电子技术的发展与应用综述

电子技术的发展与应用综述

电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括Analog(模拟)电子技术和Digital(数字)电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波、转换。

目录.1.电子技术的发展历史

2.

电子技术的应用综述3.电子技术典型应用实例4.电子技术的发展前景真空电子管的发明

半导体材料的发现晶体管的产生集成电路的出现先进电子材料问世

1904年，（英）弗莱明（Fleming）发明了一种叫真空二极管的器件，二极管的特性是“单向导电性”。1906年，美国人德弗雷斯特（LeedeForest）发明了真空三极管，三极管的特性是“电流放大作用”。1833年，法拉第首先发现了硫化银电阻率随温度增加，1839年（法）贝克勒尔（Becquere）发现了某种材料具有光电效应，1900年（德）普朗克（Plank）量子理论假说的出现和1905年（美）爱因斯坦（Einstein）对贝克勒尔光电效应的成功解释，推动了人们对半导体材料的研究。经过（美）贝尔研究所的肖克莱（Shockley）、巴丁(Bardeen)、布拉顿(Brattain)等多为科学家探索，人们发现了一种具有全新导电性质的固体材料——半导体。

美国人肖克莱（Shockley）、巴丁(Bardeen)、布拉顿(Brattain)经过多次试验，终于在1947年制造出了晶体管，命名为Transistor.

对半导体理论和实践做出突出贡献的有（英）法拉第（Faraday）、（法）贝克勒尔（Becquere）、（美）爱因斯坦（Einstein）、（德）伦琴（Rontgen）、（美）贝克（Becker）等。

集成电路是由两个人于1959年分别发明的：（美）TI公司的科尔比（Kilby）、（美）费尔柴尔德公司的诺伊斯（Noyis）。当时他们将平面技术、照相腐蚀技术、和布线技术组合起来制成了人类历史上第一片集成电路。

按元器件集成度（芯片上所集成的元件数量）分为小规模集成电路（100个元件以内）SSI、中规模集成电路（100-1000个元件）MSI、大规模集成电路（1000-10000个元件）LSI、超大规模集成电路（10000个以上元件）VISI等四种。

按照制造工艺分为膜集成电路、半导体集成电路和混合集成电路三种。按电路功能分为模拟集成电路、数字集成电路、接口集成电路和特殊集成电路四种。按有源器件类型分为双极性集成电路、单极性集成电路和混合型集成电路三种。

为了进一步减小器件体积、提高器件性能，人们不断寻找先进电子材料。现在已经发现的先进电子材料有：仿生智能材料、纳米材料、先进复合材料、低维材料（量子点、量子线、巴基球和巴基管）、高温超导材料和生物电子材料等。先进电子材料正应用于新型电子器件的制造之中。电子技术的应用综述

传统工业领域中的应用

交通运输领域中的应用

在电力系统中的应用在医学中的应用

传统改造领域中的应用

在传统工业领域中，应用最广泛的就是交直流电动机。直流电动机的调速功能较强，为其供电的可控整流电源或者是直流电源大多采用的是电力电子装置。近些年来，随着科技的不断进步，电力电子变频技术也迅速的发展，使得交流电机的调速性能得到了提升，并且取代了直流电机占据了市场的主导地位。在工业生产中，达到数千瓦的轧钢机，小到几百瓦的数控机床都广泛的应用了电力电子交直流调速技术；以往对调速性能要求不高的大型鼓风机，也开始采用变频装置来达到节能的目标。有一部分本来不需要调速的电机设备，为了避免在设备启动时引起的电流冲击也采用了以电力电子装置为核心的软启动装置；在电镀装置中也广泛的安装了整流电源，在冶金工业中的高频、中频感应加热电源中也广泛使用了电力电子技术。总之，随着电子电力技术的不断发展，其应用范围也在逐渐的加大。

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GTO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。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。

电力电子技术作为机电设备与计算机的重要接口，承担着弱电控制强电的媒介角色，同时也为改造领域内电子技术的应用提供了必要的条件。在电力电子技术的支撑下，使得传统改造领域中很多环境差、强度大的劳动能够通过工业控制系统进行，将工人的工作环境转变为智能的工作室，节省工作时间，降低了成本，提高了生产效率。另外。电力电子技术在化石燃料电站中的应用，使得一直以来困扰电站的安全以及环境问题得到了成功的解决。

