Изучение электроники: Page not found at /blog/kak-izuchit-elektroniku-s-nulya/#p3

Я читаю эту книгу C++, Problem Solving with C++ в свободное время. Я прошел через 4 Главы,и теперь я нахожусь в расколе. Я могу перейти либо к главе 5, которая посвящена файловым операциям и…

а) я планирую начать изучать WCF, но не уверен, важно ли сначала выучить XML. Если XML следует выучить раньше WCF, то почему? Б) если XML следует выучить до WCF, то я бы предпочел выучить только те…

Было бы лучше выучить C , прежде чем изучать любой тип WEB и настольного программирования? Я не умею программировать, я хочу выучить Javascript, и мои друзья предложили мне сначала выучить C.

Нужно ли изучать BNF grammar или алгоритм обработки текста, чтобы учиться Flex и Bison или аналогичный вид parsers/scanners? Я планирую выучить flex и Bison, но у меня нет никаких знаний на уровне…

Здравствуйте, я новичок в управлении оборудованием с подключением USB. У меня есть Arduino UNO Microcontroller, и я искал ресурсы, чтобы начать работу. Я программирую в C# (Visual Studio 2010) и…

Я дизайнер, и мои единственные знания в программировании – это ActionScript 3.0. ActionScript довольно сильно отличается в разных версиях — ActionScript 3.0 намного отличается от ActionScript 2.0…

Возможный Дубликат : Хорошо ли выучить JavaScript перед тем, как выучить jQuery? Я собираюсь начать изучать JavaScript. Однако один друг предложил мне вместо этого заняться jQuery, так как он…

Я хочу изменить конфигурацию Wifi, жестко закодированную в файле эскиза, без необходимости открывать Arduino IDE при перемещении в новое место. Есть предложения? Строка, которая дает ssid и пароль в…

Привет, мне любопытно узнать, можно ли написать программу Arduino без самой макетной платы Arduino? Можете ли вы как-то эмулировать это вместо аппаратного обеспечения?

Я начал изучать C, но понял, что все, что я могу сделать, это построить консольные программы (поправьте меня, если я ошибаюсь). Итак, я видел, что c++ – это гораздо больше graphic, например, вы…

Electronics – New World Encyclopedia

Область electronics включает изучение и использование систем, которые работают, управляя потоком электронов (или других носителей заряда) в таких устройствах, как электронные лампы и полупроводники. Проектирование и создание электронных схем для решения практических задач является неотъемлемой техникой в ​​области электронной техники и не менее важно при проектировании аппаратного обеспечения для вычислительной техники. Все приложения электроники включают в себя передачу либо информации, либо энергии.Большинство занимается только информацией.

Изучение новых полупроводниковых устройств и сопутствующих технологий иногда считается разделом физики. Эта статья посвящена инженерным аспектам электроники. Другие важные темы включают электронные отходы и влияние производства полупроводников на здоровье персонала.

В современном технологическом обществе мы окружены электронным оборудованием. Многие вещи, которыми мы полагаемся каждый день, от автомобилей до сотовых телефонов, связаны с электронными устройствами.В будущем электронные устройства, вероятно, станут меньше и более дискретными. Возможно, мы даже увидим тот день, когда электронные устройства будут встроены в человеческое тело, чтобы компенсировать дефектную функцию. Например, когда-нибудь, вместо того, чтобы носить с собой MP3-плеер, человек может хирургическим путем имплантировать его в тело, и звук будет идти прямо в его уши.

Обзор электронных систем и схем

Электронные системы используются для выполнения самых разных задач.Основные области применения электронных схем:

1. Контроль и обработка данных.
2. Преобразование в / из и распределение электроэнергии.

Оба эти приложения включают создание и / или обнаружение электромагнитных полей и электрических токов. В то время как электрическая энергия использовалась в течение некоторого времени до конца девятнадцатого века для передачи данных по телеграфу и телефонным линиям, развитие электроники росло экспоненциально после появления радио.

Один из способов взглянуть на электронную систему – разделить ее на три части:

• Входы – электронные или механические датчики (или преобразователи). Эти устройства принимают сигналы / информацию от внешних источников в физическом мире (таких как антенны или технологические сети) и преобразуют эти сигналы / информацию в сигналы тока / напряжения или цифровые (высокие / низкие) сигналы внутри системы.

• Сигнальные процессоры – Эти схемы служат для манипулирования, интерпретации и преобразования вводимых сигналов, чтобы сделать их полезными для желаемого приложения.В последнее время сложная обработка сигналов была выполнена с использованием цифровых сигнальных процессоров.

• Выходы – приводы или другие устройства (например, преобразователи), которые преобразуют сигналы тока / напряжения обратно в полезную физическую форму (например, путем выполнения физической задачи, такой как вращение электродвигателя).

Например, телевизор состоит из этих трех частей. Вход телевизора преобразует широковещательный сигнал (принимаемый антенной или поступающий по кабелю) в сигнал тока / напряжения, который может использоваться устройством.Цепи обработки сигналов внутри телевизора извлекают из этого сигнала информацию, которая определяет яркость, цвет и уровень звука. Затем устройства вывода преобразуют эту информацию обратно в физическую форму. Электронно-лучевая трубка преобразует электронные сигналы в видимое изображение на экране. Магнитные колонки преобразуют сигналы в слышимый звук.

Бытовая электроника

Бытовая электроника – электронное оборудование, предназначенное для повседневного использования людьми. Бытовая электроника обычно находит применение в сфере развлечений, связи и офисной деятельности.

Некоторые категории бытовой электроники включают телефоны, звуковое оборудование, телевизоры, калькуляторы, а также воспроизведение и запись видео носителей, таких как DVD или VHS.

Важнейшей характеристикой всей бытовой электроники является тенденция к постоянному падению цен. Это обусловлено повышением эффективности производства и автоматизации, а также улучшением конструкции полупроводников. Полупроводниковые компоненты выигрывают от закона Мура, наблюдаемого принципа, который гласит, что при заданной цене функциональность полупроводников удваивается каждые 18 месяцев.

Многие виды бытовой электроники устарели, что приводит к электронным отходам.

Электронные компоненты

Электронный компонент – это базовый электронный строительный блок, обычно упакованный в дискретной форме с двумя или более соединительными выводами или металлическими контактными площадками. Компоненты могут быть упакованы по отдельности (как в случае резистора, конденсатора, транзистора или диода) или сложными группами в виде интегральных схем (как в случае операционного усилителя, матрицы резисторов или логического элемента).Электронные компоненты часто механически стабилизированы, улучшены изоляционные свойства и защищены от воздействия окружающей среды благодаря тому, что они заключены в синтетическую смолу.

Компоненты предназначены для соединения друг с другом, обычно путем пайки на печатной плате, для создания электронной схемы с определенной функцией, такой как усилитель, радиоприемник или генератор.

Сегодня на рынке присутствует много электронных компонентов. Некоторые из них перечислены ниже.

Активные компоненты (твердотельные)

• диод
  • светодиод
  • фотодиод
  • лазерный диод
  • Стабилитрон
  • диод Шоттки
  • диод подавления переходных напряжений
  • диод переменной емкости
• транзистор
  • полевой транзистор
  • транзистор биполярный
  • IGBT транзистор
  • SIT / SITh (статический индукционный транзистор / тиристор)
  • Транзистор Дарлингтона
  • Составной транзистор
  • фототранзистор
• интегральная схема
• прочие активные компоненты
  • симистор
  • тиристор
  Транзистор однопереходный
  • Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR)
  • МОП композитный тиристор статической индукции / CSMT
  • Микропробирка с полевым эмиттером

Активные компоненты (термоэмиссионные)

Антенны

• радиоантенна
• элементарный диполь
• подбиконическая
• Яги
• ФАР
• магнитный диполь (петля)
• тарелка параболическая
• рупор
• волновод

Устройства отображения

Электромеханические датчики и исполнительные механизмы

Соединительные электронные компоненты

• электрические разъемы, вилки и розетки и т. Д.
Печатные платы
• двухточечное строительство
• проволока
• Макет

Пассивные компоненты

Фотоэлектрические устройства

• фотоэлектронный умножитель
• Светозависимый резистор
• фотодиод
• Фотоэлемент (солнечный элемент)

Термоэлектрические устройства

Виды цепей

Схемы аналоговые

Большинство аналоговых электронных устройств, таких как радиоприемники, построены из комбинации нескольких типов основных схем. Аналоговые схемы используют непрерывный диапазон напряжения, а не дискретные уровни, как в цифровых схемах. К настоящему времени разработано огромное количество различных аналоговых схем, особенно потому, что «схему» можно определить как что угодно, от одного компонента до систем, содержащих тысячи компонентов.

Аналоговые схемы иногда называют линейными, хотя многие нелинейные эффекты используются в аналоговых схемах, таких как смесители, модуляторы и т. Д.Хорошими примерами аналоговых схем являются ламповые и транзисторные усилители, операционные усилители и генераторы.

Некоторые аналоговые схемы в наши дни могут использовать цифровые или даже микропроцессорные технологии для улучшения основных характеристик схемы. Этот тип схемы обычно называют «смешанным сигналом».

Иногда бывает трудно различить аналоговые и цифровые схемы, поскольку они имеют элементы как линейного, так и нелинейного действия. Примером может служить компаратор, который принимает постоянный диапазон напряжения, но выдает только один из двух уровней, как в цифровой схеме.Точно так же транзисторный усилитель с перегрузкой может иметь характеристики управляемого переключателя, имеющего по существу два уровня выходного сигнала.

