發展曆史
2013年,人們已經掌握了大量的電子技術方面的知識,而且電子技術還在不斷的發展着。這些知識是人們長期勞動的結晶。我國很早就已經發現電和磁的現象,在古籍中曾有“磁石召鐵”和“琥珀拾芥”的記載。磁石首先應用于指示方向和校正時間,在《韓非子》和東漢王充著《論衡》兩書中提到的“司南”就是指此。以後由于航海事業發展的需要,我國在十一世紀就發明了指南針。在宋代沈括所著的《夢溪筆談》中有“方家以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也”的記載。這不僅說明了指南針的制造,而且已經發現了磁偏角。直到十二世紀,指南針才由阿拉伯人傳入歐洲。
在十八世紀末和十九世紀初的這個時期,由于生産發展的需要,在電磁現象方面的研究工作發展的很快。庫侖在1785年首先從實驗室确定了電荷間的相互作用力,電荷的概念開始有了定量的意義。1820年,奧斯特從實驗時發現了電流對磁針有力的作用,揭開了電學理論的新的一頁。同年,安培确定了通有電流的線圈的作用與磁鐵相似,這就指出了此現象的本質問題。有名的歐姆定律是歐姆在1826年通過實驗而得出的。法拉第對電磁現象的研究有特殊貢獻,他在1831年發現的電磁感應現象是以後電子技術的重要理論基礎。在電磁現象的理論與使用問題的研究上,楞次發揮了巨大的作用,他在1833年建立确定感應電流方向的定則(楞次定則)。
其後,他緻力于電機理論的研究,并闡明了電機可逆性的原理。楞次在1844年還與英國物理學家焦耳分别獨立的确定了電流熱效應定律(焦耳-楞次定律)。與楞次一道從事電磁現象研究工作的雅可比在1834年制造出世界上第一台電動機,從而證明了實際應用電能的可能性。電機工程得以飛躍的發展是與多裡沃-多勃羅沃爾斯基的工作分不開的。這位傑出的俄羅斯工程師是三相系統的創始者,他發明和制造出三相異步電機和三相變壓器,并首先采用了三相輸電線。
在法拉第的研究工作基礎上,麥克斯韋在1864年至1873年提出了電磁波理論。他從理論上推測到電磁波的存在,為無線電技術的發展奠定了理論基礎。1888年,赫茲通過實驗獲得電磁波,證實了麥克斯韋的理論。但實際利用電磁波為人類服務的還應歸功于馬克尼和波波夫。大約在赫茲實驗成功七年之後,他們彼此獨立的分别在意大利和俄國進行通信試驗,為無線電技術的發展開辟了道路。
人類在自然界鬥争的過程中,不斷總結和豐富着自己的知識。電子科學技術就是在生産鬥争和科學實驗中發展起來的。1883年美國發明家愛迪生發現了熱電子效應,随後在1904年弗萊明利用這個效應制成了電子二極管,并證實了電子管具有“閥門”作用,他首先被用于無線電檢波。1906年美國的德弗雷斯在弗萊明的二極管中放進了第三個電極——栅極而發明了電子三極管,從而建樹了早期電子技術上最重要的裡程碑。半個多世紀以來,電子管在電子技術中立下了很大功勞;但是電子管畢竟成本高,制造繁,體積大,耗電多,從1948年美國貝爾實驗室的幾位研究人員發明晶體管以來,在大多數領域中已逐漸用晶體管來取代電子管。但是,我們不能否定電子管的獨特優點,在有些裝置中,不論從穩定性,經濟性或功率上考慮,還需要采用電子管。
集成電路的第一個樣品是在1958年見諸于世的。集成電路的出現和應用,标志着電子技術發展到了一個新的階段。它實現了材料、元件、電路三者之間的統一;同傳統的電子元件的設計與生産方式、電路的結構形式有着本質的不同。随着集成電路制造工藝的進步,集成度越來越高,出現了大規模和超大規模集成電路(例如可在一塊6mm平方的矽片上制成一個完整的計算機),進一步顯示出集成電路的優越性。
随着半導體技術的發展和科學研究、生産與管理等的需要,電子計算機應時而興起,并且日臻完善。從1946年誕生第一台電子計算機以來,已經經曆了電子管、晶體管、集成電路及超大規模集成電路四代,每秒運算速度已達10億次。正在研究開發第五代計算機(人工智能計算機)和第六代計算機(生物計算機),它們不依靠程序工作,而依靠人工智能工作。特别是七十年代衛星計算機問世以來,由于它價廉、方便、可靠、小巧,大大加快了電子計算機的普及速度。
數字控制和數字測量也在不斷大展和日益廣泛的應用。數字控制機床和“自适應”數字控制機床相繼出現。利用電子計算機對幾十台乃至上百台數字控制機床進行集中控制(所謂“群控”)也已經實現。
在工業上晶體閘流管(即可控矽)也獲得廣泛應用,使半導體技術進入了強電領域。
