Historia elektroniki. Ryszard J. Barczyński, 2007

Transkrypt

1 Historia elektroniki Ryszard J. Barczyński, 2007

2 Prehistoria od elektryczności do elektroniki...

3 Detektor kryształkowy Ferdinand Braun, 1874 Ferdinand Braun stwierdził, że złącza metali i niektórych kryształów przewodzą prąd elektryczny lepiej w jednym z kierunków. To odkrycie (wcześniejsze od lamp...) można uznać za początek elektroniki ciała stałego.

4 Detektor kryształkowy Ferdinand Braun, 1874 Detektor Brauna był protoplastą całej gamy różnych prostowników. Obecnie takie elementy nazywa się diodami Schottky'ego na cześć jednego z twórców teorii pasmowej wyjaśniającej zjawiska zachodzące na złączu metal półprzewodnik. F. Braun to jeden z najbardziej zasłużonych wynalazców epoki wczesnego radia. Założył firmę Telefunken.

5 Koherer Eugène E.D. Branly 1890 Koherer zrobił w technice radiowej szybką karierę i równie szybko został całkowicie zapomniany. Jest to szklana rurka wypełniona drobnymi opiłkami metalowymi. Pod wpływem fali radiowej koherer drastycznie zmniejsza swój opór.

6 Radio Nicola Tesla Radio, czyli metoda przekazu informacji na odległość za pomocą fal radiowych ma wielu ojców. Jednym z najważniejszych jest Nicola Tesla. Prace i wykłady na ten temat prowadził od roku 1893, a patent USA otrzymał w roku 1900.

7 Wykrywacz burz Aleksander Popow, 1895

8 Radio Nicola Tesla czy Guliemo Marconi

9 Radio pierwsze zastosowania komercyjne Guliemo Marconi

10 Modulacja amplitudy AM Reginald Fessenden 1900 Schemat odbiornika kryształkowego. Zasada modulacji

11 Pierwsza transmisja radiofoniczna (AM) Reginald Fessenden, 1906 Pierwsza transmisja zawierała życzenia świąteczne z okazji Bożego Narodzenia. Audycja trwała około pięciu minut i była nadawana raz na tydzień.

12 Sredniowiecze elektroniki lampy elektronowe

13 Dioda próżniowa ("zawór elektryczny") John A. Fleming, 1905

14 Dioda próżniowa jak to działa Dioda próżniowa to przyrząd, w którym prąd może płynąć tylko w jedną stronę. Katoda, wykonana z materiału o małej pracy wyjścia i rozgrzana do wysokiej temperatury emituje elektrony Wyemitowane elektrony są przyciągane przez dodatnio spolaryzowaną anodę.

15 Dioda próżniowa jak to działa Symbole diody próżniowej pośrednio żarzona Charakterystyka pośrednio żarzonej diody próżniowej EY86 bezpośrednio żarzona

16 Trioda próżniowa (audion) Lee de Forest, 1907

17 Trioda próżniowa jak to działa W triodzie pomiędzy katodą a anodą umieszczono trzecią elektrodę siatkę. Napięcie przyłożone pomiędzy katodą a siatką oddziaływuje na elektrony zmieniając w ten sposób prąd płynący między katodą a anodą.

18 Trioda próżniowa jak to działa Charakterystyki anodowe lampy AC2.

19 Tetrody, pentody... i inne...ody tetroda pentoda... trioda heksoda

20 Inżynierskie ciekawostki epoki lamp elektronowych Układ scalony z epoki lamp elektronowych 3NF. Zawiera trzy triody, dwa kondensatory i pięć rezystorów.

21 Inżynierskie ciekawostki epoki lamp elektronowych EM84 EM4 EM80 Wskaźnik wysterowania magiczne oko : )

22 Inżynierskie ciekawostki epoki lamp elektronowych Jarzeniowy stabilizator napięcia stabilistor (także stabiliwolt)

23 Odbiornik reakcyjny Edwin H. Armstrong 1912 Cechą charakterystyczną odbiornika reakcyjnego jest dodatnie sprzężenie zwrotne we wzmacniaczu wielkiej częstotliwości. Poprawia to wzmocnienie i selektywność.

24 Odbiornik reakcyjny Pięciolampowy odbiornik reakcyjny typu NV 5 produkcji Łódzkich Zakładów Radjotechnicznych Audiofon. Wyprodukowany około 1928 roku. (

25 Odbiornik superheterodynowy Edwin H. Armstrong 1918 W odbiorniku superheterodynowym następuje mieszanie częstotliwości przestrajanego wewnętrznego generatora (heterodyny) z sygnałem wejściowym, a następnie wzmacniany jest sygnał o wynikowej częstotliwości (częstotliwość pośrednia).

