Šajā 21. gadsimtā katru dienu mēs saskaramies elektroniskās shēmas un ierīces dažos citos veidos, jo sīkrīkiem, sadzīves tehnikai, datoriem, transporta sistēmām, mobilajiem tālruņiem, kamerām, televizoriem utt. elektroniskās sastāvdaļas un ierīces. Mūsdienu elektronikas pasaule ir dziļi iesākusies vairākās jomās, piemēram, veselības aprūpē, medicīniskajā diagnostikā, automašīnās, rūpniecībā, elektronikas projekti utt., un pārliecināja visus, ka bez elektronikas strādāt patiešām nav iespējams. Tāpēc, lai atdzīvinātu mūsu prātu un iedvesmotos no tiem cilvēkiem, kuri upurēja savu dzīvi, iesaistoties tik apbrīnojamos atklājumos un izgudrojumos, kas viņiem maksā visu, bet nekas nav vajadzīgs, ir jācenšas uzzināt par pagātni un par īsu elektronikas vēsturi. un, savukārt, mums kopš tā laika bija milzīgs ieguvums.
Īsa elektronikas vēsture un tās attīstība
Elektronikas faktiskā vēsture sākās ar vakuuma diode izgudrošanu, ko veica Dž. Flemings 1897. gadā un pēc tam vakuuma triodi ieviesa Lī De Forests, lai pastiprinātu elektriskos signālus. Tas noveda pie tetrodu un pentodu cauruļu ieviešanas, kas dominēja pasaulē līdz Otrajam pasaules karam.
Īsa elektronikas vēsture
Pēc tam tranzistoru ēra sākās ar krustojuma tranzistora izgudrojumu 1948. gadā. Lai arī šis konkrētais izgudrojums ieguva Nobela prēmiju, tomēr vēlāk tas tika aizstāts ar lielgabarīta vakuuma cauruli, kas tās darbībai patērētu lielu jaudu. Germānija un silīcija pusvadītāju materiālu izmantošana lika šiem tranzistoriem iegūt popularitāti un plašu pieņemšanu dažādās elektroniskajās shēmās.
Integrētās shēmas (IC)
Turpmākajos gados tika novērots integrēto shēmu (IC) izgudrojums, kas krasi mainīja elektronisko shēmu būtību, jo visa elektroniskā shēma tika integrēta vienā mikroshēmā, kā rezultātā radās zemas izmaksas: elektronisko ierīču izmaksas, izmērs un svars. Gadi no 1958. līdz 1975. gadam iezīmēja IC ieviešanu, palielinot vairāku tūkstošu komponentu iespējas vienā mikroshēmā, piemēram, maza mēroga integrācija, vidēja liela mēroga un ļoti liela mēroga integrācijas IC.
Un šī tendence turpinājās ar JFETS un MOSFET s, kas tika izstrādāti no 1951. līdz 1958. gadam, uzlabojot ierīces projektēšanas procesu un izgatavojot uzticamākus un jaudīgākus tranzistorus.
Digitālās integrētās shēmas bija vēl viena spēcīga IC attīstība, kas mainīja datoru vispārējo arhitektūru. Šīs mikroshēmas tika izstrādātas, izmantojot tranzistora-tranzistora loģiku (TTL), integrētu iesmidzināšanas loģiku (I2L) un emitētāja savienotas loģikas (ECL) tehnoloģijas. Vēlāk šīs digitālās IC izmantoja PMOS, NMOS un CMOS ražošanas projektēšanas tehnoloģijas.
Visas šīs radikālās izmaiņas visās šajās sastāvdaļās izraisīja mikroprocesori 1969. gadā Intel. Drīz pēc tam tika izstrādātas analogās integrētās shēmas, kas ieviesa operatīvo pastiprinātāju analogā signāla apstrādei. Šīs analogās shēmas ietver analogos pavairotājus, ADC un DAC pārveidotājus un analogos filtrus.
Tas viss attiecas uz elektronikas vēstures fundamentālo izpratni. Šī elektronikas tehnoloģiju vēsture maksā lielākus laika, pūļu un talantu ieguldījumus no īstajiem varoņiem, daži no tiem ir aprakstīti turpmāk.
Izgudrotāji elektronikas vēsturē
Luidži Galvani (1737.-1798.)
Luidži Galvani bija Boloņas universitātes profesors. Viņš pētīja elektrības ietekmi uz dzīvniekiem, īpaši uz vardēm. Ar eksperimentu palīdzību viņš parādīja elektrības klātbūtni vardēs 1791. gadā.
