The intensive effort of electronics

The intensive effort of electronics to increase the reliability and performance of its products while reducing their size and cost has led to the results that hardly anyone would have dared to predict.
The evolution of electronic technology is sometimes called a revolution. What we have seen has been a steady quantitative evolution: smaller and smaller electronic components performing increasingly complex electronic functions at ever higher speeds. And yet there has been a true revolution: a quantitative change in technology has given rise to qualitative change in human capabilities.
It all began with the development of the transistor.
Prior to the invention of the transistor in 1947 its function in an electronic circuit could be performed only by a vacuum tube. Tubes came in so many shapes and sizes and performed so many functions that in 1947 it seemed audacious to think that the transistor would be able to compete except in limited applications.
The first transistors had no striking advantage in size over the smaller tubes and they were more costly. The one great advantage the transistor had over the best vacuum tubes was exceedingly low power consumption. Besides they promised greater reliability and longer life. However, it took years to demonstrate other transistor advantages.
With the invention of the transistor all essential circuit functions could be carried out inside solid bodies. The goal of creating electronic circuits with entirely solid-state components had finally been realized.
Early transistors, which were often described as being a size if a pea, were actually enormous on the scale at which electronic events take place, and therefore they were very slow. They could respond at a rate of a few million times a second; this was fast enough to serve in radio and hearing-aid circuits but far below the speed needed for high-speed computers or for microwave communication systems.
It was, in fact, the effort to reduce the size of transistors so that they could operate at higher speed that gave rise to the whole technology of microelectronics.
A microelectronics technology has shrunk transistors and other circuit elements to dimensions almost invisible to unaided eye.
The point of this extraordinary miniaturization is not so much to make circuits small per se as to make circuits that are rugged, long-lasting, low in cost and capable of performing electronic functions at extremely high speeds. It is known that the speed of response depends primarily on the size of transistor: the smaller the transistor, the faster it is.
The second performance benefit resulting from microelectronics stems directly from the reduction of distances between circuit components. If a circuit is to operate a few billion times a second the conductors that tie the circuit together must be measured in fractions of an inch. The microelectronics technology makes close coupling attainable.
It may be helpful if we say a few words about four of the principal devices found in electronic circuits: resistor, capacitors, diodes and transistor. Each device has a particular role in controlling the flow of the electrons so that the completed circuit performs some desired function.
During the past decade the performance of electronic systems increased manifold by the use of ever larger numbers of components and they continue to evolve. Modern scientific and business computers, for example, contain 10 elements; electronic switching systems contain more than a million components.


The tyranny of numbers - the problem of handling many discrete electronic devices - began to concern the scientists as early as 1950. The overall reliability of the electronic system is universally related to the number of individual components.
A more serious shortcoming was that it was once the universal practice to manufacture each of the components separately and then assemble the complete device by wiring the components together with metallic conductors. It was no good: the more components and interactions, the less reliable the system.
The development of rockets and space vehicles provided the final impetus to study the problem. However, many attempts were largely unsuccessful.
What ultimately provided the solution was the semiconductor integrated circuit, the concept of which has begun to take shape a few years after the invention of the transistor. Roughly between 1960 and 1963 a new circuit technology became a reality. It was microelectronics development that solved the problem.
The advent of microelectronic circuits has not, for the most part, changed the nature of the basic functional units: microelectronic devices are also made up of transistors, resistors, capacitors, and similar components. The major difference is that all these elements and their interconnections are now fabricated on single substrate in single series of operations.
Several key developments were required before the exciting potential of integrated circuits could be realized.
The development of microelectronics depended on the invention of techniques for making the various functional units on or in a crystal of semiconductor materials. In particular, a growing number of functions have been given over the circuit elements that perform best: transistors. Several kinds of microelectronic transistors have been developed, and for each of them families of associated circuit elements and circuit patterns have evolved.
It was the bipolar transistor that was invented in 1948 by John Bardeen, Walter H. Brattain and William Shockley of the Bell Telephone Laboratories. In bipolar transistors charge carries of both polarities are involved in their operation. They are also known as junction transistors. The npn and pnp transistors make up the class of devices called junction transistors.
A second kind of transistor was actually conceived almost 25 years before the bipolar devices, but its fabrication in quantity did not become practical until the early 1960's. This is the field-effect transistor. The one that is common in microelectronics is the metal-oxide-semiconductor field-effect transistor. The term refers to the three materials employed in its construction and is abbreviated MOSFET.
The two basic types of transistor, bipolar and MOSFET, divide microelectronic circuits into two large families. Today the greatest density of circuit elements per chip can be achieved with the newer MOSFET technology.
An individual integrated circuit (IC) on a chip now can embrace more electronic elements than most complex piece of electronic equipment that could be built in 1950.
In the first 15 years since the inception of integrated circuits, the number of transistors that could be placed on a single chip (with tolerable yield) has doubled every year. The 1980 state of art is about 70K density per chip. Nowadays we can put a million transistors on a single chip.
The first generation of commercially produced microelectronic devices is now referred to as small-scale integrated circuits (SSI). They included a few gates.


