Електроника

Из Википедије, слободне енциклопедије
Честе електронске компоненте

Електроника је наука, део физике која се бави проучавањем кретања електронa у празном простору. Своје име добила је двадесетих година XX века по америчком часопису Електроникс (Electronics).

Појму електроника је могуће доделити три основна значења:

  1. Електроника као наука је део физике која се бави проучавањем контроле кретања електрона и других носиоца наелектрисања кроз: слободан простор (електронске вакуумске цеви), полупроводне материјале (полупроводничке компонете). Проучавање процеса у полупроводницима често се назива и Физика полупровидника.
  2. Електроника као техничка дисциплина је део електротехнике која се бави развојем и производњом електронских компоненти, уређаја и система.
  3. Електроника као појам се често употребљава да означи део уређаја произведеног од електронских компоненти (нпр често кажемо електроника аутомобила подразумевајући под тим све делове аутомобила који су начињени од електронских компоненти).

Историјски развој[уреди]

Лајденска боца

У октобру 1745. у Немачкој Евалд Георг фон Клајст је изумео кондензатор. Састојао се из тегле која је била напуњена водом, и жице која је кроз чеп била повезана са водом. Тегла је била направљена тако, да се држећи у једној руци спољасњи део жице доведе у контакт са електричним уређајем. Ако је додирнемо другом руком настаје пражњење који изазива болан шок. Данашња Лајденска тегла је обложена алуминијумском фолијом, споља и изнутра. Електрични контакт остварује се са штапом који пробије цеп и спојен је ланцем са унутрашњим слојем метала. Комплетно пражњење се догађа када су две алуминијумске фолије повезане међусобно проводником. Њом су се могли постићи напони и до 25000 V. Лајденска тегла се често користи у лабораторијама за демонстрацију и у експерименталне сврхе.

Бенџамин Френклин је системом од две Лајденске тегле убијао ћуране, а једном је скоро убио и себе. Иначе је Френклин открио фудаменталну чињеницу да се умјесто тегле могу користити металне плоче раздвојене неким изолатором. Тако је Френклин начинио први плочасти кондензатор.

Развој електронике почиње тек крајем 19. и почетком 20. века и везана је за развој вакуумских цеви. Џон Амброуз Флеминг је 1904. развио кенотрон касније познат као диода која дозвољава електричној струји да тече само у једном правцу. Ли Де Форест је 1906. поставио тзв. решетку, трећу електроду којом је контролисао јачину струју која протиче између аноде и катоде. Он је свој уређај назвао Аудион, а касније је постао познат као триода. Ову компоненту је употребио да би направио појачавач сигнала код радио пријемника и предајника што се може сматрати за први електронски уређај.

Иако су још почетком 20. века полупроводни материјали искоришћени за детектор сигнала у радио преносу пошто је тај уређај имао лошије карактеристике од вакуумских цеви полупроводници су заборављени све до 1947. када је у Беловим лабораторијама направљен први транзистор начињен од кристала германијума (Ge) и од тог тренутка полупроводничке компоненте постепено преузимају примат од вакуумских цеви зато што су полупроводничке компоненте много поузданије, енергетски ефикасније, брже и мањих димензија од електрнских цеви. Следећи важан догађај у развоју електронике је развој интегрисаних кола.

Прво интегрисано коло патентирао је Џек Килби 1959. године. Оно се практично састојало од два транзистора на једном кристалу германијума. Сложеност интегрисаних кола је у наредним годинама муњевито расла да би од два интегрисна транзистора 1959. године данас 50 година после, достигли интегрисана кола са више од милион транзистора. Овај тренд се и даље наставља. Електроника у данашњем свету је ушла у сва поља људске делатности од забаве, преко производње до медицине.

У најновије време врше се велика истраживања у циљу употребе синтетичких материјала са специјалним својствима за израду електронских компоненти, као што су неки полимери (пластика) који имају полупроводна својства, а такође се врше истраживања у циљу повезивања електронике са такозваним биочиповима.

Гране електронике[уреди]

Гране електронике су:

Постоје још неке подврсте као што су оптичка електроника или оптоелектроника, микроталасна електроника итд.

