等各个领域中都起着巨大的作用 下面 就让我们来看看 电子信息产业在我国国 民经济中所处的当前地位和现实作用 c c 首先 让我们看看在军事中重的重要性 首先 让我们看看在军事中重的重要性 电子工业的发展及其产品的广泛应用 对军事领域产生了深刻的影响 i i 改进了作战指挥系统 第一次世界大战以来 无线电通信成为军事通信的基本手段 被称作军 队的 神经 系统 利用电子技术 通过由通信 雷达 计算机等电子设备 组成的指挥自动化系统 改变了传统的通信 侦察和情报处理手段 大大提 高了军队指挥在现代战争条件下的效能 ii ii 改进了武器装备系统 电子技术的发展和电子产品的应用 大大提高了现代武器的威力和命 中精度 电子器件成了现代武器装备的重要组成部分 电子技术是导弹 军事卫星及其他高技术武器装备制导和控制的核心 无论是战略武器 还 是战术武器 其性能高低都同电子技术有密切关系 iii iii 使电子战发展成为独立的作战手段 电子侦察 电子干扰 电子摧毁等形式的电子对抗 电子信息产业在 现代战争中越来越重要 d d 下面 让我们看看下面 让我们看看电子信息产业在我国国民经济中所处的当前地位和电子信息产业在我国国民经济中所处的当前地位和 现实作用现实作用 i i 电子信息电子信息产业较长时期产业较长时期持续高增长持续高增长 电子信息产业较长时期持续高增长使得产业规模总量快速扩张 从而 对经济增长的拉动作用呈现出持续性和规模性的特征 近十多年来 电子信 息产业一直保持 2 3 倍于 GDP 的速度增长 从 1989 年到 2001 工业总产值 销售收入 利润和出口额年均增长分别为 29 27 24 和 30 产业的长期高速增长使其规模总量快速增加 通信 电子产业增加值占 GDP 的比重由 1989 年的 1 4 提高到 2001 年的 4 2 ii ii 电子信息产业的体系性效应逐渐体现出来电子信息产业的体系性效应逐渐体现出来 电子信息产业的体系性效应逐渐体现出来对传统产业结构升级的推动和 渗透作用逐步增强 电子信息产业的战略性 基础性地位并不仅仅在于该产业 的发展速度和总量规模 更多的体现在对经济结构升级以及对其他产业竞争力 提升的系统效应 这是以信息化带动工业化的基本内涵 iii iii 我国电子信息产业我国电子信息产业出现了其他国家工业化中期阶段少有的现象出现了其他国家工业化中期阶段少有的现象 即形成了以电子信息产业为代表的高技术产业远远超过传统产业的发展 速度 高技术产品出口快速增长的态势 上述的当前地位和现实作用上述的当前地位和现实作用 表明电子信息产业在我国经济发展表明电子信息产业在我国经济发展 结构升级以结构升级以 及提高国家竞争力等诸多方面发挥着十分重要的作用及提高国家竞争力等诸多方面发挥着十分重要的作用 并且有着进一步巩固并且有着进一步巩固 壮大壮大 提升国际竞争力的现实基础提升国际竞争力的现实基础 电子信息产业对我国经济增长电子信息产业对我国经济增长 结构升级的战略作用结构升级的战略作用 十分显著十分显著 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 四 四 哪些地方应用电子科学与技术哪些地方应用电子科学与技术 正如文章开篇所述 电饭煲 微波炉 洗碗机 这些实实在在的家用电器着 实令人们的生活变得方便快捷卫生起来 人们不仅节省了时间 而且节省了体 力 但谁又能否认 这些家用电器甚至一个小小的剃须刀不是科技产品呢 现在的世界 电子技术无处不在 收音机 彩电 音响 VCD DVD 电子手 表 数码相机 微电脑 大规模生产的工业流水线 因特网 机器人 航天飞 机 宇宙探测仪 可以说 人们现在生活在电子世界中 一天也离不开它 a a 传统领域中的应传统领域中的应用用 在传统的工业领域中 应用广泛的主要是交直流电动机 直流电动机具有 较强的调速功能为其供电的可控整流电源或者是直流电源多数采用的是电力 电子装置 伴随着科学技术的不断进步 电力电子变频技术迅速发展并成熟 它使得交流电机的调速性能得到了很大的提升 并且逐步取代直流电机占据市 场的主要地位 在工业生产中 交流电机广泛应用于不同载荷的轧钢机和数控 机床上 发挥着重要的作用和良好的性能 为了避免在设备启动中引起电流冲 击 一些不需要采用电力电子装置的设备也开始广泛取该装置设备 同时 在 电镀装置中也安装使用了整流电源 冶金工业中的高频 中频感应加热电源也 广泛使用电力电子技术 电力电子技术的使用范围和规模在日益扩大 b b 通信工程的应用通信工程的应用 从工程技术角度来看电子技术与通信工程相结合在社会生活的各种应用 迅速的发展 它包括 移动通信与个人通信 卫星通信 光通信 宽带通信与 宽带通信网 多媒体通信 语音处理及人机交互 图像处理与图像通信 信号 处理及其应用技术 集成电路设计与制造 电子设计自动化 EDA 技术及其应用 通信与测量系统的电路技术 微波技术及其应用 微波传输 辐射及散射 微 波电路 微波元器件 微波工程 光电子学与光纤通信工程 信息光电子工程 电子束 离子柬及显示工程 真空电子工程 电子与光电子器件 微电子系统 设计与制备 纳米材料与技术等 电子信息工程学院 2011 级 电子科学与技术 c c 在交通领域中的应用在交通领域中的应用 电子技术在交通领域中的应用主要为交通系统应用 电力机车目前正在由 传统直流电机传动向交流电机传统转变 主要采用 GT0 控制器件 整流和逆变 用 PwM 控制 所以可使输入电流为正弦波 目前 很多国家在研制采用直线 同步电机驱动的磁悬浮列车 一旦该技术成熟并成功应用的话 将会为交通带 来一次变革 不仅有利于缩短时间还对节能减排做出重要贡献 电机技术还可 以用于汽车的发动机 在现代汽车上 机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋 于淘汰 电控的燃油喷射装置因其性能卓越而被广泛应用 通过电子喷油装置 可以自动地保证发动机始终在最佳工作状态 使其输出功率在一定的条件下最 大限度地节油和净化空气 同时通过实验获得最佳的工作条件 并输入存储器 中 当发动机开始工作时 根据传感器测得的空气流量 排气管中的含氧量等 参数 按照事先编号的运算程序运行 然后控制发动机在最佳工况下 d d 在电力系统中的应用在电力系统中的应用 电力电子技术是电工技术中的一个新兴技术 已经在国民经济和社会建设 中发挥着巨大的作用 对于未来输电系统的性能也有显著的影响 目前来讲 电力电子技术在电力系统中的应用已经涉及到诸多方面 比如发电环节 输配 电系统 储能系统等 在配电系统中 电力电子装置可以用于防止电网的瞬间 停电 瞬间电压跌落和闪变等情况 便于进行电能的质量控制 改善输供电的 质量 电子技术还可以应用于变电所中 在变电所中主要是给操作系统提供可 靠稳定的交直流操作电源 给蓄电池充电等都需要电子装置 e e 在医学中的应用在医学中的应用 电子电子科学科学与与