Čārlzs Kulombs (1737–1806)
Čārlzs kuloms bija liels zinātnieks 18. gadsimtā. Viņš eksperimentēja ar mehānisko pretestību un 1799. gadā izstrādāja kulona elektrostatisko lādiņu likumu.
Allesandro Volta (1745-1827)
Allesandro Volta bija itāļu zinātnieks. Viņš izgudroja akumulatoru 1799. gadā. Viņš bija pirmais, kurš izstrādāja akumulatoru (Voltaic cell), kas ķīmiskās reakcijas rezultātā varēja ražot elektrību.
Hanss Kristians Oersteds (1777–1852)
Hanss Kristians Oersteds parādīja, ka ikreiz, kad strāva plūst caur vadītāju, ar to tiek saistīts magnētiskais lauks. Viņš uzsāka elektromagnētisma izpēti un atklāja alumīniju 1820. gadā.
Džordžs Saimons Ohms (1789-1854)
Džordžs Saimons Oms bija vācu fiziķis. Viņš eksperimentēja ar elektriskās ķēdes un izgatavoja pats savu daļu, ieskaitot vadu. Viņš atklāja, ka daži diriģenti strādā, salīdzinot ar citiem. Viņš atklāja Ohma likumu 1827. gadā, kas ir attiecības starp strāvu, spriegumu un pretestību. Viņa vārdā nosaukta pretestības vienība.
Maikls Faradejs (1791-1867)
Maikls Faradejs bija britu zinātnieks un lielisks pionieris elektrības un magnētisma jomā. Pēc Oersteda atklājuma viņš parādīja elektromagnētisko indukciju 1831. gadā. Tas ir pamatprincips ģeneratori .
Samuel Finley Breese Morse (1791-1872)
Semjuels Finlijs Breese Morse izvirzīja telegrāfa sistēmu ar elektromagnētiem priekšplānā un izgudroja kodu 1844. gadā un nosauca viņa vārdā.
1837. gadā elektriskās telegrāfa sistēmas paplašināšanai tiek izmantota novirzoša magnētiskā adata, kuru izstrādājuši sers Čārlzs Vītstouns un sers V. F. Kuks, kuri fiksēja primāro dzelzceļa telegrāfu Anglijā. Lai telegrāfs kļūtu par dzīvotspējīgu saziņas sistēmu, Morse pārvarēja gan elektrisko, gan informācijas plūsmas robežu dizaina trūkumus, lai ļautu telegrāfam pārvērsties par iespējamu saziņas sistēmu.
Džozefs Henrijs (1799–1878)
Džozefs Henrijs bija amerikāņu zinātnieks un neatkarīgi atklāja elektromagnētisko indukciju 1831. gadā - gadu pirms Faraday atklāšanas. Indukcijas vienība tika nosaukta viņa vārdā.
Heinrihs F. E. Lencs (1804-1865)
Heinrihs F. E. Lencs dzimis Tartu, vecajā Universitātes pilsētā, Igaunijā. Viņš strādāja par profesoru Sanktpēterburgas universitātē. Viņš sekoja vairākiem eksperimentiem Faradejas vadībā.
Ar likumu viņš ir pagodināts ar savu vārdu, un tajā teikts, ka ierosinātās strāvas elektrodinamikas darbība vienlīdz izturas pret mehānisko ierosinošo darbību. Pēc tam tas tika identificēts kā enerģijas taupīšanas izpausme.
Hermaņa Ludparūka Ferdinands fon Helmholcs (1821-1894)
Hermanis Lud-parūks Ferdinands fon Helmholcs bija universāls zinātnieks, kā arī pētnieks. 19. gadsimtā viņš ir viens no slavenākajiem zinātniekiem. Pārbaudot visas izplatītās elektrodinamikas teorijas, 1870. gadā viņš atbalsta Maksvela teoriju, kas bija nedaudz atzīta Eiropas kontinentā.
Džozefs Vilsons Gulbis (1828-1914)
1879. gadā Džozefs Vilsons Gulbis tika izgudrots Lielbritānijā kā elektriskā lampa. Lampas kvēldiegs ir ogleklis, un tam bija frakcionēts vakuums, un sešu mēnešu laikā pirms Edisona demonstrācijas.
