電路發展史

① 電的發展史

早在對於電有任何具體認知之前，人們就已經知道發電魚會發出電擊。根據公元前2750年撰寫的古埃及書籍，這些魚被稱為「尼羅河的雷使者」，是所有其它魚的保護者。大約兩千五百年之後，希臘人、羅馬人，阿拉伯自然學者和阿拉伯醫學者，才又出現關於發電魚的記載。

1832年法國人皮克西製造出世界第一台試驗性發電機。1850年英國斯旺用紙碳製成燈絲泡問世。1866年德國西門子制出可應用的發電機。

1879年10月21日，美國愛迪生（和英國約塞夫·斯旺）都研究碳質燈絲電燈泡。愛迪生經千餘次的試驗用碳素燈絲的白熾燈泡得到了實際應用，故稱愛迪生發明了電燈。

傑克·基爾比於1958年和羅伯特·諾伊斯於1959年分別獨立發明集成電路。現今，大量晶體管、二極體、電阻器、電容器等等電子原件都可以被裝配在單獨的集成電路里。

電真正的應用是在18世紀末19世紀，直到20世紀21世紀才真正的走入平常百姓家。

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起電現象

摩擦起電，是通過摩擦的方式使得物體帶上電荷的物理現象。摩擦起電的步驟，是使用兩種不同的絕緣體相互摩擦，使得它們的最外層電子得到足夠的能量發生轉移，摩擦起電後兩絕緣體必帶等量異性電。

靜電吸附，是當帶靜電的物體靠近微小的不帶靜電的物體時，微小物體表面的自由電荷發生轉移，感應出與帶靜電物體相反的電性，而被吸引貼附於帶靜電物體上。利用靜電吸引輕小物體的原理，可以達到吸附工業粉塵的效果。

靜電感應，是指導體中的電荷在外電場的作用下在導體中重新分布的現象，由英國科學家約翰·坎通和瑞典科學家約翰·卡爾·維爾克分別在1753年和1762年發現。

靜電屏蔽，是指對於一個接地的空腔導體，外接電場不會影響腔內的物體，腔內帶電體的電場也不會影響腔外的物體。

靜電屏蔽的應用很廣泛，例如電子儀器外的金屬網罩、電纜外層包裹的金屬皮等都是用於防止外部電場對內部的影響。需要注意，如果外部的電場是交變電場，則靜電屏蔽的條件不再成立，另見電磁屏蔽。

