電子技術的發展與應用綜述

電子技術是根據電子學的原理，運用電子器件設計和制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。信息電子技術包括Analog(模擬)電子技術和Digital(數字)電子技術。電子技術是對電子信號進行處理的技術，處理的方式主要有：信號的發生、放大、濾波、轉換。

目錄.1.電子技術的發展歷史

2.

電子技術的應用綜述3.電子技術典型應用實例4.電子技術的發展前景真空電子管的發明

半導體材料的發現晶體管的產生集成電路的出現先進電子材料問世

1904年，（英）弗萊明（Fleming）發明了一種叫真空二極管的器件，二極管的特性是“單向導電性”。1906年，美國人德弗雷斯特（LeedeForest）發明了真空三極管，三極管的特性是“電流放大作用”。1833年，法拉第首先發現了硫化銀電阻率隨溫度增加，1839年（法）貝克勒爾（Becquere）發現了某種材料具有光電效應，1900年（德）普朗克（Plank）量子理論假說的出現和1905年（美）愛因斯坦（Einstein）對貝克勒爾光電效應的成功解釋，推動了人們對半導體材料的研究。經過（美）貝爾研究所的肖克萊（Shockley）、巴丁(Bardeen)、布拉頓(Brattain)等多為科學家探索，人們發現了一種具有全新導電性質的固體材料——半導體。

美國人肖克萊（Shockley）、巴丁(Bardeen)、布拉頓(Brattain)經過多次試驗，終于在1947年制造出了晶體管，命名為Transistor.

對半導體理論和實踐做出突出貢獻的有（英）法拉第（Faraday）、（法）貝克勒爾（Becquere）、（美）愛因斯坦（Einstein）、（德）倫琴（Rontgen）、（美）貝克（Becker）等。

集成電路是由兩個人于1959年分別發明的：（美）TI公司的科爾比（Kilby）、（美）費爾柴爾德公司的諾伊斯（Noyis）。當時他們將平面技術、照相腐蝕技術、和布線技術組合起來制成了人類歷史上第一片集成電路。

按元器件集成度（芯片上所集成的元件數量）分為小規模集成電路（100個元件以內）SSI、中規模集成電路（100-1000個元件）MSI、大規模集成電路（1000-10000個元件）LSI、超大規模集成電路（10000個以上元件）VISI等四種。

按照制造工藝分為膜集成電路、半導體集成電路和混合集成電路三種。按電路功能分為模擬集成電路、數字集成電路、接口集成電路和特殊集成電路四種。按有源器件類型分為雙極性集成電路、單極性集成電路和混合型集成電路三種。

為了進一步減小器件體積、提高器件性能，人們不斷尋找先進電子材料。現在已經發現的先進電子材料有：仿生智能材料、納米材料、先進復合材料、低維材料（量子點、量子線、巴基球和巴基管）、高溫超導材料和生物電子材料等。先進電子材料正應用于新型電子器件的制造之中。電子技術的應用綜述

傳統工業領域中的應用

交通運輸領域中的應用

在電力系統中的應用在醫學中的應用

傳統改造領域中的應用

在傳統工業領域中，應用最廣泛的就是交直流電動機。直流電動機的調速功能較強，為其供電的可控整流電源或者是直流電源大多采用的是電力電子裝置。近些年來，隨著科技的不斷進步，電力電子變頻技術也迅速的發展，使得交流電機的調速性能得到了提升，并且取代了直流電機占據了市場的主導地位。在工業生產中，達到數千瓦的軋鋼機，小到幾百瓦的數控機床都廣泛的應用了電力電子交直流調速技術；以往對調速性能要求不高的大型鼓風機，也開始采用變頻裝置來達到節能的目標。有一部分本來不需要調速的電機設備，為了避免在設備啟動時引起的電流沖擊也采用了以電力電子裝置為核心的軟啟動裝置；在電鍍裝置中也廣泛的安裝了整流電源，在冶金工業中的高頻、中頻感應加熱電源中也廣泛使用了電力電子技術。總之，隨著電子電力技術的不斷發展，其應用范圍也在逐漸的加大。

電子技術在交通領域中的應用主要為交通系統應用。電力機車目前正在由傳統直流電機傳動向交流電機傳統轉變，主要采用GTO控制器件，整流和逆變用PWM控制，所以可使輸入電流為正弦波。在現代汽車上，機械式或機電混合式燃油噴射系統已趨于淘汰，電控的燃油噴射裝置因其性能卓越而被廣泛應用。通過電子噴油裝置可以自動地保證發動機始終在最佳工作狀態，使其輸出功率在一定的條件下最大限度地節油和凈化空氣。同時通過實驗獲得最佳的工作條件，并輸入存儲器中，當發動機開始工作時，根據傳感器測得的空氣流量、排氣管中的含氧量等參數，按照事先編號的運算程序運行，然后控制發動機在最佳工況下。

電力電子技術作為機電設備與計算機的重要接口，承擔著弱電控制強電的媒介角色，同時也為改造領域內電子技術的應用提供了必要的條件。在電力電子技術的支撐下，使得傳統改造領域中很多環境差、強度大的勞動能夠通過工業控制系統進行，將工人的工作環境轉變為智能的工作室，節省工作時間，降低了成本，提高了生產效率。另外。電力電子技術在化石燃料電站中的應用，使得一直以來困擾電站的安全以及環境問題得到了成功的解決。