The circuitry defining a logic array had to be provided by external conductors.
Devices with more that about 10 gates on a chip but fewer than about 200 are medium-scale integrated circuits (MSI). The upper boundary of medium-scale integrated circuits technology is marked by chips that contain a complete arithmetic and logic unit. This unit accepts as inputs two operands and can perform any one of a dozen or so operations on them. The operations include additions, subtraction, comparison, logical "and" and "or" and shifting one bit to the left or right.
A large-scale integrated circuit (LSI) contains tens of thousands of elements, yet each element is so small that the complete circuit is typically less than a quarter of an inch on a side.

Результаты (русский) 1:

Интенсивных усилий электроники для повышения надежности и производительности своей продукции при одновременном снижении их размер и стоимость привела к результатам, которые вряд ли кто бы осмелился предсказать. Развитие электронной технологии иногда называют революцию. То, что мы видели был устойчивый количественная эволюция: меньше и меньше электронных компонентов, выполнение все более сложных электронных функций на более высоких скоростях. И еще была настоящая революция: количественные изменения в технологии привело к качественным изменениям в человеческих возможностей. Все началось с развитием транзистор. До изобретения транзистор в 1947 году свою функцию в электронной цепи могут выполняться только вакуумной трубки. Трубы пришел так много форм и размеров и выполнены так много функций, что в 1947 году казалось дерзких думать, что транзистор сможет конкурировать за исключением ограниченного применения. Первый транзисторов не ярким преимуществом в размер за меньшие трубки и они являются более дорогостоящими. Одно большое преимущество, транзистор имели более лучший вакуумных трубок был чрезвычайно низким энергопотреблением. Кроме того, они обещали, повышенную надежность и долговечность. Однако он принял лет продемонстрировать преимущества других транзистор. Изобретение транзистора все основные цепи функции может осуществляться внутри твердые тела. Наконец, была достигнута цель создания электронных схем с полностью твердотельные компоненты. Ранних транзисторов, которые были часто описывается как размер если гороха, на самом деле огромны в масштабе, в которой электронные события происходят, и поэтому они были очень медленными. Они могли бы ответить в размере нескольких миллионов раз в секунду; Это было достаточно быстро, чтобы служить в радио и слуховой схемы, но значительно ниже скорости, необходимой для высокоскоростных компьютеров или для систем микроволновой связи. Это был, на самом деле, попытка уменьшить размер транзисторов, таким образом, чтобы они могли работать на высокой скорости, которая породила по всей технологии микроэлектроники. Технологии микроэлектроники сократилась транзисторов и других элементов схемы для измерения почти невидимых невооруженным глазом. Этот чрезвычайный миниатюризации суть не так много, чтобы сделать цепей малых per se, чтобы сделать прочный, долговечный, низкой стоимости и способны выполнять электронных функций на очень высоких скоростях линии. Известно, что скорость реакции зависит главным образом от размера транзистора: чем меньше транзистор, тем быстрее это. Второе преимущество производительности, обусловленные микроэлектроники проистекает непосредственно из сокращения расстояний между компонентами схемы. Если цепь действовать несколько миллиардов раз в секунду проводников, которые связывают цепь должна быть измерена в долях дюйма. Микроэлектроники технология делает связь достижимыми. Это может быть полезно, если мы скажем несколько слов, около четырех основных устройств, найденных в электронных цепях: резистор, конденсаторы, диоды и транзистор. Каждое устройство имеет особую роль в управлении потоком электронов так что завершенные схемы выполняет некоторые требуемую функцию. В течение последнего десятилетия повышена производительность электронных систем коллектора путем использования все большего числа компонентов, и они продолжают развиваться. Современные научные и бизнес компьютеров, например, содержит 10 элементов; Электронные системы коммутации содержат более чем миллиона компонентов.