緒論

一、電子技術的發展概況

電子技術的發展歷程很短，迄今不過百年，但它卻從根本上改變了世界的面貌，為人類生產和生活條件的改善做出了巨大的貢獻。在21世紀電子技術仍然充當著新世紀高新技術的領頭羊。

縱觀電子技術的發展歷程，電子元器件的演變和發展推動了電子技術的發展。

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

第二代電子器件是晶體管。1948年，美國科學家巴丁、布萊廷和肖克萊發明了世界上第一只晶體管，開創了電子器件和電子設備小型化的新紀元。

第三代電子器件是集成電路。20世紀60年代初集成電路的問世，標志著人類進入了微電子時代。

第四代電子器件是大規模集成電路。20世紀60年代末已出現了包含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模集成電路。1977年，日本科學家在6.1 mm × 5.8 mm的硅片上，集成了15萬多個晶體管。

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

根據摩爾定律，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，至少還有一個世紀的發展潛力。

隨著電子技術的發展，新的電子器件也在不斷出現。1991年日本東京大學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，經濟效益高。

二、電子技術的應用領域

電子技術的應用領域極為廣泛。

在天文學方面，與電子學結合得最好的例子就是射電天文學，其中利用了高靈敏度的毫米波或遠紅外的接收機來探測宇宙中各種物質所輻射的譜線，使人們進一步了解宇宙中所存在的自然現象及其規律。

在地質學方面，普遍采用電子學中的遙感技術對地面、海面、地下、水下的資源、外貌和其他特性進行探測。

在生物學研究中，與電子學密切結合的是仿生電子學，機器人就是一例。1997年，由日本本田技術研究所開發的機器人，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。

在工業生產和工程施工方面，電子技術的應用主要是生產和施工的綜合自動化，實際上也就是電子計算機化。

在交通運輸的控制和自動化管理方面，電子技術應用于運行車輛的調度、客票的預約等。

在醫學方面，電子技術的應用包括診、斷、治三個方面。利用“CT技術”可觀察人體內的病變，利用計算機可開出治療方案和醫囑，利用 X 射線、激光等照射人體可以治療癌癥。

現代戰爭也是電子戰、信息戰，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、電風扇、洗衣機等都離不開電子技術。

三、模擬信號和數字信號

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

1. 模擬信號

模擬信號是指數值隨時間作連續變化的信號。人們從自然界感知的許多物理量均具有模擬性質，如速度、壓力、聲音、溫度等。在工程技術上，為了便于分析，常用傳感器將模擬量轉化為電流、電壓或電阻等電量，以便用電路進行分析和處理。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. 數字信號

數字信號是指數值隨時間作不連續變化的信號，即數字信號具有離散性。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，都是數字信號。對數字信號進行傳輸、處理的電子線路稱為數字電子線路，簡稱數字電路。在數字電路中主要研究輸入、輸出之間的邏輯關系。

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

現代電子技術的發展，已經將模擬電子技術和數字電子技術融為一體，在一個電路甚至是一個芯片中，將模擬信號和數字信號同時進行處理，如移動通信所使用的手機，就是將語音這樣的模擬信號進行數字化處理后再發射出去。

四、電子技術課程的特點

電子技術是高等職業技術院校電類專業的一門專業基礎課，同時也是一門實踐性很強的課程。本課程與數學、物理、電路分析等課程有著明顯的區別，主要表現在它的工程性和實踐性上。

1. 工程性

在電子技術課程中，需要學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、哪些參數可忽略不計及忽略的原因？”也就是說，近似應有道理。

（4）估算不同的參數需采用不同的模型、不同的條件、解決不同的問題，應構造不同的等效模型。

2. 實際性

實用的電子電路幾乎都要通過調試才能達到預期的指標，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的基本要求。了解各元器件參數對性能的影響是正確調試的前提，了解測試的原理是正確判斷和排除故障的基礎。

同學們通過學習電子技術要達到四會：

（1）會認識和檢測常用電子元器件。

（2）會認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品。

（4）會調試和維護小型電子系統。

五、現代電子技術的相關職業

很多領域都會應用到電子技術，目前，與現代電子技術相關職業主要有以下幾類：

1. 電子工程技術人員

從事電子材料、電子元器件、微電子、雷達系統工程、廣播視聽設備、電子儀器等研究、設計、制造和使用維護的工程技術人員。

2. 通信工程技術人員

從事光纖通信、衛星通信、數字微波通信、無線和移動通信、通信交換系統、綜合業務數字網（ISDN）和有線傳輸系統的研究、開發、設計、制造使用與維護的工程技術人員。

3. 計算機與應用工程技術人員

從事計算機硬件、軟件、網絡研究、設計、開發、調試、集成維護和管理的工程技術人員。

4. 電氣工程技術人員

從事電機與電氣、電力拖動與自動控制系統及裝置、電線電纜電工材料等研究、開發、設計、制造、試驗的工程技術人員。

5. 電力工程技術人員

從事電站與電力系統的研究、開發、設計、安裝、運行、檢修、管理的工程技術人員。

6. 電子專用設備裝配調試人員

從事生產電子產品專用設備裝配、調試的人員。

7. 儀器儀表裝配人員

操作機械設備和使用工具、儀器儀表，進行測繪、電子、電工、光電、計時儀器儀表和工業自動化儀器儀表及裝置等的裝配組合與調試人員。

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，進行力學、電子、光學、光電、分析測繪、醫療保健、工業自動化和電子儀器儀表等安裝、調試與修理的人員。

10. 電子元器件制造人員

從事真空電子器件、半導體器件、集成電路和液晶顯示器件制造、裝配、調試的人員。使用設備對阻容元件、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行制造、裝配和調試的人員。

11. 電子設備裝配調試人員

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

12. 電子產品維修人員

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

從事上述職業的前提條件是，掌握現代電子技術的基礎知識。

六、電子技術學習方法

電子技術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，在學習時需要根據課程特點，采取有效的學習方法。

1. 抓基本概念

學習電子技術，理解是關鍵，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，后靈活應用。基本概念是進行分析和計算的前提，要學會定性分析，務必防止用所謂的嚴密數學推導掩蓋問題的物理本質。在掌握基本概念、基本電路的基礎上還應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、性能指標的估算方法和描述方法、電路形式及參數的選擇方法等。

各種用途的電路千變萬化，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計方法是相通的。我們要學習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、基本分析與設計方法，只有這樣才能對給出的任何一種電路進行分析，或者根據要求設計出滿足實際需要的電子電路。

2. 抓規律，抓相互聯系

電子電路內容繁多，總結規律十分重要。要抓住問題是如何提出的，有什么矛盾，如何解決，然后進一步改進。具體而言，基本電路的組成原則是不變的，電路卻是千變萬化的，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，掌握這些電路是學好該課程的關鍵。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構特征的所有電路。掌握它們至少應了解其生產背景、結構特點、性能特點及改進之處。

3. 抓重點，注重掌握功能部件的外特性

數字集成電路的種類很多，各種電路的內部結構及內部工作過程千差萬別，特別是大規模集成電路的內部結構更為復雜。學習這些電路時，不可能也沒有必要一一記住它們，主要是了解電路結構特點及工作原理，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，并能在此基礎上正確地利用各類電路完成滿足實際需要的邏輯設計。

4. 抓理論聯系實際

電子電路是實踐性很強的學科，一方面要注意理論聯系實際，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。