Džeimss Klerks Maksvels (1831-1879)
Džeimss Klerks Maksvels bija britu fiziķis, un viņš 1873. gadā uzrakstīja traktātu par magnētismu un elektrību. Elektromagnētiskā lauka vienādojumus viņš izstrādāja 1864. gadā. Tajā esošie vienādojumi tika izskaidroti un pareģoti ar herca darbu un mūsdienīgu darbu. Džeimss Klerks Maksvels formulēja svarīgu teoriju - tas ir, gaismas elektromagnētisko teoriju.
Sers Viljams Kruks (1832-1919)
Sers Viljams Kroukss izstrādāja elektriskās izlādes, izmantojot “Krooka caurules”, kuras 1878. gadā tika ļoti evakuētas. Šie pētījumi ļāva izveidot J. J. Tomsona 1890. gada izmeklēšanu par izlādes caurules fenomenu, kā arī elektronu. Sers Viljams izgudroja arī Tallium elementu, lai pabeigtu radiometru.
Olivers Heaviside (1850-1925)
Olivers Heaviside strādāja ar Maksvela vienādojumiem, lai mazinātu izsīkumu, kas radies to atrisināšanā. Šajā procedūrā viņš izveidoja vektoru analīzes formu, kas pazīstama kā “Operational Calculus”, kas mainīja diferenciāli (d / dt), izmantojot algebrisko mainīgo (p), lai mainītu diferenciālvienādojumus algebriskajiem vienādojumiem. Tātad tas ievērojami palielinās risinājuma ātrumu.
Olivers arī izgudroja jonizētā gaisa slāni un nosauca to pēc viņa, ka elektropārvades līnijās var iekļaut induktivitāti, lai palielinātu pārraides attālumu un ka lādiņi pēc masas palielināšanās palielināsies.
Heinrihs Rūdolfs Hercs (1857-1894)
Heinrihs Rūdolfs Hercs bija pirmais zinātnieks, kurš parādīja radioviļņu eksistenci. Viņa motivāciju ieguva Helmholcs un Maksvels.
1887. gadā viņš parādīja radioviļņu un arī Herci viļņu ātrumu, kas bija līdzvērtīgs gaismas ātrumam. Frekvenču mērvienība, piemēram, Hercs, ir nosaukta viņa vārdā.
Henrihs Rūdolfs Hercs (1857-1894)
Henrihs Rūdolfs Hercs bija vācu fiziķis, dzimis 1857. gadā Hamburgā. Viņš demonstrēja Maksvela paredzēto elektromagnētisko starojumu. Izmantojot eksperimentālās procedūras, viņš teoriju pierādīja ar inženierijas instrumentiem radio impulsu pārraidei un saņemšanai. Viņš bija pirmais cilvēks, kurš demonstrēja fotoelektrisko efektu. Frekvenču mērvienība viņa honorārā tika nosaukta par Hercu.
Charles Proteus Steinmetz (1865-1923)
Charles Proteus Steinmetz ir atklājis histerēzes zuduma matemātiku, tādējādi ļaujot inženieriem samazināt magnētiskos zudumus transformatoros. Čārlzs arī izmantoja matemātiku salikto skaitļu maiņstrāvas analīzei un tāpēc melnās mākslas vietā zinātniskajā bāzē izvietoja elektrisko sistēmu inženierijas projektu.
Kopā ar Nikolu Teslu viņš ir atbildīgs par elektroenerģijas ražošanu, kas ir tālu no Edisona neefektīvās līdzstrāvas sistēmas pretī stilīgākai maiņstrāvas sistēmai.
Bens Franklins (1746-52)
Bens Franklins eksperimentam izgudroja dažādus elektrostatiskos ģeneratorus, izmantojot rotējošas stikla lodītes. Izmantojot šo eksperimentu, viņš izgudroja elektrības teoriju vienam šķidrumam.
Iepriekšējās teorijās tika izmantoti divi elektriskie šķidrumi, kā arī divi magnētiskie šķidrumi. Tāpēc viņš iztēlojās vienkārši vienu neticamu elektrību Visumā. Elektrisko lādiņu atšķirība tika noskaidrota, izmantojot vienīgā elektriskā šķidruma pārpalikumu (+), citādi defektu (-). Pozitīvie un negatīvie simboli parādās elektriskajā ķēdē.
Andrē Marī Ampere (1775-1836)
Andrē Marī Ampere bija franču matemātiķis un fiziķis. Viņš pētīja elektriskās strāvas iedarbību un izgudroja solenoīdu. Viņa vārdā tika nosaukta elektriskās strāvas SI vienība (ampēri).