Тирания чисел - проблемы обработки многих дискретных электронных устройств - стали относиться ученые еще в 1950 году. Общая надежность электронной системы универсально связана с количество отдельных компонентов. Более серьезный недостаток был что было однажды всеобщей практики для изготовления каждого из этих компонентов отдельно и затем соберите полный устройства, электрические компоненты вместе с металлическими жилами. Это было не очень хорошо: больше компоненты и взаимодействия, менее надежные системы. Разработка ракет и космических аппаратов представил заключительный толчок для изучения этой проблемы. Однако многие попытки были во многом неудачными. Что в конечном итоге обеспечило решение было Полупроводниковые микросхемы, концепция которого начал принимать форму через несколько лет после изобретения транзистора. Примерно между 1960 и 1963 годами Новая технология цепи стала реальностью. Это было развитие микроэлектроники, что решить эту проблему. Появление микроэлектронных схем по большей части, не изменило характер основных функциональных подразделений: микроэлектронных устройств состоят также из транзисторы, резисторы, конденсаторы и аналогичные компоненты. Основное различие заключается, что все эти элементы и их взаимосвязи в настоящее время изготавливаются на одной подложке в одной серии операций. Несколько ключевых событий необходимы, прежде чем захватывающий потенциал интегральных схем может быть реализован. Развитие микроэлектроники зависит от изобретения техники для изготовления различных функциональных подразделений на или в кристалле полупроводниковых материалов. В частности, растущее количество функций были переданы элементы схемы, которые лучше всего выполнять: транзисторы. Были разработаны несколько видов микроэлектронных транзисторов, и для каждого из них семей связанные цепи развивались элементы и схемы узоров. It was the bipolar transistor that was invented in 1948 by John Bardeen, Walter H. Brattain and William Shockley of the Bell Telephone Laboratories. In bipolar transistors charge carries of both polarities are involved in their operation. They are also known as junction transistors. The npn and pnp transistors make up the class of devices called junction transistors. A second kind of transistor was actually conceived almost 25 years before the bipolar devices, but its fabrication in quantity did not become practical until the early 1960's. This is the field-effect transistor. The one that is common in microelectronics is the metal-oxide-semiconductor field-effect transistor. The term refers to the three materials employed in its construction and is abbreviated MOSFET. The two basic types of transistor, bipolar and MOSFET, divide microelectronic circuits into two large families. Today the greatest density of circuit elements per chip can be achieved with the newer MOSFET technology. An individual integrated circuit (IC) on a chip now can embrace more electronic elements than most complex piece of electronic equipment that could be built in 1950. In the first 15 years since the inception of integrated circuits, the number of transistors that could be placed on a single chip (with tolerable yield) has doubled every year. The 1980 state of art is about 70K density per chip. Nowadays we can put a million transistors on a single chip. The first generation of commercially produced microelectronic devices is now referred to as small-scale integrated circuits (SSI). They included a few gates.The circuitry defining a logic array had to be provided by external conductors.Devices with more that about 10 gates on a chip but fewer than about 200 are medium-scale integrated circuits (MSI). The upper boundary of medium-scale integrated circuits technology is marked by chips that contain a complete arithmetic and logic unit. This unit accepts as inputs two operands and can perform any one of a dozen or so operations on them. The operations include additions, subtraction, comparison, logical "and" and "or" and shifting one bit to the left or right. A large-scale integrated circuit (LSI) contains tens of thousands of elements, yet each element is so small that the complete circuit is typically less than a quarter of an inch on a side.

