淺談應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的發(fā)展分析框架思路構(gòu)建

李玉翰

（重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 408000）

信息時(shí)代下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始滲透并使用到了多個(gè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)中，其有效地改變了該行業(yè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式。應(yīng)用型模擬電子技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)及現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展起來的一種全新控制技術(shù)，其具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用型，對于半導(dǎo)體元件物理性能控制及電路設(shè)計(jì)研究具有積極作用。

1 模擬電子技術(shù)發(fā)展歷程及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展歷程

應(yīng)用型模擬電子技術(shù)從興起到成熟經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程。其中整流器階段、逆變器階段和變頻器階段是其發(fā)展中的三個(gè)重要階段。在整流器階段中，直流電消耗占到了工業(yè)使用電量的20%，這要求人們重視高頻整流器的設(shè)計(jì)應(yīng)用，以此實(shí)現(xiàn)交流電向直流電的轉(zhuǎn)變，確保供電的效率與頻率。發(fā)展到逆變器階段時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與電子技術(shù)的交融趨勢加深，在此基礎(chǔ)上，電子裝置出現(xiàn)了自動化的發(fā)展趨勢。如這一階段交流電機(jī)變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用較多，其推動了逆晶閘管組成電子裝置的發(fā)展，達(dá)到了電力節(jié)能的目的。模擬電子技術(shù)發(fā)展到變頻器應(yīng)用階段時(shí)，精加工技術(shù)與高壓電流技術(shù)開始結(jié)合在了一起，此時(shí)，全控性公路的電子元器件技術(shù)的得到了發(fā)展，并且隨著MOSFET、絕緣門級雙極晶體管的出現(xiàn)，電子技術(shù)中的小功率電源開始朝著高頻功率發(fā)展，有效地推動了電子技術(shù)的創(chuàng)新。

1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，模擬電子技術(shù)在工程控制中得到了廣泛應(yīng)用。從技術(shù)應(yīng)用過程來看，模擬電子技術(shù)與系統(tǒng)論緊密結(jié)合，并且在實(shí)際控制管理中，其充分融入了網(wǎng)絡(luò)圖論的相關(guān)原理和方法，為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究奠定了良好基礎(chǔ)。在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)及社會發(fā)展中，人們對應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的依賴性不斷增強(qiáng)，應(yīng)用型模擬電子技術(shù)本身也處于持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新狀態(tài)。如除基本的微電子技術(shù)外，應(yīng)用型模擬電子技術(shù)還出現(xiàn)了納米電子技術(shù)和光子電子等諸多形態(tài)；這些全新技術(shù)形態(tài)的產(chǎn)生和應(yīng)用對于現(xiàn)代工程控制及社會發(fā)展具有積極作用。

2 應(yīng)用型模擬電子技術(shù)形態(tài)

2.1 微電子技術(shù)

作為模擬電子技術(shù)發(fā)展來的一種全新技術(shù)形態(tài)，微電子技術(shù)以半導(dǎo)體器件為基礎(chǔ)，以集成電路為核心，對于現(xiàn)代電子工程建設(shè)及電路控制發(fā)展具有積極作用。就微電子技術(shù)本身而言，其不僅具有動作速度快的特點(diǎn)，而且系統(tǒng)作業(yè)過程無機(jī)械磨損，整體較為安全可靠。目前，微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了較高水平，其是高科技的驅(qū)動力，同時(shí)，也是現(xiàn)代電子行業(yè)的核心。在微電子技術(shù)應(yīng)用方面，通過與光學(xué)和機(jī)械的集合，微機(jī)電系統(tǒng)得以產(chǎn)生，而在生物工程領(lǐng)域，融入微電子技術(shù)還促進(jìn)了生物芯片的研發(fā)和應(yīng)用。從未來發(fā)展方向來看，高速度、低功耗、高集成度是微電子技術(shù)發(fā)展的重要方向，在一定程度上，其已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家科技水平的重要標(biāo)志。

2.2 納米電子技術(shù)

納米電子技術(shù)是微電子技術(shù)的重要分支，其主要是在納米尺度空間下，對微粒的運(yùn)動特征和運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行研究，并基于這種特征規(guī)律實(shí)施工程控制。在納米電子技術(shù)支撐下，不僅能統(tǒng)計(jì)漲落特性，而且分析了電子能級的不連續(xù)性，并對電子的量子隧道效應(yīng)進(jìn)行研究。在納米電子學(xué)中，磁電子學(xué)的應(yīng)用極為廣泛，其能在考慮磁性及電子傳導(dǎo)關(guān)聯(lián)效應(yīng)的基礎(chǔ)上，完成磁記錄、磁頭讀取等諸多任務(wù)；另外，磁電子還能實(shí)現(xiàn)非易失性信息的隨機(jī)存儲，并且其在量子計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

2.3 光電子技術(shù)

在未來信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，由電子技術(shù)和光子技術(shù)交融發(fā)展起來的光電技術(shù)將成為核心支撐。從產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用過程來看，光電子技術(shù)研究的重點(diǎn)集中在光信號的產(chǎn)生、產(chǎn)生和傳輸過程中，為實(shí)現(xiàn)這些功能，除開發(fā)新型光敏材料、非線性光學(xué)材料外，還需重視微加工、微機(jī)電和系統(tǒng)集成等技術(shù)的全面發(fā)展。

