Введение

Научно – технический прогресс в третьем тысячелетии неразрывно связан с внедрением информационных технологий и телекоммуникационных систем (ТКС). Повышение эффективности, расширение функциональных возможностей и улучшения параметров и показателей ТКС возможно лишь при соответствующем развитии электроники.

Электроника – наука о взаимодействии электронов с электрическими и магнитными полями, методах создания электронных приборов и устройств, теории и практики устройств генерации сигналов, приеме передачи, обработки и хранения информации.

Термину электрон более 2500 лет. Он произошел от греческого слова elextron (янтарь).

Однако основные достижения электроники наблюдаются в последние 100 лет.

В истории развития электроники можно выделить пять основных этапов: электронных ламп, транзисторов, микроэлектроники, наноэлектроники и функциональной электроники.

Первый этап начался в 1904 г., когда английским ученым Д. А. Флемингом была предложена первая электронная лампа – диод. Прототипом электронной лампы явилась лампа накаливания, созданная русским электротехником А. Н. Лодыгиным в 1872 г. В 1907 г. была предложена электронная лампа с управляющим электродом – триод, способная усиливать и генерировать электрические сигналы. В последующие годы, наряду с совершенствованием электронных ламп, разрабатывались и другие электронные приборы: электронно-лучевые, ионные, фотоэлектронные.

Начало второго этапа развития электроники связано с открытием в конце 1947 г. американским и учеными У. Браттейном, Дж. Бардиным, У. Шокли транзисторного эффекта. В 1948 г. были изготовлены первые промышленные образцы биполярных транзисторов, а в 1952 г. – полевые транзисторы. В транзисторах были реализованы идеи, которые впервые были сформулированы советским ученым О. В. Лосевым в 1922 г.

Непрерывное расширение функций электронной аппаратуры и её усложнение привели в 1958 г. к началу третьего этапа – возникновению микроэлектроники. Задачей микроэлектроники является микроминиатюризация электронной аппаратуры с целью уменьшения её объема, массы, стоимости, повышения надежности и экономичности на основе использования комплекса физических, конструктивно – технологических и схемотехнических методов. Развитие микроэлектроники связано с повышением интеграции элементов интегральных схем.

Развитие микроэлектроники в последние десятилетия происходит в соответствии с законом Г. Мура. Число элементов в современных интегральных микросхемах (ИМС) увеличивается в 2 раза через каждые 2 года. Разработаны ИМС ультравысокой и гигантской степеней интеграции (УБИС и ГИС), содержащие 10⁶ ÷10⁹ элементов. Но пределы уменьшения размеров элементов не безграничны. У интегральной микроэлектроники существуют физические пределы развития.

Вступая в третье тысячелетие, в конкуренцию с традиционной микроэлектроникой вступает новое направление – наноэлектроника.

На развитие нанотехнологий и создание наноэлектронных приборов, устройств и систем, развитые страны тратят порядка 10 млрд долларов ежегодно.

Параллельно с интегральной микроэлектроникой и наноэлектроникой развивается функциональная электроника. Устройства функциональной электроники позволяют реализовывать определенные функции аппаратуры без применения стандартных базовых радиокомпонентов (транзисторов, диодов, резисторов и т. д.), используя различные физические явления в твердом теле (оптические, магнитные, акустические и другие).

Бурное развитие электроники продолжается. Ближайшие десятилетия прогнозируется прогресс в новых направлениях квантовой электроники и биоэлектроники.