Історія та розвитку радіотехніки

История та розвитку радиотехники.

Предметом електронної техніки є теорія і практика застосування електронних, іонних і напівпровідникових приладів у пристроях, системах і установках щодо різноманітних областей народного господарства. Гнучкість електронної апаратури, високі швидкодії, точність і чутливість відкривають нові можливості у багатьох галузях наук і техники.

Радіо (від латинського «radiare» — випромінювати, випускати промені) ;

1). Спосіб бездротового передачі повідомлень на відстань у вигляді електромагнітних хвиль (радіохвиль), изобретённый російським ученим О. С. Поповим в 1895 р. ;

2). Область науку й техніки, що з вивченням фізичних явищ, що у підставі цього способу, і з його використанням у зв’язку з, мовлення, телебаченні, локації і т.д.

Радіо, як було зазначено вище, відкрив великого русского учений Олександре Степановичу Попов. Датою винаходи радіо прийнято вважати 7 травня 1895 р., коли О. С. Попов виступив із публічним доповіддю і демонстрацією роботи свого радіоприймача на засіданні Фізичного відділення Російського фізико-хімічного суспільства на Петербурзі. Розвиток електроніки по винайденні радіо можна розділити втричі етапу: радиотелеграфный, радіотехнічний і етап власне электроники.

У період (близько 30) розвивалася радиотелеграфия і розроблялися наукові основи радіотехніки. З метою спрощення устрою радіоприймача і підвищення його чутливості за кордоном велися інтенсивні розробки та дослідження різних типів і надійних обнаружителей високочастотних коливань — детекторів. У 1904 р. було побудовано першу двухэлектродная лампа (діод), яка досі використовують у ролі детектора високочастотних коливань і випрямляча струмів технічної частоти, а 1906 р. з’явився карборундовый детектор. Трёхэлектродная лампа (триод) було запропоновано в 1907 р. У 1913 р. була розроблена схема лампового регенеративного приёмника і з допомогою тріода отримано невщухаючі електричні коливання. Нові електронні генератори дозволили замінити іскрові і дугові радіостанції ламповыми, що він практично вирішило проблеми радіотелефонії. Запровадженню електронних ламп в радіотехніку сприяла перша світова війна. З 1913 р. по 1920 р. радіотехніка стає лампової. Перші радіолампи у Росії виготовлено Н.Д. Папалексі в 1914 р. в Петербурзі. Через відсутність досконалої відкачування вони були вакуумними, а газонаполненными (з ртуттю). Перші вакуумні приёмно — підсилювальні лампи виготовлено в 1916 р. М.А. Бонч-Бруевичем. Бонч-Бруєвич в 1918 р. очолив розробку вітчизняних підсилювачів і генераторных радіоламп в Нижегородської радіолабораторії. Тоді було створено країні перший науково — радіотехнічний інститут з широкою програмою дій, привлёкший до роботам у сфері радіо багатьох талановитих вчених, молодих ентузіастів радіотехніки. Нижегородська лабораторія стала справжньої кузнею кадрів радиоспециалистов, у ній зародилися багато напрями радіотехніки, в подальшому які є самостійними розділами радіоелектроніки. У тому 1919 р. почався би серійний випуск електронної лампи РП-1. У 1920 р. Бонч-Бруєвич закінчив розробку перших у світі генераторных ламп з мідним анодом і водяникам охолодженням потужністю до 1 кВт, а 1923 р. — потужністю до 25 кВт. У Нижегородської радіолабораторії О. В. Лосевим в 1922 р. була відкрита можливість генерувати і посилювати радіосигнали з допомогою напівпровідникових приладів. Їм створили безламповый приймач — кристадин. Однак у роки були розроблено засоби одержання напівпровідникових матеріалів, та її винахід не стало поширеним. У другій період (близько 20 років) продовжувало розвиватися радиотелеграфирование. Одночасно значне поширення й застосування їх отримали радиотелефонирование і радіомовлення, було створено радионавигация і радіолокація. Перехід від радиотелефонирования решти областям застосування електромагнітних хвиль стало можливим завдяки досягненням электровакуумной техніки, яка освоїла випуск різних електронних і іонних приладів. Перехід від довгих хвиль до коротким та середнім, і навіть винахід схеми супергетеродина зажадали застосування ламп досконаліших, ніж триод. У 1924 р. розробили экранированная лампа з цими двома сітками (тетрод), а 1930 — 1931 рр. — пентод (лампа із трьома сітками). Електронні лампи стали виготовляти з катодами непрямого підігріву. Розвиток спеціальних методів радиоприёма потребував нових типів многосеточных ламп (змішувальних і частотно — преосвітніх в 1934 — 1935 рр.). Прагнення зменшити кількість ламп у схемі й тимчасово підвищити економічність апаратури призвело до розробці комбінованих ламп. Освоєння і ультракоротких хвиль призвело до вдосконалення відомих електронних ламп (з’явилися лампи типу «жолудь», металокерамічні триоды і маячковые лампи), і навіть розробці электровакуумных приладів з новими принципом управління електронним потоком — багаторезонаторних магнетронов, клистронов, ламп біжучому хвилі. Ці досягнення электровакуумной техніки зумовили розвиток радіолокації, радіонавігації, імпульсної багатоканальної радіозв'язку, телебачення та др.