Karls Frīdrihs Gauss (1777-1855)
Karls Frīdrihs Gauss bija fizikas zinātnieks un lielākais vācu matemātiķis. Viņš piedalījās daudzās jomās, piemēram, algebrā, analīzē, statistikā, elektrostatikā un astronomijā. Viņa vārdā tika nosaukta magnētiskā lauka blīvuma CGS vienība.
Vilhelms Eduards Vēbers (1804-1891)
Vilhelms Eduards Vēbers bija vācu fiziķis. Viņš pētīja zemes magnētismu kopā ar savu draugu Karlu, kurš bija cepts bagāts. Viņš 1833. gadā izstrādāja elektromagnētisko telegrāfu un izveidoja arī absolūto elektrisko vienību sistēmu, un MKS plūsmas vienība tika nosaukta Vēbera vārdā.
Tomass Alva Edisons (1847-1932)
Tomass Alva Edisons bija uzņēmējs un amerikāņu izgudrotājs. Viņš izstrādāja daudzas ierīces, piemēram, praktiskas elektriskās spuldzes, kinofilmu kameras, fotoattēlus un citas tamlīdzīgas lietas. Izgudrojot elektrisko lampu, viņš novēroja Edisona efektu.
Nikola Tesla (1856-1943)
Nikola Tesla izgudroja Tesla spoli Tesla asinhronā motora maiņstrāvas (maiņstrāvas) elektroapgādes sistēmā, kas ietver transformators 3 fāžu elektrība un motors. 1891. gadā Tesla spole tika izgudrota un izmantota elektroniskajās iekārtās, televīzijā un radio aparātos. Magnētiskā lauka blīvuma mērvienība tika nosaukta viņa vārdā.
Gustavs Roberts Kirhofs (1824–1887)
Gustavs Roberts Kirhofs bija vācu fiziķis. Viņš izstrādāja Kirhofa likumu, kas ļauj aprēķināt elektrisko tīklu spriegumu, strāvu un pretestību.
Džeimss Preskots Džouls (1818–1889)
Džeimss Preskots Džouls bija alus darītājs un angļu fiziķis. Viņš atklāja enerģijas saglabāšanas likumu. Enerģijas vienība - Džouls tika nosaukts par godu viņam. Lai attīstītu temperatūras skalu, viņš sadarbojās ar lordu Kelvinu.
Sers Džons Ambrūzs Flemings (1849–1945)
Agrāko diodes cauruli izgudroja sers Džons Ambrozs Flemings 1905. gadā. Šajā ierīcē ir trīs vadi, kur divi vadi ir sildītājs un katods, bet atlikušais ir plāksne.
Lī De Forests (1873-1961)
Lī de mežs bija amerikāņu izgudrotājs, un viņš 1906. gadā izgudroja pirmo triodu vakuuma cauruli: Audiona cauruli. Viņu godināja kā radio tēvu.
Alberts Einšteins (1879-1955)
1905. gadā Einšteins piedalījās Maksa Planka eksperimenta rezultātos, lai pamanītu, ka elektromagnētiskā enerģija rodas no izstarojošiem objektiem daudzumos, kas bija atsevišķi.
Šo izstaroto lielumu jauda ir pazīstama kā gaismas kvanti, un tā bija tieši proporcionāla radiācijas frekvencei. Šeit šī frekvence atšķīrās no standarta elektromagnētiskās teorijas atkarībā no Maksvela vienādojumiem, kā arī termodinamikas likumiem.
Einšteins izmantoja Plankas kvantu hipotēzi, lai izskaidrotu novērojamo elektromagnētisko starojumu, citādi gaismu. Pamatojoties uz Einšteina viedokli, staru kūli varētu vizualizēt, iekļaujot atsevišķus starojuma paketes.
Einšteins izmantoja šo analīzi, lai noskaidrotu fotoelektrisko efektu, kur daži metāli rada elektronus, tiklīdz tie tiek apgaismoti caur gaismu noteiktā frekvencē. Einšteina teorija ir veidojusi kvantu mehānikas avotu.
Valters Šotkis (1886-1997)
Valters Šotkis bija vācu fiziķis. Viņš definēja šāvienu - nejaušu elektronu troksni termioniskās caurulēs un izgudroja vairāku režģu vakuuma cauruli.
