Лицензионно споразумение.
Тази книга може да бъде копирана, възпроизвеждана и отпечатвана, стига да се прави на нетърговска основа и да не се реализира печалба. В случай на търговско използване, например, ако искате да продадете, наемете, отдадете на лизинг цялата книга „Електронна техника“ или част от нея, тогава е необходимо съгласието на нейния автор (Евгений Анатолиевич Москатов) срещу заплащане. Пренареждането на книгата е забранено. Забранява се промяна на съдържанието на книгата или премахване на информация за авторство. Книгата се разпространява „както е“, тоест нейният автор не носи отговорност за евентуални щети, пропуснати ползи и др. В случай на некомерсиална публикация (например на сървър за безплатни материали), авторът трябва да бъде уведомен, като авторството и източникът, от който е направена публикацията, трябва да бъдат ясно посочени.
Материалът, представен в книгата, е разделен на следните раздели и теми.
Раздел 1. Преходи електрон-дупка и метал-полупроводник
Тема 1. Движение на електрони в електрически и магнитни полета
1) Движение на електрони в ускоряващо електрическо поле
2) Движение на електрон в спирачно електрическо поле
3) Движение на електрон в напречно електрическо поле
4) Движение на електрони в магнитни полета
5) Лентова енергийна диаграма
Тема 2. Електропроводимост на полупроводниците
1) Собствена проводимост на полупроводниците
2) Примесна проводимост на полупроводниците
3) Дрейфови и дифузионни токове в полупроводници
Тема 3. Преход електрон-дупка (p-n).
1) Образуване на преход електрон-дупка
2) Директно и обратно свързване на p-n преход
3) Свойства на p-n преход
Тема 4. Преход на Шотки
1) Образуване на прехода на Шотки
2) Директно и обратно свързване на диоди на Шотки
Тема 5. Някои полупроводникови ефекти
1) Тунелен ефект
2) Ефект на Ган
3) Ефект на Хол
Раздел 2. Полупроводникови устройства
Тема 6. Устройство, класификация и основни параметри на полупроводникови диоди
1) Класификация и символи на полупроводникови диоди
2) Проектиране на полупроводникови диоди
3) Характеристики на ток-напрежение и основни параметри на полупроводникови диоди
Тема 7. Токоизправителни диоди
1) Общи характеристики на токоизправителните диоди
2) Включване на токоизправителни диоди в токоизправителни вериги
Тема 8. Ценерови диоди, варикапи, светодиоди и фотодиоди
1) Ценерови диоди
2) Варикапи
3) Фотодиоди
4) светодиоди
Тема 9. Импулсни, високочестотни (RF) и свръхвисокочестотни (микровълнови) диоди
1) Импулсни диоди
2) HF диоди
3) Микровълнови диоди
Раздел 3. Биполярни транзистори
Тема 10. Устройство, класификация и принцип на действие на биполярни транзистори
1) Класификация и маркировка на транзистори
2) Проектиране на биполярни транзистори
3) Принципът на действие на биполярните транзистори
Тема 11. Схеми за свързване на биполярни транзистори
1) Схема на свързване с обща OB основа
2) Схема на свързване с общ емитер OE
3) Схема на свързване с общ колектор ОК
4) Усилвателни свойства на биполярен транзистор
Тема 12. Статични характеристики на транзисторите
1) Статични характеристики на транзистора според ОВ веригата
2) Статични характеристики на транзистора по OE схема
Тема 13. Динамичен режим на работа на транзистора
1) Концепцията за динамичен режим
2) Динамични характеристики и понятието работна точка
3) Ключов режим на работа на транзистора
Тема 14. Транзисторна еквивалентна схема
1) Еквивалентна схема на транзистор с OB
2) Еквивалентна схема на транзистор с ОЕ
3) Еквивалентна схема на транзистор с ОК
4) Транзистор като активен четириполюсник
Тема 15. Система от h-параметри на транзистора. Y-параметри
1) h-параметри и тяхното физическо значение
2) Определяне на h-параметри от статични характеристики
3) Y-параметри на транзистори
Тема 16. Температурни и честотни свойства на транзисторите. Фототранзистори
1) Температурно свойство на транзисторите
2) Честотно свойство на транзисторите
3) Фототранзистори
Раздел 4. Полеви транзистори
Тема 17. Въведение в полеви транзистори
1) Конструкция и принцип на работа на полеви транзистори с контролен p-n преход
2) Характеристики и параметри на полеви транзистори
3) Полеви транзистори с изолиран затвор
4) Транзистори с полеви ефекти за интегрални схеми, препрограмиране на устройства с памет само за четене (RPM)
Раздел 5. Тиристори
1) Дизайн и принцип на работа на динистори
2) Основни параметри на тиристорите
3) SCR
4) Концепцията за триаци
Раздел 6. Електровакуумни устройства
