Công nghệ điện tử là một ngành học và ứng dụng rộng rãi của các thiết bị, hệ thống và phương pháp sử dụng các linh kiện điện tử như bóng bán dẫn, transistor, tế bào quang điện, LED, laser… Công nghệ điện tử có liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau như điện tử công suất, điện tử viễn thông, điện tử máy tính, điện tử y sinh, điện tử quân sự… Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn về định nghĩa, lịch sử, ứng dụng và triển vọng của công nghệ điện tử.
Định nghĩa của công nghệ điện tử
Các linh kiện điện tử là những thành phần cơ bản của các mạch điện tử, có khả năng kiểm soát hoặc thay đổi các tín hiệu điện hoặc quang. Các linh kiện điện tử có thể được chia thành hai loại chính: linh kiện rời (discrete) và linh kiện tích hợp (integrated). Linh kiện rời là những linh kiện có chức năng đơn lẻ, ví dụ như một transistor hay một diode. Linh kiện tích hợp là những linh kiện có chứa nhiều linh kiện rời trên cùng một tấm bán dẫn, ví dụ như một vi mạch hay một chip.
Lịch sử của công nghệ điện tử
Công nghệ điện tử bắt đầu phát triển từ cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, khi các nhà khoa học và kỹ sư khám phá ra các hiệu ứng và nguyên lý của các linh kiện bán dẫn như diode và transistor. Những phát minh này đã mở ra một kỷ nguyên mới cho công nghệ điện tử, cho phép tạo ra các thiết bị nhỏ gọn, hiệu quả và đa dạng hơn. Một số thiết bị điện tử quan trọng trong lịch sử gồm có:
- Năm 1897: John Ambrose Fleming phát minh ra diode ống chân không (vacuum tube diode), là thiết bị điều chỉnh dòng điện một chiều đầu tiên.
- Năm 1906: Lee De Forest phát minh ra triode ống chân không (vacuum tube triode), là thiết bị khuếch đại tín hiệu điện đầu tiên.
- Năm 1927: Philo Farnsworth phát minh ra máy truyền hình (television), là thiết bị truyền tải hình ảnh và âm thanh qua sóng vô tuyến.
- Năm 1947: John Bardeen, Walter Brattain và William Shockley phát minh ra transistor (transistor), là thiết bị khuếch đại và chuyển mạch tín hiệu điện bằng cách sử dụng các vật liệu bán dẫn như germanium hay silic.
- Năm 1958: Jack Kilby và Robert Noyce phát minh ra vi mạch tích hợp (integrated circuit), là thiết bị có chứa nhiều linh kiện điện tử trên cùng một tấm bán dẫn, giảm kích thước và chi phí của các mạch điện tử.
- Năm 1962: Nick Holonyak phát minh ra đèn LED (light-emitting diode), là thiết bị phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua, có độ bền cao và tiết kiệm năng lượng.
- Năm 1969: Willard Boyle và George Smith phát minh ra cảm biến CCD (charge-coupled device), là thiết bị chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện, được ứng dụng trong máy ảnh kỹ thuật số, máy quét và thiết bị y tế.
- Năm 1980: Theodore Maiman phát minh ra laser (light amplification by stimulated emission of radiation), là thiết bị phát ra ánh sáng có bước sóng đơn sắc, cường độ cao và hướng tập trung, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như y học, công nghiệp, quân sự và giải trí.
Ứng dụng của công nghệ điện tử
Công nghệ điện tử có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống hiện đại, từ các thiết bị thông dụng như điện thoại, máy tính, tivi, đến các thiết bị chuyên dụng như máy bay, tàu vũ trụ, robot… Công nghệ điện tử cũng góp phần quan trọng vào sự phát triển của các lĩnh vực khác như:
- Công nghệ thông tin: Công nghệ điện tử là cơ sở cho việc xử lý, lưu trữ và truyền tải dữ liệu số, cho phép tạo ra các thiết bị như máy tính cá nhân, máy chủ, mạng Internet, điện toán đám mây…
- Viễn thông: Công nghệ điện tử là cơ sở cho việc truyền tải và nhận các tín hiệu âm thanh và hình ảnh qua các phương tiện như cáp quang, sóng vô tuyến, vệ tinh… cho phép tạo ra các thiết bị như điện thoại, radio, truyền hình, GPS…
- Tự động hóa: Công nghệ điện tử là cơ sở cho việc điều khiển và giám sát các quá trình sản xuất, vận hành và bảo trì của các máy móc và hệ thống thông minh, cho phép tạo ra các thiết bị như cảm biến, vi điều khiển, robot…
- Y sinh: Công nghệ điện tử là cơ sở cho việc theo dõi và can thiệp vào các hoạt động sinh lý của cơ thể người, cho phép tạo ra các thiết bị như máy đo huyết áp, máy siêu âm, máy chụp X-quang, máy tim nhân tạo…