电子技术在医学中的应用主要有电子病历、生物芯片、便携式医疗电子检测仪、远程诊疗系统等。电子病历是电子技术和网络技术的结合，可以为医疗机构提供适时的医疗信息，是系统化的居民健康档案，也可以为医疗责任提供证据；利用传感器的生物芯片，可以对人体进行DNA的检测，快速处理相关信息，亲子鉴定等；电子技术应用于便携式医疗电子检测仪，可以通过微控制器，连接医疗机构网络，实现医生对患者的后期诊疗观察，有利于医疗效果的发挥；同时，利用医学与网络技术、微电子技术等，可以达到医学的远程诊疗，实现医学资源的共享，有利于偏远地区的医学诊疗。

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。电子技术典型应用实例—在煤矿中的应用

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2变频器在煤矿中的应用无线传感器网络在矿井中的应用

目前，变频器在国内煤矿的应用主要集中在带式输送机上。第一，真正实现了带式输送机系统的软起动。第二，实现皮带机多电机驱动时的功率平衡。第三，降低皮带带强。四，降低设备的维护量。第五，节能。

矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矿石、升降人员和设备、下放材料的大型机械设备。其安全可靠尤为突出。矿井提升设备是一大型的综合机械——电气设备，其成本和耗电量比较高。采用交流变频大调速器对提升绞车进行驱动具有控制精度高、工作可靠性高、基本无维护工作量，减低了维护人员的工作强度、调速范围宽广，属于无级调速，低速时稳定性好、节能等优势。

乳化液泵站主要为液压支架提供恒定的液体压力。平时液压支架基本不动，但乳化液泵仍长时工作，耗能巨大。如果采用变频驱动，采用压力传感器形成闭环恒压控制，当移动液压支时，乳化液泵提高液体流量，维持变力不变；当不移动液压支架时，乳化液泵提供小流量液体维持压力不变，实现恒压控制。采用变频器驱动乳化液泵，节能效果明显。另外在部分煤矿，主扇也已采用了变频技术。但目前变频器在煤矿的应用主要还是集中在皮带机和绞车上。

无线传感器节点一般被密集部署在煤矿矿井集中的监控区域，节点间以无线、多跳的通信方式，自组织网络拓扑结构，节点间通过协同完成工作。基于无线传感器网络技术，使对于煤矿井下人员定位，即对井下人员的定位和跟踪、矿井井下环境的感知、对观测对象的分类和识别，提前判定是否存在危险，并针对具体情况提供各种各样的服务，对于无线传感器网络节点定位要减少所有节点完成定位过程所需时间、提高定位准确度，通过定位不仅满足了井上人员与井下人员的信息传递及检索到信息获取实时性，而且未来的主体将是矿井设备对矿井设备。无线传感器网络可以在坑道复杂的情况下进行布线和提供电源供给，检测和相关参数估计。对煤矿机械设备进行监控，以及时掌握设备的运行情况或者设备在井下所处的位置，从而实时掌握机械设备当时的工作状态，不断制订最佳保护计划，以延长设备的寿命，在设备出现故障时，利用传感器网络进行安全诊断来确定使用的安全，避免一些重大的安全隐患。

矿井环境监测的无线传感器网络使用无线传感器网络进行环境监控有三个显著的优势:(1)传感器节点体积小且整个网络只需要部署一次,因此部署传感器网络对监控环境的人为影响很小;(2)传感器网络节点数量大,分布密度高,每个节点可以检测到局部环境详细信息并汇总到基站,因此传感器网络具有采集数据全面,精度高的特点;(3)无线传感器节点本身具有一定的计算能力和存储能力,可以根据物理环境的变化进行较为复杂的监控。

智能化人性化电子技术的智能化，是电子技术具有类似人的智能，可以依据一定的程序，进行有效的判断并能做出决定。智能化的发展使得电子技术可以更加的人性化，满足人们需求。集成化电子系统集成系统，应该包含有电子子系统和电力应用系统两个部分。电力电子系统的集成在于建立一系列的标准芯片或者是模块，通过集成满足用户需要的智能化应用系统。网络化随着网络成为人们日常