Тема 18. Електровакуумен диод
1) Електровакуумен диод, устройство и принцип на действие на електровакуумен диод
2) Вольт-амперни характеристики и основни параметри на вакуумния диод
Тема 19. Триод
1) Устройство и принцип на действие на триод
2) ВАХ и основни параметри на триода
Тема 20. Тетрод
1) Устройство и схема за включване на тетрода
2) Ефект на динатрон
3) Лъчев тетрод
Тема 21. Пентод
Раздел 7. Цифрова микросхема
Тема 22. Основи на микроелектрониката
1) Класификация и UGO на интегрални схеми (IC)
2) Елементи и компоненти на хибридни ИС (ГИС)
3) Елементи и компоненти на полупроводникови ИС
Раздел 8. Булева алгебра
Тема 23. Най-простите логически функции и логически елементи
1) Логически функции и тяхното изпълнение
2) Схема на най-простите логически елементи
3) Характеристики и параметри на цифровите ИС
Тема 24. Транзисторно-транзисторна логика
1) Основни типове логика и концепцията за многоемитерния транзистор
2) Транзисторно-транзисторна логика (TTL) с прост инвертор
3) TTL със сложен инвертор
Тема 25. TTL логически елементи със специални изводи
1) TTL с отворен колектор
2) TTL със Z-състояние
3) TTLSH
4) Оптоелектронни ИС
Тема 26. Логически елементи на базата на MOS полеви транзистори - структури
1) Включва MOS транзистори
2) Допълнителна MOS двойка (CMOS)
3) Внедряване на функцията NAND в CMOS логиката
4) Внедряване на функцията NOR в CMOS логиката
Тема 27. Емитерно-свързана логика
1) Внедряване на функции OR и NOR в логика, свързана с емитер (ECL)
2) Източник на референтно напрежение
3) Основен елемент от серията ESL K500
Раздел 9. Аналогови електронни устройства
Тема 28. Класификация и основни технически показатели на усилвателите
1) Класификация на усилвателите
2) Основни технически показатели на усилвателите
3) Характеристики на усилвателя
Тема 29. Захранване на транзисторната базова верига и температурна стабилизация на работната точка
1) Захранване на базовата верига на транзистора според верига с фиксиран базов ток
2) Захранване на базовата верига на транзистора по схема с фиксирано базово напрежение
3) Температурна стабилизация (термична стабилизация) на работната точка с помощта на термистор и полупроводников диод
4) Термична стабилизация на работната точка с помощта на отрицателна обратна връзка (NFB) за постоянно напрежение
5) Термична стабилизация на работната точка с помощта на DC OOS
Тема 30. Обратна връзка в усилвател
1) Видове обратна връзка
2) Влиянието на обратната връзка от околната среда върху основните параметри на усилвателя
Тема 31. Режими на работа на усилвателни елементи
1) Концепцията за динамичните характеристики на производителността
2) Режим на работа клас А
3) Режим на работа клас B
4) Режим на работа клас AB
5) Режим на работа клас C
6) Режим на работа клас D
Тема 32. Междукаскадни връзки в усилватели
1) Видове междукаскадни връзки
2) Еквивалентна схема на усилвателно стъпало с резисторно-капацитивни връзки
3) Анализ на еквивалентната схема при ниски, средни и високи честоти
Тема 33. Изходни усилвателни стъпала
1) Еднопосочен изходен трансформаторен етап
2) Push-pull изходно трансформаторно стъпало
3) Push-pull изходно стъпало без трансформатор
Тема 34. DC усилватели с директно свързване
1) Директно свързани DC усилватели
2) Диференциална каскада UPT
Тема 35. Операционни усилватели
1) Класификация и основни параметри на операционните усилватели (op-amps)
2) Превключващи вериги на операционни усилватели
Раздел 10. Устройства за изобразяване на информация
Тема 36. Катодни и кинескопни тръби
1) Електростатично контролирани електроннолъчеви тръби (CRT)
2) CRT с електромагнитно управление
3) Епруветки за картини
4) Цветни кинескопи
Тема 37. Индикатори
1) Буквено-цифрови индикатори
2) Матрични индикатори
3) Вакуумни електролуминесцентни индикатори
4) Течнокристални индикатори
Заключение
Приложение
Решаване на типови задачи в курса "Електронна техника"
Днес вече е трудно да се открие трансформатор на желязо във всеки домакински уред или захранване. През 90-те години те бързо започнаха да се превръщат в нещо от миналото, отстъпвайки място на импулсни преобразуватели или импулсни захранвания (съкратено SMPS).Импулсните захранвания превъзхождат трансформаторните по размер, качеството на полученото постоянно напрежение, имат широки възможности за регулиране на изходното напрежение и ток, а също така традиционно са оборудвани със защита от претоварване на изходния ток. И въпреки че се смята, че импулсните захранвания са...