随着生産和科學技術發展的需要,電子技術得到高度發展和廣泛應用(如空間電子技術、生物醫學電子技術、信息處理和遙感技術、微波應用等),它對于社會生産力的發展,也起這變革性的推動作用。電子水準是現代化的一個重要标志,電子工業是實現現代化的重要物質技術基礎。電子工業的發展速度和技術水平,特别是電子計算機的高度發展及其在生産領域中的廣泛應用,直接影響到工業、農業、科學技術和國防建設,關系着社會主義建設的發展速度和國家的安危;也直接影響到億萬人民的物質、文化生活,關系着廣大群衆的切身利益。
中國産業發展
1956年(相差10年),夏培肅完成了第一台電子計算機運算器和控制器的設計工作,同時編寫了中國第一本電子計算機原理講義。
1957年(相差11年),哈爾濱工業大學研制成功中國第一台模拟式電子計算機。
1958年(相差12年),中國第一台計算機——103型通用數字電子計算機研制成功,運行速度每秒1500次。
1959年,中國研制成功104型電子計算機,運算速度每秒1萬次。
1960年,中國第一台大型通用電子計算機——107型通用電子數字計算機研制成功。
1963年,中國第一台大型晶體管電子計算機——109機研制成功。
1964年,441B全晶體管計算機研制成功。
1965年,中國第一台百萬次集成電路計算機"DJS-Ⅱ"型操作系統編制完成。
1967年,新型晶體管大型通用數字計算機誕生。
1969年,北京大學承接研制百萬次集成電路數字電子計算機——150機。
1970年,中國第一台具有多道程序分時操作系統和标準彙編語言的計算機——441B-Ⅲ型全晶體管計算
機研制成功。
1972年,每秒運算11萬次的大型集成電路通用數字電子計算機研制成功。
1973年,中國第一台百萬次集成電路電子計算機研制成功。
1974年,DJS-130、131、132、135、140、152、153等13個機型先後研制成功。
專業定位
電子信息業是全國五大支柱産業。随着物聯網、FPGA、嵌入式等高新技術的不斷創新與發展,極大刺激了應用電子技術專業人才需求。本專業主要面向智能電子産品設計開發(電路設計/PCB設計/軟件設計)、工業生産管理(生産運行管理/質量控制/産品檢測/工藝實施)和市場信息服務(技術支持/産品營銷/運營管理)等崗位。
主要課程
理論課程
電路基礎、電工基礎、電子工藝、低頻電子線路、高頻電子線路、數字電子線路、微機原理及應用、單片機原理及應用、自動化控制技術、通信技術基礎、電子設計自動化、儀器原理與電測技術、數字音視頻技術、數字信号處理、單片機、微機原理等。
實驗課程
計算機應用基礎,電工和電子技術,電子線路設計(電氣CAD),電子工藝(PCB制作),儀器儀表(智能儀表、檢測技術),家用電器維修(收錄機、電視機、CD、VCD、A-V系統等),工廠電氣(單片機、OA設備、微機原理、PLC),計算機(計算機組成、VB、多媒體、網絡)。
實驗核心課程與主要實踐環節
基礎課程
應用電子技術專業是電子技術、通信技術與計算機應用技術相結合的複合型專業。本專業職業基礎課程有電工技術、模拟電子技術、數字電子技術、電子線路CAD、電子測量與傳感器技術和C語言程序設計等。核心職業技能課程有單片機及嵌入式微機應用、可編程控制器(PLC)應用、工業計算機及工控組态應用技術、電子産品生産組織與管理、現代電子生産線設備(貼片機、波峰焊、回流焊、AOI等)維修維護技術。
職業技能拓展課程
智能卡技術、現場總線及工業以太網、過程控制技術、智能樓宇及中央空調技術,機器人技術等。主要實踐環節有校内生産性實習和校外工廠實習和畢業設計等。
主要課程
電子産品項目管理與營銷技術、電工電子技術、C語言程序設計、PCB設計與制作技術、單片機應用技術、電子産品制造技術、傳感器應用技術、電子信息專業英語、電子設計自動化技術等。
業務培養
知識結構
⑴、具有高層次電子技術專業人才的文化基礎知識。包括電工電路基本原理、網絡理論基礎知識、電子技術基礎、高頻電子電路原理、微波及光纖通訊知識、計算機及多媒體技術基礎知識、常用電子儀器儀表的使用和維護知識、及時跟蹤電子技術新進展和尖端技術的知識。
⑵、掌握各種電子、通訊設備的使用和維護
⑶、掌握電子工程專業必備的基本知識。
⑷、熟練掌握一門外語,英語水平達到大學三級。
能力結構
⑴、學生應具備各種電子、通訊設備和有關儀器工具的操作能力。
⑵、跟蹤電子新技術的能力。