Цепи цифровые

Цифровые схемы – это электрические схемы, основанные на нескольких дискретных уровнях напряжения. Цифровые схемы являются наиболее распространенным физическим представлением булевой алгебры и являются основой всех цифровых компьютеров. Для большинства инженеров термины «цифровая схема», «цифровая система» и «логика» взаимозаменяемы в контексте цифровых схем.В большинстве случаев количество различных состояний узла равно двум, что представлено двумя уровнями напряжения, помеченными как «Низкий» и «Высокий». Часто «низкий» будет близок к нулю, а «высокий» будет на более высоком уровне в зависимости от используемого напряжения питания.

Компьютеры, электронные часы и программируемые логические контроллеры (используемые для управления производственными процессами) состоят из цифровых схем. Другой пример – цифровые сигнальные процессоры.

Строительные блоки:

• логические вентили
• Сумматоры
• Двоичный умножитель
• вьетнамки
• счетчиков
• регистров
• мультиплексоры
• Триггеры Шмитта

Высокоинтегрированные устройства:

• микропроцессоры
• микроконтроллеры
• Интегральная схема специального назначения (ASIC)
• Цифровой сигнальный процессор (DSP)
• Программируемая вентильная матрица (FPGA)

Схемы смешанных сигналов

Схемы со смешанными сигналами относятся к интегральным схемам (ИС), в которых аналоговые и цифровые схемы объединены на одном полупроводниковом кристалле или на одной печатной плате.Схемы смешанных сигналов становятся все более распространенными. Смешанные схемы содержат как аналоговые, так и цифровые компоненты. Основными примерами являются аналого-цифровые преобразователи и цифро-аналоговые преобразователи. Другими примерами являются шлюзы передачи и буферы.

Рассеивание тепла и управление температурой

Тепло, выделяемое электронными схемами, должно рассеиваться, чтобы предотвратить немедленный отказ и повысить долгосрочную надежность. Методы отвода тепла могут включать радиаторы и вентиляторы для воздушного охлаждения и другие формы охлаждения компьютера, такие как водяное охлаждение. Эти методы используют конвекцию, теплопроводность и излучение тепловой энергии.

Шум

Шум связан со всеми электронными цепями. Шум обычно определяется как любой нежелательный сигнал, который отсутствует на входе схемы. Шум – это не то же самое, что искажение сигнала, вызванное цепью.

Теория электроники

Математические методы являются неотъемлемой частью изучения электроники. Чтобы стать специалистом в области электроники, необходимо также хорошо разбираться в математике анализа цепей.

Анализ цепей – это исследование методов решения в целом линейных систем для неизвестных переменных, таких как напряжение в определенном узле или ток через определенную ветвь сети. Распространенным аналитическим инструментом для этого является симулятор схем SPICE.

Также важным для электроники является изучение и понимание теории электромагнитного поля.

Электронное испытательное оборудование

Электронное испытательное оборудование используется для создания стимулирующих сигналов и захвата откликов от тестируемых электронных устройств (DUT).Таким образом можно проверить правильность работы тестируемого устройства или выявить и устранить неисправности устройства.

Практическая разработка и сборка электроники требует использования множества различных видов электронного испытательного оборудования, от очень простого и недорогого (например, контрольная лампа, состоящая только из лампочки и испытательного провода) до чрезвычайно сложных и сложных, таких как автомат. Испытательное оборудование.

Система автоматизированного проектирования (САПР)

Сегодняшние инженеры-электронщики имеют возможность разрабатывать схемы с использованием предварительно изготовленных строительных блоков, таких как источники питания, резисторы, конденсаторы, полупроводники (например, транзисторы) и интегральные схемы.Программное обеспечение для автоматизации электронного проектирования включает в себя программы захвата схем, такие как EWB (электронный рабочий стол), ORCAD или Eagle Layout Editor, используемые для создания принципиальных схем и макетов печатных плат.

Методы строительства

На протяжении многих лет использовалось множество различных методов соединения компонентов. Например, вначале проводка точка-точка с использованием плат тегов, прикрепленных к шасси, использовалась для подключения различных электрических внутренностей. Также использовались конструкции из бордовой древесины и проволочная обмотка.В большинстве современных электронных устройств используются печатные платы или микросхемы с высокой степенью интеграции. Проблемы здоровья и окружающей среды, связанные со сборкой электроники, привлекли повышенное внимание в последние годы, особенно в отношении продуктов, предназначенных для Европейского Союза, с его Директивой об ограничении использования опасных веществ (RoHS) и Директивой об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE), которые вступили в силу. в июле 2006 г.

Страницы отделения

См. Также

• Принципиальная схема
• Компьютерная техника
• Электротехника
• IEEE – Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике
• Теория сигналов
• Преобразователь

Внешние ссылки

Все ссылки получены 15 сентября 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Electronics – New World Encyclopedia

Область electronics включает изучение и использование систем, которые работают, управляя потоком электронов (или других носителей заряда) в таких устройствах, как электронные лампы и полупроводники.Проектирование и создание электронных схем для решения практических задач является неотъемлемой техникой в ​​области электронной техники и не менее важно при проектировании аппаратного обеспечения для вычислительной техники. Все приложения электроники включают в себя передачу либо информации, либо энергии. Большинство занимается только информацией.

Изучение новых полупроводниковых устройств и сопутствующих технологий иногда считается разделом физики. Эта статья посвящена инженерным аспектам электроники.Другие важные темы включают электронные отходы и влияние производства полупроводников на здоровье персонала.

В современном технологическом обществе мы окружены электронным оборудованием. Многие вещи, которыми мы полагаемся каждый день, от автомобилей до сотовых телефонов, связаны с электронными устройствами. В будущем электронные устройства, вероятно, станут меньше и более дискретными. Возможно, мы даже увидим тот день, когда электронные устройства будут встроены в человеческое тело, чтобы компенсировать дефектную функцию.Например, когда-нибудь, вместо того, чтобы носить с собой MP3-плеер, человек может хирургическим путем имплантировать его в тело, и звук будет идти прямо в его уши.

Обзор электронных систем и схем

Электронные системы используются для выполнения самых разных задач. Основные области применения электронных схем:

1. Контроль и обработка данных.
2. Преобразование в / из и распределение электроэнергии.

Оба эти приложения включают создание и / или обнаружение электромагнитных полей и электрических токов. В то время как электрическая энергия использовалась в течение некоторого времени до конца девятнадцатого века для передачи данных по телеграфу и телефонным линиям, развитие электроники росло экспоненциально после появления радио.

Один из способов взглянуть на электронную систему – разделить ее на три части:

• Входы – электронные или механические датчики (или преобразователи).Эти устройства принимают сигналы / информацию от внешних источников в физическом мире (таких как антенны или технологические сети) и преобразуют эти сигналы / информацию в сигналы тока / напряжения или цифровые (высокие / низкие) сигналы внутри системы.

• Сигнальные процессоры – Эти схемы служат для манипулирования, интерпретации и преобразования вводимых сигналов, чтобы сделать их полезными для желаемого приложения. В последнее время сложная обработка сигналов была выполнена с использованием цифровых сигнальных процессоров.

• Выходы – приводы или другие устройства (например, преобразователи), которые преобразуют сигналы тока / напряжения обратно в полезную физическую форму (например, путем выполнения физической задачи, такой как вращение электродвигателя).

Например, телевизор состоит из этих трех частей. Вход телевизора преобразует широковещательный сигнал (принимаемый антенной или поступающий по кабелю) в сигнал тока / напряжения, который может использоваться устройством. Цепи обработки сигналов внутри телевизора извлекают из этого сигнала информацию, которая определяет яркость, цвет и уровень звука.Затем устройства вывода преобразуют эту информацию обратно в физическую форму. Электронно-лучевая трубка преобразует электронные сигналы в видимое изображение на экране. Магнитные колонки преобразуют сигналы в слышимый звук.

Бытовая электроника

Бытовая электроника – электронное оборудование, предназначенное для повседневного использования людьми. Бытовая электроника обычно находит применение в сфере развлечений, связи и офисной деятельности.

Некоторые категории бытовой электроники включают телефоны, звуковое оборудование, телевизоры, калькуляторы, а также воспроизведение и запись видео носителей, таких как DVD или VHS.

Важнейшей характеристикой всей бытовой электроники является тенденция к постоянному падению цен. Это обусловлено повышением эффективности производства и автоматизации, а также улучшением конструкции полупроводников. Полупроводниковые компоненты выигрывают от закона Мура, наблюдаемого принципа, который гласит, что при заданной цене функциональность полупроводников удваивается каждые 18 месяцев.

Многие виды бытовой электроники устарели, что приводит к электронным отходам.

Электронные компоненты

Электронный компонент – это базовый электронный строительный блок, обычно упакованный в дискретной форме с двумя или более соединительными выводами или металлическими контактными площадками. Компоненты могут быть упакованы по отдельности (как в случае резистора, конденсатора, транзистора или диода) или сложными группами в виде интегральных схем (как в случае операционного усилителя, матрицы резисторов или логического элемента). Электронные компоненты часто механически стабилизированы, улучшены изоляционные свойства и защищены от воздействия окружающей среды благодаря тому, что они заключены в синтетическую смолу.

Компоненты предназначены для соединения друг с другом, обычно путем пайки на печатной плате, для создания электронной схемы с определенной функцией, такой как усилитель, радиоприемник или генератор.

Сегодня на рынке присутствует много электронных компонентов. Некоторые из них перечислены ниже.