Edvīns Hovards Ārmstrongs (1890-1954)
Edvīns Hovards Ārmstrongs bija izgudrotājs un amerikāņu elektroinženieris. Viņš izgudroja elektronisko oscilatoru un reģeneratīvo atgriezenisko saiti. 1917. gadā viņš izgudroja superheterodīna radio un 1933. gadā patentēja FM radio.
Džeks Sentklērs Kilbijs (1923-2005)
Džeks Sentklīrs Kilbijs tika izgudrots IC (integrētā shēma) Teksasas instrumentos, vienlaikus pētot miniaturizāciju - fāzes nobīdes oscilatoru ar neatkarīgi savienotām detaļām. Autortiesības viņš saņēma 1959. gadā.
Roberts Nortons Noiss (1927–1990)
Robert Norton Noyce tika ieviests IC, izmantojot praktisku pieeju ķēdes lieluma mērogošanai. Viņš kļuva par organizatoru tādam uzņēmumam kā Fairchild Semiconductor 1957. gadā.
1959. gadā Nojs un viņa kolēģis izgudroja pusvadītāju mikroshēmu dizainu. Līdzīga doma ienāca prātā atsevišķi tajā pašā gadā “Jack Kilby” Texas Instruments. Tātad gan Noyce, gan Kilby tika piešķirti patenti.
1968. gadā Nortons un Gordons Mūrs izveidoja Intel. 1971. gadā Intel dizainers Teds Hofs ir izgudrojis galveno mikroprocesoru, proti, 4004.
Seymour Cray (1925-1996)
1976. gadā superdatoru tēvs, proti, Seymour Cray un George Amdahl, tika definēts kā superdatoru nozare.
Rejs Prasads (1946. gads - joprojām turpinās 2019. gadā)
Surface Mount Technology Principles & Practice Textbook autors ir Rejs Prasads. Viņš saņēma daudzus apbalvojumus, piemēram, IPC prezidents, Intel Achievement, SMTA loceklis un Dītera V. Bergmana IPC stipendija.
Kopš galvenā inženiera viņš sāka SMT lidmašīnās, kā arī Boeing drošības sistēmās. Viņš rīkojās ar SMT globālo ieviešanu kā programmas vadītājs Intel organizācijā.
Laikā no 2000. līdz 2019. gadam elektronikas vēstures grafiks ir norādīts zemāk.
2006. gadā tika izgudrots bijušais WII, kā arī PS3 spēļu konsole.
2007. gadā tika izgudrots pirmais Apple iPhone, kā arī iPod.
2008. gadā tika izgudrota pirmā Android operētājsistēma viedtālruņiem.
2008. gadā tika izgudrots lielais hadronu paātrinātājs.
2010. gadā tika izgudrots Xbox 360 spēļu konsole.
2011. gadā saules paneļa apgriezieni, piemēram, atjaunojams enerģijas avots vai alternatīvs enerģijas avots.
2011. gadā NASA izgudroja kosmosa transportlīdzekli l, kas nolaidās uz Marsa.
2014. gadā tika uzsākta Microscale 3-D Printing.
2018. gadā NASA palaida Parker Solar Probe.
2019. gadā Indija uz Mēnesi palaida Chandrayan-2.
Elektronikas vēsture ir milzīgs apgabals, un nav iespējams sniegt pilnīgu informāciju par sistemātisko vēsturi ierobežotā diapazonā. Jebkurā gadījumā elektronikas koncepcija vispirms tika uzsākta tāpat kā filozofija, pēc tam fizika, pēc tam elektrotehnika un tagad šī koncepcija ieguva atzinību.
Mūsdienu elektronikas dzimšana tiek sākta no vakuuma diode. 20. gadsimts ir mainīts elektronikas dēļ, jo visas mūsdienās izmantotās sistēmas ir balstītas uz elektroniku. Šķiet, ka elektronikas nākotne ir ārkārtīgi laba elektronikas izaugsmes dēļ. Gaidāmās jomas, piemēram, bioinformātika un kvantu komunikācija, ir vadošie elektronikas reģioni.
Ceru, ka jūs to nedaudz labāk izprotat īsa elektronikas vēsture . Kāpēc mēs nevaram kaut ko iemācīties no iepriekš minētajiem filozofiem un izciliem izgudrotājiem, lai uzlabotu mūsu pasauli un tehnoloģijas? Lūdzu, dalieties savos viedokļos par šo rakstu zemāk esošajā komentāru sadaļā