Една от най-важните величини в импулсната технология е коефициентът на запълване S. Коефициентът на запълване S характеризира правоъгълен импулс и определя колко пъти импулсният период T е по-голям от неговата продължителност t1. И така, квадратна вълна, например, има работен цикъл от 2, тъй като продължителността на импулса в такава последователност е равна на половината от неговия период. ИЧислителят и знаменателят съдържат времетраене, измерено в секунди, така че работният цикъл е безразмерна величина. За справка, нека си припомним, че меандърът е импулсна последователност, където продължителността на положителната част на импулса...
Когато е необходимо да се потиснат променливи токове от определен честотен спектър във верига, но в същото време ефективно да се пропускат токове с честоти над или под този спектър, пасивният LC филтър върху реактивни елементи - нискочестотен филтър (LPF) може да бъде полезен (ако е необходимо ефективно да се пропуснат трептения с по-ниска зададена честота) или високочестотен филтър (ако е необходимо, ефективно да се пропуснат трептения с честота, по-висока от определената).Принципът на конструиране на тези филтри се основава на свойствата на индуктивността и капацитета...
В една от предишните статии разгледахме общия принцип на работа на активните коректори на фактора на мощността (PFC или PFC). Нито една коректорна верига обаче няма да работи без контролер, чиято задача е да организира правилно управлението на полевия транзистор в общата верига.Като ярък пример за универсален PFC контролер за внедряване на PFC можем да цитираме популярната микросхема L6561, която се предлага в пакети SO-8 и DIP-8 и е предназначена за изграждане на мрежови модули за корекция на фактора на мощността с рейтинг до 400 W...
Факторът на мощността и хармоничният фактор на мрежовата честота са важни показатели за качеството на електроенергията, особено за електронно оборудване, което се захранва от това електричество.За доставчика на променлив ток е желателно факторът на мощността на консуматорите да е близо до единица, а за електронните устройства е важно да има възможно най-малко хармонично изкривяване. При такива условия електронните компоненти на устройствата ще издържат по-дълго и товарът ще работи по-удобно. В действителност проблемът е...
Тази статия ще опише процедурата за изчисляване и избор на компонентите, необходими при проектирането на силовата част на понижаващ импулсен постояннотоков преобразувател без галванична изолация, топология на преобразувател на пари. Преобразувателите от тази топология са много подходящи за намаляване на постоянно напрежение в рамките на 50 волта на входа и с мощност на натоварване не повече от 100 W.Всичко, свързано с избора на схема на контролер и драйвер, както и вида на полевия транзистор, ще оставим извън обхвата на тази статия, но ще анализираме подробно схемата и особеностите на режимите на работа...
Варисторът е полупроводников компонент, който може нелинейно да променя активното си съпротивление в зависимост от приложеното към него напрежение. По същество това е резистор с характеристика ток-напрежение, чиято линейна част е ограничена до тесен диапазон, до който съпротивлението на варистора идва, когато към него се приложи напрежение над определен праг. В този момент съпротивлението на елемента се променя рязко с няколко порядъка - намалява от първоначалните десетки MOhm до единици Ohm...