② 集成電路產業的集成電路發展簡史

1947年：貝爾實驗室肖特萊等人發明了晶體管，這是微電子技術發展中第一個里程碑；集成電路
1950年：結型晶體管誕生；1950年： R Ohl和肖特萊發明了離子注入工藝；1951年：場效應晶體管發明；1956年：C S Fuller發明了擴散工藝；1958年：仙童公司Robert Noyce與德儀公司基爾比間隔數月分別發明了集成電路，開創了世界微電子學的歷史；1960年：H H Loor和E Castellani發明了光刻工藝；1962年：美國RCA公司研製出MOS場效應晶體管；1963年：F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技術，今天，95%以上的集成電路晶元都是基於CMOS工藝；1964年：Intel摩爾提出摩爾定律，預測晶體管集成度將會每18個月增加1倍；1966年：美國RCA公司研製出CMOS集成電路，並研製出第一塊門陣列（50門）；1967年：應用材料公司（Applied Materials）成立，現已成為全球最大的半導體設備製造公司；1971年：Intel推出1kb動態隨機存儲器（DRAM），標志著大規模集成電路出現；1971年：全球第一個微處理器4004由Intel公司推出，採用的是MOS工藝，這是一個里程碑式的發明；1974年：RCA公司推出第一個CMOS微處理器1802；1976年：16kb DRAM和4kb SRAM問世；1978年：64kb動態隨機存儲器誕生，不足0.5平方厘米的矽片上集成了14萬個晶體管，標志著超大規模集成電路（VLSI）時代的來臨；1979年：Intel推出5MHz 8088微處理器，之後，IBM基於8088推出全球第一台PC；1981年：256kb DRAM和64kb CMOS SRAM問世；1984年：日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM；1985年：80386微處理器問世，20MHz；1988年：16M DRAM問世，1平方厘米大小的矽片上集成有3500萬個晶體管，標志著進入超大規模集成電路（VLSI）階段；1989年：1Mb DRAM進入市場；1989年：486微處理器推出，25MHz，1μm工藝，後來50MHz晶元採用 0.8μm工藝；1992年：64M位隨機存儲器問世；1993年：66MHz奔騰處理器推出，採用0.6μm工藝；1995年：Pentium Pro, 133MHz，採用0.6-0.35μm工藝；集成電路
1997年：300MHz奔騰Ⅱ問世，採用0.25μm工藝；1999年：奔騰Ⅲ問世，450MHz，採用0.25μm工藝，後採用0.18μm工藝；2000年：1Gb RAM投放市場；2000年：奔騰4問世，1.5GHz，採用0.18μm工藝；2001年：Intel宣布2001年下半年採用0.13μm工藝。2003年：奔騰4 E系列推出，採用90nm工藝。2005年：intel 酷睿2系列上市，採用65nm工藝。2007年：基於全新45納米High-K工藝的intel酷睿2 E7/E8/E9上市。2009年：intel酷睿i系列全新推出，創紀錄採用了領先的32納米工藝，並且下一代22納米工藝正在研發。 (ball grid array)球形觸點陳列，表面貼裝型封裝之一。在印刷基板的背面按陳列方式製作出球形凸點用 以代替引集成電路
腳，在印刷基板的正面裝配LSI 晶元，然後用模壓樹脂或灌封方法進行密封。也稱為凸點陳列載體(PAC)。引腳可超過200，是多引腳LSI 用的一種封裝。封裝本體也可做得比QFP(四側引腳扁平封裝)小。例如，引腳中心距為1.5mm 的360 引腳 BGA 僅為31mm 見方；而引腳中心距為0.5mm 的304 引腳QFP為40mm 見方。而且BGA 不 用擔心QFP 那樣的引腳變形問題。該封裝是美國Motorola 公司開發的，首先在攜帶型電話等設備中被採用，今後在美國有 可 能在個人計算機中普及。最初，BGA 的引腳(凸點)中心距為1.5mm，引腳數為225。也有一些LSI 廠家正在開發500 引腳的BGA。BGA 的問題是迴流焊後的外觀檢查。尚不清楚是否有效的外觀檢查方法。有的認為，由於焊接的中心距較大，連接可以看作是穩定的，只能通過功能檢查來處理。 美國Motorola 公司把用模壓樹脂密封的封裝稱為OMPAC，而把灌封方法密封的封裝稱為GPAC(見OMPAC 和GPAC)。 表面貼裝型封裝之一，即用下密封的陶瓷QFP，用於封裝DSP 等的邏輯LSI 電路。帶有窗 口的集成電路
Cerquad 用於封裝EPROM 電路。散熱性比塑料QFP 好，在自然空冷條件下可容許1. 5～ 2W 的功率。但封裝成本比塑料QFP 高3～5 倍。引腳中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、 0.5mm、 0.4mm 等多種規格。引腳數從32 到368。帶引腳的陶瓷晶元載體，表面貼裝型封裝之一，引腳從封裝的四個側面引出，呈丁字形 。 帶有窗口的用於封裝紫外線擦除型EPROM 以及帶有EPROM 的微機電路等。此封裝也稱為 QFJ、QFJ－G(見QFJ)。 (al tape carrier package)雙側引腳帶載封裝。TCP(帶載封裝)之一。引腳製作在絕緣帶上並從封裝兩側引出。由於 利 用的是集成電路
TAB(自動帶載焊接)技術，封裝外形非常薄。常用於液晶顯示驅動LSI，但多數為 定製品。 另外，0.5mm 厚的存儲器LSI 簿形封裝正處於開發階段。在日本，按照EIAJ(日本電子機 械工 業)會標准規定，將DICP 命名為DTP。 (surface mount type)表面貼裝型PGA。通常PGA 為插裝型封裝，引腳長約3.4mm。表面貼裝型PGA 在封裝的 底面有陳列集成電路
狀的引腳，其長度從1.5mm 到2.0mm。貼裝採用與印刷基板碰焊的方法，因而 也稱 為碰焊PGA。因為引腳中心距只有1.27mm，比插裝型PGA 小一半，所以封裝本體可製作得 不 怎麼大，而引腳數比插裝型多(250～528)，是大規模邏輯LSI 用的封裝。封裝的基材有 多層陶 瓷基板和玻璃環氧樹脂印刷基數。以多層陶瓷基材製作封裝已經實用化。 (pin grid array)陳列引腳封裝。插裝型封裝之一，其底面的垂直引腳呈陳列狀排列。封裝基材基本上都 采 用多層陶集成電路
瓷基板。在未專門表示出材料名稱的情況下，多數為陶瓷PGA，用於高速大規模 邏輯 LSI 電路。成本較高。引腳中心距通常為2.54mm，引腳數從64 到447 左右。 了為降低成本，封裝基材可用玻璃環氧樹脂印刷基板代替。也有64～256 引腳的塑料PG A。 另外，還有一種引腳中心距為1.27mm 的短引腳表面貼裝型PGA(碰焊PGA)。(見表面貼裝 型PGA)。 (quad flat non-leaded package)四側無引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。現在多稱為LCC。QFN 是日本電子機械工業 會規定的集成電路
名稱。封裝四側配置有電極觸點，由於無引腳，貼裝佔有面積比QFP 小，高度 比QFP 低。但是，當印刷基板與封裝之間產生應力時，在電極接觸處就不能得到緩解。因此電 極觸點 難於作到QFP 的引腳那樣多，一般從14 到100 左右。 材料有陶瓷和塑料兩種。當有LCC 標記時基本上都是陶瓷QFN。電極觸點中心距1.27mm。塑料QFN 是以玻璃環氧樹脂印刷基板基材的一種低成本封裝。電極觸點中心距除1.27mm 外， 還有0.65mm 和0.5mm 兩種。這種封裝也稱為塑料LCC、PCLC、P－LCC 等。 (Small Outline Package(Wide-Jype))寬體SOP。部分半導體廠家採用的名稱。

③ 電的發展歷史是怎樣

一、古代發現

早在對於電有任何具體認知之前，人們就已經知道發電魚（electric fish）會發出電擊。早在4750年前撰寫的古埃及書籍記載，這些魚被稱為「尼羅河的雷使者」，是所有其它魚的保護者。大約兩千五百年之後，希臘人、羅馬人，阿拉伯自然學者和阿拉伯醫學者，才又出現關於發電魚的記載。

古羅馬醫生 Scribonius Largus 也在他的大作《Compositiones Medicae》中，建議患有像痛風或頭疼一類病痛的病人，去觸摸電鰩，也許強力的電擊會治癒他們的疾病。