3 應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的應(yīng)用框架

3.1 在通信高頻開關(guān)電源中的應(yīng)用

在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，通信行業(yè)也獲得了跨越式發(fā)展。作為通信系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，高頻開關(guān)電源的應(yīng)用對于通信功能的實(shí)現(xiàn)具有積極作用?，F(xiàn)階段，人們將通信設(shè)備中的整流器稱為一次電源，而變換器被稱為二次電源。通信設(shè)備正常運(yùn)作情況下，積極發(fā)揮一次電源的作用，能實(shí)現(xiàn)多相交流電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，使得交流電源轉(zhuǎn)化為直流電源。同時(shí)，通信設(shè)備的組成較為復(fù)雜，這些通信設(shè)備包含較多的集成電路，集成電路不同，其對通信設(shè)備所帶來的電源壓力也有較大差異，此時(shí)，使用高頻開關(guān)單元，能有效保證通信設(shè)備電源電壓的穩(wěn)定性。步入新時(shí)期以來，應(yīng)用型模擬電子技術(shù)愈發(fā)成熟，其在通信高頻開關(guān)單元中的應(yīng)用也日益深入。譬如，在應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的支撐下，人們在通信設(shè)備中使用了隔離電源模板，該模板具有較高的使用功率密度，能有效地減少電源損耗，增強(qiáng)通信的整體容量。

3.2 計(jì)算機(jī)綠色電源

相比普通的通信設(shè)備，計(jì)算機(jī)的集成電路更加復(fù)雜。在應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的支撐下，可在計(jì)算機(jī)中使用綠色電源，從綠色電源應(yīng)用效果來看，其不僅能減少計(jì)算機(jī)的耗電量，而且能控制計(jì)算機(jī)對人體、環(huán)境的影響?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)中的應(yīng)用愈發(fā)普遍，并且在綠色發(fā)展理念下，人們提倡建設(shè)節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，此時(shí)，基于應(yīng)用型模擬電子技術(shù)使用綠色電源順應(yīng)了社會發(fā)展趨勢，其是計(jì)算機(jī)高效能發(fā)展的重要趨勢。

3.3 高頻逆變器整流焊機(jī)電源

作為一種高效能電源，高頻逆變器整流焊機(jī)電源在當(dāng)今社會中的應(yīng)用前景極為廣闊。就變焊機(jī)電源本身而言，其能逆變轉(zhuǎn)換電源中的電流，如對于直流電源而言，在高頻變壓器的轉(zhuǎn)換作用下，其能轉(zhuǎn)化為高頻電源；在此過程中，高頻電壓器對電流具有一定的整合作用，其使得直流電源最終轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定的電源。要注意的是，電焊機(jī)工作環(huán)境、電源所處環(huán)境均較為惡劣，對此在實(shí)施電流轉(zhuǎn)化時(shí)，需重視整流電焊機(jī)安全性的有效控制。

3.4 不間斷電源應(yīng)用

不間斷電源是應(yīng)用型模擬電子技術(shù)應(yīng)用的一種全新形態(tài)。從現(xiàn)代工程控制過程來看，使用不間斷電源的根本目的在于保證在特殊環(huán)境中，不論是通信設(shè)備還是計(jì)算機(jī)等，均能保持正常的工作狀態(tài)。這避免了設(shè)備停止工作所帶來的不利影響，確保了整體的生產(chǎn)效益和安全性。在不間斷電源運(yùn)作中，通過整流器的作用，交流電最終會被轉(zhuǎn)化為直流電，在此過程中，有一部分電能被用于蓄電池充電，而另一部分能量在經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)化后朱那位交流電，當(dāng)逆變器發(fā)生故障后，這部分交流電能為系統(tǒng)電源提供電流，真正實(shí)現(xiàn)不間斷供電的目的。

4 應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的發(fā)展趨勢

工業(yè)4.0背景下，我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的信息技術(shù)與設(shè)備用應(yīng)用逐漸深入，這有效地推動了工業(yè)產(chǎn)業(yè)的智能化的發(fā)揮。就應(yīng)用型模擬電子技術(shù)而言，其在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用。結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展規(guī)律可知，在未來發(fā)展中，應(yīng)用型模擬電子技術(shù)還將朝著以下方向發(fā)展。

一方面，智能化是應(yīng)用型模擬電子技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。即在應(yīng)用型模擬電子技術(shù)應(yīng)用中，系統(tǒng)化地融入網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，然后，在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支撐下，對開關(guān)電源進(jìn)行控制，這樣不僅能提升應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的應(yīng)用效果，而且能為日常工作、生活的智能化管理提供便利。另一方面，為提升應(yīng)用型模擬電子技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，還需重視絕緣柵雙極型晶體管的深層次研究。從絕緣柵雙極型晶體管應(yīng)用效果來看，其能在進(jìn)一步改善電源中整流器、逆變器的工作效率，同時(shí)，其能實(shí)現(xiàn)電源設(shè)備質(zhì)量、體積的有效控制，并且在一定程度上，絕緣柵雙極型晶體管還能降低設(shè)備噪聲，滿足人們的實(shí)際應(yīng)用需要。此外，模塊化也是應(yīng)用型模擬電子技術(shù)發(fā)展的重要趨勢，經(jīng)過模塊化發(fā)展，能有效保證電源設(shè)備應(yīng)用的安全性，提升電力工程控制的整體效果。

5 結(jié)語

應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的建設(shè)與發(fā)展對于各個(gè)行業(yè)具有深刻影響。新時(shí)期，人們只有充分認(rèn)識應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，深化其技術(shù)體系研究，并系統(tǒng)構(gòu)建其技術(shù)應(yīng)用框架，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型模擬電子技術(shù)與多學(xué)科的融合，這樣才能有效提升應(yīng)用型模擬電子技術(shù)的應(yīng)用水平，促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)及工程控制的可持續(xù)發(fā)展。