Активные компоненты (твердотельные)

• диод
  • светодиод
  • фотодиод
  • лазерный диод
  • Стабилитрон
  • диод Шоттки
  • диод подавления переходных напряжений
  • диод переменной емкости
• транзистор
  • полевой транзистор
  • транзистор биполярный
  • IGBT транзистор
  • SIT / SITh (статический индукционный транзистор / тиристор)
  • Транзистор Дарлингтона
  • Составной транзистор
  • фототранзистор
• интегральная схема
• прочие активные компоненты
  • симистор
  • тиристор
  Транзистор однопереходный
  • Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR)
  • МОП композитный тиристор статической индукции / CSMT
  • Микропробирка с полевым эмиттером

Активные компоненты (термоэмиссионные)

Антенны

• радиоантенна
• элементарный диполь
• подбиконическая
• Яги
• ФАР
• магнитный диполь (петля)
• тарелка параболическая
• рупор
• волновод

Устройства отображения

Электромеханические датчики и исполнительные механизмы

Соединительные электронные компоненты

• электрические разъемы, вилки и розетки и т. Д.
Печатные платы
• двухточечное строительство
• проволока
• Макет

Пассивные компоненты

Фотоэлектрические устройства

• фотоэлектронный умножитель
• Светозависимый резистор
• фотодиод
• Фотоэлемент (солнечный элемент)

Термоэлектрические устройства

Виды цепей

Схемы аналоговые

Большинство аналоговых электронных устройств, таких как радиоприемники, построены из комбинации нескольких типов основных схем. Аналоговые схемы используют непрерывный диапазон напряжения, а не дискретные уровни, как в цифровых схемах. К настоящему времени разработано огромное количество различных аналоговых схем, особенно потому, что «схему» можно определить как что угодно, от одного компонента до систем, содержащих тысячи компонентов.

Аналоговые схемы иногда называют линейными, хотя многие нелинейные эффекты используются в аналоговых схемах, таких как смесители, модуляторы и т. Д.Хорошими примерами аналоговых схем являются ламповые и транзисторные усилители, операционные усилители и генераторы.

Некоторые аналоговые схемы в наши дни могут использовать цифровые или даже микропроцессорные технологии для улучшения основных характеристик схемы. Этот тип схемы обычно называют «смешанным сигналом».

Иногда бывает трудно различить аналоговые и цифровые схемы, поскольку они имеют элементы как линейного, так и нелинейного действия. Примером может служить компаратор, который принимает постоянный диапазон напряжения, но выдает только один из двух уровней, как в цифровой схеме.Точно так же транзисторный усилитель с перегрузкой может иметь характеристики управляемого переключателя, имеющего по существу два уровня выходного сигнала.

Цепи цифровые

Цифровые схемы – это электрические схемы, основанные на нескольких дискретных уровнях напряжения. Цифровые схемы являются наиболее распространенным физическим представлением булевой алгебры и являются основой всех цифровых компьютеров. Для большинства инженеров термины «цифровая схема», «цифровая система» и «логика» взаимозаменяемы в контексте цифровых схем.В большинстве случаев количество различных состояний узла равно двум, что представлено двумя уровнями напряжения, помеченными как «Низкий» и «Высокий». Часто «низкий» будет близок к нулю, а «высокий» будет на более высоком уровне в зависимости от используемого напряжения питания.

Компьютеры, электронные часы и программируемые логические контроллеры (используемые для управления производственными процессами) состоят из цифровых схем. Другой пример – цифровые сигнальные процессоры.

Строительные блоки:

• логические вентили
• Сумматоры
• Двоичный умножитель
• вьетнамки
• счетчиков
• регистров
• мультиплексоры
• Триггеры Шмитта

Высокоинтегрированные устройства:

• микропроцессоры
• микроконтроллеры
• Интегральная схема специального назначения (ASIC)
• Цифровой сигнальный процессор (DSP)
• Программируемая вентильная матрица (FPGA)

Схемы смешанных сигналов

Схемы со смешанными сигналами относятся к интегральным схемам (ИС), в которых аналоговые и цифровые схемы объединены на одном полупроводниковом кристалле или на одной печатной плате.Схемы смешанных сигналов становятся все более распространенными. Смешанные схемы содержат как аналоговые, так и цифровые компоненты. Основными примерами являются аналого-цифровые преобразователи и цифро-аналоговые преобразователи. Другими примерами являются шлюзы передачи и буферы.

Рассеивание тепла и управление температурой

Тепло, выделяемое электронными схемами, должно рассеиваться, чтобы предотвратить немедленный отказ и повысить долгосрочную надежность. Методы отвода тепла могут включать радиаторы и вентиляторы для воздушного охлаждения и другие формы охлаждения компьютера, такие как водяное охлаждение. Эти методы используют конвекцию, теплопроводность и излучение тепловой энергии.

Шум

Шум связан со всеми электронными цепями. Шум обычно определяется как любой нежелательный сигнал, который отсутствует на входе схемы. Шум – это не то же самое, что искажение сигнала, вызванное цепью.

Теория электроники

Математические методы являются неотъемлемой частью изучения электроники. Чтобы стать специалистом в области электроники, необходимо также хорошо разбираться в математике анализа цепей.

Анализ цепей – это исследование методов решения в целом линейных систем для неизвестных переменных, таких как напряжение в определенном узле или ток через определенную ветвь сети. Распространенным аналитическим инструментом для этого является симулятор схем SPICE.

Также важным для электроники является изучение и понимание теории электромагнитного поля.

Электронное испытательное оборудование

Электронное испытательное оборудование используется для создания стимулирующих сигналов и захвата откликов от тестируемых электронных устройств (DUT).Таким образом можно проверить правильность работы тестируемого устройства или выявить и устранить неисправности устройства.

Практическая разработка и сборка электроники требует использования множества различных видов электронного испытательного оборудования, от очень простого и недорогого (например, контрольная лампа, состоящая только из лампочки и испытательного провода) до чрезвычайно сложных и сложных, таких как автомат. Испытательное оборудование.

Система автоматизированного проектирования (САПР)

Сегодняшние инженеры-электронщики имеют возможность разрабатывать схемы с использованием предварительно изготовленных строительных блоков, таких как источники питания, резисторы, конденсаторы, полупроводники (например, транзисторы) и интегральные схемы.Программное обеспечение для автоматизации электронного проектирования включает в себя программы захвата схем, такие как EWB (электронный рабочий стол), ORCAD или Eagle Layout Editor, используемые для создания принципиальных схем и макетов печатных плат.

Методы строительства

На протяжении многих лет использовалось множество различных методов соединения компонентов. Например, вначале проводка точка-точка с использованием плат тегов, прикрепленных к шасси, использовалась для подключения различных электрических внутренностей. Также использовались конструкции из бордовой древесины и проволочная обмотка.В большинстве современных электронных устройств используются печатные платы или микросхемы с высокой степенью интеграции. Проблемы здоровья и окружающей среды, связанные со сборкой электроники, привлекли повышенное внимание в последние годы, особенно в отношении продуктов, предназначенных для Европейского Союза, с его Директивой об ограничении использования опасных веществ (RoHS) и Директивой об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE), которые вступили в силу. в июле 2006 г.

Страницы отделения

См. Также

• Принципиальная схема
• Компьютерная техника
• Электротехника
• IEEE – Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике
• Теория сигналов
• Преобразователь

Внешние ссылки

Все ссылки получены 15 сентября 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Electronics – New World Encyclopedia

Область electronics включает изучение и использование систем, которые работают, управляя потоком электронов (или других носителей заряда) в таких устройствах, как электронные лампы и полупроводники.Проектирование и создание электронных схем для решения практических задач является неотъемлемой техникой в ​​области электронной техники и не менее важно при проектировании аппаратного обеспечения для вычислительной техники. Все приложения электроники включают в себя передачу либо информации, либо энергии. Большинство занимается только информацией.

Изучение новых полупроводниковых устройств и сопутствующих технологий иногда считается разделом физики. Эта статья посвящена инженерным аспектам электроники.Другие важные темы включают электронные отходы и влияние производства полупроводников на здоровье персонала.

В современном технологическом обществе мы окружены электронным оборудованием. Многие вещи, которыми мы полагаемся каждый день, от автомобилей до сотовых телефонов, связаны с электронными устройствами. В будущем электронные устройства, вероятно, станут меньше и более дискретными. Возможно, мы даже увидим тот день, когда электронные устройства будут встроены в человеческое тело, чтобы компенсировать дефектную функцию.Например, когда-нибудь, вместо того, чтобы носить с собой MP3-плеер, человек может хирургическим путем имплантировать его в тело, и звук будет идти прямо в его уши.

Обзор электронных систем и схем

Электронные системы используются для выполнения самых разных задач. Основные области применения электронных схем:

1. Контроль и обработка данных.
2. Преобразование в / из и распределение электроэнергии.

Оба эти приложения включают создание и / или обнаружение электромагнитных полей и электрических токов. В то время как электрическая энергия использовалась в течение некоторого времени до конца девятнадцатого века для передачи данных по телеграфу и телефонным линиям, развитие электроники росло экспоненциально после появления радио.

Один из способов взглянуть на электронную систему – разделить ее на три части:

• Входы – электронные или механические датчики (или преобразователи).Эти устройства принимают сигналы / информацию от внешних источников в физическом мире (таких как антенны или технологические сети) и преобразуют эти сигналы / информацию в сигналы тока / напряжения или цифровые (высокие / низкие) сигналы внутри системы.

• Сигнальные процессоры – Эти схемы служат для манипулирования, интерпретации и преобразования вводимых сигналов, чтобы сделать их полезными для желаемого приложения. В последнее время сложная обработка сигналов была выполнена с использованием цифровых сигнальных процессоров.

• Выходы – приводы или другие устройства (например, преобразователи), которые преобразуют сигналы тока / напряжения обратно в полезную физическую форму (например, путем выполнения физической задачи, такой как вращение электродвигателя).

