Elektronisches Design - Geschichte und Zukunftstrend digitaler Schaltungen

Wir alle wissen, dass in der Computerwelt, es gibt nur zwei Staaten, das ist, Ein- und Ausschalten der digitale Schaltungen, Entsprechend der Binärzahl 1 oder 0. Jeder leistungsfähige Computer und komplizierte Berechnung werden immer von 1 realisiert, 0. Dies stimmt tatsächlich mit dem "Yin und Yang" der chinesischen klassischen Philosophie überein. 1,0 produziert alles. Die Entwicklungsgeschichte von digitale Schaltungen ist von langsam zu groß und von groß zu klein. Die Rechenleistung wird immer leistungsfähiger, aber die Entwicklung war immer im Einklang mit einer Regel. Heute, Insekten und jeder wird über die Entwicklungsgeschichte elektronischer Schaltungen sprechen, Moores Recht und künftiger Entwicklungstrend.

Entwicklungsgeschichte elektronischer Schaltungen von Vakuumröhren über Transistoren bis hin zu integrierten Schaltungen

Vakuumrohr und ENIAC

Die endgültige Berechnung des Computers wird durch Umschalten des Schaltzustandes der digitalen Schaltung, einschließlich Informationsübertragung und Geräteanschluss realisiert. Zu Beginn der Entwicklung der digitalen Schaltung, vor den 1950er Jahren, bestand die Schaltung aus Vakuumröhren. Die von Fleming erfundene Diode und die von de Forrest verbesserte Vakuumtriode produzierten einen Universalcomputer ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Compute).

Moderne elektronische Schaltungen bestehen aus riesigen Glasröhren, die in Vakuum gepumpt werden, so werden sie Vakuumröhren genannt. Vakuumröhre verwendet die beiden Pole des Filaments oder der Leiterplatte, um Elektronenstrahl auszustrahlen, um Strom zu steuern. Allerdings werden nicht alle Rohre evakuiert. Einige Gase und kleinere Röhren verwenden lichtempfindliche Materialien und Magnetfelder, um den Elektronenfluss zu steuern. Sie alle haben etwas gemeinsam: Sie sind teuer, verbrauchen viel Strom und geben viel Wärme ab. Sie sind auch sehr unzuverlässig und erfordern viel Wartung. Und sie sind so groß, dass es schwierig ist, kleinere "Computer" herzustellen.

Transistor

Die Erfindung des Transistors entstand aus der Forschung von Bell Laboratories und basierte auf der Suche nach einem Element mit niedrigem Preis, niedrigem oder keinem Stromverbrauch und keinem Temperaturanstieg. Das Element muss zudem einfach herzustellen, schnell schalten und klein sein. Unter der Leitung von William Shockley erfanden John Bardeen und Walter Brattain im Januar Transistoren, die diesen Eigenschaften entsprechen. Der Transistor ist klein in Größe und Widerstand, hat keine beweglichen Teile (also ist der Verlust sehr klein), ist zuverlässig und erzeugt fast keine Wärme. Die Erfindung des Transistors macht die Erforschung elektronischer Schaltungen bisher aktiv. Fast jeden Monat treten neue Entwicklungen in Bezug auf Transistorleistung, Größe und Zuverlässigkeit auf.

Integrierter Schaltkreis

Jack Kilby von Texas Instruments ist einer der ersten Menschen der Welt, der der Welt zeigt, dass viele dieser Transistoren auf einem einzigen Wafer (Siliziumwafer) platziert sind. In 1959 bewarb er sich für einen IC oder integrierten Schaltkreis. In den 1960er Jahren wurden Transistoren immer kleiner. Wir bauten komplexe ICs und bauten immer schnellere und kleinere "Computer".