阿拉伯古人可能是最先了解閃電本質的族群。早於15世紀以前，阿拉伯人就創建了「閃電」的阿拉伯字 「raad」，並將這字用來稱呼電鰩。

在地中海區域的古老文化里，很早就有文字記載，將琥珀棒與貓毛摩擦後，會吸引羽毛一類的物。2600年前左右，古希臘的哲學家泰勒斯（Thales, 640-546B.C.）就做了一系列關於靜電的觀察。從這些觀察中，他認為摩擦使琥珀變得磁性化。

這與礦石像磁鐵礦的性質迥然不同；磁鐵礦天然地具有磁性。泰勒斯的見解並不正確。但後來，科學證實了磁與電之間的密切關系。

二、近代研究

但是幾千年來，人們只是觀察了雷電等自然現象，並不了解電的本質，直到1600年，由於英國科學家威廉·吉爾伯特的嚴謹科學態度，才開始對於電與磁的現象出現進行了系統性研究。吉爾伯特是英國女王伊麗莎白一世的皇家醫生，他對於電和磁特別有興趣，撰寫了第一本闡述電和磁的科學著作《論磁石》。

這是一本具有現代科學精神的書籍，著重於從實驗結果論述。吉爾伯特指出，不只是琥珀可以經過摩擦產生靜電的物質，鑽石、藍寶石、玻璃等等，也都可以表現出同樣的電學性質，在這里，他成功地擊破了琥珀的吸引力是其內秉性質這持續了2000年的錯誤觀念。

吉爾伯特製成的靜電驗電器可以敏銳的探測靜電電荷。在之後的一個世紀，這是最優良的探測靜電電荷的儀器。

先前，義大利數學家和醫生吉羅拉莫·卡爾達諾列出一些電現象與磁現象的不同之處。

從卡爾達諾的結果，吉爾伯特得到很多啟發，他提出更多分歧之處：帶電物質會吸引所有其它物質，而磁石只會吸引鐵器；琥珀需要磨擦才能產生電性，而磁石不需要任何動作；磁石會將物體按照某定向排列，而帶電物質則只會吸引其它物質。

吉爾伯特創建了新拉丁術語「electrica」（類似琥珀，從「ήλεκτρον」，「elektron」，希臘文的「琥珀」），意思為像琥珀的吸引方式一般的那些物質。

由於他在電學的眾多貢獻，吉爾伯特被後人尊稱為「電學之父」。

後來，從「electricus」又衍生了英文詞語「electric」和「electricity」，這兩個英文字最先出現於托馬斯·布朗的1646年著作《世俗謬論》（Pseudodoxia Epidemica，英文書名《Vulgar Errors》）。

之後，科學家奧托·馮·格里克、羅伯特·波義耳、史蒂芬·葛雷（Stephen Gray） 、查理·杜費（Charles Fay） 等等，都做了更進一步的研究。

三、十八世紀

1767年，約瑟夫·普利斯特里做實驗發現，在帶電金屬容器的內部，電作用力為零。從這實驗結果，他准確猜測，帶電物體作用於彼此之間的吸引力與萬有引力都遵守同樣的定律。

1785年，查爾斯·庫侖用扭秤（torsion balance）做實驗證實了普利斯特里的猜測，兩個帶電物體施加於彼此之間的作用力與距離成平方反比。他奠定了靜電的基本定律，即庫侖定律。於此，電的研究已提升成為一種精密科學。

1791年，路易吉·伽伐尼發現，假設將青蛙與靜電發電機連結成閉合電路，然後開啟靜電發電機，則青蛙肌肉會顫動。這實驗演示出，神經細胞倚賴電的媒介將信號傳達到肌肉。他因此創建了生物電學術領域。

1800年，亞歷山大·伏打伯爵將銅片和鋅片浸於食鹽水中，並接上導線，製成了第一個電池：伏打電堆，堪稱是現代電池的元祖。伏打電堆給予科學家一種比靜電發電機更穩定的電源，能夠連續不斷的供給電流。

四、十九世紀

1820年，漢斯·奧斯特在課堂做實驗時意外發現，電流能夠偏轉指南針的方向，演示出電流周圍會生成磁場，即電流的磁效應。

隨後，安德烈·瑪麗·安培對於這現象做定量描述，給出安培力定律與安培定律。他們兩個人的研究成果成功地將電與磁現象連結在一起，共稱為「電磁現象」。應用這理論，可以製作出來磁性超強勁於天然磁石的電磁鐵。1827年，格奧爾格·歐姆發展出一套精緻的數學理論來分析電路。

1831年，麥可·法拉第與約瑟·亨利分別獨立地發現了電磁感應──磁場的變化可以生成電場。1865年，詹姆斯·麥克斯韋將電磁學加以整合，提出麥克斯韋方程組，並且推導出電磁波方程。由於他計算出來的電磁波速度與測量到的光速相等，他大膽預測光波就是電磁波。

1887年，海因里希·赫茲成功製成並接收到麥克斯韋所描述的電磁波。麥克斯韋將電學、磁學與光學統合成一種理論。

1859年，德國物理學家尤利烏斯·普呂克將真空管兩端的電極之間通上高壓電，產生陰極射線。物理學者發現，陰極射線是以直線傳播，但其傳播方向會被磁場偏轉。陰極射線具有可測量的動量與能量。1897年，約瑟夫·湯姆孫做實驗證實，陰極射線是由帶負電的粒子組成，稱為電子，因此他發現了電子。

十九世紀早期見證了電磁學快速蓬勃，如火如荼的演進。到了後期，應用電磁學的先進知識，電機工程學開始了一段突破性的發展。

例如，亞歷山大·貝爾發明了電話、湯瑪斯·愛迪生設計出優良的白熾燈和直流電力系統、尼古拉·特斯拉發展完成感應電動機和發現交流電、卡爾·布勞恩改良成功裝置在顯示器或電視機里的陰極射線管。