Например, телевизор состоит из этих трех частей. Вход телевизора преобразует широковещательный сигнал (принимаемый антенной или поступающий по кабелю) в сигнал тока / напряжения, который может использоваться устройством. Цепи обработки сигналов внутри телевизора извлекают из этого сигнала информацию, которая определяет яркость, цвет и уровень звука.Затем устройства вывода преобразуют эту информацию обратно в физическую форму. Электронно-лучевая трубка преобразует электронные сигналы в видимое изображение на экране. Магнитные колонки преобразуют сигналы в слышимый звук.

Бытовая электроника

Бытовая электроника – электронное оборудование, предназначенное для повседневного использования людьми. Бытовая электроника обычно находит применение в сфере развлечений, связи и офисной деятельности.

Некоторые категории бытовой электроники включают телефоны, звуковое оборудование, телевизоры, калькуляторы, а также воспроизведение и запись видео носителей, таких как DVD или VHS.

Важнейшей характеристикой всей бытовой электроники является тенденция к постоянному падению цен. Это обусловлено повышением эффективности производства и автоматизации, а также улучшением конструкции полупроводников. Полупроводниковые компоненты выигрывают от закона Мура, наблюдаемого принципа, который гласит, что при заданной цене функциональность полупроводников удваивается каждые 18 месяцев.

Многие виды бытовой электроники устарели, что приводит к электронным отходам.

Электронные компоненты

Электронный компонент – это базовый электронный строительный блок, обычно упакованный в дискретной форме с двумя или более соединительными выводами или металлическими контактными площадками. Компоненты могут быть упакованы по отдельности (как в случае резистора, конденсатора, транзистора или диода) или сложными группами в виде интегральных схем (как в случае операционного усилителя, матрицы резисторов или логического элемента). Электронные компоненты часто механически стабилизированы, улучшены изоляционные свойства и защищены от воздействия окружающей среды благодаря тому, что они заключены в синтетическую смолу.

Компоненты предназначены для соединения друг с другом, обычно путем пайки на печатной плате, для создания электронной схемы с определенной функцией, такой как усилитель, радиоприемник или генератор.

Сегодня на рынке присутствует много электронных компонентов. Некоторые из них перечислены ниже.

Активные компоненты (твердотельные)

• диод
  • светодиод
  • фотодиод
  • лазерный диод
  • Стабилитрон
  • диод Шоттки
  • диод подавления переходных напряжений
  • диод переменной емкости
• транзистор
  • полевой транзистор
  • транзистор биполярный
  • IGBT транзистор
  • SIT / SITh (статический индукционный транзистор / тиристор)
  • Транзистор Дарлингтона
  • Составной транзистор
  • фототранзистор
• интегральная схема
• прочие активные компоненты
  • симистор
  • тиристор
  Транзистор однопереходный
  • Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR)
  • МОП композитный тиристор статической индукции / CSMT
  • Микропробирка с полевым эмиттером

Активные компоненты (термоэмиссионные)

Антенны

• радиоантенна
• элементарный диполь
• подбиконическая
• Яги
• ФАР
• магнитный диполь (петля)
• тарелка параболическая
• рупор
• волновод

Устройства отображения

Электромеханические датчики и исполнительные механизмы

Соединительные электронные компоненты

• электрические разъемы, вилки и розетки и т. Д.
Печатные платы
• двухточечное строительство
• проволока
• Макет

Пассивные компоненты

Фотоэлектрические устройства

• фотоэлектронный умножитель
• Светозависимый резистор
• фотодиод
• Фотоэлемент (солнечный элемент)

Термоэлектрические устройства

Виды цепей

Схемы аналоговые

Большинство аналоговых электронных устройств, таких как радиоприемники, построены из комбинации нескольких типов основных схем. Аналоговые схемы используют непрерывный диапазон напряжения, а не дискретные уровни, как в цифровых схемах. К настоящему времени разработано огромное количество различных аналоговых схем, особенно потому, что «схему» можно определить как что угодно, от одного компонента до систем, содержащих тысячи компонентов.

Аналоговые схемы иногда называют линейными, хотя многие нелинейные эффекты используются в аналоговых схемах, таких как смесители, модуляторы и т. Д.Хорошими примерами аналоговых схем являются ламповые и транзисторные усилители, операционные усилители и генераторы.

Некоторые аналоговые схемы в наши дни могут использовать цифровые или даже микропроцессорные технологии для улучшения основных характеристик схемы. Этот тип схемы обычно называют «смешанным сигналом».

Иногда бывает трудно различить аналоговые и цифровые схемы, поскольку они имеют элементы как линейного, так и нелинейного действия. Примером может служить компаратор, который принимает постоянный диапазон напряжения, но выдает только один из двух уровней, как в цифровой схеме.Точно так же транзисторный усилитель с перегрузкой может иметь характеристики управляемого переключателя, имеющего по существу два уровня выходного сигнала.

Цепи цифровые

Цифровые схемы – это электрические схемы, основанные на нескольких дискретных уровнях напряжения. Цифровые схемы являются наиболее распространенным физическим представлением булевой алгебры и являются основой всех цифровых компьютеров. Для большинства инженеров термины «цифровая схема», «цифровая система» и «логика» взаимозаменяемы в контексте цифровых схем.В большинстве случаев количество различных состояний узла равно двум, что представлено двумя уровнями напряжения, помеченными как «Низкий» и «Высокий». Часто «низкий» будет близок к нулю, а «высокий» будет на более высоком уровне в зависимости от используемого напряжения питания.

Компьютеры, электронные часы и программируемые логические контроллеры (используемые для управления производственными процессами) состоят из цифровых схем. Другой пример – цифровые сигнальные процессоры.

Строительные блоки:

• логические вентили
• Сумматоры
• Двоичный умножитель
• вьетнамки
• счетчиков
• регистров
• мультиплексоры
• Триггеры Шмитта

Высокоинтегрированные устройства:

• микропроцессоры
• микроконтроллеры
• Интегральная схема специального назначения (ASIC)
• Цифровой сигнальный процессор (DSP)
• Программируемая вентильная матрица (FPGA)

Схемы смешанных сигналов

Схемы со смешанными сигналами относятся к интегральным схемам (ИС), в которых аналоговые и цифровые схемы объединены на одном полупроводниковом кристалле или на одной печатной плате.Схемы смешанных сигналов становятся все более распространенными. Смешанные схемы содержат как аналоговые, так и цифровые компоненты. Основными примерами являются аналого-цифровые преобразователи и цифро-аналоговые преобразователи. Другими примерами являются шлюзы передачи и буферы.

Рассеивание тепла и управление температурой

Тепло, выделяемое электронными схемами, должно рассеиваться, чтобы предотвратить немедленный отказ и повысить долгосрочную надежность. Методы отвода тепла могут включать радиаторы и вентиляторы для воздушного охлаждения и другие формы охлаждения компьютера, такие как водяное охлаждение. Эти методы используют конвекцию, теплопроводность и излучение тепловой энергии.

Шум

Шум связан со всеми электронными цепями. Шум обычно определяется как любой нежелательный сигнал, который отсутствует на входе схемы. Шум – это не то же самое, что искажение сигнала, вызванное цепью.

Теория электроники

Математические методы являются неотъемлемой частью изучения электроники. Чтобы стать специалистом в области электроники, необходимо также хорошо разбираться в математике анализа цепей.

Анализ цепей – это исследование методов решения в целом линейных систем для неизвестных переменных, таких как напряжение в определенном узле или ток через определенную ветвь сети. Распространенным аналитическим инструментом для этого является симулятор схем SPICE.

Также важным для электроники является изучение и понимание теории электромагнитного поля.

Электронное испытательное оборудование

Электронное испытательное оборудование используется для создания стимулирующих сигналов и захвата откликов от тестируемых электронных устройств (DUT).Таким образом можно проверить правильность работы тестируемого устройства или выявить и устранить неисправности устройства.

Практическая разработка и сборка электроники требует использования множества различных видов электронного испытательного оборудования, от очень простого и недорогого (например, контрольная лампа, состоящая только из лампочки и испытательного провода) до чрезвычайно сложных и сложных, таких как автомат. Испытательное оборудование.

Система автоматизированного проектирования (САПР)

Сегодняшние инженеры-электронщики имеют возможность разрабатывать схемы с использованием предварительно изготовленных строительных блоков, таких как источники питания, резисторы, конденсаторы, полупроводники (например, транзисторы) и интегральные схемы.Программное обеспечение для автоматизации электронного проектирования включает в себя программы захвата схем, такие как EWB (электронный рабочий стол), ORCAD или Eagle Layout Editor, используемые для создания принципиальных схем и макетов печатных плат.

Методы строительства

На протяжении многих лет использовалось множество различных методов соединения компонентов. Например, вначале проводка точка-точка с использованием плат тегов, прикрепленных к шасси, использовалась для подключения различных электрических внутренностей. Также использовались конструкции из бордовой древесины и проволочная обмотка.В большинстве современных электронных устройств используются печатные платы или микросхемы с высокой степенью интеграции. Проблемы здоровья и окружающей среды, связанные со сборкой электроники, привлекли повышенное внимание в последние годы, особенно в отношении продуктов, предназначенных для Европейского Союза, с его Директивой об ограничении использования опасных веществ (RoHS) и Директивой об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE), которые вступили в силу. в июле 2006 г.

Страницы отделения

См. Также

• Принципиальная схема
• Компьютерная техника
• Электротехника
• IEEE – Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике
• Теория сигналов
• Преобразователь

Внешние ссылки

Все ссылки получены 15 сентября 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Electronics – New World Encyclopedia

Область electronics включает изучение и использование систем, которые работают, управляя потоком электронов (или других носителей заряда) в таких устройствах, как электронные лампы и полупроводники.Проектирование и создание электронных схем для решения практических задач является неотъемлемой техникой в ​​области электронной техники и не менее важно при проектировании аппаратного обеспечения для вычислительной техники. Все приложения электроники включают в себя передачу либо информации, либо энергии. Большинство занимается только информацией.

