电位器发展简史

电位器的发展历史简介

1 人类利用电能的简史

1831 年，英国人法拉第发现了“电磁感应”现象。之后不久，发明了世界上第一台能产生连续电流的发电机——圆盘发电机。

1866 年，德国人西门子（Siemens）制造了世界上第一台工业用发电机——自励式直流发电机。

1879 年，美国发明家爱迪生经过长期反复试验，点燃了世界上第一盏有实用价值的白炽灯，从而揭开了人类大规模利用电能的历史。

1882 年，爱迪生在纽约珍珠街建成了世界最早的发电厂，利用蒸汽机驱动直流发电机，内装 6 台发动机，可同时供数十户人家照明，使电力第一次真正走进人类生活，开创了电能服务人类的新时代。

2 电子技术、电子元器件发展简史

电子技术是 19 世纪末、20 世纪初开始发展起来的新兴技术，20 世纪发展最迅速、应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。电子元器件的发展史其实就是一部浓缩的电子技术发展史。

1906 年，美国发明家德福雷斯特（De Forest Lee）发明了真空三极管（电子管），用来放大电话的声音电流。从此，以电子管为核心的第一代电子产品得到了蓬勃发展。

1947 年，世界上第一只半导体三极管——点接触型锗晶体管诞生，在电子器件的发展史上又翻开了新的一页。晶体管比电子管小巧、轻便、省电、寿命长且功能更多，很快便获得广泛的应用，在很大范围内取代了电子管。

20 世纪 50 年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。很快，就从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品朝着高效能、低能耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。

集成电路的出现具有划时代的意义，它的诞生和发展推动了铜芯技术和计算机的进步，使科学研究的各个领域以及工业社会的结构发生了历史性变革。

半导体工业和半导体技术被称为现代工业的基础，同时也已经发展称为一个相对独立的高科技产业。目前，超大规模集成电路制作技术仍是各国在高新技术领域竞争的热点之一，以美国为首的西方发达国家近年来在此领域不断对中国进行极限施压和限制打压。

综上所述，电子技术和电子元器件的发展主要经历了真空管（电子管）时代、晶体管时代、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路时代。

*3 电子计算机的发展史

电子计算机在人类社会所起的作用，与第一次工业革命中蒸汽机相比，是有过之而无不及的。

ENIAC 问世以来的短短的四十多年中，电子计算机的发展异常迅速。

迄今为止，它的发展大致已经了下列四代：

第一代（1946～1957 年）是电子计算机，它的基本电子元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。

由于当时电子技术的限制，运算速度只是每秒几千次～几万次基本运算，内存容量仅几千个字。

程序语言处于最低阶段，主要使用二进制表示的机器语言编程，后阶段采用汇编语言进行程序设计。

因此，第一代计算机体积大，耗电多，速度低，造价高，使用不便；主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。

第二代（1958～1970 年）是晶体管计算机。

1948 年，美国贝尔实验室发明了晶体管，10 年后晶体管取代了计算机中的电子管，诞生了晶体管计算机。

晶体管计算机的基本电子元件是晶体管，内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。

与第一代电子管计算机相比，晶体管计算机体积小，耗电少，成本低，逻辑功能强，使用方便，可靠性高。

第三代（1963～1970 年）是集成电路计算机。

随着半导体技术的发展，1958 年夏，美国德克萨斯公司制成了第一个半导体集成电路。

集成电路是在几平方毫米的基片，集中了几十个或上百个电子元件组成的逻辑电路。

第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路，磁芯存储器进一步发展，并开始采用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒几十万次基本运算。

由于采用了集成电路，第三代计算机各方面性能都有了极大提高：体积缩小，价格降低，功能增强，可靠性大大提高。

第四代（1971 年～目前）是大规模集成电路计算机。

随着集成了上千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，电子计算机发展进入了第四代。

第四代计算机的基本元件是大规模集成电路，甚至超大规模集成电路，集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器，运算速度可达每秒几百万次，甚至上亿次基本运算。