Оптронът е оптоелектронно устройство, чиито основни функционални части са източник на светлина и фотодетектор, които не са свързани галванично помежду си, но са разположени в общ запечатан корпус. Принципът на действие на оптрона се основава на факта, че подаденият към него електрически сигнал предизвиква блясък на предавателната страна и под формата на светлина сигналът се приема от фотодетектора, инициирайки електрически сигнал на приемащата страна. Тоест сигналът се предава и приема чрез оптична комуникация...
Една от най-популярните топологии на импулсни преобразуватели на напрежение е двутактен или двутактен преобразувател (буквално преведено - push-pull).За разлика от единичен обратен преобразувател, енергията не се съхранява в ядрото на push-pool, тъй като в този случай това е ядро на трансформатор, а не на индуктор, то служи като проводник за променливия магнитен поток, създаден на свой ред от двата половини на първичната намотка. Това е именно импулсен трансформатор с фиксиран...
Когато говорим за електроника, си представяме компютри, телевизори, микровълнови печки, мобилни телефони и други устройства. Междувременно това не е само областта на технологиите, в която се създават тези устройства. Освен това е наука, която изучава процесите, протичащи със заредени частици. Едва ли ще получим отговор на въпроса кога се е появила електрониката. Но е напълно възможно да се проследи историята на неговото развитие.
Модерна електроника
В съвременната електроника могат да се разграничат следните основни направления.
Потребителска електроника. Включва всички домакински уреди - телевизори, електрически печки, ютии, мобилни телефони и др. Тези устройства използват електрическо напрежение, електрически ток, електромагнитно поле или електромагнитни вълни.
Енергия. Това е производството, преноса и потреблението на електрическа енергия. Това включва и електрически устройства с висока мощност - електроцентрали, електродвигатели, електропроводи.
Микроелектроника. От своя страна тя се разделя на оптоелектроника, аудио-видео техника и цифрова електроника.
Оптоелектронните устройства се използват за преобразуване на светлинното лъчение в електрически ток. Те включват фотодиоди, фототранзистори, фоторезистори и др. Друг тип устройства: светодиоди, лазери, лампи с нажежаема жичка, напротив, преобразуват електрически ток в светлинно излъчване.
Аудио-видео оборудването е устройство, в което се преобразуват звук и изображение.
Цифровата микроелектроника включва компютри, цифрови телевизори, мобилни телефони, контролни панели на устройства и др.
Основният активен елемент в електрониката е микросхема.
От историята
Как се появи електрониката?
За съвременния човек е трудно да си представи как е възможно да се предава информация на голямо разстояние, без да има телефон, радио или компютър, свързан с интернет. Междувременно човечеството винаги е имало нужда да споделя информация. И това беше направено по различни начини. Древните хора са се предупреждавали взаимно за опасност с викове, палене на огньове и биене на барабани. По-късно се появи гълъбова поща, новините бяха донесени от специални пратеници. В Китай информацията се предава с помощта на хвърчила, които са оцветени по различен начин в зависимост от вида информация, която носят. Може би най-често срещаният метод на предаване беше светлината. По цялата дължина на комуникационната линия са монтирани кули, на всяка от които е запален огън веднага щом се види на предишната кула. И така сигналът беше предаден през веригата. По-късно, когато е изобретено огледалото, съобщенията започват да се изпращат от кула на кула с помощта на отразени светлинни сигнали. В морето морзовата азбука се използва за предаване на информация, в която знаците са кодирани с помощта на различни позиции на сигналните флагове.
Накратко, човечеството е измислило много различни методи, но всички те действат само на кратко разстояние и едва ли могат да работят нормално, когато видимостта се влоши.
Първият електромагнитен телеграф
Шилингов електромагнитен телеграф
Всичко се промени, когато беше изобретен електрическият телеграф. По-точно, това беше електромагнитен телеграф, който използваше електромагнетизъм за предаване на сигнали.