Изучение новых полупроводниковых устройств и сопутствующих технологий иногда считается разделом физики. Эта статья посвящена инженерным аспектам электроники.Другие важные темы включают электронные отходы и влияние производства полупроводников на здоровье персонала.

В современном технологическом обществе мы окружены электронным оборудованием. Многие вещи, которыми мы полагаемся каждый день, от автомобилей до сотовых телефонов, связаны с электронными устройствами. В будущем электронные устройства, вероятно, станут меньше и более дискретными. Возможно, мы даже увидим тот день, когда электронные устройства будут встроены в человеческое тело, чтобы компенсировать дефектную функцию.Например, когда-нибудь, вместо того, чтобы носить с собой MP3-плеер, человек может хирургическим путем имплантировать его в тело, и звук будет идти прямо в его уши.

Обзор электронных систем и схем

Электронные системы используются для выполнения самых разных задач. Основные области применения электронных схем:

1. Контроль и обработка данных.
2. Преобразование в / из и распределение электроэнергии.

Оба эти приложения включают создание и / или обнаружение электромагнитных полей и электрических токов. В то время как электрическая энергия использовалась в течение некоторого времени до конца девятнадцатого века для передачи данных по телеграфу и телефонным линиям, развитие электроники росло экспоненциально после появления радио.

Один из способов взглянуть на электронную систему – разделить ее на три части:

• Входы – электронные или механические датчики (или преобразователи).Эти устройства принимают сигналы / информацию от внешних источников в физическом мире (таких как антенны или технологические сети) и преобразуют эти сигналы / информацию в сигналы тока / напряжения или цифровые (высокие / низкие) сигналы внутри системы.

• Сигнальные процессоры – Эти схемы служат для манипулирования, интерпретации и преобразования вводимых сигналов, чтобы сделать их полезными для желаемого приложения. В последнее время сложная обработка сигналов была выполнена с использованием цифровых сигнальных процессоров.

• Выходы – приводы или другие устройства (например, преобразователи), которые преобразуют сигналы тока / напряжения обратно в полезную физическую форму (например, путем выполнения физической задачи, такой как вращение электродвигателя).

Например, телевизор состоит из этих трех частей. Вход телевизора преобразует широковещательный сигнал (принимаемый антенной или поступающий по кабелю) в сигнал тока / напряжения, который может использоваться устройством. Цепи обработки сигналов внутри телевизора извлекают из этого сигнала информацию, которая определяет яркость, цвет и уровень звука.Затем устройства вывода преобразуют эту информацию обратно в физическую форму. Электронно-лучевая трубка преобразует электронные сигналы в видимое изображение на экране. Магнитные колонки преобразуют сигналы в слышимый звук.

Бытовая электроника

Бытовая электроника – электронное оборудование, предназначенное для повседневного использования людьми. Бытовая электроника обычно находит применение в сфере развлечений, связи и офисной деятельности.

Некоторые категории бытовой электроники включают телефоны, звуковое оборудование, телевизоры, калькуляторы, а также воспроизведение и запись видео носителей, таких как DVD или VHS.

Важнейшей характеристикой всей бытовой электроники является тенденция к постоянному падению цен. Это обусловлено повышением эффективности производства и автоматизации, а также улучшением конструкции полупроводников. Полупроводниковые компоненты выигрывают от закона Мура, наблюдаемого принципа, который гласит, что при заданной цене функциональность полупроводников удваивается каждые 18 месяцев.

Многие виды бытовой электроники устарели, что приводит к электронным отходам.

Электронные компоненты

Электронный компонент – это базовый электронный строительный блок, обычно упакованный в дискретной форме с двумя или более соединительными выводами или металлическими контактными площадками. Компоненты могут быть упакованы по отдельности (как в случае резистора, конденсатора, транзистора или диода) или сложными группами в виде интегральных схем (как в случае операционного усилителя, матрицы резисторов или логического элемента). Электронные компоненты часто механически стабилизированы, улучшены изоляционные свойства и защищены от воздействия окружающей среды благодаря тому, что они заключены в синтетическую смолу.

Компоненты предназначены для соединения друг с другом, обычно путем пайки на печатной плате, для создания электронной схемы с определенной функцией, такой как усилитель, радиоприемник или генератор.

Сегодня на рынке присутствует много электронных компонентов. Некоторые из них перечислены ниже.

Активные компоненты (твердотельные)

• диод
  • светодиод
  • фотодиод
  • лазерный диод
  • Стабилитрон
  • диод Шоттки
  • диод подавления переходных напряжений
  • диод переменной емкости
• транзистор
  • полевой транзистор
  • транзистор биполярный
  • IGBT транзистор
  • SIT / SITh (статический индукционный транзистор / тиристор)
  • Транзистор Дарлингтона
  • Составной транзистор
  • фототранзистор
• интегральная схема
• прочие активные компоненты
  • симистор
  • тиристор
  Транзистор однопереходный
  • Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR)
  • МОП композитный тиристор статической индукции / CSMT
  • Микропробирка с полевым эмиттером

Активные компоненты (термоэмиссионные)

Антенны

• радиоантенна
• элементарный диполь
• подбиконическая
• Яги
• ФАР
• магнитный диполь (петля)
• тарелка параболическая
• рупор
• волновод

Устройства отображения

Электромеханические датчики и исполнительные механизмы

Соединительные электронные компоненты

• электрические разъемы, вилки и розетки и т. Д.
Печатные платы
• двухточечное строительство
• проволока
• Макет

Пассивные компоненты

Фотоэлектрические устройства

• фотоэлектронный умножитель
• Светозависимый резистор
• фотодиод
• Фотоэлемент (солнечный элемент)

Термоэлектрические устройства

Виды цепей

Схемы аналоговые

Большинство аналоговых электронных устройств, таких как радиоприемники, построены из комбинации нескольких типов основных схем. Аналоговые схемы используют непрерывный диапазон напряжения, а не дискретные уровни, как в цифровых схемах. К настоящему времени разработано огромное количество различных аналоговых схем, особенно потому, что «схему» можно определить как что угодно, от одного компонента до систем, содержащих тысячи компонентов.

Аналоговые схемы иногда называют линейными, хотя многие нелинейные эффекты используются в аналоговых схемах, таких как смесители, модуляторы и т. Д.Хорошими примерами аналоговых схем являются ламповые и транзисторные усилители, операционные усилители и генераторы.

Некоторые аналоговые схемы в наши дни могут использовать цифровые или даже микропроцессорные технологии для улучшения основных характеристик схемы. Этот тип схемы обычно называют «смешанным сигналом».

Иногда бывает трудно различить аналоговые и цифровые схемы, поскольку они имеют элементы как линейного, так и нелинейного действия. Примером может служить компаратор, который принимает постоянный диапазон напряжения, но выдает только один из двух уровней, как в цифровой схеме.Точно так же транзисторный усилитель с перегрузкой может иметь характеристики управляемого переключателя, имеющего по существу два уровня выходного сигнала.

Цепи цифровые

Цифровые схемы – это электрические схемы, основанные на нескольких дискретных уровнях напряжения. Цифровые схемы являются наиболее распространенным физическим представлением булевой алгебры и являются основой всех цифровых компьютеров. Для большинства инженеров термины «цифровая схема», «цифровая система» и «логика» взаимозаменяемы в контексте цифровых схем.В большинстве случаев количество различных состояний узла равно двум, что представлено двумя уровнями напряжения, помеченными как «Низкий» и «Высокий». Часто «низкий» будет близок к нулю, а «высокий» будет на более высоком уровне в зависимости от используемого напряжения питания.

Компьютеры, электронные часы и программируемые логические контроллеры (используемые для управления производственными процессами) состоят из цифровых схем. Другой пример – цифровые сигнальные процессоры.

Строительные блоки:

• логические вентили
• Сумматоры
• Двоичный умножитель
• вьетнамки
• счетчиков
• регистров
• мультиплексоры
• Триггеры Шмитта

Высокоинтегрированные устройства:

• микропроцессоры
• микроконтроллеры
• Интегральная схема специального назначения (ASIC)
• Цифровой сигнальный процессор (DSP)
• Программируемая вентильная матрица (FPGA)

Схемы смешанных сигналов

Схемы со смешанными сигналами относятся к интегральным схемам (ИС), в которых аналоговые и цифровые схемы объединены на одном полупроводниковом кристалле или на одной печатной плате.Схемы смешанных сигналов становятся все более распространенными. Смешанные схемы содержат как аналоговые, так и цифровые компоненты. Основными примерами являются аналого-цифровые преобразователи и цифро-аналоговые преобразователи. Другими примерами являются шлюзы передачи и буферы.

Рассеивание тепла и управление температурой

Тепло, выделяемое электронными схемами, должно рассеиваться, чтобы предотвратить немедленный отказ и повысить долгосрочную надежность. Методы отвода тепла могут включать радиаторы и вентиляторы для воздушного охлаждения и другие формы охлаждения компьютера, такие как водяное охлаждение. Эти методы используют конвекцию, теплопроводность и излучение тепловой энергии.

Шум

Шум связан со всеми электронными цепями. Шум обычно определяется как любой нежелательный сигнал, который отсутствует на входе схемы. Шум – это не то же самое, что искажение сигнала, вызванное цепью.

Теория электроники

Математические методы являются неотъемлемой частью изучения электроники. Чтобы стать специалистом в области электроники, необходимо также хорошо разбираться в математике анализа цепей.

Анализ цепей – это исследование методов решения в целом линейных систем для неизвестных переменных, таких как напряжение в определенном узле или ток через определенную ветвь сети. Распространенным аналитическим инструментом для этого является симулятор схем SPICE.