由於這些與其他眾多發明家所做出的貢獻，電已經成為現代生活的必需工具，更是第二次工業革命的主要動力。

五、二十世紀

德國物理學者海因里希·赫茲於1887年發現，照射紫外線於電極可以幫助產生更多電花。這就是光電效應所產生的現象。包括約瑟夫·湯姆孫、菲利普·萊納德在內的物理學者們，對於光電效應的做了很多理論研究與實驗研究。

1905年，阿爾伯特·愛因斯坦發表論文對於光電效應的眾多實驗數據給出解釋。愛因斯坦主張，光束是由一群離散的量子（現稱為光子）組成，而不是連續性波動。

假若光子的頻率大於某極限頻率，則該光子擁有足夠能量來使得金屬表面的電子逃逸，產生光電效應。這個重要發現展開了量子物理的大門。

1901年，古列爾莫·馬可尼從英國發射無線電訊號，越過大西洋，傳送至加拿大。5年後，「無線電之父」李·德富雷斯特研究出真空三極體。這重大發明推動電子時代急速向前推進，使得無線電與長途電話科技不再是遙不可及的夢想。

到了1940、1950年代，固態原件開始出現在越來越多個場合，這標記著真空管科技的快速沒落與半導體科技的崛起。1947年，貝爾實驗室的威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布喇頓工作團隊發明了晶體管。

這是二十世紀最重要的發明之一，凡是電子器具大多都須要用到晶體管。傑克·基爾比於1958年和羅伯特·諾伊斯於1959年分別獨立發明集成電路。

現今，大量晶體管、二極體、電阻器、電容器等電子原件都可以被裝配在單獨的集成電路里。

生產與應用

1、發電和傳輸

公元前 6 世紀，希臘哲學家米利都的泰勒斯用琥珀棒進行了實驗，這些實驗是對電能生產的第一次研究。雖然這種方法，現在稱為摩擦電效應，可以提升輕物體並產生火花，但效率極低。

直到十八世紀伏打電堆的發明，才出現了可行的電力來源。伏打電堆及其現代派生電池，以化學方式儲存能量，並以電能的形式按需提供。

電池是一種通用且非常常見的電源，非常適合許多應用，但其能量存儲是有限的，一旦放電就必須處理掉或重新充電。對於大的電力需求，必須通過導電傳輸線連續產生和傳輸電能。

電力通常由機電發電機產生，由化石燃料燃燒產生的蒸汽或核反應釋放的熱量驅動；或其他來源，例如從風或流水中提取的動能。查爾斯·帕森斯爵士於 1884 年發明的現代蒸汽輪機今天使用各種熱源產生了世界上大約 80% 的電力。

這種發電機與法拉第 1831 年的單極盤發電機沒有相似之處，但它們仍然依賴於他的電磁原理，即連接不斷變化的磁場的導體會在其兩端感應出電勢差。

19世紀後期變壓器的發明意味著電力可以在更高的電壓和更低的電流下更有效地傳輸。高效的電力傳輸反過來意味著電力可以在集中發電站產生，在那裡它受益於規模經濟，然後被輸送到相對較遠的地方需要它的地方。

由於電能的儲存量不足以滿足全國范圍的需求，因此在任何時候都必須准確地生產所需的電能。這要求電力公司對其電力負荷進行仔細預測，並與其發電站保持持續協調。必須始終保留一定數量的發電量，以緩沖電網免受不可避免的干擾和損失。

隨著國家現代化和經濟發展，對電力的需求以極快的速度增長。美國在 20 世紀前三個十年的每年需求增長 12%，印度或中國等新興經濟體現在正在經歷這種增長率。從歷史上看，電力需求的增長率已經超過了其他形式的能源。

與發電有關的環境問題導致人們越來越關注可再生能源，特別是風能和太陽能發電。雖然關於不同發電方式對環境的影響的爭論有望繼續，但其最終形式相對清潔。

2、應用

電力是一種非常方便的能量傳輸方式，它已經適應了大量且不斷增長的用途。1870 年代實用的白熾燈泡的發明使照明成為首批公開可用的電力應用之一。盡管電氣化帶來了自身的危險，但取代燃氣照明的明火極大地減少了家庭和工廠內的火災隱患。

許多城市都設立了公共事業，瞄準新興的電氣照明市場。在 20 世紀後期和現代，這一趨勢開始朝著電力部門放鬆管制的方向發展。

燈絲燈泡中採用的電阻焦耳熱效應也更直接地用於電加熱。雖然這是通用且可控的，但它可以被視為浪費，因為大多數發電已經需要在發電站產生熱量。

一些國家，例如丹麥，已頒布立法限制或禁止在新建築中使用電阻式電加熱。然而，電力仍然是一種非常實用的供暖和製冷能源，帶有空調/熱泵代表了一個不斷增長的供暖和製冷電力需求部門，電力公司越來越需要適應其影響。

電用於電信，事實上，1837 年庫克和惠斯通在商業上展示的電報是其最早的應用之一。隨著1860 年代第一個橫貫大陸，然後是橫貫大西洋的電報系統的建設，電力在幾分鍾內實現了全球范圍內的通信。光纖和衛星通信已經占據了通信系統市場的份額，但預計電力仍將是這一過程的重要組成部分。

電磁學的影響在最明顯採用電動馬達，其提供動力的清潔和有效的手段。像絞盤這樣的固定電機很容易提供電源，但是隨著它的應用而移動的電機，例如電動汽車，則必須攜帶電池等電源，或者從滑動觸點，例如受電弓。

