緒論

一、電子技術(shù)的發(fā)展概況

電子技術(shù)的發(fā)展歷程很短，迄今不過百年，但它卻從根本上改變了世界的面貌，為人類生產(chǎn)和生活條件的改善做出了巨大的貢獻(xiàn)。在21世紀(jì)電子技術(shù)仍然充當(dāng)著新世紀(jì)高新技術(shù)的領(lǐng)頭羊。

縱觀電子技術(shù)的發(fā)展歷程，電子元器件的演變和發(fā)展推動了電子技術(shù)的發(fā)展。

第一代電子器件是電子管。1904年，英國科學(xué)家費萊明發(fā)明了真空二極管。1907年，美國學(xué)者德福雷斯創(chuàng)造真空三極管成功，標(biāo)志著人類控制電子、馴服電子和駕馭電子時代的開始。1925年以后，陸續(xù)出現(xiàn)了性能更加完善的真空四極管、五極管及復(fù)合管，從而使得短波無線電通信迅速發(fā)展。

第二代電子器件是晶體管。1948年，美國科學(xué)家巴丁、布萊廷和肖克萊發(fā)明了世界上第一只晶體管，開創(chuàng)了電子器件和電子設(shè)備小型化的新紀(jì)元。

第三代電子器件是集成電路。20世紀(jì)60年代初集成電路的問世，標(biāo)志著人類進(jìn)入了微電子時代。

第四代電子器件是大規(guī)模集成電路。20世紀(jì)60年代末已出現(xiàn)了包含1000個以上晶體管和元件的單塊晶片。

第五代電子器件是超大規(guī)模集成電路。1977年，日本科學(xué)家在6.1 mm × 5.8 mm的硅片上，集成了15萬多個晶體管。

超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使過去占滿一個大廳的龐大笨重的電子設(shè)備現(xiàn)在可以縮小到襯衣紐扣那樣大小的一塊晶片上了。

根據(jù)摩爾定律，芯片的集成度每隔18～24個月就會增加一倍，這就相當(dāng)于計算機的計算能力每年會增加50 % ～60 %。但是芯片之路還十分漫長，至少還有一個世紀(jì)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，新的電子器件也在不斷出現(xiàn)。1991年日本東京大學(xué)研制成功了鉆石晶體管，這種晶體管不僅具有鉆石特有的硬度，而且在1000℃高溫下也能正常工作。1991年26歲的我國留法博士生彭學(xué)舟試制成功了全塑晶體管，這種晶體管具有柔性，可制作比液晶顯示屏更大的屏幕，且成本低，經(jīng)濟效益高。

二、電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛。

在天文學(xué)方面，與電子學(xué)結(jié)合得最好的例子就是射電天文學(xué)，其中利用了高靈敏度的毫米波或遠(yuǎn)紅外的接收機來探測宇宙中各種物質(zhì)所輻射的譜線，使人們進(jìn)一步了解宇宙中所存在的自然現(xiàn)象及其規(guī)律。

在地質(zhì)學(xué)方面，普遍采用電子學(xué)中的遙感技術(shù)對地面、海面、地下、水下的資源、外貌和其他特性進(jìn)行探測。

在生物學(xué)研究中，與電子學(xué)密切結(jié)合的是仿生電子學(xué)，機器人就是一例。1997年，由日本本田技術(shù)研究所開發(fā)的機器人，擁有和人一樣的外形，能夠自如行走并可上下臺階，還可以用腳停住和踢開滾來的球等。

在工業(yè)生產(chǎn)和工程施工方面，電子技術(shù)的應(yīng)用主要是生產(chǎn)和施工的綜合自動化，實際上也就是電子計算機化。

在交通運輸?shù)目刂坪妥詣踊芾矸矫妫娮蛹夹g(shù)應(yīng)用于運行車輛的調(diào)度、客票的預(yù)約等。

在醫(yī)學(xué)方面，電子技術(shù)的應(yīng)用包括診、斷、治三個方面。利用“CT技術(shù)”可觀察人體內(nèi)的病變，利用計算機可開出治療方案和醫(yī)囑，利用 X 射線、激光等照射人體可以治療癌癥。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭也是電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)，無人駕駛飛機實際上就是電子遙控飛機。

日常生活中的電視機、錄音機、錄像機、電風(fēng)扇、洗衣機等都離不開電子技術(shù)。

三、模擬信號和數(shù)字信號

在我們周圍存在著形形色色的物理量，盡管它們的性質(zhì)各異，但就其變化規(guī)律的特點而言，不外乎兩大類：模擬信號和數(shù)字信號。如圖0.1、圖0.2所示。

