History of electronic engineering
इस लेख में इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग के इतिहास का विवरण दिया गया है। चैम्बर्स ट्वेंटिएथ सेंचुरी डिक्शनरी (1972) ने इलेक्ट्रॉनिक्स को "निर्वात, गैस या अर्धचालक और उस पर आधारित उपकरणों में बिजली के चालन का विज्ञान और प्रौद्योगिकी" के रूप में परिभाषित किया है। इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग एक पेशे के रूप में 19वीं शताब्दी के अंत में टेलीग्राफ उद्योग में और 20वीं शताब्दी की शुरुआत में रेडियो और टेलीफोन उद्योगों में तकनीकी सुधारों से उभरा। लोग रेडियो की ओर आकर्षित हुए, इससे प्रेरित तकनीकी आकर्षण से आकर्षित हुए, पहले प्राप्त करने में और फिर संचारण में। 1920 के दशक में प्रसारण में जाने वाले कई लोग प्रथम विश्व युद्ध से पहले की अवधि में "शौकिया" बन गए थे। इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग का आधुनिक विषय काफी हद तक टेलीफोन, रेडियो और टेलीविजन-उपकरणों के विकास और द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान रडार, सोनार, संचार प्रणालियों और उन्नत हथियारों और हथियार प्रणालियों की बड़ी मात्रा में इलेक्ट्रॉनिक-प्रणालियों के विकास से पैदा हुआ था। युद्ध के बीच के वर्षों में, इस विषय को रेडियो इंजीनियरिंग के रूप में जाना जाता था। इलेक्ट्रॉनिक्स शब्द का उपयोग 1940 के दशक में शुरू हुआ 1950 के दशक के अंत में, इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग शब्द का उदय हुआ। उदाहरण के लिए, रेडियो, टेलीविजन और टेलीफोन उपकरण के उद्योगों में बड़े निगमों द्वारा बनाई गई और सब्सिडी दी गई इलेक्ट्रॉनिक प्रयोगशालाओं (बेल लैब्स) ने इलेक्ट्रॉनिक प्रगति की एक श्रृंखला का मंथन करना शुरू कर दिया। 1948 में पहले ट्रांजिस्टर, 1959 में इंटीग्रेटेड सर्किट चिप और 1959 में सिलिकॉन एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) के आविष्कार से इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में क्रांति आई। यू. के. में, इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग का विषय 1960 के आसपास विश्वविद्यालय-डिग्री विषय के रूप में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग से अलग हो गया। (इस समय से पहले, इलेक्ट्रॉनिक्स और रेडियो और दूरसंचार जैसे संबंधित विषयों के छात्रों को विश्वविद्यालय के इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विभाग में दाखिला लेना पड़ता था क्योंकि किसी भी विश्वविद्यालय में इलेक्ट्रॉनिक्स विभाग नहीं थे। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग निकटतम विषय था जिसके साथ इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग को संरेखित किया जा सकता था, हालांकि कवर किए गए विषयों में समानताएं (गणित और विद्युत चुंबकत्व को छोड़कर) केवल तीन साल के पाठ्यक्रमों के पहले वर्ष तक चली। इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग (नाम प्राप्त करने से पहले भी) ने वायरलेस टेलीग्राफी, रेडियो, टेलीविजन, रडार, कंप्यूटर और माइक्रोप्रोसेसर सहित कई तकनीकों के विकास में मदद की। वायरलेस