電動汽車用於公共交通，例如電動公交車和火車，以及越來越多的私人擁有的電池供電的電動汽車。

電子設備使用晶體管，這可能是 20 世紀最重要的發明之一，和所有現代電路的基本構建塊。現代集成電路可能在僅幾平方厘米的區域內包含數十億個小型化晶體管。

④ 簡述電學的發展史

電 學 發 展 史

"電"一詞在西方是從希臘文琥珀一詞轉意而來的，在中國則是從雷閃現象中引出來的。自從18世紀中葉以來，對電的研究逐漸蓬勃開展。它的每項重大發現都引起廣泛的實用研究，從而促進科學技術的飛速發展。

現今，無論人類生活、科學技術活動以及物質生產活動都已離不開電。隨著科學技術的發展，某些帶有專門知識的研究內容逐漸獨立，形成專門的學科，如電子學、電工學等。電學又可稱為電磁學，是物理學中頗具重要意義的基礎學科。

電學的發展簡史

有關電的記載可追溯到公元前6世紀。早在公元前585年，希臘哲學家泰勒斯已記載了用木塊摩擦過的琥珀能夠吸引碎草等輕小物體，後來又有人發現摩擦過的煤玉也具有吸引輕小物體的能力。在以後的2000年中，這些現象被看成與磁石吸鐵一樣，屬於物質具有的性質，此外沒有什麼其他重大的發現。

在中國，西漢末年已有"碡瑁(玳瑁)吸偌(細小物體之意)"的記載；晉朝時進一步還有關於摩擦起電引起放電現象的記載"今人梳頭，解著衣時，有隨梳解結有光者，亦有吒聲"。

1600年，英國物理學家吉伯發現，不僅琥珀和煤玉摩擦後能吸引輕小物體，而且相當多的物質經摩擦後也都具有吸引輕小物體的性質，他注意到這些物質經摩擦後並不具備磁石那種指南北的性質。為了表明與磁性的不同，他採用琥珀的希臘字母拼音把這種性質稱為"電的"。吉伯在實驗過程中製作了第一隻驗電器，這是一根中心固定可轉動的金屬細棒，當與摩擦過的琥珀靠近時，金屬細棒可轉動指向琥珀。

大約在1660年，馬德堡的蓋利克發明了第一台摩擦起電機。他用硫磺製成形如地球儀的可轉動球體，用乾燥的手掌摩擦轉動球體，使之獲得電。蓋利克的摩擦起電機經過不斷改進，在靜電實驗研究中起著重要的作用，直到19世紀霍耳茨和推普勒分別發明感應起電機後才被取代。

18世紀電的研究迅速發展起來。1729年，英國的格雷在研究琥珀的電效應是否可傳遞給其他物體時發現導體和絕緣體的區別：金屬可導電，絲綢不導電，並且他第一次使人體帶電。格雷的實驗引起法國迪費的注意。1733年迪費發現絕緣起來的金屬也可摩擦起電，因此他得出所有物體都可摩擦起電的結論。他把玻璃上產生的電叫做"玻璃的"，琥珀上產生的電與樹脂產生的相同，叫做"樹脂的"。他得到：帶相同電的物體互相排斥；帶不同電的物體彼此吸引。

1745年，荷蘭萊頓的穆申布魯克發明了能保存電的萊頓瓶。萊頓瓶的發明為電的進一步研究提供了條件，它對於電知識的傳播起到了重要的作用。

差不多同時，美國的富蘭克林做了許多有意義的工作，使得人們對電的認識更加豐富。1747年他根據實驗提出：在正常條件下電是以一定的量存在於所有物質中的一種元素；電跟流體一樣，摩擦的作用可以使它從一物體轉移到另一物體，但不能創造；任何孤立物體的電總量是不變的，這就是通常所說的電荷守恆定律。他把摩擦時物體獲得的電的多餘部分叫做帶正電，物體失去電而不足的部分叫做帶負電。

嚴格地說，這種關於電的一元流體理論在今天看來並不正確，但他所使用的正電和負電的術語至今仍被採用，他還觀察到導體的尖端更易於放電等。早在1749年，他就注意到雷閃與放電有許多相同之處，1752年他通過在雷雨天氣將風箏放入雲層，來進行雷擊實驗，證明了雷閃就是放電現象。在這個實驗中最幸運的是富蘭克林居然沒有被電死，因為這是一個危險的實驗，後來有人重復這種實驗時遭電擊身亡。富蘭克林還建議用避雷針來防護建築物免遭雷擊，1745年首先由狄維斯實現，這大概是電的第一個實際應用。

18世紀後期開始了電荷相互作用的定量研究。1776年，普里斯特利發現帶電金屬容器內表面沒有電荷，猜測電力與萬有引力有相似的規律。1769年，魯賓孫通過作用在一個小球上電力和重力平衡的實驗，第一次直接測定了兩個電荷相互作用力與距離二次方成反比。1773年，卡文迪什推算出電力與距離的二次方成反比，他的這一實驗是近代精確驗證電力定律的雛形。

1785年，庫侖設計了精巧的扭秤實驗，直接測定了兩個靜止點電荷的相互作用力與它們之間的距離二次方成反比，與它們的電量乘積成正比。庫侖的實驗得到了世界的公認，從此電學的研究開始進入科學行列。1811年泊松把早先力學中拉普拉斯在萬有引力定律基礎上發展起來的勢論用於靜電，發展了靜電學的解析理論。