電子技術在醫學中的應用主要有電子病歷、生物芯片、便攜式醫療電子檢測儀、遠程診療系統等。電子病歷是電子技術和網絡技術的結合，可以為醫療機構提供適時的醫療信息，是系統化的居民健康檔案，也可以為醫療責任提供證據；利用傳感器的生物芯片，可以對人體進行DNA的檢測，快速處理相關信息，親子鑒定等；電子技術應用于便攜式醫療電子檢測儀，可以通過微控制器，連接醫療機構網絡，實現醫生對患者的后期診療觀察，有利于醫療效果的發揮；同時，利用醫學與網絡技術、微電子技術等，可以達到醫學的遠程診療，實現醫學資源的共享，有利于偏遠地區的醫學診療。

電力電子技術是電工技術中的一個新興技術，已經在國民經濟和社會建設中發揮著巨大的作用，對于未來輸電系統的性能也有顯著的影響。目前來講，電力電子技術在電力系統中的應用已經涉及到諸多方面，比如發電環節、輸配電系統、儲能系統等。在配電系統中，電力電子裝置可以用于防止電網的瞬間停電、瞬間電壓跌落和閃變等情況，便于進行電能的質量控制，改善輸供電的質量。電子技術還可以應用于變電所中，在變電所中主要是給操作系統提供可靠穩定的交直流操作電源，給蓄電池充電等都需要電子裝置。電子技術典型應用實例—在煤礦中的應用

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2變頻器在煤礦中的應用無線傳感器網絡在礦井中的應用

目前，變頻器在國內煤礦的應用主要集中在帶式輸送機上。第一，真正實現了帶式輸送機系統的軟起動。第二，實現皮帶機多電機驅動時的功率平衡。第三，降低皮帶帶強。四，降低設備的維護量。第五，節能。

礦井提升設備是沿井筒提升煤炭、礦石、升降人員和設備、下放材料的大型機械設備。其安全可靠尤為突出。礦井提升設備是一大型的綜合機械——電氣設備，其成本和耗電量比較高。采用交流變頻大調速器對提升絞車進行驅動具有控制精度高、工作可靠性高、基本無維護工作量，減低了維護人員的工作強度、調速范圍寬廣，屬于無級調速，低速時穩定性好、節能等優勢。

乳化液泵站主要為液壓支架提供恒定的液體壓力。平時液壓支架基本不動，但乳化液泵仍長時工作，耗能巨大。如果采用變頻驅動，采用壓力傳感器形成閉環恒壓控制，當移動液壓支時，乳化液泵提高液體流量，維持變力不變；當不移動液壓支架時，乳化液泵提供小流量液體維持壓力不變，實現恒壓控制。采用變頻器驅動乳化液泵，節能效果明顯。另外在部分煤礦，主扇也已采用了變頻技術。但目前變頻器在煤礦的應用主要還是集中在皮帶機和絞車上。

無線傳感器節點一般被密集部署在煤礦礦井集中的監控區域，節點間以無線、多跳的通信方式，自組織網絡拓撲結構，節點間通過協同完成工作。基于無線傳感器網絡技術，使對于煤礦井下人員定位，即對井下人員的定位和跟蹤、礦井井下環境的感知、對觀測對象的分類和識別，提前判定是否存在危險，并針對具體情況提供各種各樣的服務，對于無線傳感器網絡節點定位要減少所有節點完成定位過程所需時間、提高定位準確度，通過定位不僅滿足了井上人員與井下人員的信息傳遞及檢索到信息獲取實時性，而且未來的主體將是礦井設備對礦井設備。無線傳感器網絡可以在坑道復雜的情況下進行布線和提供電源供給，檢測和相關參數估計。對煤礦機械設備進行監控，以及時掌握設備的運行情況或者設備在井下所處的位置，從而實時掌握機械設備當時的工作狀態，不斷制訂最佳保護計劃，以延長設備的壽命，在設備出現故障時，利用傳感器網絡進行安全診斷來確定使用的安全，避免一些重大的安全隱患。

礦井環境監測的無線傳感器網絡使用無線傳感器網絡進行環境監控有三個顯著的優勢:(1)傳感器節點體積小且整個網絡只需要部署一次,因此部署傳感器網絡對監控環境的人為影響很小;(2)傳感器網絡節點數量大,分布密度高,每個節點可以檢測到局部環境詳細信息并匯總到基站,因此傳感器網絡具有采集數據全面,精度高的特點;(3)無線傳感器節點本身具有一定的計算能力和存儲能力,可以根據物理環境的變化進行較為復雜的監控。

智能化人性化電子技術的智能化，是電子技術具有類似人的智能，可以依據一定的程序，進行有效的判斷并能做出決定。智能化的發展使得電子技術可以更加的人性化，滿足人們需求。集成化電子系統集成系統，應該包含有電子子系統和電力應用系統兩個部分。電力電子系統的集成在于建立一系列的標準芯片或者是模塊，通過集成滿足用戶需要的智能化應用系統。網絡化隨著網絡成為人們日常