1. 模擬信號

模擬信號是指數(shù)值隨時間作連續(xù)變化的信號。人們從自然界感知的許多物理量均具有模擬性質(zhì)，如速度、壓力、聲音、溫度等。在工程技術(shù)上，為了便于分析，常用傳感器將模擬量轉(zhuǎn)化為電流、電壓或電阻等電量，以便用電路進(jìn)行分析和處理。傳輸、處理模擬信號的電路稱為模擬電子線路，簡稱模擬電路。在模擬電路中主要研究輸入、輸出信號間的大小、相位、失真等方面的問題。

2. 數(shù)字信號

數(shù)字信號是指數(shù)值隨時間作不連續(xù)變化的信號，即數(shù)字信號具有離散性。交通信號燈控制電路、智力競賽搶答電路、以及計算機鍵盤輸入電路中的信號，都是數(shù)字信號。對數(shù)字信號進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電子線路，簡稱數(shù)字電路。在數(shù)字電路中主要研究輸入、輸出之間的邏輯關(guān)系。

數(shù)字電路又稱為開關(guān)電路或邏輯電路，它是利用半導(dǎo)體器件的開、關(guān)特性使電路輸出高、低兩種電平，從而控制事物相反的兩種狀態(tài)，如燈的亮和滅，開關(guān)的開和關(guān)，電機的轉(zhuǎn)動和停轉(zhuǎn)。數(shù)字電路中的信號只有高、低兩種電平，分別用二進(jìn)制數(shù)字1和0表示，即數(shù)字信號都是由0、1組成的一串二進(jìn)制代碼。

現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)將模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)融為一體，在一個電路甚至是一個芯片中，將模擬信號和數(shù)字信號同時進(jìn)行處理，如移動通信所使用的手機，就是將語音這樣的模擬信號進(jìn)行數(shù)字化處理后再發(fā)射出去。

四、電子技術(shù)課程的特點

電子技術(shù)是高等職業(yè)技術(shù)院校電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是一門實踐性很強的課程。本課程與數(shù)學(xué)、物理、電路分析等課程有著明顯的區(qū)別，主要表現(xiàn)在它的工程性和實踐性上。

1. 工程性

在電子技術(shù)課程中，需要學(xué)會從工程的角度思考和處理問題。

（1）實際工程需要證明其可行性。本課程特別重視電子電路的定性分析，定性分析是對電路是否能夠滿足功能、性能要求的可行性分析。

（2）實踐工程在滿足基本性能指標(biāo)的前提下總是容許存在一定的誤差范圍，這種計算稱為“近似估算”。若確實需要精確求解，可借助于各種EDA軟件。

（3）近似分析要“合理”。在估算時必須考慮“研究的是什么問題？在什么條件下、哪些參數(shù)可忽略不計及忽略的原因？”也就是說，近似應(yīng)有道理。

（4）估算不同的參數(shù)需采用不同的模型、不同的條件、解決不同的問題，應(yīng)構(gòu)造不同的等效模型。

2. 實際性

實用的電子電路幾乎都要通過調(diào)試才能達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)，掌握常用電子儀器的使用方法、電子電路的測試方法、故障的判斷和排除方法是教學(xué)的基本要求。了解各元器件參數(shù)對性能的影響是正確調(diào)試的前提，了解測試的原理是正確判斷和排除故障的基礎(chǔ)。

同學(xué)們通過學(xué)習(xí)電子技術(shù)要達(dá)到四會：

（1）會認(rèn)識和檢測常用電子元器件。

（2）會認(rèn)識分析常用基本電子電路。

（3）會焊接和安裝小型電子電器產(chǎn)品。

（4）會調(diào)試和維護(hù)小型電子系統(tǒng)。

五、現(xiàn)代電子技術(shù)的相關(guān)職業(yè)

很多領(lǐng)域都會應(yīng)用到電子技術(shù)，目前，與現(xiàn)代電子技術(shù)相關(guān)職業(yè)主要有以下幾類：

1. 電子工程技術(shù)人員

從事電子材料、電子元器件、微電子、雷達(dá)系統(tǒng)工程、廣播視聽設(shè)備、電子儀器等研究、設(shè)計、制造和使用維護(hù)的工程技術(shù)人員。

2. 通信工程技術(shù)人員

從事光纖通信、衛(wèi)星通信、數(shù)字微波通信、無線和移動通信、通信交換系統(tǒng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）和有線傳輸系統(tǒng)的研究、開發(fā)、設(shè)計、制造使用與維護(hù)的工程技術(shù)人員。

3. 計算機與應(yīng)用工程技術(shù)人員

從事計算機硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)研究、設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試、集成維護(hù)和管理的工程技術(shù)人員。

4. 電氣工程技術(shù)人員

從事電機與電氣、電力拖動與自動控制系統(tǒng)及裝置、電線電纜電工材料等研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、試驗的工程技術(shù)人員。