18世紀後期電學的另一個重要的發展是義大利物理學家伏打發明了電池，在這之前，電學實驗只能用摩擦起電機的萊頓瓶進行，而它們只能提供短暫的電流。1780年，義大利的解剖學家伽伐尼偶然觀察到與金屬相接觸的蛙腿發生抽動。他進一步的實驗發現，若用兩種金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉，則當兩種金屬相碰時，蛙腿也會發生抽動。

1792年，伏打對此進行了仔細研究之後，認為蛙腿的抽動是一種對電流的靈敏反應。電流是兩種不同金屬插在一定的溶液內並構成迴路時產生的，而肌肉提供了這種溶液。基於這一思想，1799年，他製造了第一個能產生持續電流的化學電池，其裝置為一系列按同樣順序疊起來的銀片、鋅片和用鹽水浸泡過的硬紙板組成的柱體，叫做伏打電堆。

此後，各種化學電源蓬勃發展起來。1822年塞貝克進一步發現，將銅線和一根別種金屬(鉍)線連成迴路，並維持兩個接頭的不同溫度，也可獲得微弱而持續的電流，這就是熱電效應。

化學電源發明後，很快發現利用它可以作出許多不尋常的事情。1800年卡萊爾和尼科爾森用低壓電流分解水；同年裡特成功地從水的電解中搜集了兩種氣體，並從硫酸銅溶液中電解出金屬銅；1807年，戴維利用龐大的電池組先後電解得到鉀、鈉、鈣、鎂等金屬；1811年他用2000個電池組成的電池組製成了碳極電弧；從19世紀50年代起它成為燈塔、劇院等場所使用的強烈光電源，直到70年代才逐漸被愛迪生發明的白熾燈所代替。此外伏打電池也促進了電鍍的發展，電鍍是1839年由西門子等人發明的。

雖然早在1750年富蘭克林已經觀察到萊頓瓶放電可使鋼針磁化，甚至更早在1640年，已有人觀察到閃電使羅盤的磁針旋轉，但到19世紀初，科學界仍普遍認為電和磁是兩種獨立的作用。與這種傳統觀念相反，丹麥的自然哲學家奧斯特接受了德國哲學家康德和謝林關於自然力統一的哲學思想，堅信電與磁之間有著某種聯系。經過多年的研究，他終於在1820年發現電流的磁效應：當電流通過導線時，引起導線近旁的磁針偏轉。電流磁效應的發現開拓了電學研究的新紀元。

奧斯特的發現首先引起法國物理學家的注意，同年即取得一些重要成果，如安培關於載流螺線管與磁鐵等效性的實驗；阿喇戈關於鋼和鐵在電流作用下的磁化現象；畢奧和薩伐爾關於長直載流導線對磁極作用力的實驗；此外安培還進一步做了一系列電流相互作用的精巧實驗。由這些實驗分析得到的電流元之間相互作用力的規律，是認識電流產生磁場以及磁場對電流作用的基礎。

電流磁效應的發現打開了電應用的新領域。1825年斯特金發明電磁鐵，為電的廣泛應用創造了條件。1833年高斯和韋伯製造了第一台簡陋的單線電報；1837年惠斯通和莫爾斯分別獨立發明了電報機，莫爾斯還發明了一套電碼，利用他所製造的電報機可通過在移動的紙條上打上點和劃來傳遞信息。

1855年湯姆孫(即開爾文)解決了水下電纜信號輸送速度慢的問題，1866年按照湯姆孫設計的大西洋電纜鋪設成功。1854年，法國電報家布爾瑟提出用電來傳送聲音的設想，但未變成現實；後來，賴斯於1861年實驗成功，但未引起重視。1861年貝爾發明了電話，作為收話機，它仍用於現代，而其發話機則被愛迪生的發明的碳發話機以及休士的發明的傳聲器所改進。

電流磁效應發現不久，幾種不同類型的檢流計設計製成，為歐姆發現電路定律提供了條件。1826年，受到傅里葉關於固體中熱傳導理論的啟發，歐姆認為電的傳導和熱的傳導很相似，電源的作用好像熱傳導中的溫差一樣。為了確定電路定律，開始他用伏打電堆作電源進行實驗，由於當時的伏打電堆性能很不穩定，實驗沒有成功；後來他改用兩個接觸點溫度恆定因而高度穩定的熱電動勢做實驗，得到電路中的電流強度與他所謂的電源的"驗電力"成正比，比例系數為電路的電阻。

由於當時的能量守恆定律尚未確立，驗電力的概念是含混的，直到1848年基爾霍夫從能量的角度考查，才橙清了電位差、電動勢、電場強度等概念，使得歐姆理論與靜電學概念協調起來。在此基礎上，基爾霍夫解決了分支電路問題。

傑出的英國物理學家法拉第從事電磁現象的實驗研究，對電磁學的發展作出極重要的貢獻，其中最重要的貢獻是1831年發現電磁感應現象。緊接著他做了許多實驗確定電磁感應的規律，他發現當閉合線圈中的磁通量發生變化時，線圈中就產生感應電動勢，感應電動勢的大小取決於磁通量隨時間的變化率。後來，楞次於1834年給出感應電流方向的描述，而諾埃曼概括了他們的結果給出感應電動勢的數學公式。

法拉第在電磁感應的基礎上制出了第一台發電機。此外，他把電現象和其他現象聯系起來廣泛進行研究，在1833年成功地證明了摩擦起電和伏打電池產生的電相同，1834年發現電解定律，1845年發現磁光效應，並解釋了物質的順磁性和抗磁性，他還詳細研究了極化現象和靜電感應現象，並首次用實驗證明了電荷守恆定律。