Также важным для электроники является изучение и понимание теории электромагнитного поля.

Электронное испытательное оборудование

Электронное испытательное оборудование используется для создания стимулирующих сигналов и захвата откликов от тестируемых электронных устройств (DUT).Таким образом можно проверить правильность работы тестируемого устройства или выявить и устранить неисправности устройства.

Практическая разработка и сборка электроники требует использования множества различных видов электронного испытательного оборудования, от очень простого и недорогого (например, контрольная лампа, состоящая только из лампочки и испытательного провода) до чрезвычайно сложных и сложных, таких как автомат. Испытательное оборудование.

Система автоматизированного проектирования (САПР)

Сегодняшние инженеры-электронщики имеют возможность разрабатывать схемы с использованием предварительно изготовленных строительных блоков, таких как источники питания, резисторы, конденсаторы, полупроводники (например, транзисторы) и интегральные схемы.Программное обеспечение для автоматизации электронного проектирования включает в себя программы захвата схем, такие как EWB (электронный рабочий стол), ORCAD или Eagle Layout Editor, используемые для создания принципиальных схем и макетов печатных плат.

Методы строительства

На протяжении многих лет использовалось множество различных методов соединения компонентов. Например, вначале проводка точка-точка с использованием плат тегов, прикрепленных к шасси, использовалась для подключения различных электрических внутренностей. Также использовались конструкции из бордовой древесины и проволочная обмотка.В большинстве современных электронных устройств используются печатные платы или микросхемы с высокой степенью интеграции. Проблемы здоровья и окружающей среды, связанные со сборкой электроники, привлекли повышенное внимание в последние годы, особенно в отношении продуктов, предназначенных для Европейского Союза, с его Директивой об ограничении использования опасных веществ (RoHS) и Директивой об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE), которые вступили в силу. в июле 2006 г.

Страницы отделения

См. Также

• Принципиальная схема
• Компьютерная техника
• Электротехника
• IEEE – Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике
• Теория сигналов
• Преобразователь

Внешние ссылки

Все ссылки получены 15 сентября 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Electronics for Absolute Beginners, Study Guide, Chapter 1: 21 Steps

Теперь для этого эксперимента мы продемонстрируем, что «противоположные заряды притягиваются, а подобные заряды отталкиваются.”

Для этого эксперимента вам понадобятся:

2 воздушных шара (доступны в Walmart в разделе карт и вечеринок примерно за 1 доллар)
1 ничего не подозревающее домашнее животное или брат или, если вы хотите сыграть рискованно, 1 ничего не подозревающий незнакомец

Вот, Если вы не можете себе этого позволить, идите в вазу, там суждено быть малышу, дергающему воздушный шар. Нет, я не предлагаю вам похитить ребенка, я имею в виду победить ребенка в игре в камень, бумагу , ножницы, чтобы выиграть воздушный шарик

После того, как вы соберете и выполнили все предварительные условия, теперь вы готовы выполнить следующие действия.

Шаг 1. Накачать воздух в 2 воздушных шара. Меня не волнует, как вы туда попадете, если это разрешено.

Шаг 2. Добейтесь цели. Если вы такой же одиночка, как я, то это будете вы сами.

Шаг 3. Цельтесь в голову.

Шаг 4. Яростно потрите 1 шарик по голове цели в течение 4 секунд или, если вам нравится, держите его, пока не заболеет рука.

Итак, что вы наблюдаете? Ваши волосы прилипают к шарику? Если нет, то виноват воздушный шар, повторите шаг 4.Если он по-прежнему не прилипает к вашим волосам, вероятно, вы лысый. Если ваши волосы прилипают к воздушному шару, поздравляю, вы только что добились объяснения;

Помните, я сказал, что в целом материалы сбалансированы или нейтрально заряжены (имеют такое же количество протонов, как и электроны)? Ну, так уж случилось, что ваши волосы и воздушный шар заряжены нейтрально до того, как вы потрете их друг о друга.

Когда вы начали тереть шарик волосами, ваши волосы потеряли электроны на шарики с помощью трения. Теперь это означает, что ваши волосы больше не заряжены нейтрально, потому что теперь их количество электронов и протонов больше не одинаковое. Воздушный шар украл электроны из ваших волос, а это значит, что теперь у вас больше протонов, чем электронов на волосах, и это делает вас положительно заряженным.

Помните в математике, когда положительное число больше отрицательного, если вы сложите их вместе, ответ будет положительным? Что ж, тот же принцип применяется к вашим волосам, теперь, когда количество протонов (положительных) больше, чем количество электронов (отрицательных), при объединении результат (ваши волосы) в конечном итоге становятся положительно заряженными.Итак, мы получили это, ваши волосы теперь заряжены положительно.

Хорошо, мое объяснение только наполовину, так что обнажайтесь. Вот вторая половина.

Ну, поскольку воздушный шар получил электроны от ваших волос, теперь воздушный шар добавил себе больше электронов. Это означает, что теперь в воздушном шаре больше электронов, чем протонов. Это означает, что воздушный шар больше не заряжен нейтрально, потому что помните, что означает нейтральный заряд? Вы правы, нейтральный заряд означает, что материал должен иметь такое же количество электронов, что и протоны.Что ж, очевидно, что воздушный шар этим критериям не отвечает.

И поскольку в воздушном шаре больше электронов (отрицательных), чем протонов (положительных), он теперь считается заряженным отрицательно. Следует помнить, что в математике при объединении большего отрицательного числа с меньшим положительным числом ответ становится отрицательным. Тот же принцип применяется к воздушному шару, теперь, когда количество его электронов больше, чем количество его протонов, при объединении воздушный шар становится в конечном итоге отрицательным.Ладно, теперь у нас есть и этот, шар теперь заряжен отрицательно.

Хорошо, позвольте мне понять это правильно, волосы положительные, а шарик отрицательные?

Боже милостивый, вот почему ваши волосы так притягивают к этому воздушному шарику! посмотрите на них всех переплетенных, как на влюбленных, которые не виделись годами! И да, если вы помните, правило «Противоположности притягиваются», поэтому воздушный шар и ваши волосы притягиваются друг к другу. Ладно, теперь успокойся.Мы только доказали часть этого правила, нам еще предстоит доказать другую часть, которая подобна отражению обвинений.

Чтобы доказать, что подобные заряды отражаются, необходимо повторить шаги с 1 по 4. А затем выполнить следующие шаги;

Шаг 5. Свяжите каждый воздушный шарик веревкой, затем свяжите их вместе, как показано на изображении.

Шаг 6. Держите воздушные шары перед собой, следя за тем, чтобы они не касались какой-либо поверхности.

Теперь, если предположить, что вы не накачивали шары гелием, шары должны свисать к полу.Что вы наблюдаете? два воздушных шара не касаются друг друга? даже если поставить их рядом? Что ж, вот объяснение этому.

Помните, что воздушные шары после прохождения шагов 1-4 стали отрицательно заряженными. Что ж, теперь у вас в руке два шара, оба отрицательные, поэтому они избегают друг друга, как чума. Потому что помните другое правило? Верный! Вроде обвинения отталкивают. Теперь продолжайте свой веселый путь и пусть газировка будет гоняться с этим воздушным шаром.

Электроника для начинающих: простое введение

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 27 марта 2021 г.

Они хранят ваши деньги. Они следят ваше сердцебиение. Они несут звук вашего голоса в чужие дома. Они привозят самолеты на землю и безопасно направлять машины к месту назначения – они даже стреляют подушки безопасности, если у нас возникнут проблемы. Удивительно подумать, сколько вещи, которые на самом деле делают «они». «Они» – электроны: крошечные частицы внутри атомов, которые движутся по определенным путям, известным как цепи, несущие электрическую энергию.Одна из величайших вещей людей научились делать в 20-м веке, было использовать электроны для управления машины и информацию о процессе. Революция электроники, как это как известно, разгонял компьютер революции, и обе эти вещи изменили многие области нашей жизни. Но как именно наноскопически маленькие частицы, слишком маленькие? видеть, достигать таких грандиозных и драматичных вещей? Возьмем присмотритесь и узнайте!

Фото: Компактная электронная плата веб-камеры. Эта плата содержит несколько десятков отдельных электронных компонентов, в основном небольших резисторов и конденсаторов, плюс большой черный микрочип (внизу слева), который выполняет большую часть работы.

В чем разница между электричеством и электроникой?

Если вы читали нашу статью об электричестве, вы узнаете, что это своего рода энергия – очень универсальный вид энергии, который мы можем производить и использовать всевозможными способами во многих других. Электричество – это создание электромагнитной энергии обтекать цепь так, чтобы она приводила в движение что-то вроде электродвигателя или нагревательного элемента, электропитание таких устройств, как электромобили, чайники, тостеры и лампы.Как правило, электрические приборы нуждаются в большом количестве энергии, чтобы производить они работают, поэтому они используют довольно большие (и часто довольно опасные) электрические токи. Нагревательный элемент мощностью 2500 ватт внутри электрочайника работает от силы тока около 10 ампер. Напротив, электронные компоненты используют токи скорее всего, будет измеряться в долях миллиампер (что составляет тысячные доли ампера). Другими словами, типичный электрический прибор, вероятно, будет использовать токи в десятки, сотни или тысячи раз больше, чем типичный электронный.

Электроника – это гораздо более тонкий вид электричества, в котором крошечные электрические токи (и, по идее, отдельные электроны) тщательно направлен на гораздо более сложные схемы для обработки сигналов (например, те, которые носят радио и телепрограммы) или хранить и обрабатывать Информация. Подумайте о чем-то вроде микроволновки духовка и легко увидеть разницу между обычным электричество и электроника. В микроволновой печи электричество обеспечивает мощность, генерирующая высокоэнергетические волны для приготовления пищи; электроника контролирует электрическую цепь, которая выполняет приготовление пищи.