Много физици се опитаха да създадат такова устройство, но за първи път то беше изобретено от руски дипломат, електроинженер изобретател, балтийски германец по произход, Павел Лвович Шилинг. След като Ерстед открива ефекта на електрическия ток върху магнитна стрелка, той разбира, че на базата на това явление може да бъде създаден телеграф. Неговото предавателно устройство се състоеше от 16 ключа, с помощта на които се затваряха електрически вериги на прав и обратен ток. На приемното устройство са монтирани 6 умножителя с магнитни стрелки. Тези стрели бяха окачени на конци. Към тях от едната страна бяха прикрепени бели хартиени кръгове, а от другата - черни. Като затварят веригата с помощта на ключове, те изпращат ток в една или друга посока. В приемното устройство под въздействието на електрически ток една от магнитните стрелки се отклоняваше към бял или черен кръг в зависимост от посоката на тока. Буквите от азбуката бяха кодирани по този начин. Устройствата са били свързани с подземен кабел.
Павел Лвович Шилинг
Шилинг за първи път демонстрира изобретението си на 21 октомври 1832 г. в собствения си апартамент. По-късно той инсталира този телеграф в Санкт Петербург между Зимния дворец и сградата на Министерството на железниците.
Немският учен Карл Фридрих Гаус и немският учен Макс Вебер създават своите модификации на електромагнитния телеграф. Но те не са били използвани на дълги разстояния.
Първата телеграфна линия, работеща на разстояние 5 км, е създадена през 1838 г. от немския физик Карл Август Щайнхайл.
През 1895 г. руският физик Александър Степанович Попов изобретява радиото. Това беше безжична телекомуникация, носителят на сигнала в който бяха електромагнитни вълни, разпространяващи се свободно в пространството, без проводници. Това събитие може да се счита за началото на раждането на електрониката.
Александър Степанович Попов
Текущият модел радио включваше радиопредавател, който излъчва сигнал, и приемник, който го приема. Радиокомуникациите веднага започнаха да се използват широко във военните дела. Имаше нужда от нови елементи за него. Електрониката се зае с тяхното създаване.
Когато компютрите бяха големи
Разбира се, през 1905 г. микросхемите все още не съществуват. Но тази година е изобретена радио тръбата. В най-простата си форма това беше запечатан стъклен контейнер с вакуум вътре. Изведени са 2 електрода - катод и анод. Третата нишка изпълнява функцията за отопление. През него беше прокаран електрически ток. Нишката се нагрява до много висока температура от няколкостотин, а понякога и хиляди градуса. Между електродите се създава голяма потенциална разлика от 100-300 V. Катодът, към който е подадено отрицателно напрежение, се нагрява и започва да излъчва електрони. Поток от електрони се втурна към анода, свързан към източник на положително напрежение. В лампата възникна електрически ток.
Електронни тръби
От този момент нататък електрониката започва да се развива със скокове и граници. Радио тръбите бяха подобрени. В началото на 40-те години на 20-ти век всяка година се произвеждат няколко милиона от тях в различни размери и дизайн. Токът в някои от тях се създаваше не от електрони, а от йони - частици с положителен заряд. На тяхна база са създадени изцяло нови радиоприемници и предаватели. Появяват се грамофоните, магнетофоните и първите модели телевизори.
Радиолампи представляват елементната база на първите компютри, които се появяват след Втората световна война в САЩ през 1948 г. и се наричат компютри (електронни компютри). Тъй като един компютър съдържаше десетки хиляди радиолампи, компютрите бяха огромни по размер. Необходими са били и големи зали за тяхното настаняване.
Компютър Урал-1
Разбира се, това не можеше да продължи дълго. Можем да кажем, че по-нататъшното развитие на електрониката е свързано с развитието на компютърните технологии. С течение на времето радиолампи, които също консумираха много енергия, бяха заменени от полупроводникови диоди и транзистори.
Полупроводников диод
Полупроводникови диоди
Как работи най-простото полупроводниково устройство, диод?
Състои се от два полупроводникови слоя, съседни един на друг. В единия слой (n - проводимост) има излишък от свободни електрони, а в другия (p - проводимост) има липса на такива, следователно на мястото, където няма достатъчно електрон, се образува „дупка“. , който има положителен заряд.
Ако приложите отрицателен заряд към катода на диода (слоят, в който има излишък от електрони) и положителен заряд към анода, тогава движението на зарядите ще започне и електрически ток ще тече през прехода между слоевете. Това включване се нарича „директно“. В това състояние диодът е отворен.
Диод отворен
Ако се приложи отрицателен заряд към анода и положителен заряд към катода, тогава електроните започват да се движат към „плюс“, а „дупките“ към минус. Няма да има ток през кръстовището. Диодът е затворен.