電磁感應的發現為能源的開發和廣泛利用開創了嶄新的前景。1866年西門子發明了可供實用的自激發電機；19世紀末實現了電能的遠距離輸送；電動機在生產和交通運輸中得到廣泛使用，從而極大地改變了工業生產的面貌。

對於電磁現象的廣泛研究使法拉第逐漸形成了他特有的"場"的觀念。他認為：力線是物質的，它彌漫在全部空間，並把異號電荷和相異磁板分別連結起來；電力和磁力不是通過空虛空間的超距作用，而是通過電力線和磁力線來傳遞的，它們是認識電磁現象必不可少的組成部分，甚至它們比產生或"匯集"力線的"源"更富有研究的價值。

法拉第的豐碩的實驗研究成果以及他的新穎的場的觀念，為電磁現象的統一理論准備了條件。諾埃曼、韋伯等物理學家對電磁現象的認識曾有過不少重要貢獻，但他們從超距作用觀點出發，概括庫侖以來已有的全部電學知識，在建立統一理論方面並未取得成功。這一工作在19世紀60年代由卓越的英國物理學家麥克斯韋完成。

麥克斯韋認為變化的磁場在其周圍的空間激發渦旋電場；變化的電場引起媒質電位移的變化，電位移的變化與電流一樣在周圍的空間激發渦旋磁場。麥克斯韋明確地用數學公式把它們表示出來，從而得到了電磁場的普遍方程組——麥克斯韋方程組。法拉第的力線思想以及電磁作用傳遞的思想在其中得到了充分的體現。

麥克斯韋進而根據他的方程組，得出電磁作用以波的形式傳播，電磁波在真空中的傳播速度等於電量的電磁單位與靜電單位的比值，其值與光在真空中傳播的速度相同，由此麥克斯韋預言光也是一種電磁波。

1888年，赫茲根據電容器放電的振盪性質，設計製作了電磁波源和電磁波檢測器，通過實驗檢測到電磁波，測定了電磁波的波速，並觀察到電磁波與光波一樣，具有偏振性質，能夠反射、折射和聚焦。從此麥克斯韋的理論逐漸為人們所接受。麥克斯韋電磁理論通過赫茲電磁波實驗的證實，開辟了一個全新的領域——電磁波的應用和研究。1895年，俄國的波波夫和義大利的馬可尼分別實現了無線電信號的傳送。後來馬可尼將赫茲的振子改進為豎直的天線；德國的布勞恩進一步將發射器分為兩個振盪電路，為擴大信號傳遞范圍創造了條件。1901年馬可尼第一次建立了橫跨大西洋的無線電聯系。電子管的發明及其在線路中的應用，使得電磁波的發射和接收都成為易事，推動了無線電技術的發展，極大地改變了人類的生活。

1896年洛倫茲提出的電子論，將麥克斯韋方程組應用到微觀領域，並把物質的電磁性質歸結為原子中電子的效應。這樣不僅可以解釋物質的極化、磁化、導電等現象以及物質對光的吸收、散射和色散現象；而且還成功地說明了關於光譜在磁場中分裂的正常塞曼效應；此外，洛倫茲還根據電子論導出了關於運動介質中的光速公式，把麥克斯韋理論向前推進了一步。

在法拉第、麥克斯韋和洛倫茲的理論體系中，假定了有一種特殊媒質"以太"存在，它是電磁波的荷載者，只有在以太參照系中，真空中光速才嚴格地與方向無關，麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式也只在以太參照系中才嚴格成立。這意味著電磁規律不符合相對性原理。

關於這方面問題的進一步研究，導致了愛因斯坦在1905年建立了狹義相對論，它改變了原來的觀點，認定狹義相對論是物理學的一個基本原理，它否定了以太參照系的存在並修改了慣性參照系之間的時空變換關系，使得麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式有可能在所有慣性參照系中都成立。狹義相對論的建立不僅發展了電磁理論，並且對以後理論物理的發展具有巨

⑤ 電力系統發展史

電力系統發展史

公元前7世紀，古巴比倫人在伊拉克發明靜電儲存裝置『巴格達電池。
遠在2600多年前，古希臘人泰勒斯就發現用毛皮磨擦過的琥珀能吸引一些像絨毛,麥桿等一些輕小的東西，他們把這種現象稱作"電"。
公元1600年,英國醫生吉爾伯特(1544～1603)做了多年的實驗,發現了"電力","電吸引"等許多現象，他發明了驗電器，並最先使用了"電力","電吸引"等專用術語,因此許多人稱他是電學研究之父。
1660年 德國人蓋利克( Ott von Guerick,1602-1686)製造了一台摩擦起電機。
1703年 荷蘭商人從塞倫島將加熱後能產生電的石頭帶到日本。
1729年 英國 格雷(Gray,-1736)認為物質可分導體與絕緣體。
1732年 美國 富蘭克林主張電為一流體說。
1733年 法國 迪非(Deffe, 1698-1739)發現正負電並提出電為二流體說。
1744年 荷蘭 莫欣普克(Pieter von Musschenbroek)發明萊頓瓶。
1752年 美國 富蘭克林(Franklin,1706-1790)用風箏實驗，證明雷和摩擦電性質相同，因而發明避雷針。
1753年 英國 約翰(John Canton,1718-1772)發現靜感應裝置，向皇家協會報告靜電感應。
1772年 義大利 伽伐尼 (Galvani,1737-1798)提出帶電體間的平方反比定律、介電常數概念。
1775年 義大利 伏特設計了起電盤。
1779年 法國 庫侖提出摩擦定律。
1785年 法國 庫侖(Columb,1736-1806)發現帶電體相互間之靜電平方反比定律及磁極間之磁力，是為所謂之庫侖定律。
1799年 義大利 伏特(Volta,1745-1827)發明電堆及電池。
1800年 義大利 伏特在英國皇家協會發表關於伏打電池的論文。
1821年英國人『法拉第』完成了一項重大的電發明。在這兩年之前，奧斯特已發現電路中有電流通過。法拉第從中得到啟發，認為假如磁鐵固定，線圈就可能會運動。根據這種設想，他成功地發明了一種簡單的裝置。在裝置內，只要有電流通過線路，線路就會繞著一塊磁鐵不停地轉動。事實上法拉第發明的是第一台電動機，是第一台使用電流將物體運動的裝置。雖然裝置簡陋，但它卻是今天世界上使用的所有電動機的祖先。
1831年，法拉第制出了世界上最早的第一台發電機。他發現第一塊磁鐵穿過一個閉合線路時，線路內就會有電流產生，這個效應叫電磁感應。一般認為法拉第的電磁感應定律是他的一項最偉大的貢獻。
1866年德國人西門子（Siemens）製成世界上第一台工業用發電機。