5. 電力工程技術(shù)人員

從事電站與電力系統(tǒng)的研究、開發(fā)、設(shè)計、安裝、運行、檢修、管理的工程技術(shù)人員。

6. 電子專用設(shè)備裝配調(diào)試人員

從事生產(chǎn)電子產(chǎn)品專用設(shè)備裝配、調(diào)試的人員。

7. 儀器儀表裝配人員

操作機械設(shè)備和使用工具、儀器儀表，進(jìn)行測繪、電子、電工、光電、計時儀器儀表和工業(yè)自動化儀器儀表及裝置等的裝配組合與調(diào)試人員。

8. 日用機械電器制造裝配人員

從事日用機械電器部件、整機裝配、調(diào)試和檢測人員。

9. 儀器儀表修理人員

使用工具、量具、儀器儀表及工藝裝備，進(jìn)行力學(xué)、電子、光學(xué)、光電、分析測繪、醫(yī)療保健、工業(yè)自動化和電子儀器儀表等安裝、調(diào)試與修理的人員。

10. 電子元器件制造人員

從事真空電子器件、半導(dǎo)體器件、集成電路和液晶顯示器件制造、裝配、調(diào)試的人員。使用設(shè)備對阻容元件、電聲元件、壓電晶體和器件、控制元件、磁記錄元件以及印制電路等進(jìn)行制造、裝配和調(diào)試的人員。

11. 電子設(shè)備裝配調(diào)試人員

從事電子計算機、通信、傳輸和信息處理設(shè)備，廣播視聽設(shè)備、雷達(dá)、自動控制設(shè)備和電子儀器儀表裝配、調(diào)試人員。

12. 電子產(chǎn)品維修人員

使用測試儀器、儀表和工具，修理電子計算機、計算機外部設(shè)備和其他電子產(chǎn)品以及儀器儀表的人員。

從事上述職業(yè)的前提條件是，掌握現(xiàn)代電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識。

六、電子技術(shù)學(xué)習(xí)方法

電子技術(shù)具有很強的工程性和實踐性，而且課程本身概念多，理論多，理論性強，原理抽象，在學(xué)習(xí)時需要根據(jù)課程特點，采取有效的學(xué)習(xí)方法。

1. 抓基本概念

學(xué)習(xí)電子技術(shù)，理解是關(guān)鍵，這就要從基本概念抓起。基本概念的定義是不變的，要先知其意，后靈活應(yīng)用。基本概念是進(jìn)行分析和計算的前提，要學(xué)會定性分析，務(wù)必防止用所謂的嚴(yán)密數(shù)學(xué)推導(dǎo)掩蓋問題的物理本質(zhì)。在掌握基本概念、基本電路的基礎(chǔ)上還應(yīng)該掌握基本分析方法。不同類型的電路具有不同的功能，需要不同的參數(shù)有不同的求解方法。基本分析方法包括電路的識別方法、性能指標(biāo)的估算方法和描述方法、電路形式及參數(shù)的選擇方法等。

各種用途的電路千變?nèi)f化，但它們具有共同的特點，所包含的基本原理和基本分析及設(shè)計方法是相通的。我們要學(xué)習(xí)的不是各種電路的簡單羅列，不是死記硬背各種電路，而是要掌握它們的基本概念、基本原理、基本分析與設(shè)計方法，只有這樣才能對給出的任何一種電路進(jìn)行分析，或者根據(jù)要求設(shè)計出滿足實際需要的電子電路。

2. 抓規(guī)律，抓相互聯(lián)系

電子電路內(nèi)容繁多，總結(jié)規(guī)律十分重要。要抓住問題是如何提出的，有什么矛盾，如何解決，然后進(jìn)一步改進(jìn)。具體而言，基本電路的組成原則是不變的，電路卻是千變?nèi)f化的，要注意記住電路組成原則而不是記住每個電路。每一個項目都有其基本電路，掌握這些電路是學(xué)好該課程的關(guān)鍵。某種基本電路通常不是指某一電路，而是指具有相同功能和結(jié)構(gòu)特征的所有電路。掌握它們至少應(yīng)了解其生產(chǎn)背景、結(jié)構(gòu)特點、性能特點及改進(jìn)之處。

3. 抓重點，注重掌握功能部件的外特性

數(shù)字集成電路的種類很多，各種電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及內(nèi)部工作過程千差萬別，特別是大規(guī)模集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。學(xué)習(xí)這些電路時，不可能也沒有必要一一記住它們，主要是了解電路結(jié)構(gòu)特點及工作原理，重點掌握它們的外部特性（主要是輸入和輸出之間的邏輯功能）和使用方法，并能在此基礎(chǔ)上正確地利用各類電路完成滿足實際需要的邏輯設(shè)計。

4. 抓理論聯(lián)系實際

電子電路是實踐性很強的學(xué)科，一方面要注意理論聯(lián)系實際，另一方面要多接觸實際。在可能的條件下，多做些電子制作實踐，這樣不僅便于掌握理論知識，而且能夠提高解決問題的能力。