stringtranslate.com

Твердотельная электроника

Интегральная схема (ИС) на печатной плате . Она называется твердотельной схемой, поскольку вся электрическая активность в схеме происходит внутри твердых материалов.

Твердотельная электроника — это полупроводниковая электроника: электронное оборудование , в котором используются полупроводниковые приборы , такие как транзисторы , диоды и интегральные схемы (ИС). [1] [2] [3] [4] [5] Этот термин также используется в качестве прилагательного для устройств, в которых полупроводниковая электроника, не имеющая подвижных частей, заменяет устройства с подвижными 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

Термин «твердое тело» стал популярным в начале эры полупроводников в 1960-х годах, чтобы отличить 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 твердотельным электронным устройством был детектор «кошачий ус» , грубый полупроводниковый диод, изобретенный около 1904 года, твердотельная электроника началась с изобретения транзистора в 1947 году. [7] До этого во всем электронном оборудовании использовались электронные лампы , поскольку только электронные лампы могли усиливать — важнейшая возможность во всей электронике. Транзистор, изобретенный Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Браттейном во время работы под руководством Уильяма Шокли в Bell Laboratories в 1947 году, [8] также мог усиливать и заменил электронные лампы. Первая транзисторная hi-fi-система была разработана инженерами GE и продемонстрирована в Филадельфийском университете 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 Transis-tronics выпустила твердотельный усилитель TEC S-15. [11]

Замена громоздких, хрупких, энергоемких электронных ламп транзисторами в 1960-х и 1970-х годах произвела революцию не только в технологиях, но и в привычках людей, сделав возможным появление первой по-настоящему портативной бытовой электроники, такой как транзисторный радиоприемник , кассетный плеер , рация 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 основе прибора с зарядовой связью (ПЗС), 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 электронной трубкой. Это означало, что только шасси было 100% твердотельным, не включая ЭЛТ. Ранняя реклама разъясняла это различие, [13] но более поздняя реклама предполагала, что аудитория уже была обучена этому, и сокращала это до «100% твердотельного». Можно сказать, что светодиодные дисплеи действительно 100% твердотельные. [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Мурти, Б.С.; Шанкар, П.; Радж, Балдев; и др. (2013). Учебник по нанонауке и нанотехнологиям. Springer Science and Business Media. С. 108–109. ISBN 978-3642280306. Архивировано из оригинала 29.12.2017.
  2. ^ Пападопулос, Христо (2013). Твердотельные электронные приборы: Введение. Springer Science and Business Media. С. 5–6. ISBN 978-1461488361. Архивировано из оригинала 29.12.2017.
  3. Vaughan, Francis (22 февраля 2012 г.). «Почему выражение «твердое тело» вместо просто «твердое тело»?». Доска объявлений StraightDope (список рассылки). Архивировано из оригинала 7 декабря 2017 г. . Получено 5 декабря 2017 г. .
  4. ^ "Что означает твердотельный в отношении электроники?". How Stuff Works . InfoSpace Holdings LLC. 2017. Архивировано из оригинала 7 декабря 2017 г. Получено 5 декабря 2017 г.
  5. ^ "Твердотельное устройство". Encyclopaedia Britannica online . Encyclopaedia Britannica Inc. 2017. Архивировано из оригинала 1 августа 2017 года . Получено 5 декабря 2017 года .
  6. ^ Кампардо, Джованни; Тициани, Федерико; Якуло, Массимо (2011). Память Mass Storage. Springer Science and Business Media. п. 85. ИСБН 978-3642147524. Архивировано из оригинала 29.12.2017.
  7. ^ Пападопулос (2013) Твердотельные электронные приборы: Введение Архивировано 29 декабря 2017 г. на Wayback Machine , стр. 11, 81-83
  8. ^ Мануэль, Кастельс (1996). Информационный век: экономика, общество и культура . Оксфорд: Blackwell. ISBN 978-0631215943. OCLC  43092627.
  9. ^ Сораб К. Ганди; Вернон Матис; Эдвард Кеонджян; Ричард Ши и др. (1957) Первая в мире транзисторная Hi-Fi-система
  10. Объявление High Fidelity, март 1956 г., стр. 9
  11. Announcement Audio Magazine, август 1961 г., стр. 44
  12. ^ "1975 Sears Christmas Wishbook". Sears . 1975. стр. 378. Получено 2023-12-07 .
  13. ^ "Реклама RCA в журнале Life". 1971-10-30 . Получено 2023-12-07 .
  14. ^ Фэн, Чжэ Чуань, ред. (2017). Справочник по твердотельному освещению и светодиодам. Тейлор и Фрэнсис . doi :10.1201/9781315151595. ISBN 978-1-315-15159-5. Получено 2023-12-07 .