Изображение: микроволновые печи питаются от электрических кабелей (серых), которые подключаются к стене. По кабелям подается электричество, питающее сильноточные электрические цепи и слаботочные электронные цепи. Сильноточные электрические цепи питают магнетрон (синий), устройство, которое создает волны, которые готовят вашу еду, и поверните поворотный стол. Слаботочные электронные схемы (красные) управляют этими мощными цепями, и такие вещи, как цифровой дисплей.

Аналоговая и цифровая электроника

Есть два очень разных способа хранения информации, известные как аналоговый и цифровой.Это звучит как довольно абстрактная идея, но это действительно очень просто. Предположим, вы сделали старомодный снимок кто-то с пленочной камерой. Камера фиксирует поток света в через шторку спереди в виде светового узора и темные участки на химически обработанном пластике. Сцена, в которой ты фотографирование превращается в своего рода мгновенную химическую живопись – «аналогия» того, на что вы смотрите. Вот почему мы говорим, что это аналог способ хранения информации. Но если сфотографировать именно та же сцена с цифровой камерой, камера хранит совсем другую запись.Вместо того, чтобы сохранять узнаваемый узор света и тьмы, он преобразует свет и тьму области в числа и вместо этого сохраняет их. Хранение числового, закодированного версия чего-то известна как цифровая.

Фото: Цифровые технологии: такие большие цифровые часы, как эти, легко и быстро читают бегуны. Фото Джи Л. Скотта любезно предоставлено ВМС США.

Электронное оборудование обычно работает с информацией в любом аналоговом формате. или в цифровом формате. В старомодном транзисторном радиоприемнике широковещательные сигналы поступают в схему радиоприемника через торчащую антенну вне корпуса.Это аналоговые сигналы: это радиоволны, путешествовать по воздуху от дальнего радиопередатчика, который вибрировать вверх и вниз по шаблону, который точно соответствует словам и музыку они несут. Так громкая рок-музыка означает больше сигналов, чем тихая классическая музыка. Радиоприемник сохраняет сигналы в аналоговой форме, так как принимает их, усиливает и превращает обратно в звуки, которые вы можете слышать. Но в современном цифровом радио все происходит по-другому. Во-первых, сигналы передаются в цифровом формате. формат – в виде кодированных чисел.Когда они приходят к вашему радио, числа преобразуются обратно в звуковые сигналы. Это совсем другой способ обработки информации и имеет как преимущества, так и недостатки. Как правило, большинство современных форм электронного оборудования (включая компьютеры, сотовые телефоны, цифровые фотоаппараты, цифровые радиоприемники, слуховые аппараты и телевизоры) использовать цифровая электроника.

Электронные компоненты

Если вы когда-нибудь смотрели на город из окна небоскреба, вы восхищались всеми крошечными зданиями под вами и улицы, соединяющие их воедино множеством замысловатых способов.Каждый здание имеет функцию и улицы, по которым люди могут путешествовать из одной части города в другую или посещать разные здания в поверните, заставьте все здания работать вместе. Коллекция здания, их расположение и множество связей между это то, что делает динамичный город намного больше, чем сумма его отдельные части.

Цепи внутри электронного оборудования немного похожи на города тоже: они забиты компонентами (похожий на здания), которые выполняют разные работы, и компоненты связаны между собой вместе кабелями или печатными металлическими соединениями (похожий на улицы).В отличие от города, где практически каждое здание уникально. и даже два предположительно идентичных дома или офисных блока могут быть тонко разные, электронные схемы состоят из небольшого количества стандартные компоненты. Но, как и LEGO®, вы можете поставить эти компоненты вместе в бесконечном количестве разных мест, поэтому они выполнять бесконечное количество разных работ.

Вот некоторые из наиболее важных компонентов, с которыми вы столкнетесь:

Резисторы

Это самые простые компоненты в любой схеме.Их задача – ограничить поток электронов и уменьшить ток или напряжение, протекающие путем преобразования электрической энергии в тепло. Резисторы бывают разных форм и размеров. Переменные резисторы (также известные как потенциометры) имеют дисковый регулятор, поэтому они измените количество сопротивления, когда вы их поворачиваете. Регуляторы громкости в в звуковом оборудовании используются такие переменные резисторы.

Подробнее читайте в нашей основной статье о резисторах.

Фото: Типовой резистор на печатной плате от магнитолы.

Диоды

Электронные эквиваленты улиц с односторонним движением, диоды, пропускающие электрический ток. через них только в одном направлении. Их также называют выпрямителями. Диоды могут использоваться для изменения переменного тока (обратного тока). и далее по кругу, постоянно меняя направление) на прямое токи (те, которые всегда текут в одном направлении).

Подробнее читайте в нашей основной статье о диодах.

Фото: Диоды похожи на резисторы, но работают по-другому. и делать совершенно другую работу.В отличие от резистора, который можно вставить в цепь в любом случае диод должен быть подключен в правильном направлении (соответствует стрелке на этой плате).

Конденсаторы

Эти относительно простые компоненты состоят из двух частей проводящего материала (например, металла), разделенных перемычкой. непроводящий (изолирующий) материал, называемый диэлектриком. Они есть часто используются в качестве таймеров, но они могут преобразовывать электрические токи и другими способами. На радио одна из самых важных должностей, настройка на станцию, которую вы хотите слушать, осуществляется конденсатором.

Подробнее читайте в нашей основной статье о конденсаторах.

Фото: Маленький конденсатор в транзисторной радиосхеме.

Транзисторы

Транзисторы – самые важные компоненты компьютеров. включать и выключать крошечные электрические токи или усиливать их (преобразовывать небольшие электрические токи в гораздо большие). Транзисторы, которые работают поскольку переключатели действуют как память в компьютерах, в то время как транзисторы работают поскольку усилители увеличивают громкость звуков в слуховых аппаратах. Когда транзисторы соединены вместе, они образуют устройства, называемые логическими вентилями, которые могут выполнять очень простые формы принятия решений. (Тиристоры немного похожи на транзисторы, но работать по-другому.)

Подробнее читайте в нашей основной статье о транзисторах.

Фотография: Типичный полевой транзистор (FET) на электронной плате.

Оптоэлектронные (оптико-электронные) компоненты

Существуют различные компоненты, которые могут превращать свет в электричество или наоборот.Фотоэлементы (также известные как фотоэлементы) генерируют крошечные электрические токи, когда на них падает свет, и они используются как лучи “волшебных глаз” в различных типах измерительного оборудования, включая некоторые виды дымовых извещателей. Светодиоды (LED) работают наоборот, преобразовывая небольшие электрические токи в свет. Светодиоды обычно используются на приборных панелях стереосистемы. оборудование. Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи), например, используемые в ЖК-телевизоры с плоским экраном и ноутбук компьютеры, являются более сложными примерами оптоэлектроники.

Фото: Светодиод, установленный в электронной схеме. Это один из Светодиоды, излучающие красный свет внутри оптической компьютерной мыши.

У электронных компонентов есть нечто очень важное. Какую бы работу они ни выполняли, они работают, управляя потоком электронов. через их структуру очень точным образом. Большинство этих компонентов сделаны из цельных частей частично проводящих, частично изолирующих материалы, называемые полупроводниками (описаны подробнее в нашем статья о транзисторах).Потому что электроника предполагает понимание точные механизмы того, как твердые тела пропускают электроны через себя, это иногда называют физикой твердого тела. Вот почему вы часто будете видеть части электронного оборудования, описанные как «твердотельные».

Электронные схемы и печатные платы

Ключ к электронному устройству – это не только его компоненты. содержит, но то, как они расположены в цепях. Простейший Возможная схема представляет собой непрерывный цикл, соединяющий два компонента, например на одно колье крепятся две бусины.Аналоговые электронные приборы как правило, имеют гораздо более простые схемы, чем цифровые. Базовый транзистор радио может состоять из нескольких десятков различных компонентов и печатной платы вероятно, не больше, чем обложка книги в мягкой обложке. Но в чем-то как компьютер, в котором используются цифровые технологии, схемы намного больше плотные и сложные и включают сотни, тысячи или даже миллионы отдельный пути. Вообще говоря, чем сложнее схема, тем больше сложные операции, которые он может выполнять.

Фото: Электронная плата внутри компьютерного принтера. Какие электронные компоненты ты видишь здесь? Я могу различить конденсаторы, диоды и интегральные схемы (большие черные детали, которые описаны ниже).

Если вы экспериментировали с простой электроникой, вы знаете, что Самый простой способ построить схему – просто соединить компоненты вместе с короткими отрезками медного кабеля. Но чем больше компонентов вам нужно подключать, тем сложнее становится.Вот почему дизайнеры электроники обычно выбирают более систематический способ размещения компонентов на том, что называется монтажная плата. Базовая схема доска просто прямоугольник из пластика с медными соединительными дорожками с одной стороны и участками просверленных отверстий. Вы можете легко соединить компоненты вместе просунув их в отверстия и используя медь, чтобы связать их вместе, удаляя при необходимости кусочки меди и добавляя дополнительные провода сделать дополнительные подключения. Этот тип печатной платы часто называется «макетной платой».

Электронное оборудование, которое вы покупаете в магазинах, развивает эту идею в дальнейшем с использованием печатных плат, которые производятся автоматически на заводах. Точная компоновка схемы нанесена химическим способом на пластиковый плате, при этом все медные дорожки создаются автоматически во время производственный процесс. Затем компоненты просто проталкиваются предварительно просверлил отверстия и закрепил на месте своего рода электрически проводящий клей, известный как припой. Схема, изготовленная таким образом известна как печатная плата (PCB).