टेलीग्राफी और रेडियो कुछ ऐसे उपकरण जो वायरलेस टेलीग्राफी को सक्षम बनाते थे, उनका आविष्कार 1900 से पहले किया गया था। इनमें डेविड एडवर्ड ह्यूजेस (1880) और हेनरिक रुडोल्फ हर्ट्ज (1887 से 1890) द्वारा प्रकाशित प्रारंभिक प्रदर्शनों और निष्कर्षों के साथ स्पार्क-गैप ट्रांसमीटर और कोहरर शामिल हैं और एडौर्ड ब्रैनली, निकोला टेस्ला, ओलिवर लॉज, जगदीश चंद्र बोस और फर्डिनेंड ब्रौन द्वारा इस क्षेत्र में आगे के परिवर्धन शामिल हैं। 1896 में, गुग्लिएल्मो मार्कोनी ने पहली व्यावहारिक और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली रेडियो तरंग आधारित संचार प्रणाली विकसित की। मिलिमीटर तरंग संचार की जांच पहली बार जगदीश चंद्र बोस द्वारा 1894-1896 के दौरान की गई थी, जब वे अपने प्रयोगों में 60 गीगाहर्ट्ज़ तक की अत्यधिक उच्च आवृत्ति तक पहुँच गए थे। उन्होंने रेडियो तरंगों का पता लगाने के लिए अर्धचालक जंक्शनों के उपयोग की भी शुरुआत की, जब उन्होंने 1901 में रेडियो क्रिस्टल डिटेक्टर का पेटेंट कराया। 1904 में, यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के पहले प्रोफेसर जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग ने पहली रेडियो ट्यूब, डायोड का आविष्कार किया। फिर, 1906 में, रॉबर्ट वॉन लीबेन और ली डी फॉरेस्ट ने स्वतंत्र रूप से एम्पलीफायर ट्यूब विकसित की, जिसे ट्रायोड कहा जाता है। माना जाता है कि इलेक्ट्रानिक्स की शुरुआत अक्सर ट्रायोड के आविष्कार के साथ हुई थी। 10 वर्षों के भीतर, इस उपकरण का उपयोग रेडियो ट्रांसमीटरों और रिसीवरों के साथ-साथ लंबी दूरी के टेलीफोन कॉल के लिए किया गया था। ट्रायोड एम्पलीफायर, जनरेटर और डिटेक्टर के आविष्कार ने रेडियो द्वारा ऑडियो संचार को व्यावहारिक बना दिया। (रेजिनाल्ड फेसेनडेन के 1906 के प्रसारणों में एक विद्युत-यांत्रिक प्रत्यावर्तक का उपयोग किया गया था।) 1912 में, एडविन एच. आर्मस्ट्रांग ने पुनर्योजी प्रतिक्रिया एम्पलीफायर और ऑसिलेटर का आविष्कार किया; उन्होंने सुपरहीटरोडाइन रेडियो रिसीवर का भी आविष्कार किया और उन्हें आधुनिक रेडियो का जनक माना जा सकता है। पहला ज्ञात रेडियो समाचार कार्यक्रम 31 अगस्त 1920 को डेट्रॉइट, मिशिगन में डब्ल्यूडब्ल्यूजे (एएम) के बिना लाइसेंस वाले पूर्ववर्ती स्टेशन 8एमके द्वारा प्रसारित किया गया था। मनोरंजन के लिए नियमित वायरलेस प्रसारण 1922 में इंग्लैंड के चेम्सफोर्ड के पास राइटल में मार्कोनी अनुसंधान केंद्र से शुरू हुआ। स्टेशन को 2एमटी के रूप में जाना जाता था और उसके बाद स्ट्रैंड, लंदन से 2एलओ प्रसारण हुआ। जबकि कुछ प्रारंभिक रेडियो विद्युत प्रवाह या बैटरी के माध्यम से किसी प्रकार के प्रवर्धन का उपयोग करते थे, 1920 के दशक के मध्य तक सबसे आम प्रकार का रिसीवर क्रिस्टल सेट था। 1920 के दशक में, वैक्यूम ट्यूबों को बढ़ाने से रेडियो रिसीवर और ट्रांसमीटर दोनों में क्रांति आ गई। वैक्यूम ट्यूब 40 वर्षों तक पसंदीदा प्रवर्धन उपकरण बना रहा, जब तक कि बेल लैब्स में विलियम शॉकली के लिए काम करने वाले शोधकर्ताओं ने 1947 में ट्रांजिस्टर का आविष्कार नहीं किया। बाद के वर्षों में, ट्रांजिस्टर ने छोटे पोर्टेबल रेडियो, या ट्रांजिस्टर रेडियो को संभव बनाया, साथ ही साथ अधिक शक्तिशाली मेनफ्रेम कंप्यूटर बनाने की अनुमति दी। ट्रांजिस्टर छोटे होते थे और काम करने के लिए वैक्यूम ट्यूबों की तुलना में कम वोल्टेज की आवश्यकता होती थी। 