Результаты (русский) 2:

Интенсивное усилие электроники, чтобы увеличить надежность и производительность своих продуктов, а уменьшая их размер и стоимость привела к результатам, которые вряд ли кто осмелились прогнозировать.
Эволюция электронной техники иногда называют революцию. То, что мы видели неуклонный количественный эволюция: все меньше и меньше, электронные компоненты, выполняющие более сложные электронные функции на все более высоких скоростях. И еще там был настоящей революцией:. Количественное изменение в технологии привело к качественному изменению в человеческих
возможностей. Все началось с развитием транзистора
До изобретения транзистора в 1947 году его функции в электронной схеме мог выполняться только вакуумную трубку. Трубы пришли в столь многих форм и размеров и проводился таким образом много функций, которые в 1947 году казалось смелым думаю, что транзистор будет в состоянии конкурировать за исключением ограниченного применения.
Первые транзисторы не было поразительное преимущество в размерах меньших труб, и они были дороже. Тот большое преимущество транзистор было более лучших вакуумных трубок был чрезвычайно низкое энергопотребление. Кроме того, они обещали большую надежность и длительный срок службы. Тем не менее, потребовались годы, чтобы продемонстрировать другие транзисторные преимущества.
С изобретением транзистора все основные функции схема может быть осуществлена ​​внутри твердых тел. Целью создания электронных схем с полностью твердотельные компоненты, наконец, была реализована.
Ранние транзисторы, которые часто описываются как размер, если горох, были на самом деле огромная по шкале, на которой электронные события происходят, и поэтому они были очень медленный. Они могли бы ответить в размере нескольких миллионов раз в секунду; это было достаточно быстро, чтобы служить в радио- и слуховых аппаратов цепей, но значительно ниже скорости, необходимой для быстродействующих компьютеров или для систем СВЧ-связи.
Это было, по сути, попытка уменьшить размер транзисторов так, чтобы они могли работать при высокая скорость, что привело к целой технологии микроэлектроники.
Технология микроэлектроники сократилась транзисторов и других элементов схемы с размерами почти невидимых невооруженным глазом.
Смысл этого внеочередного миниатюризации не так много, чтобы сделать контуры небольшой таковые, как сделать цепи которые являются прочный, долговечный, низкой стоимости и способен выполнять функции электронных при очень высоких скоростях. Известно, что скорость реакции зависит в первую очередь от размера транзистора:. Меньше транзистор, тем быстрее это
второй выигрыш в производительности в результате микроэлектроники непосредственно вытекает из сокращения расстояний между компонентами схемы. Если схема работать несколько миллиардов раз в секунду проводники, которые связывают цепь вместе, должны быть измерены в долях дюйма. Технология микроэлектроники делает сильной связи достижимым.
Это может быть полезно, если мы сказать несколько слов о четырех главных устройств, найденных в электронных схемах: резисторов, конденсаторов, диодов и транзисторов. Каждое устройство имеет особую роль в управлении потоком электронов, так что завершили цепь выполняет некоторые требуемую функцию.
В течение последнего десятилетия производительность электронных систем многократно возросли за счет использования все большим числом компонентов, и они продолжают развиваться. Современные научные и бизнес-компьютеры, например, содержат 10 элементов; электронные коммутационные системы содержат более миллиона компоненты. Тирания цифр - проблема обработки много дискретных электронных устройств - стали относиться ученых еще в 1950 году общая надежность системы электронного универсально связана с количеством отдельных компонентов . Более серьезным недостатком было то, что после того, как повсеместной практикой в производстве каждого из компонентов по отдельности, а затем собрать полную устройство, проводки компоненты вместе с металлическими проводниками. Это не было ничего хорошего:. Чем больше компонентов и взаимодействий, тем меньше надежность системы Развитие ракет и космических аппаратов при условии окончательного импульс для изучения проблемы. Тем не менее, многие попытки были безуспешными. Что в конечном счете при условии, что решение было полупроводник интегральной схемы, концепция которого начал складываться несколько лет после изобретения транзистора. Грубо между 1960 и 1963 это новая технология цепи стала реальностью. . Это было развитие микроэлектроники, что решить проблему Появление микроэлектронных схем не имеет, по большей части, изменили характер основных функциональных блоков: микроэлектронные устройства также из транзисторов, резисторов, конденсаторов и подобных компонентов. Основное различие заключается в том, что все эти элементы и их взаимосвязи в настоящее время на одной подложке в одной серии операций. Несколько ключевых событий должны были до интересной потенциал интегральных схем могут быть реализованы. Развитие микроэлектроники зависит от изобретения методов для делая различные функциональные блоки или в кристалле полупроводниковых материалов. В частности, все большее число функций были даны в течение схемных элементов, которые выполняют лучше: транзисторы. Несколько видов микроэлектронных транзисторов были разработаны, и для каждого из них семьи, связанных элементов схемы и модели схемы эволюционировали. Это был биполярный транзистор, который был изобретен в 1948 году Джон Бардин, Уолтер Х. Брэттеном и Уильям Шокли в Bell Telephone лаборатории. В биполярных транзисторов носителей заряда обоих полярностей, участвующих в их работе. Они также известны как соединительные транзисторов. СПШ и PNP транзисторы составляют класс устройств, называемых распределительных транзисторов. Второй вид транзистора на самом деле задумал почти 25 лет, прежде чем биполярных устройств, но его изготовление в количестве не стал практическим до начала 1960-х годов. Это полевой транзистор. Тот, который является общим в микроэлектронике является оксид металла-полупроводник полевой транзистор. Этот термин относится к трем материалов, используемых в строительстве и сокращенное MOSFET. Два основных типа транзистора, биполярных и МОП-транзистора, разделить микроэлектронных схем на две большие семьи. Сегодня наибольшая плотность элементов схемы на чип может быть достигнуто с новой технологией MOSFET. Человек интегральная схема (ИС) на чипе теперь можно охватить больше электронных элементов, чем самый сложный кусок электронного оборудования, которые могут быть построены в 1950 году В Первые 15 лет с момента интегральных схем, число транзисторов, которые могут быть размещены на одном кристалле (с допустимыми выход) в два раза каждый год. 1980 состояние искусства о 70K плотность на чип. В настоящее время мы можем поставить миллион транзисторов на одной микросхеме. Первое поколение серийно выпускаемых микроэлектронных устройств теперь называются малых интегральных схем (SSI). Они включали несколько ворот. Схема определения логики массив должен быть предусмотрено внешних проводников. Устройства с более, что около 10 ворота на чипе, но меньше, чем около 200 средних интегральных схем (MSI). Верхняя граница среднего интегральных схем технологии отмечен чипов, которые содержат полный арифметические и логические устройства. Это устройство принимает в качестве входных два операнда и может выполнять любую из дюжины или около того операций на них. Операции включают в себя дополнения, вычитание, сравнение, логический "и" и "или" и сдвиг на один бит влево или вправо. Крупномасштабная интегральная схема (БИС) содержит десятки тысяч элементов, но каждый элемент настолько мал, что вся цепь, как правило, меньше, чем на четверть дюйма на стороне.