Електронске компоненте[уреди]

Електронска компонента је недељиви градивни блок електронског кола који се налази у свом кућишту из кога излазе најмање два приступна краја за повезивање са осталим електронским компонентама. Повезивањем најмање две електронске компоненте настаје електронско коло.

Све електронске компоненте могу се поделити на активне и пасивне.

Активне компоненте су оне које могу контролисати смер и јачину електричне струје. То су диоде, транзистори, тиристори, итд. Данас су скоро све активне компоненте полупроводничке тако да кад се данас говори о електроници, често се мисли само на полупроводничку електронику.

Следи краћи преглед полупроводничких компоненти са намером да се он прошири.

Двоприлазне полупроводничке компоненте:

Троприлазне полупроводничке компоненте:

Вишеприлазне компоненте

Дигитална интегрисана кола где постоје, стандардни гејтови (капије), кодери, мултиплексори, бројачи итд.

Пасивне компоненте су:

Електронска кола[уреди]

Електронско коло чине међусобно повезане електронске комоненте. Најчешће су електронске компоненте залемљене на штампану плочу.

Подела[уреди]

Према сигналима са којима оперише електроника и електронска кола могу да се поделе на:

  • Аналогна електроника оперише са континуланим сигналима по времену и амплитуди. Континуални сигнали су дефинисани у сваком временском тренутку и могу имати било коју вредност амплитуде.
  • Дигитална електроника оперише са дискретним сигналима. Дискретни сигнали могу имати вредност амплитуде из тачно одређеног скупа што је дискретизација по амплитуди и бити дефинисани само у одређеним временским тренуцима (дискретизација по времену).

На основу ове поделе постоје и аналогна електронска кола, дигитална електронска кола и хибридна кола која раде и са аналогним и са дигиталним сигналима или пак преводе сигнал из једног облика у други.

Аналогна електронска кола

У основна аналогна електронска кола спадају:

  • појачавачи – коло које појачава улазни сигнал на рачун енергије једносмерног извора
  • осцилатори – коло које генерише сигнал одређених учестаности такође на рачун једносмерног извора енергије
  • модулатори – коло које помера фреквенцијски спектар улазног сигнала у други део спектра
  • детектори – Детектор или демодулатор из модулисаног сигнала издваја основни сигнал (супротно од модулатора)
  • мешачи – комбинују фреквенцијске спектре два сигнала
  • филтри – пропуштају само сигнале одређених фреквенција.

Дигитална електронска кола У дигитална електронска кола спадају Основна логичка кола тзв. „гејтови“ (капије): Логичко „И“ коло, Логичко „ИЛИ“ коло, Логичко „НИЛИ“, Логичко „НИ“, Екскузивно „ИЛИ“, Кола комбинационих мрежа кодери, декодери, мултиплексери, демултиплексери лечеви, флип-флопови, бројачи, регистри, меморије микроконтролери, микропроцесори

Дигитална електронска кола могу бити реализована у различитим технологијама тако да постоје: TTL кола, ECL кола, NMOS кола, PMOS кола, CMOS кола итд.

Хибридна електронска кола

Како би било могуће повезивање аналогних и дигиталих електронских имамо А/Д конверторе и Д/А конверторе и практичнно свако хибридно коло мора да садржи барем једно од ова два кола.

Види још[уреди]

Спољашње везе[уреди]

Типови Главне области технологије измени
Примењене науке Чување енергије | Рачунарство | Електроника | Роботика | Енергетика | Металургија | Микротехнологија | Нанотехнологија | Нуклеарна технологија
Привреда/информација Грађевинарство | Информациона технологија | Производња | Машинство | Рударство | Телекомуникације | Дрвна индустрија
Одбрана Бомба | Оружје и Муниција | Војна технологија
Кућно/станарско Кућни уређаји | Кућна технологија | Храна
Инжењерство Биоинжењеринг | Биохемијско инжењерство | Хемијско инжењерство | Грађевинарство | Електротехника | Машинство | Софтверскo инжењерство | Пољопривредно инжењерство | Рачунарство | Мехатроника
Здравље Биомедицинско инжењерство | Биотехнологија | Медицинска технологија | Фармакологија
Саобраћај и трговина Астронаутика | Астронаутичка индустрија | Астронаутичко инжењерство | Моторна возила | Астронаутичка технологија | Транспорт | Космодром