Одночасно йшло розвиток іонних приладів, у яких використовується електронний розряд в газі. Був значно удосконалений изобретённый ще 1908 р. ртутний вентиль. З’явилися газотрон (1928;1929 рр.), тиратрон (1931 р.), стабилитрон, неонові лампи тощо. Розвиток способів передачі зображень і вимірювальної техніки супроводжувалося із розробкою та удосконаленням різних фотоелектричних приладів (фотоелементи, фотоэлектронные умножители, передають телевізійні трубки) і электронографических приладів для осцилографів, радіолокації і програм телебачення. Тоді ж радіотехніка перетворилася на самостійну інженерну науку. Інтенсивно розвивалися электровакуумная промисловість і радиопромышленность. Розробив інженерні методи розрахунку радіотехнічних схем, проведено щонайширші наукових досліджень, теоретичні і експериментальні роботи. І останнє період (60−70-ті роки) становить епоху напівпровідникової техніки та власне електроніки. Електроніка впроваджується в всі галузі науки, техніки і народної господарства. Будучи комплексом наук, електроніка міцно пов’язана з радиофизикой, радіолокацією, радионавигацией, радіоастрономією, радиометеорологией, радиоспектроскопией, електронної обчислювальної і керуючій технікою, радіокеруванням з відривом, телеизмерениями, квантової радиоэлектроникой тощо. У цей час тривало подальше вдосконалення электровакуумных приладів. Велика увага приділяється підвищенню їх міцності, надёжности, довговічності. Розроблялися бесцокольные (пальчикові) і надмініатюрні лампи, що дає можливість знизити габарити установок, які мають дуже багато радіоламп. Тривали інтенсивні роботи у сфері фізики твердого тіла, і теорії напівпровідників, розроблялися засоби одержання монокристалів напівпровідників, методи їхньої організації очищення запровадження домішок. Вагомий внесок у розвиток фізики напівпровідників внесла радянська школа академіка А. Ф. Иоффе. Напівпровідникові прилади швидко і дуже поширилися за 50-е-70-е роки в усі сфері народної господарства. У 1926 р. було запропоновано напівпровідниковий ректифікатор змінного струму з закису міді. Пізніше з’явилися выпрямители з селену і сірчистої міді. Бурхливий розвиток радіотехніки (особливо радіолокації) під час Другої світової війни дало нового поштовху до досліджень у сфері напівпровідників. Розроблено точкові выпрямители змінних струмів НВЧ з урахуванням кремнію і германію, а пізніше з’явилися площинні германивые діоди. У 1948 р. американські вчені Бардин і Браттейн створили германиевый точковий триод (транзистор), придатний посилення і генерування електричних коливань. Пізніше розроблений кремнієвий точковий триод. На початку 1970;х років точкові транзистори мало застосовувалися, а основним типом транзистора був площинною, вперше виготовлену 1951 р. Наприкінці 1952 р. були запропоновані площинною високочастотний тетрод, польовий транзистор та інші типи напівпровідникових приладів. У 1953 р. розробили дрейфовий транзистор. Тоді ж широко розроблялися і досліджувалися нові технологічні процеси обробки напівпровідникових матеріалів, способи виготовлення p-nпереходів та тіла напівпровідникових приладів. На початку 70- x