Диодът е затворен
С появата на полупроводникови устройства размерът на радиостанциите, телевизорите и другите устройства намаля значително, а качеството на тяхната работа се премести на ново ниво. Компютрите вече не заемат огромни площи, но размерите им все още остават големи, а консумацията на енергия все още е доста висока.
Интегрални схеми
Интегрални схеми
Но електрониката не стои неподвижна. Постепенно отделните диоди и транзистори отстъпиха място на интегралните схеми (ИС).
Всяко електронно устройство обработва електрически сигнал. Това се случва с помощта на електрическа верига, която включва не само транзистори и диоди. Има и други основни компоненти: кондензатори, резистори, индуктори. В зората на развитието на електрониката те бяха комбинирани в една електронна верига с помощта на проводници. И цялата тази верига беше разположена на една платка. Всеки отделен елемент може да бъде заменен, без да се засягат други елементи на електрическата верига. Така е направил майсторът, например, когато телевизорът е повреден.
И в една IC цялата електронна схема, която изпълнява определени логически функции, е събрана в един малък пакет.
Разбира се, това беше огромна крачка напред. Това доведе до рязко увеличаване на скоростта на електронните устройства. И въпреки че размерите им са намалели значително, например, капацитетът на RAM само 8 MB на руския компютър ES-1046 през 80-те години на ХХ век все още е с размерите на цял шкаф.
Печатни платки
Печатна електронна платка
Създаването на интегрални схеми стана тласък за бързото развитие на основния клон на съвременната електроника - микроелектрониката.
Всяко съвременно електронно устройство, било то компютър, мобилен телефон, телевизор или пералня, има печатна платка. В него всички електрически връзки вече не се осъществяват с жици. Те бяха заменени от проводящи пътеки, покрити с медно фолио. И те се намират точно на тази печатна платка. Това е специална плоча, изработена от диелектрик (текстолит, гетинакс и др.). В допълнение към проводящите пътеки, той съдържа специални контактни площадки, монтажни отвори за инсталиране на радио елементи, екраниращи повърхности, съединителни ламели и др. Печатните платки могат да бъдат еднослойни или да се състоят от няколко слоя.
Между другото, не е нужно да мислите, че печатните платки се появяват през ХХ век едновременно с появата на микросхеми. Физиците смятат за годината на тяхното раждане 1902 г., когато немският инженер Алберт Хансън, който участва в разработките в областта на телефонията, подава заявка за патент. Създадената от него платка се счита за прототип на съвременните печатни платки. Основата на дъската на Хансен беше хартия, импрегнирана с парафин, върху която бяха залепени ленти от бронзово или медно фолио, които служеха като проводници.
Но печатните платки започнаха да се използват широко в електрическите устройства в средата на миналия век. Първо към тях бяха прикрепени радиотръби в специални отвори, след това транзистори и след това микросхеми.
Електрониката не спря до ИС. Процесът на намаляване на размера на активните елементи в него протича непрекъснато. И сега размерът на транзистора, сглобен върху полупроводников чип, е само няколко нанометра. Не е ли това голям напредък в сравнение с електронната радиотръба, чийто размер достига няколко сантиметра?
Именно този прогрес позволи на телевизорите, компютрите, мобилните телефони и други джаджи да се превърнат в това, което ги виждаме в момента.
Когато се говори за електронни технологии, въображението извиква образи на красиви, удобни инсталации и устройства, с които имаме работа в ежедневието. Наистина е трудно да си представим време, когато не е имало разнообразна аудио и видео техника, компютри, електронни часовници, електрически музикални инструменти и др. Огромно количество електронно оборудване се използва в различни индустрии, радиотехника, селско стопанство, авиация, космонавтика медицина, навигация и военни разработки.
Понастоящем електронните технологии също се отнасят до инструменти и устройства, базирани на електронни потоци и тяхното взаимодействие с материята и електромагнитните полета.
Електронните устройства се основават на електронни устройства.
Електронните устройства са елементарни електронни устройства, които изпълняват специфични функции. Има вакуумни и твърдотелни електронни устройства.
Вакуумните електронни устройства включват електронни тръби, електронно-лъчеви тръби и други електрически вакуумни и газоразрядни устройства (магнетрони, фотоумножители, електронно-оптични преобразуватели и др.).