⑶、計算機網絡技術的開發能力。
⑷、通訊系統的開發和維護能力。
⑸、通訊設備的機房建設、管理和維護能力。
該系要求,高職班學生畢業應争取有四證:畢業證、大學英語三級證書、全國計算機等級考試二級證書、電子或電器産品維修工高級技能鑒定證書。
專業發展
現代電力電子及電源技術的發展
電力電子的發展:在各種高質量、高效、高可靠性的電源中起關鍵作用。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的矽整流器件,其發展先後經曆了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體複合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
電源技術的發展:在應用電力電子半導體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術和電磁技術的多學科邊緣交又技術。對于大型電解電鍍電源,傳統的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術,通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝着應用技術高頻化、硬件結構模塊化、産品性能綠色化的方向發展。在不遠的将來,電力電子技術将使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。
現代電力電子技術是電源技術發展的基礎。随着新型電力電子器件和适于更高開關頻率的電路拓撲的不斷出現,現代電源技術将在實際需要的推動下快速發展。在傳統的應用技術下,由于功率器件性能的限制而使開關電源的性能受到影響。為了極大發揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術,可使功率開關工作在零電壓或零電流狀态,從而可大大的提高工作頻率,提高開關電源工作效率,設計出性能優良的開關電源。
總而言之,電力電子及開關電源技術因應用需求不斷向前發展,新技術的出現又會使許多應用産品更新換代,還會開拓更多更新的應用領域。開關電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的實現,将标志着這些技術的成熟,實現高效率用電和高品質用電相結合。這幾年,随着通信行業的發展,以開關電源技術為核心的通信用開關電源,僅國内有20多億人民币的市場需求,吸引了國内外一大批科技人員對其進行開發研究。開關電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億産值需求的電力操作電源系統的國内市場正在啟動,并将很快發展起來。還有其它許多以電源技術為核心的專用電源、工業電源正在等待着人們去開發。
相關院校
開設應用電子技術的相關院校:湖南信息職業技術學院、哈爾濱理工大學、東北石油大學、中國農業大學、北方工業大學、江蘇科技大學、長春工業大學、東北電力大學、遼甯工學院、鄭州大學、安徽理工大學、蘭州理工大學、南陽職業學院,安徽工業大學、黑龍江科技學院、西安科技大學、南昌大學、湘潭大學、石家莊鐵道學院、上海理工大學、貴州大學、哈爾濱工程大學、北華大學、深圳信息學院、廣東工業大學、廣東輕工職業技術學院、廣東水利電力職業技術學院、天津職業技術師範大學、貴州電子信息職業技術學院、中山火炬職業技術學院、北華航天工業學院、黎明職業大學、廈門海洋職業技術學院、漳州職業技術學院、福建信息職業技術學院、泉州信息職業技術學院、福建電力職業技術學院、福建水利電力職業技術學院、金華職業技術學院、安徽文達信息工程學院、鄂東職業技術學院山東電子職業技術學院、鄭州電力高等專科學校、南京工業職業技術學院。
就業優勢
電子信息業是全國五大支柱産業、湖南省七大戰略性新興産業。随着物聯網、FPGA、嵌入式等高新技術的不斷創新與發展,極大刺激了應用電子技術專業人才需求。本專業主要面向智能電子産品設計開發(電路設計/PCB設計/軟件設計)、工業生産管理(生産運行管理/質量控制/産品檢測/工藝實施)和市場信息服務(技術支持/産品營銷/運營管理)等崗位。合作企業主要有:湖南電子信息産業集團、深圳中科鷗鵬智能科技有限公司、美的集團、長沙雷立行科技有限公司等20餘家。