Результаты (русский) 3:

В интенсивных усилий электроники для увеличения надежности и производительности своей продукции при одновременном уменьшении их размера и стоимости привело к результатам, которые вряд ли кто-либо осмелился бы предсказать.
эволюции электронной технологии иногда называется революции. Мы постоянно количественной эволюции:Меньше и меньше электронных компонентов выполнение все более сложных электронных функций на более высоких скоростях. И тем не менее не было подлинной революции: количественные изменения в технологии привело к качественному изменению в развитие человеческого потенциала.
Все началось с появления развитие транзисторах.
До изобретения транзистора в 1947 году его функция в электронной цепи могут быть выполнены только с помощью вакуумной трубки. Трубки вступил в столь многих форм и размеров и таким образом многие функции, в 1947 году он, по-видимому нагло, что транзистор будет конкурировать за исключением лишь приложений.
Первые транзисторы не яркие преимущества в размер над чем меньше трубки и они являются более дорогостоящими. В большое преимущество транзистор в лучших вакуумных трубок был чрезвычайно низкое потребление энергии. Кроме того они обещали повышенную надежность и длительный срок службы. Вместе с тем, в годы, чтобы продемонстрировать другие транзистор преимущества.
С изобретением транзистора все основного контура функции, может быть в пределах твердых тел. Цель создания электронных цепей с полностью твердотельный компонентов наконец была достигнута.
Начале транзисторы, которые часто описывается как размер если горошины, фактически были огромные на том уровне, на котором электронных события, и поэтому они были очень медленно.