Твърдотелните устройства и устройства включват полупроводникови диоди, транзистори, тиристори, светодиоди, фотодиоди, полупроводникови лазери, интегрални схеми, устройства за генериране на електрически ток и импулси на напрежение и др.
Електронната технология също се отнася до различни електронни устройства, свързани с използването на елементарни електронни устройства, вариращи от прости усилватели до сложни компютри. Специално място заемат електронните устройства, свързани с формирането, разпознаването и преобразуването на радиосигнали. Радиоелектрониката ги изучава и описва.
Характерна е областта на електрониката, която включва импулсни устройства и електронни устройства, свързани с цифровите и изчислителните технологии.
Разделите на електрониката, посветени на методите за изследване на физични явления, измервания на физически величини, характеристики и параметри на електронни устройства, както и свързаните с тях електрически вериги и електромагнитни полета, също са специфични. Уредите, които измерват параметрите и изучават процесите, протичащи в електрически вериги и устройства, се наричат електронни измервателни уреди.
Всичко това дава основание да се направи извод. че: „Електронната технология (електрониката) е област на науката и технологиите, свързана с изучаването и прилагането на физични свойства, методи за изследване и практика на използване на устройства, базирани на взаимодействието на електрони с електрически и магнитни полета във вакуум или твърдо тяло. "
Елементите на електронното оборудване са промишлено произведени електронни устройства и устройства, които изпълняват специфични функции. Елементите на електронната технология са като градивни елементи, от които се изграждат по-сложни електронни устройства. Основните или основните елементи на електронното оборудване са резистори, кондензатори, диоди, транзистори, микросхеми и др.
Активните елементи на електронното оборудване (светодиоди, лазери, оптрони, управляващи микросхеми) също се наричат електронни елементи, подчертавайки способността им да изпълняват определени функции.
Елементната база на електронното оборудване е основният набор от електронни елементи, използвани в промишленото производство на сложно електронно оборудване на този исторически етап.
Аналоговата електроника е електронна технология, която работи с непрекъснати сигнали (непрекъснато променящи се напрежения и токове). Аналоговите електронни устройства включват усилватели, миксери, честотни преобразуватели, филтри, стабилизатори на напрежение, ток, честота, както и генератори на хармонични трептения.
Импулсната електроника е електронна технология, която работи с импулсни сигнали (единични импулси на напрежение и ток или импулсни последователности). Примери за импулсни устройства са импулсни усилватели и генератори, преобразуватели напрежение-честота и др.
Цифровата електроника е електронна технология, която работи с индивидуални (дискретни) стойности на напрежения (токове, честоти), представени под формата на числа. Цифровите електронни устройства включват логически устройства, които работят със сигнали 0 и 1, аналогово-цифрови и цифрово-аналогови преобразуватели, микропроцесори, персонални компютри и сложни изчислителни устройства. Цифровата електроника е тясно свързана с импулсната технология, тъй като сигналите в нея се предават в последователности от импулси.
Цялата гама електронно оборудване зависи от използваната елементна база, чието развитие е посветено на трудовете на много учени, техните изследвания и изобретения. Пътят на развитие на електронните технологии може да бъде разделен на няколко етапа, които започват от откриването на електричеството и по-нататъшното му изследване.
Целта на тази работа е да проследи този път по-подробно, да се запознае с основите на работата на електронни устройства и инструменти, тяхната поява в процеса на изучаване на различни свойства на електричеството и явления от учени и физици от различни епохи.
Електрониката е родена в пресечната точка на научни области като физика и технологии. Ако го разглеждаме в тесен смисъл, можем да кажем, че той изучава взаимодействието на електроните и електромагнитното поле, както и създаването на устройства, базирани на тези знания. Какви са тези устройства и как се развива науката електроника днес?
скочи
Днес е векът на информационните технологии. Всичко, което получаваме отвън, трябва да се обработва, съхранява и предава. Всички тези процеси се извършват с помощта на различни видове електронни устройства. Колкото по-дълбоко се гмурне човек в крехкия свят на електроните, толкова по-големи са неговите открития и съответно създадените електронни устройства.
Можете да намерите достатъчно информация за това какво е електрониката и как се е развила тази наука. След като го изучавате, вие сте изумени колко бързо се е развила технологията, какъв бърз скок е направила тази индустрия за кратък период от време.
