简述电子技术的发展历程

周梓鑫

摘 要 电子技术的应用和发展日新月异。本文重点介绍了当前我国电子技术的发展历程，分别从电子整流时期、电子逆变时期和变频时期等多方面加以简要综述。

关键词 电子技术 发展过程 智能化

中图分类号：TN07 文献标识码：A

电子技术是依据电子学的基本原理，利用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，其中包括电力电子技术和信息电子技术两大分支。电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术；包括电力电子器件、变流电路和控制电路三部分，是以电力为处理对象并集电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的综合性学科。信息电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波和转换。

电子技术研究的是电子器件及其电子器件构成的电路的应用。半导体器件是构成各种分立、集成电子电路最基本的元器件。随着电子技术的飞速发展，各种新型半导体器件也层出不穷。现代电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。其发展先后经历了电子整流时期、电子逆变时期和变频时期，在不断的发展中促进了现代电力电子技术的广泛应用。

1电子整流时期

20世纪50年代中期到70年代末期，以大功率硅二极管、双极型功率晶体管和晶闸管应用为基础（尤其是晶闸管）的电力电子技术发展比较成熟。其发展起始于硅整流器件，先后经历了电子整流时期、电子逆变时期和变频时期，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。期间主要是大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用。1948年晶体管的出现引发了电子工业革命，半导体器件开始应用于通信领域，1957年，晶闸管的诞生扩展了半导体器件功率控制范围，属于第一代电力电子器件。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，当地办硅整流器厂逐渐增多，大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，其中电解、牵引和直流传动是以直流形式消费。

2电子逆变时期

70年代末以来，出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0～100Hz的交流电。例如日本的一些公司开始采用逆变技术，将市电整流后逆变为3kHz左右的中频，然后升压。在这个时期主要有两个方面的发展对电力电子技术引起了巨大的冲击。其一为微机的发展对电力电子装置的控制系统、故障检测、信息处理等起了重大作用，今后还将继续发展；其二为微电子技术、光纤技术等渗透到电力电子器件中，开发出更多的新一代电力电子器件。其中除普通晶闸管向更大容量（6500伏、3500安）发展外，门极可关断晶闸管（GTO）电压已达4500伏，电流已达 2500～3000安；双极型晶体管也向着更大容量发展。

3电子变频时期

80年代中后期功率MOSFET和绝缘栅极双极晶体管（IGBT）的问世，电力电子技术开始向高频化发展，高压、高频和大电流的功率半导体复合器件为第三代电器元件的大规模集成电路技术迅速发展，他们的性能更进一步得到了完善，具有小、轻和高效节能的特点。其工业产品最高电压达1400伏，最大电流达400安，工作频率比晶闸管高得多，采用达林顿结构时电流增益可达75～200。 随着光纤技术的发展，美国和日本于1981～1982年间相继研制成光控晶闸管并用于直流输电系统。这种光控管与电触发的晶闸管相比，简化了触发电路，提高了绝缘水平和抗干扰能力，可使变流设备向小型、轻量方向发展，既降低了造价，又提高运行的可靠性。同时，场控电力电子器件也得到发展，如功率场效应晶体管（power MOSFET）和功率静电感应晶体管（SIT）已达千伏级和数十至数百安级的电压、电流等级，中小容量的工作频率可达兆赫级。由场控和双极型合成的新一代电力电子器件，如绝缘栅双极型晶体管（IGT或IGBT）和MOS控制晶闸管（MCT）也正在兴起，容量也已相当大。这些新器件均具有门极关断能力，且工作频率可以大大提高，使电力电子电路更加简单，使电力电子装置的体积、重量、效率、性能等各方面指标不断提高，它将使电力电子技术发展到一个更新的阶段。与此同时，电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置的计算机模拟和仿真技术也在不断发展。进入90年代电力电子器件的研究和开发，已进入高频化，标准模块化，集成化和智能时代。据统计，到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在电力电子领域已成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

电子技术的创新与电子器件制造工艺，已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各发达国家均在这一领域注入极大的人力、物力和财力，使之进入高科技行业。随着电子技术的发展，电子技术在军事方面的应用越来越广泛，未来的军事电子技术所涉及的技术包含信息的处理、采集、合成、操作、传输、模拟和保密，它们是现在军事技术的核心。

参考文献

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