Твердотельная электроника
Твердотельная электроника — это полупроводниковая электроника: электронное оборудование , в котором используются полупроводниковые устройства, такие как транзисторы , диоды и интегральные схемы (ИС). [1] [2] [3] [4] [5] Этот термин также используется как прилагательное для устройств, в которых полупроводниковая электроника, не имеющая движущихся частей, заменяет устройства с движущимися частями, например твердотельное реле , в котором транзисторные переключатели используются вместо электромеханического реле с подвижным рычагом , или твердотельный накопитель (SSD) — тип полупроводниковой памяти, используемый в компьютерах для замены жестких дисков , которые хранят данные на вращающемся диске. [6]
История [ править ]
Термин «твердотельный» стал популярным в начале эры полупроводников в 1960-х годах, чтобы обозначить эту новую технологию. Полупроводниковое устройство работает, управляя электрическим током, состоящим из электронов или дырок , движущихся внутри твердого кристаллического куска полупроводникового материала, такого как кремний , в то время как термоэлектронные вакуумные трубки, которые оно заменило, работали, управляя током электронов или ионов в вакууме внутри герметичной трубки. .
Хотя первым полупроводниковым электронным устройством был детектор «кошачьих усов» , грубый полупроводниковый диод , изобретенный примерно в 1904 году, твердотельная электроника началась с изобретения транзистора в 1947 году. [7] До этого во всем электронном оборудовании использовались вакуумные лампы , поскольку электронные лампы были единственными электронными компонентами , способными усиливать сигнал, что является важной функцией всей электроники. Транзистор, изобретенный Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Брэттеном во время работы под руководством Уильяма Шокли в Bell Laboratories в 1947 году. [8] также мог усилить и заменить электронные лампы. Первая транзисторная Hi-Fi система была разработана инженерами GE и продемонстрирована в Университете Филадельфии в 1955 году. [9] С точки зрения коммерческого производства, Fisher TR-1 был первым «полностью транзисторным» предусилителем , который стал доступен в середине 1956 года. [10] В 1961 году компания Transistronics выпустила твердотельный усилитель TEC S-15. [11]
Замена громоздких, хрупких, энергоемких электронных ламп на транзисторы в 1960-х и 1970-х годах произвела революцию не только в технологиях, но и в привычках людей, сделав возможной первую по-настоящему портативную бытовую электронику, такую как транзисторный радиоприемник , кассетный проигрыватель , рация. -телефоны и кварцевые часы , а также первые практичные компьютеры и мобильные телефоны . Другими примерами твердотельных электронных устройств являются микропроцессорный чип, светодиодная лампа, солнечный элемент , датчик изображения на устройствах с зарядовой связью (CCD), используемый в камерах, и полупроводниковый лазер .
Также в 1960-х и 1970-х годах производители телевизоров перешли с электронных ламп на полупроводники и рекламировали телевизоры как «100% твердотельные». [12] хотя электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) все еще была вакуумной трубкой. Это означало, что только шасси было на 100% твердотельным, не считая ЭЛТ. Ранние рекламные объявления подчеркивали это различие. [13] но в более поздних рекламных объявлениях предполагалось, что аудитория уже была проинформирована об этом, и сокращали его до «100% твердотельного». Можно сказать, что светодиодные дисплеи действительно на 100% твердотельные. [14]
См. также [ править ]
- Физика конденсированного состояния
- Лазерный диод
- Материаловедение
- Полупроводниковый прибор
- Солнечная батарея
- Физика твердого тела
- Интегральная схема управления питанием
Ссылки [ править ]
- ^ Мурти, бакалавр наук; Шанкар, П.; Радж, Балдев; и другие. (2013). Учебник нанонауки и нанотехнологий . Springer Science and Business Media. стр. 108–109. ISBN 978-3642280306 . Архивировано из оригинала 29 декабря 2017 г.
- ^ Пападопулос, Христо (2013). Твердотельные электронные устройства: введение . Springer Science and Business Media. стр. 5–6. ISBN 978-1461488361 . Архивировано из оригинала 29 декабря 2017 г.
- ^ Воган, Фрэнсис (22 февраля 2012 г.). «Почему выражение «твердое состояние», а не просто «твердое состояние»?» . Доска объявлений StraightDope (список рассылки). Архивировано из оригинала 7 декабря 2017 года . Проверено 5 декабря 2017 г.
- ^ «Что означает твердотельное состояние по отношению к электронике?» . Как это работает . ООО «ИнфоСпейс Холдингс». 2017. Архивировано из оригинала 7 декабря 2017 года . Проверено 5 декабря 2017 г.
- ^ «Твердотельное устройство» . Британская энциклопедия онлайн . Британская энциклопедия Inc., 2017. Архивировано из оригинала 1 августа 2017 года . Проверено 5 декабря 2017 г.
- ^ Кампардо, Джованни; Тициани, Федерико; Якуло, Массимо (2011). Память Mass Storage . Springer Science and Business Media. п. 85. ИСБН 978-3642147524 . Архивировано из оригинала 29 декабря 2017 г.
- ^ Пападопулос (2013) Твердотельные электронные устройства: Введение. Архивировано 29 декабря 2017 г. в Wayback Machine , стр. 11, 81-83
- ^ Мануэль, Кастельс (1996). Информационный век: экономика, общество и культура . Оксфорд: Блэквелл. ISBN 978-0631215943 . ОСЛК 43092627 .
- ^ Сораб К. Ганди; Вернон Мэтис; Эдвард Кеонджян; Ричард Ши; и другие. (1957) Первая в мире транзисторная Hi-Fi система.
- ↑ Объявление High Fidelity, март 1956 г. , стр. 9
- ^ Журнал Announcement Audio Magazine, август 1961 г. , стр. 44
- ^ «Рождественская книга желаний Sears 1975 года» . Сирс . 1975. с. 378 . Проверено 7 декабря 2023 г.
- ^ «Реклама RCA в журнале Life» . 30 октября 1971 г. Проверено 7 декабря 2023 г.
- ^ «Справочник по твердотельному освещению и светодиодам» . Тейлор и Фрэнсис . 2017 . Проверено 7 декабря 2023 г.
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