Като наука започва да се оформя през 20 век. Това се случи с началото на развитието на елементната база на радиотехниката и радиоелектрониката. Втората половина на миналия век беше белязана от развитието на кибернетиката и компютрите. Всичко това стимулира интереса към тази област. Ако в началото на своето развитие един компютър можеше да заема цяла стая със значителни размери, днес имаме микротехнологии, които могат да променят всичките ни представи за света около нас.
Изненадващо, може би в близко бъдеще ще бъде възможно да се говори за това какво е електрониката в контекста на историческите основни знания. Технологиите се свеждат до минимум всеки ден. Периодът на тяхната работоспособност се увеличава. Всичко това ни изненадва все по-малко. Такива природни процеси са свързани със закона на Мур и се извършват с помощта на силиций. Днес вече се говори за алтернатива на електрониката - спинтроника. Освен това всеки знае за разработките в областта на наноелектрониката.
Развитие и проблеми
И така, какво е електрониката и какви проблеми има този клон на науката при разработването на устройства? Както беше казано, електрониката е отрасъл, създаден в пресечната точка на физиката и технологиите. Тя изучава процесите на образуване на заредени частици и управление на движението на свободни електрони в различни среди, като твърди тела, вакуум, плазма, газ и по техните граници. Тази наука също така разработва методи за създаване на електронни устройства за различни сфери на човешкия живот. Не на последно място са изследванията на проблеми, свързани с развитието на науката: бързо остаряване, етични проблеми, изследвания и експерименти, разходи и много други.
В ежедневието на всеки съвременен човек въпросът „Какво е електроника?“ няма да предизвика изненада. Животът му е буквално претъпкан с електронни устройства: часовници, перални и други домакински уреди, вградени устройства в автомобили и други превозни средства, аудио и видео техника, телевизори, телефони, роботи, медицински уреди и оборудване и т.н. Този списък може да бъде продължен много дълго време.
Област на развитие и приложение
Традиционно електрониката се разделя на две области: проектиране на компоненти и проектиране на електронни схеми. представлява различни характеристики. Разделя се на класова и твърдотелна електроника. В електрическите вериги елементната база се състои от устройства за използване, запис и обработка на електрически сигнали. Обработеният сигнал се възпроизвежда в удобна форма (екран на монитор, екран на телевизор, звук и др.). Сигналът може да бъде записан на носител и възпроизведен по всяко време, управлява автоматични системи, серво и други устройства.
Електронните схеми са представени в аналогов и цифров вид. Аналоговите усилват и обработват аналоговия сигнал. Например радиовълни. Цифровите схеми са проектирани да работят със сигнал от квантово естество. Това са компютри, контролери и много други устройства.
Електрониката и наноелектрониката днес вече не са толкова изненадващи, колкото бяха в самото начало на появата на подобни технологии. Това, което някога изглеждаше фантастично, се превърна в нещо обичайно в съвременния свят. Скоростта на развитие е толкова голяма, че устройствата нямат време да остареят, преди да станат без значение.
Но такива науки като електрониката и наноелектрониката са свързани с микроелектрониката, която датира от 1958 г., със създаването на микросхеми, съдържащи два резистора и четири транзистора. По-нататъшното развитие следва пътя на минимизиране и едновременно увеличаване на броя на компонентите, като транзисторите. Наноелектрониката се занимава с разработването на интегрални схеми, чиято топологична норма е по-малка от 100 nm.
Има ли ограничение за развитието на технологиите?
Както можете да видите, електрониката е основна наука за развитието на сложни съвременни технологии. Вече се говори, че е разработена гъвкава електроника, която позволява печат с помощта на разтопен метал.
Все още не е получил широко разпространение, но учените са постигнали значителен напредък в тази област. Няма съмнение, че потребителският пазар скоро ще открие какво представлява гъвкавата електроника.
Определянето на границите на развитието на технологиите, започнало през 20 век, днес едва ли е възможно. Сливат се различни науки, развиват се електронни биотехнологии, изкуствен интелект и много други. 3D принтирането вече се използва успешно и Северна Каролина разкри много амбициозна технология за 3D принтиране с помощта на разтопен метал. Нова технология може да бъде въведена във всяко производство на оборудване без много усилия.
