浅谈数字电子技术发展现状和趋势

齐晓光

摘要：数字电子技术在科学的发展和市场的巨大需求的带带东下迅速的发展着，数字电子技术的应用邻域也得到了很大的扩大，数字电子技术的发展和壮大已经逐渐占领了全球信息化进程的主导地位，本篇文章简单的介绍了数字电子技术的发展现状，分析了数字电子技术的未来发展趋势。

关键词：数字电子技术 应用现状 发展趋势

数字电子技术是当前发展最快的学科之一，电子技术可以分为数字电子技术和模拟电子技术，就逻辑器件而言，已经从20世纪40年代的电子管、20世纪50年代的晶体管和20世纪60年代的小规模集成电路，从中等到大规模集成，至今已发展到超大规模集成电路。近几年又出现了可编程逻辑电路，提供了更加完善方便的设计器件世纪过程和方法也再不断的演变和发展。半导体技术的大力发展推动应用，数字电子技术作为电子时代的支撑技术，在全球电子信息化的进程中起着巨大的推动作用。

一、发展现状

随着科学技术的发展和人类的进步，电子技术已经成了各种工程技术的核心，特别是进入信息时代以来，电子技术更是成了基本技术，其具体应用领域涵盖了通信领域、控制系统、测试系统、计算机等等各行各业。 电子技术的出现和应用，使人类进入了高新技术时代，电子技术诞生的历史虽短，但深入的领域却是最广最深，而且成为人类探索宇宙宏光世界和微观世界的物质技术和基础。

电子科学技术是人类在生产斗争和科学实验中发展起来的。1883年美国发明家爱迪生发现了热电子效应，随后在1904年弗莱明利用这个效应制成了电子二极管，并证实了电子管具有“阀门”作用，它首先被用于无线电检波。1906年美国的德福雷斯在弗莱明的二极管中放进了第三电极—栅极而发明了电子三极管，从而建树了早期电子技术上最重要的里程碑。半个多世纪以来，电子管在电子技术中立下了很大功劳;但是电子管毕竟成本高，制造繁，体积大，耗电多，从1948年美国贝尔实验室的几位研究人员发明晶体管以来，在大多数领域中已逐渐用晶体管来取代电子管。但是，我们不能否定电子管的独特优点，在有些装置中，不论从稳定性、经济性或功率上考虑，还需要采用电子管。 集成电路的第一个样品是在1958年见诸于世的。集成电路的出现和应用，标志着电子技术发展到了一个新的阶段。它实现了材料、元件、电路三者之间的统一;同传统的电子元件的设计与生产方式、电路的结构形式有着本质的不同。随着集成电路制造工艺的进步，集成度越来越高，出现了在规模和超大规模集成电路（例如可在一块6平方毫米的硅片上制成一个完整的计算机），进一步显示出集成电路的优越性。按元器件集成度（芯片上所集成的元件数量）分为小规模集成电路（100个元件以上）SSI、中规模集成电路（100—1000个元件）MSI，大规模集成电路（1000—100000个元件）LSI，超大规模集成电路（100000个以上元件）VLSI等四种，现在集成度已达到数千亿。 随着半导体技术的发展和科学研究、生产、管理和生活等方面的要求，电子计算机应时而兴起，并且日益完善。从1946年诞生第一台电子计算机以来，已经经历了电子管、晶体管、集成电路及大规模集成电路、超大规模集成电路，每秒运算速度已达百亿次。

现在正在研究开发第五代计算机（人工智能计算机），他们不依靠程序工作，而是依靠人工智能工作。目前利用电子计算机对几十台乃至上百台数字控制机床进行集中控制也已经实现。由于大功率半导体器件的制造工艺日益完善，电力电子技术已是当今一门发展迅速、方兴未艾的科学技术，应用于中频电源、变频调速、直流输电、不间断电源等诸多方面，使半导体进入了强电领域。现在已经发现的先进的电子材料有：仿生智能材料、纳米材料、先进复合材料、低维材料（量子点、量子线巴基球和巴基管）、高温超导材料和生物电子材料等，先进电子材料正应用于新型电子器件的制造之中。新型电子材料的问世，将使电子技术向更高层次发展，这些材料将使今后的电子器件具有功能化、智能化、结构功能一体化，使电子器件尺寸进一步缩小，功能更全，运算速度更快，为分子器件、单电子器件、分子计算机和生物计算机打下了基础。

二、数字电子技术的发展趋势

1.随着信息化时代的到来，社会需求者电子技术的飞速发展，数字电子技术更是成为社会经济发展的主力军，市场需求推动着信息技术向更深层次的迈进。因此科技信息的不断进步加速了产业的升级换代，这就要求数字电子技术必须要顺应市场的雪求，数字化是电子技术的必由之路，这已经成为当代的共识。我国的电子技术研究者经过多次探索和实验，使得数字化的历程在不断进行着一系列的重大变革。当代我们所使用的电子产品由于技术的不断革新正在以前所未有的速度进行更新换代，而这种革新又主要表现在大规模可编程逻辑器件的广泛应用之中，特别是在当今这个时代，半导体的工艺水平经过不断开发已经达到了深亚微米，芯片的集成度也达到千兆位，时钟频率也正在向千兆赫兹以上发展，数据传输位数甚至达到了几十亿次，这些技术在之前是难以想象的，这就注定soc片上系统必将成为未来集成电路技术的发展趋势。电子设计技术在不断的更新换代，发展到了今天，又将面临另一次更大意义的突破电子设计自动化基础的广泛应用必将在我们的信息时代再创奇迹。

2.数字与模拟电子技术之间的融合促进了新型电子器件的诞生，不断的提高性能一直是电子器件追求的目标，模拟技术与数字电子技术的融合首先提高了传统电子器件的性能，促进了新型电子器件的诞生。例如，传统电位器噪声大、实验寿命短、可靠性差、而集成EEROM、电子开关和线性电阻技术数字电位器改变了传统电位器的机械结构，从而根除了传统电位器的固有缺陷，提高了其性能。目前各种电子产品广泛的开关电压调节器、D类音频放大器都是数字與模拟相结合的新型电子器件。

随着科技的大力发展，数字电子技术将更广泛的应用生产生活中去，要大力发展数字电子技术，就要摆脱传统技术理念的束缚，将其与新兴技术结合起来，从而大大提高自身的工作效率，为电子产品数字化迈进奠定了坚实的基础，为未来的科技发展保驾护航。