1959 में एकीकृत परिपथ के आविष्कार से पहले, इलेक्ट्रॉनिक परिपथ का निर्माण असतत घटकों से किया गया था जिन्हें हाथ से हेरफेर किया जा सकता था। इन गैर-एकीकृत परिपथों ने बहुत अधिक स्थान और शक्ति की खपत की, विफलता की संभावना थी और गति में सीमित थे, हालांकि वे अभी भी सरल अनुप्रयोगों में आम हैं। इसके विपरीत, एकीकृत परिपथ ने बड़ी संख्या में-अक्सर लाखों-छोटे विद्युत घटकों, मुख्य रूप से ट्रांजिस्टर, को एक सिक्के के आकार के आसपास एक छोटी चिप में पैक किया। 1927 में, फिलो फ़ार्न्सवर्थ ने विशुद्ध रूप से इलेक्ट्रॉनिक टेलीविज़न का पहला सार्वजनिक प्रदर्शन किया। 1930 के दशक के दौरान, कई देशों ने प्रसारण शुरू किया, और द्वितीय विश्व युद्ध के बाद यह लाखों प्राप्तकर्ताओं तक फैल गया, अंततः दुनिया भर में। तब से, इलेक्ट्रॉनिक्स पूरी तरह से टेलीविजन उपकरणों में मौजूद है। प्लाज्मा और लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले जैसे अधिक कॉम्पैक्ट उपकरणों का उपयोग करने के लिए आधुनिक टेलीविजन और वीडियो डिस्प्ले भारी इलेक्ट्रॉन ट्यूब तकनीक से विकसित हुए हैं। प्रवृत्ति और भी कम बिजली उपकरणों के लिए है जैसे कि कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड प्रदर्शन, और यह एलसीडी और प्लाज्मा प्रौद्योगिकियों को बदलने की सबसे अधिक संभावना है। रडार और रेडियो स्थान द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, दुश्मन के लक्ष्यों और विमानों के इलेक्ट्रॉनिक स्थान में कई प्रयास किए गए थे। इनमें बमवर्षकों का रेडियो बीम मार्गदर्शन, इलेक्ट्रॉनिक काउंटर उपाय, प्रारंभिक रडार प्रणाली आदि शामिल थे। इस दौरान उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास पर बहुत कम खर्च किया गया। ट्रांजिस्टर और इंटीग्रेटेड सर्किट पहला काम करने वाला ट्रांजिस्टर एक पॉइंट-कॉन्टैक्ट ट्रांजिस्टर था जिसका आविष्कार 1947 में बेल टेलीफोन लैबोरेटरीज (बीटीएल) में जॉन बार्डिन और वाल्टर हाउसर ब्रैटेन ने किया था। विलियम शॉकली ने 1948 में बीटीएल में द्विध्रुवीय जंक्शन ट्रांजिस्टर का आविष्कार किया। जबकि प्रारंभिक जंक्शन ट्रांजिस्टर अपेक्षाकृत भारी उपकरण थे जिनका बड़े पैमाने पर उत्पादन के आधार पर निर्माण करना मुश्किल था, उन्होंने अधिक कॉम्पैक्ट उपकरणों के लिए द्वार खोल दिया। पहला एकीकृत परिपथ 1958 में टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स में जैक किल्बी द्वारा आविष्कार किया गया संकर एकीकृत परिपथ था, और 1959 में फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर में रॉबर्ट नॉयस द्वारा आविष्कार किया गया अखंड एकीकृत परिपथ चिप था। एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर, या एम. ओ. एस. ट्रांजिस्टर) का आविष्कार 1959 में बी. टी. एल. में मोहम्मद अटाला और डावोन काहंग द्वारा किया गया था। यह पहला सही मायने में कॉम्पैक्ट ट्रांजिस्टर था जिसे उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए छोटा और बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा सकता था। इसने इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में क्रांति ला दी, जो दुनिया में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला इलेक्ट्रॉनिक उपकरण बन गया। अधिकांश आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. मूल तत्व है। एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. ने 1962 में आर. सी. ए. लैबोरेटरीज में फ्रेड हेमन और स्टीवन हॉफस्टीन द्वारा निर्मित उच्च घनत्व वाले एकीकृत परिपथ chips.The सबसे पहले प्रायोगिक एम. ओ. एस. आई. सी. चिप का निर्माण संभव बनाया। एम. ओ. एस. प्रौद्योगिकी ने मूर के नियम को सक्षम किया, हर दो साल में एक आई. सी. चिप पर ट्रांजिस्टर का दोहरीकरण, 1965 में गॉर्डन मूर द्वारा भविष्यवाणी की गई। सिलिकॉन-गेट एम. ओ. एस. तकनीक फेडेरिको फेगिन द्वारा 1968 में फेयरचाइल्ड में विकसित की गई थी। तब से, सिलिकॉन एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. और एम. ओ. एस. इंटीग्रेटेड सर्किट चिप्स के बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ-साथ एक घातीय गति से निरंतर एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. स्केलिंग लघुकरण (जैसा कि मूर के नियम द्वारा भविष्यवाणी की गई है) ने प्रौद्योगिकी, अर्थव्यवस्था, संस्कृति और सोच में क्रांतिकारी परिवर्तन किए हैं। कंप्यूटर एक प्रोग्राम करने योग्य मशीन है जो इनपुट प्राप्त करती है, डेटा को संग्रहीत और हेरफेर करती है, और एक उपयोगी प्रारूप में आउटपुट प्रदान करती है। यद्यपि अभिलिखित मानव इतिहास के दौरान कंप्यूटर के यांत्रिक उदाहरण मौजूद रहे हैं, लेकिन पहला इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर 20वीं शताब्दी के मध्य में विकसित किया गया था। ये एक बड़े कमरे के आकार के थे, जो कई सौ आधुनिक व्यक्तिगत कंप्यूटरों (पीसी) के बराबर बिजली की खपत करते थे। एकीकृत परिपथ पर आधारित आधुनिक कंप्यूटर प्रारंभिक मशीनों की तुलना में लाखों से अरबों गुना अधिक सक्षम हैं, और जगह के एक अंश पर कब्जा करते हैं। सरल कंप्यूटर छोटे पॉकेट उपकरणों में फिट होने के लिए काफी छोटे होते हैं, और एक छोटी बैटरी द्वारा संचालित किए जा सकते हैं। पर्सनल कंप्यूटर अपने विभिन्न रूपों में सूचना युग के प्रतीक हैं और जिन्हें अधिकांश लोग "कंप्यूटर" के रूप में सोचते हैं। हालांकि, एम. पी. 3 प्लेयर से लेकर लड़ाकू विमान और खिलौनों से लेकर औद्योगिक रोबोट तक कई उपकरणों में पाए जाने वाले एम्बेडेड कंप्यूटर सबसे अधिक हैं। प्रोग्राम नामक निर्देशों की सूचियों को संग्रहीत करने और निष्पादित करने की क्षमता कंप्यूटर को अत्यंत बहुमुखी बनाती है, जो उन्हें कैलकुलेटर से अलग करती है। चर्च-ट्यूरिंग थीसिस इस बहुमुखी प्रतिभा का एक गणितीय कथन हैः एक निश्चित न्यूनतम क्षमता वाला कोई भी कंप्यूटर, सिद्धांत रूप में, वही कार्य करने में सक्षम है जो कोई अन्य कंप्यूटर कर सकता है। इसलिए, नेटबुक से लेकर सुपरकंप्यूटर तक के कंप्यूटर पर्याप्त समय और भंडारण क्षमता को देखते हुए समान