26 Lampa elektronopromieniowa (prekursor kineskopu) Ferdinand Braun, 1898

27 Kineskop Vladimir K. Zworykin, 1923

28 Kineskop Vladimir K. Zworykin, 1923

29 Ikonoskop Vladimir K. Zworykin, 1940

30 Wczesna technika telewizyjna telebim (Telefunken, 1935)

31 Wczesna technika telewizyjna Telewizor samochodowy C.Lorenz A.G 1939 Rzutnik telewizyjny Telefunken 1939

32 Nadajnik/odbiornik FM Edwin H. Armstrong 1933

33 Pierwszy komputer ENIAC 1944 ENIAC Ważył 30 ton Zawierał lamp elektronowych Mierzył 2,4 x 30 metrów Wykonywał 5000 operacji na sekundę... z precyzją dziesięciu cyfr znaczących Gdy go włączano... przygasały światła w Filadelfii

34 Pierwszy komputer ENIAC 1944

35 Lata młodzieńcze elektroniki półprzewodniki

36 Teoria pasmowa ciał stałych Felix Bloch, 1928 Zawarta w doktoracie Felixa Blocha prowadząca do pasm energetycznych koncepcja funkcji falowej o periodycznym zaburzeniu to podstawa współczesnej fizyki ciała stałego.

37 Tranzystor MOS Julius E. Lilienfeld, 1930 Koncepcja Lilenfelda, mimo że wyprzedziła tranzystory bipolarne, to doczekała się realizacji dopiero znacznie później po opanowaniu technologii wytwarzania czystych materiałów półprzewodnikowych.

38 Radar Robert Watson Watt 1935 Badania nad radarem prowadzone w latach II WŚ zaowocowały nie tylko wieloma odkryciami, które walnie przyczyniły się do zwycięstw wojennych, ale doprowadziły również do ogromnego rozwoju elektroniki. Szczególnie wyróżniały się dwa laboratoria: Radiation Laboratory na MIT oraz Bell Laboratory należące do AT&T.

39 Tranzystor John Bardeen, William Shockley, Walter Brattain 1947 Zespół fizyki ciała stałego z Laboratorium Bella prowadził szeroko zakrojone prace, które doprowadziły między innymi do zbudowania tranzystora ostrzowego.

40 Tranzystor złączowy William Shockley 1951

41 Pierwsze komercyjne zastosowania tranzystora (całkowicie tranzystorowy aparat słuchowy) Zenith 1952 Aparat zawierał trzy germanowe tranzystory pnp firmy Raytheon. Wcześniej istniały opracowania hybrydowe lampowo tranzystorowe.

42 Na początku przewagi tranzystora nie były oczywiste (lampowa wersja aparatu słuchowego) Pierwsze tranzystory miały liczne wady: Bardzo niepowtarzalne parametry Czułość na zmiany temperatury (wada nadal istotna) Złe parametry przy większych częstotliwościach...

43 Pierwsze komercyjne zastosowania tranzystorów Pierwszy odbiornik radiowy na tranzystorach (Regency TR 1 Texas Instruments 1954)

44 Pierwszy komputer na tranzystorach TRADIC (Bell Labolatories 1954) TRADIC zawierał około 800 tranzystorów ostrzowych oraz 10,000 diod germanowych. Prędkością nie ustępował komputerom lampowym, a jego moc zasilania wynosiła tylko 100 watów. Niestety, tranzystory były około dwudziestokrotnie droższe od lamp.

45 Lata dojrzałe elektroniki układy scalone

46 Układ scalony Jack Kilby (Texas Instruments) 1958 Jack Kilby zbudował pierwszy układ scalony w dzisiejszym tego słowa znaczeniu w sierpniu 1958 roku. Był świeżo zatrudnionym pracownikiem laboratorium badawczego firmy Texas Instruments i nie przysługiwał mu urlop... W 2000 roku dostał za to osiągnięcie Nagrodę Nobla z fizyki.

47 Układ scalony Robert Noyce 1959 Robert Noyce rozwiązał skutecznie problem połączeń wewnętrznych w układach scalonych. Uważa się powszechnie, że niezależnie od Jacka Kilby wpadł na pomysł układu scalonego, ale zrobił to o kilka miesięcy później. Był jednym z założycieli firm Fairchild i Intel.

48 Scalony układ pamięci RAM (Intel 3101) 1969 Pamięć ma 64 bity w organizacji 16*4 bity. Została wykonana w technologii bipolarnej TTL Shottky. Pierwszy produkt firmy Intel.

49 Mikroprocesor Federico Faggin, Ted Hoff, Stan Mazor (Intel 4004) 1971 W 1969 japońska firma Busicom chciała zamówić dwanaście typów różnych specjalizowanych układów do peryferyjnych urządzeń komputerowych. Inżynierowie Intela wpadli na pomysł by zamiast dwunastu różnych wyprodukować jeden typ układu, ale za to programowalny.

50 Komputer osobisty MITS Altair 8800 (1975) Altair 8800 firmy MITS był prawdopodobnie iskrą, która wywołała wybuch komputerów osobistych. Pracował pod kontrolą systemu CP/M 80 lub interpretera Basic napisanego przez dwuosobową firmę Microsoft.

51 Pierwszy klon komputera osobistego IMSAI 8080 (1975) IMSAI 8080 wystąpił jako narzędzie hackera w filmie Gry wojenne (1983).

52

53 Scalony wzmacniacz operacyjny (Fairchild ua702) 1965 Wzmacniacze operacyjne pierwotnie służyły do wykonywania operacji matematycznych w komputerach analogowych i były wykonane z użyciem lamp elektronowych. Wprowadzenie wzmacniaczy operacyjnych w postaci układów scalonych zmieniło oblicze elektroniki analogowej.

54 Pierwszy odbiornik radiowy z układami scalonymi (Sony ICR 100, 1967)