Фото: Пайка компонентов в электронный схема. Дым, который вы видите, исходит от плавления припоя и превращения его в пар. Синий пластиковый прямоугольник, на который я припаиваю здесь, представляет собой типичную печатную плату, и вы видите, как из нее торчат различные компоненты, в том числе связка резисторов спереди и большая интегральная схема наверху.

Хотя печатные платы – большой шаг вперед по сравнению с печатными платами с ручной разводкой, их все еще довольно сложно использовать, когда вам нужно подключить сотни, тысячи или даже миллионы компонентов вместе.Причина рано компьютеры были такими большими, энергоемкими, медленными, дорогими и ненадежными. потому что их компоненты были соединены вручную в этом по старинке. Однако в конце 1950-х инженеры Джек Килби и Роберт Нойс самостоятельно разработал способ создания электронных Компоненты в миниатюрной форме на поверхности кусочков кремния. С использованием эти интегральные схемы, это быстро стало можно выжать сотни, тысячи, миллионы, а затем и сотни миллионов миниатюрные компоненты на микросхемах кремния размером с ноготь пальца.Так компьютеры стали меньше, дешевле и намного более надежный с 1960-х годов.

Фото: Миниатюризация. Больше вычислительной мощности в микросхеме обработки, которая лежит на моем пальце здесь, чем вы могли бы найти в комнате размером с комнату компьютер 1940-х годов!

Для чего используется электроника?

Электроника сейчас настолько распространена, что о ней почти легче думать. вещи, которые не используют, чем вещи, которые используют.

Развлечения были одной из первых областей, которые извлекли выгоду из радио (и позже телевидение) оба критически в зависимости от прибытия электронные компоненты. Хотя телефон был изобретен до того, как электроника была должным образом развита, современные телефонные системы, сети сотовой связи, и компьютерные сети в сердце Интернета извлекает выгоду из сложная цифровая электроника.

Попробуйте придумать что-нибудь, что не связано с электроникой и вы можете бороться. Ваш автомобильный двигатель вероятно, есть электронные схемы в нем – а как насчет спутника GPS навигационное устройство, которое подскажет, куда идти? Даже подушка безопасности в твоей рулевое колесо приводится в действие электронной схемой, которая определяет, когда вам нужна дополнительная защита.

Электронное оборудование спасает нашу жизнь и другими способами. Больницы упакованы всевозможными электронными гаджетами, от пульса от мониторов и ультразвуковых сканеров до сложных сканеров головного мозга и рентгеновских машины. Слуховые аппараты были одними из первых устройств, в которых разработка крошечных транзисторов в середине 20-го века, и интегральные схемы все меньшего размера позволили слуховым аппаратам стать меньше и мощнее в последующие десятилетия.

Кто бы мог подумать, что у вас есть электроны. мог бы когда-либо вообразить – изменит жизни людей во многих важных пути?

Краткая история электроники

Фото: сэр Дж.Дж. Томсон, который открыл, что электроны являются отрицательно заряженными частицами, в Кембриджском университете в 1897 году. Томсон получил Нобелевскую премию по физике в 1906 году за свою работу. Фото Bain News Service любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

• 1874: ирландский ученый Джордж Джонстон Стоуни (1826–1911) предполагает, что электричество должно быть «построено» из крошечных электрических обвинения. Он придумал название «электрон» примерно 20 лет спустя.
• 1875: американский ученый Джордж Р. Кэри строит фотоэлемент, который вырабатывает электричество, когда светит Это.
• 1879: англичанин сэр Уильям Крукс (1832–1919) разрабатывает свою электронно-лучевую трубку (похожую на старинную, “ламповое” телевидение) для изучения электроны (которые тогда были известны как «катодные лучи»).
• 1883: плодовитый американский изобретатель Томас Эдисон (1847–1931) открыл термоэлектронную эмиссию (также известную как Эдисон эффект), где электроны испускаются нагретой нитью накала.
• 1887: немецкий физик Генрих Герц (1857–1894) узнал больше о фотоэлектрическом эффекте, связь между светом и электричеством, которую Кэри наткнулся на предыдущее десятилетие.
• 1897: британский физик Дж. Дж. Томсон (1856–1940) показывает, что катодные лучи представляют собой отрицательно заряженные частицы. Томсон называет их «корпускулами», но вскоре они переименованы в электроны.
• 1904: Джон Эмброуз Флеминг (1849–1945), английский ученый, создает клапан Флеминга (позже переименовал диод). Он становится незаменимым компонентом радиоприемников.
• 1906: американский изобретатель Ли Де Форест (1873–1961), идет на один лучше и разрабатывает улучшенный клапан, известный как триод (или аудион), значительно улучшающий конструкцию радиоприемников.Де Фореста часто называют отцом современного радио.
• 1947: американцы Джон Бардин (1908–1991), Уолтер Браттейн (1902–1987) и Уильям Шокли (1910–1989) разработать транзистор в Bell Laboratories. Это революция в электронике и цифровых технологиях. компьютеры во второй половине 20 века.
• 1958: Работая независимо, американские инженеры Джек Килби (1923–2005) из Texas Instruments и Роберт Нойс (1927–1990) из Fairchild Компания Semiconductor (а позже и Intel) разрабатывает интегральные схемы.
• 1971: Марсиан Эдвард (Тед) Хофф (1937–) и Федерико Фаггин (1941–) удается втиснуть все ключевые компоненты компьютера в один чип, на котором производится первый в мире универсальный микропроцессор Intel 4004.
• 1987: американские ученые Теодор Фултон и Джеральд Долан из Bell Laboratories разрабатывают первый одноэлектронный транзистор.
• 2008: Исследователь Hewlett-Packard Стэнли Уильямс создает первый рабочий мемристор, новый своего рода компонент магнитной цепи, который работает как резистор с памятью, впервые представленный американским физиком Леоном Чуа почти четырьмя десятилетиями ранее (в 1971 году).

электроники | Приборы, факты и история

Теоретические и экспериментальные исследования электричества в 18-19 веках привели к разработке первых электрических машин и началу широкого использования электричества. История электроники начала развиваться отдельно от истории электричества в конце XIX века с идентификации электрона английским физиком сэром Джозефом Джоном Томсоном и измерения его электрического заряда американским физиком Робертом А.Милликен в 1909 году.

Во время работы Томсона американский изобретатель Томас А. Эдисон наблюдал голубоватое свечение в некоторых из своих ранних лампочек при определенных условиях и обнаружил, что ток будет течь от одного электрода в лампе к другому, если второй (анодный) ) были заряжены положительно по отношению к первому (катоду). Работа Томсона и его учеников, а также английского инженера Джона Амброуза Флеминга показала, что этот так называемый эффект Эдисона был результатом испускания электронов из катода, горячей нити накала в лампе.Движение электронов к аноду, металлической пластине, представляет собой электрический ток, которого не существовало бы, если бы анод был отрицательно заряжен.

Это открытие дало толчок развитию электронных ламп, в том числе усовершенствованной рентгеновской трубки американского инженера Уильяма Д. Кулиджа и термоэмиссионного клапана (двухэлектродная вакуумная трубка) Флеминга для использования в радиоприемниках. Обнаружение радиосигнала, представляющего собой переменный ток очень высокой частоты (AC), требует, чтобы сигнал был выпрямлен; я.е., переменный ток должен быть преобразован в постоянный ток (DC) устройством, которое проводит только тогда, когда сигнал имеет одну полярность, но не когда он имеет другую – именно то, что сделал клапан Флеминга (запатентованный в 1904 году). Ранее радиосигналы регистрировались различными эмпирически разработанными устройствами, такими как детектор «кошачьих усов», который состоял из тонкой проволоки (усов), тонко контактирующей с поверхностью природного кристалла сульфида свинца (галенита) или какого-либо другого полупроводниковый материал. Эти устройства были ненадежными, не обладали достаточной чувствительностью и требовали постоянной регулировки контакта усов с кристаллом для получения желаемого результата. Тем не менее, это были предшественники современных твердотельных устройств. Тот факт, что кристаллические выпрямители вообще работают, побудил ученых продолжить их изучение и постепенно получить фундаментальное понимание электрических свойств полупроводниковых материалов, необходимое для создания транзистора.

В 1906 году американский инженер Ли Де Форест разработал вакуумную лампу, способную усиливать радиосигналы.Де Форест добавил сетку из тонкой проволоки между катодом и анодом двухэлектродного термоэмиссионного клапана, сконструированного Флемингом. Таким образом, новое устройство, которое Де Форест назвал Audion (запатентовано в 1907 году), представляло собой трехэлектродную вакуумную лампу. Во время работы на анод в такой вакуумной лампе подается положительный потенциал (положительно смещенный) по отношению к катоду, в то время как сетка смещена отрицательно. Большое отрицательное смещение на сетке не позволяет электронам, испускаемым катодом, достигать анода; однако, поскольку сетка в основном представляет собой открытое пространство, меньшее отрицательное смещение позволяет некоторым электронам проходить через нее и достигать анода.Таким образом, небольшие изменения потенциала сетки могут контролировать большие величины анодного тока.

Электронная лампа позволила разработать радиовещание, междугородную телефонию, телевидение и первые электронные цифровые компьютеры. Эти ранние электронные компьютеры были, по сути, крупнейшими системами на электронных лампах, когда-либо созданными. Возможно, самым известным представителем является ENIAC (электронный числовой интегратор и компьютер), построенный в 1946 году.

Особые требования, предъявляемые к различным областям применения электронных ламп, привели к многочисленным улучшениям, позволяющим им обрабатывать большие объемы энергии, работать на очень высокие частоты, имеют надежность выше среднего или должны быть очень компактными (размером с наперсток).