4 电阻器（电位器）发展简史

电阻器（电位器）是随着电子工业的发展而发展起来的，到目前为止总共也就百余年历史。

电阻器的发展——

1827 年欧姆定律提出,之后不久在实验室里就出现了十分简陋、笨重且庞大的可变电阻元件——碳堆变阻器，这就是世界上早期的可变电阻器（电位器）。

1843 年的惠斯登（Wheatstone）可变电阻器，主要是用来调节或控制电路中电流的大小。

1885 年英国 C.布雷德利发明模压碳质实芯电阻器。

1897 年英国 T.甘布里尔和 A.哈里斯用含碳墨汁制成碳膜电阻器。

1913～1919 年英国 W.斯旺和德国 F.克鲁格先后发明金属膜电阻器。

1925 年德国西门子-哈尔斯克公司发明热分解碳膜电阻器，打破了碳质实芯电阻器垄断市场的局面。晶体管问世后，对电阻器的小型化、阻值稳定性等指标要求更严，促进了各类新型电阻器的发展。

1959 年美国贝尔实验室研制成 TaN 电阻器。

1960 年代以后，采用滚筒磁控溅射、激光阻值微调等新工艺，部分产品向平面化、集成化、微型化及片状化方面发展。

电位器的发展——

20 世纪初期，出现了现代电位器的雏形——我们初中物理书上学过的滑线变阻器。

20 世纪 20 年代无线电技术出现以后，在以电子管为主的第一代电子电路的引导下，提出了对可变电阻元件小型化的要求，首先出现了合成碳膜型和线绕型可变电阻器（电位器）。

20 世纪 40 年代，开发出了具有精确线性规律的精密电位器，专门用于电子模拟计算机。

20 世纪 50 年代，第二代电路——晶体管电路的出现，促使了电位器向低电阻、低噪声的方向发展，因为晶体管电路一般为低电压、大电流，而电子管电路一般为高电压、低电流。后来，高阻抗固态电子装置的发展，又促使了电位器向高阻值、低接触电阻方向发展，这时的大功率反而变得不怎么重要了。固态电子装置因电路损耗很少，允许使用偏差较大的微调电位器。

1952 年，美国 Bourns 公司创始人 Marlan Boruns 和 Rosemary Bourns取得首款微调电位器专利，发明了微型线位移及角位移电位器（注册商标为Trimpot®），这就是真正意义上的小型电位器。时至今日，Bourns 公司仍是电位器行业全球知名的大企业，仍为电位器产品高质量、高价值的代表。

20 世纪 50 年代末、60 年代初，美国开发出了导电塑料电位器。和传统的碳膜电位器相比，这类电位器电阻体材料更加耐磨，具有很长的机械寿命；另一方面，通过对电阻体的修刻，赋予了电位器极高的输出线性，因此，作 为位移传感器便很快在汽车、木工机械、机床设备、武器装备等控制系统上得到了广泛的应用。截止目前，关于导电塑料电位器基础材料和制造工艺的改善仍是电位器领域研究的热点，美、英、日、法、德等走在了此项技术的前列。据报道，国外导电塑料电位器的机械寿命指标已经高达七千万周、甚至接近一亿周，堪称“永不磨损”。

20 世纪末期，为顺应电子设备小型化、轻量化的历史潮流，美国又在传统玻璃釉电位器的基础上，开发出了表面安装预调电位器。和传统的电位器相比，这类电位器的体积小、重量轻、没有伸出本体的引脚，适合于高密度的表面安装技术。目前，4mm 和 3mm 产品已经获得了广泛的应用。

历史上，各类电位器的出现顺序大致为：线绕电位器、碳膜电位器、有机实芯电位器、玻璃釉电位器、精密导电塑料电位器、表面安装电位器。

电位器发展史上的专利

1871 年，小乔治（George Littie）获得了“改进的变阻器或电阻线圈”的专利（将电阻丝绕到绝缘管或骨架上）。

1907 年，H.P.麦克莱庚（H.P.Maclagan）获得了旋转式变阻器的专利（将电阻丝绕在薄的纤维板卡片上，再组装成一个圆环，在中心柱上装有一个滑臂，使其在卡片边缘与电阻丝接触）。

1945 年，A.O.贝克曼（A.O.Beckman）研制成功第一个 10 圈精密线绕电位器，并获得专利。

1952 年，美国 Bourns 取得首款微调电位器专利，发明了微型线位移及角位移电位器（注册商标为 Trimpot®）。