років, крім площинних і дрейфовых германієвих і кремнієвих транзисторів, знаходили стала вельми поширеною та інші прилади, використовують властивості напівпровідникових матеріалів: тунельні діоди, керовані і некеровані четырёхслойные переключають прилади, фотодиоды і фототранзисторы, варикапы, терморезисторы тощо. Розвиток дослідницько-експериментальної і вдосконалення напівпровідникових приладів характеризується підвищенням робочих частот та збільшенням припустимою потужності. Перші транзистори мали обмеженими можливостями (граничні робочі частоти порядку сотні кілогерц і розсіювання порядку 100 — 200 мвт) і могли виконувати лише ті функції електронних ламп. А ж діапазону частот було створено транзистори з потужністю десятки ватів. Пізніше було створено транзистори, які можуть працювати на частотах до 5 МГц і розсіювати потужність порядку 5 ут, а в 1972 р. було створено зразки транзисторів на робочі частоти 20 — 70 МГц з потужностями розсіювання, сягаючими 100 ут і більше. Малопотужні ж транзистори (до 0,5 — 0,7 ут) можуть працювати на частотах понад 500 МГц. Пізніше з’явилися транзистори, працівники частотах порядку 1000 МГц. Водночас велися роботи з розширенню діапазону робочих температур. Транзистори, виготовлені на основі германію, мали спочатку робочі температури не вище +55 (70 (З, але в основі кремнію — не вище +100 (120 (З. Створені пізніше зразки транзисторів на арсениеде галію виявилися працездатними при температурах до +250 (З, та його робочі частоти у результаті довелись до 1000 МГц. Є транзистори на карбіті, працюючі за температур до 350 (З. Транзистори і напівпровідникові діоди за багатьма показниками у роки перевершували електронні лампи і через це повністю витіснили їх із областей електроніки. Перед проектувальниками складних електронних систем, які мають десятки тисяч активних і пасивних компонентів, стоїть завдання зменшення габаритів, ваги, споживаної потужності і вартості електронних пристроїв, поліпшення робочих характеристик І що найголовніше, досягнення високої надёжности роботи. Ці завдання успішно вирішує мікроелектроніка — напрям електроніки, що охоплює широкий комплекс нижченаведених проблем і методів, що з проектуванням і виготовленням електронної апаратури в микроминиатюрном виконанні рахунок повного чи часткового винятку дискретних компонентів. Основний тенденцією мікромініатюризації є «інтеграція» електронних схем, тобто. прагнення одночасному виготовлення великої кількості елементів та вузлів електронних схем, нерозривно пов’язаних між собою. Тому з різних галузей мікроелектроніки найефективнішою виявилася інтегральна мікроелектроніка, що є однією з головних напрямів сучасної електронної техніки. Зараз широко використовуються понад великі інтегральні схеми, ними побудовано все сучасне електронне устаткування, зокрема ЕОМ і т.д.

Используемая література :

1. Словник іноземних слів. 9-те вид. Видавництво «Російську мову» 1979 р., испр. — М.: «Російську мову», 1982 р. — 608 з. 2. Виноградов Ю. В. «Основи електронної і напівпровідникової техніки». Вид. 2- е, доп. М., «Енергія», 1972 р. — 536 с.

3. Журнал «Радіо», номер 12, 1978 г.