कम्प्यूटेशनल कार्य करने में सक्षम हैं। माइक्रोप्रोसेसर 1964 तक, एम. ओ. एस. चिप्स उच्च ट्रांजिस्टर घनत्व और द्विध्रुवीय चिप्स की तुलना में कम विनिर्माण लागत तक पहुँच गए थे। एम. ओ. एस. चिप ने मूर के नियम द्वारा भविष्यवाणी की गई दर से जटिलता में और वृद्धि की, जिससे 1960 के दशक के अंत तक एकल एम. ओ. एस. चिप पर सैकड़ों ट्रांजिस्टर के साथ बड़े पैमाने पर एकीकरण (एल. एस. आई.) हुआ। कम्प्यूटिंग में एम. ओ. एस. एल. एस. आई. चिपों का अनुप्रयोग पहले माइक्रोप्रोसेसरों का आधार था, क्योंकि इंजीनियरों ने यह पहचानना शुरू कर दिया था कि एक पूर्ण कंप्यूटर प्रोसेसर को एकल एम. ओ. एस. एल. एस. आई. चिप पर समाहित किया जा सकता है। पहले मल्टी-चिप माइक्रोप्रोसेसर, 1969 में फोर-फेज सिस्टम ए. एल. 1 और 1970 में गैरेट एयर रिसर्च एम. पी. 944 को कई एम. ओ. एस. एल. एस. आई. चिप्स के साथ विकसित किया गया था। पहला एकल-चिप माइक्रोप्रोसेसर इंटेल 4004 था, जिसे 1971 में एकल एम. ओ. एस. एल. एस. आई. चिप पर जारी किया गया था। 1969 में मार्सियन हॉफ द्वारा एकल-चिप माइक्रोप्रोसेसर की कल्पना की गई थी। उनकी अवधारणा जापानी कंपनी बुसिकॉम द्वारा एक डेस्कटॉप प्रोग्रामेबल इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर के लिए एक आदेश का हिस्सा थी, जिसे हॉफ यथासंभव सस्ते में बनाना चाहते थे। एकल-चिप माइक्रोप्रोसेसर की पहली प्राप्ति इंटेल 4004 थी, जो 1971 में एकल एम. ओ. एस. एल. एस. आई. चिप पर जारी किया गया एक 4-बिट प्रोसेसर था। इसे फेडेरिको फेगिन ने अपनी सिलिकॉन-गेट एम. ओ. एस. तकनीक का उपयोग करते हुए इंटेल इंजीनियर हॉफ और स्टेन माज़ोर और बुसिकॉम इंजीनियर मासातोशी शिमा के साथ विकसित किया था। इसने व्यक्तिगत कंप्यूटर के विकास को प्रज्वलित किया। 1973 में, इंटेल 8080, एक 8-बिट प्रोसेसर, ने पहले व्यक्तिगत कंप्यूटर, एम. आई. टी. एस. अल्टेयर 8800 का निर्माण संभव बनाया। लोकप्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स के जनवरी 1975 के अंक के मुखपृष्ठ पर आम जनता के लिए पहले पीसी की घोषणा की गई थी। आज कई इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर माइक्रोप्रोसेसर-आधारित इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के विकास और प्रोग्रामिंग में विशेषज्ञता रखते हैं, जिन्हें एम्बेडेड सिस्टम के रूप में जाना जाता है। ऐसी प्रणालियों पर काम करने के लिए आवश्यक हार्डवेयर के विस्तृत ज्ञान के कारण कंप्यूटर इंजीनियरिंग जैसी संकर विशेषज्ञताएँ उभरी हैं। सॉफ्टवेयर इंजीनियर आमतौर पर कंप्यूटर और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरों के विपरीत माइक्रोप्रोसेसर का अध्ययन नहीं करते हैं। इंजीनियर जो विशेष रूप से प्रोग्रामिंग एम्बेडेड सिस्टम या माइक्रोप्रोसेसर की भूमिका निभाते हैं, उन्हें "एम्बेडेड सिस्टम इंजीनियर" या "फर्मवेयर इंजीनियर" के रूप में संदर्भित किया जाता है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग इलेक्ट्रॉनिक्स इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का इतिहास इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग संदर्भों की समयरेखा भी देखें।