⑥ 電路板的發展史

電路板是當代電子元件業中最活躍的產業，其行業增長速度一般都高於電子專元件產業3個百分點左右。屬
印製電路板 鋁基電路板
印製線路板是當代電子元件業中最活躍的產業，其行業增長速度一般都高於電子元件產業3個百分點左右。預計2006年仍將保持較快增長，需求升級與產業轉移是推動行業發展的基本動力，而HDI板、柔性板、IC封裝板（BGA、CSP）等品種將成為主要增長點。
2003年中國印製電路板產值為500.69億元，同比增長333%，產值首次超過位居全球第二位的美國。2004年及2005年，中國PCB產值仍然保持了30%以上的增長率，估計2005年達到869億元，遠遠高於全球行業的增長速度。
柔性電路板
柔性電路板在以智能手機為代表的電子設備迅速向小型化方向發展，因而被廣泛應用於眾多電子設備細分市場中，一方面，產品趨向小型化；另一方面可靠性。預計至2016年，全球柔性電路板產值將達到132億美元，年復合增長率為7.5%，調查成為電子行業中增長最快的子行業之一。
從發展形式看，中國電路板產業持續高速增長，進出口也實現了高速增長，隨著產業增長正在逐步得到優化和改善。

⑦ 數字電路的發展過程是怎樣的

數字電路從分立元器件､小規模集成電路發展到超大規模集成電路

⑧ 組合邏輯電路發展史

1
數字技術
發展階段
*初期(1940~1960):電子管
*第二階段(1960):晶體管
*第三階段(60末~70中):集成電路回
*第四階段(70中~80中):LSI和VLSI
*第五階答段(80中~
):ASIC

⑨ 求，門電路發展史

門電路也即數字邏輯電路。
20世紀初首先得到推廣應用的電子器件是真空電子管。它是在抽成真空的玻璃或金屬外殼內安置特製的陽極、陰極、柵極和加熱用的燈絲而構成的。電子管的發明引發了通信技術的革命，產生了無線電通信和早期的無線電廣播和電視。這就是電子技術的「電子管時代」。由於電子管在工作時必須用燈絲將陰極加熱到數千度的高溫以後，陰極才能發射出電子流，所以這種電子器件不僅體積大、笨重，而且耗電量大，壽命短，可靠性差。因此，各國的科學家開始致力於尋找性能更為優越的電子器件。1947年美國貝爾實驗室的科學家巴丁(Bardeen)、布萊頓(Brattain)和肖克利(Schockley)發明了晶體管(即半導體三極體)。由於它是一種固體器件，而且不需要用燈絲加熱，所以不僅體積小、重量輕、耗電省，而且壽命長，可靠性也大為提高。從20世紀50年代初開始，晶體管在幾乎所有的應用領域中逐漸取代了電子管，導致了電子設備的大規模更新換代。同時，也為電子技術更廣泛的應用提供了有利條件，用晶體管製造的計算機開始在各種民用領域得到了推廣應用。1960年又誕生了新型的金屬一氧化物一半導體場效應三極體(MOSFET)，為後來大規模集成電路的研製奠定了基礎。我們把這一時期叫做電子技術的「晶體管時代」。為了滿足許多應用領域對電子電路微型化的需要，美國德克薩斯儀器公司(TexasInstruments)的科學家吉爾伯(Kilby)於1959年研製成功了半導體集成電路(integratedcircuit, IC)。由於這種集成電路將為數眾多的晶體管、電阻和連線組成的電子電路製作在同一塊硅半導體晶元上，所以不僅減小了電子電路的體積，實現了電子電路的微型化，而且還使電路的可靠性大為提高。從20世紀60年代開始，集成電路大規模投放市場，並再一次引發了電子設備的全面更新換代，開創了電子技術的「集成電路時代」。隨著集成電路製造技術的不斷進步，集成電路的集成度(每個晶元包含的三極體數目或者門電路的數目)不斷提高。在不足10年的時間里，集成電路製造技術便走完了從小規模集成(small scaleintegration, SSI，每個晶元包含10個以內邏輯門電路)到中規模集成(medium scaleintegration, MSI，每個晶元包含10 至1000個邏輯門電路)，再到大規模集成(large scaleintegration, LSI，每個晶元包含1000 至 10 000個邏輯門電路)和超大規模集成(very largescale integration, VLSI，每個晶元含10 000個以上邏輯門電路)的發展過程。自20世紀70年代以來，集成電路基本上遵循著摩爾定律(Moore's Law)在發展進步，即每一年半左右集成電路的綜合性能提高一倍，每三年左右集成電路的集成度提高一倍。