Что такое электроника
Перейти к содержимому

Что такое электроника

Значение слова «электроника»

ЭЛЕКТРО́НИКА, -и, ж. Наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств.

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

  • Электро́ника (от греч. Ηλεκτρόνιο — электрон) — наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и методах создания электронных приборов и устройств для преобразования электромагнитной энергии, в основном для приёма, передачи, обработки и хранения информации.

электро́ника

1. собир. совокупность электронных устройств и приборов, а также отрасль, занимающаяся их разработкой и производством ◆ Услуга продажи бытовой электро́ники в рассрочку в России появилась сравнительно недавно — когда все связанные с кризисом 98-го года страхи ушли в прошлое и покупатели смогли прогнозировать свои доходы хотя бы на полгода вперёд. Роман Дорохов, «Пучок мегагерц. Производители компьютеров проверяют способы воздействия на банкиров», 2002.11.28 г. // «Известия» (цитата из НКРЯ)

2. наука о взаимодействии заряженных частиц с электромагнитным полем и об использовании электрических устройств ◆ Сейчас эта наука называется релятивистская высокочастотная электро́ника. В. Садыкова, «Крупные решения у нас принимаются коллегиально…», 2002.07.04 г. // «Наука в Сибири» (Новосибирск)» (цитата из НКРЯ)

Фразеологизмы и устойчивые сочетания

Делаем Карту слов лучше вместе

/>Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.

Вопрос: подвигнуть — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?

Значение слова электроника

электроника

электроника

Электроника Электро́ника (от «электрон») — область науки и техники, занимающаяся созданием и практическим использованием различных устройств и приборов, работа которых основана на изменении концентрации и перемещении заряженных частиц (электронов) в вакууме, газе или твердых кристаллических телах, и других физических явлениях (НБИК).

Википедия

электроника

I ж.Раздел науки и техники, являющийся основой современной автоматики, радиотехники, кибернетики и т.п., объединяющий изучение и использование электронных и ионных явлений, протекающих в различных средах и на их границах, а также занимающийся созданием электронных приборов и устройств для обработки, передачи и хранения информации. II ж. разг.Совокупность электронных приборов.

Большой современный толковый словарь русского языка

электроника

область науки и техники, охватывающая изучение и использование электронных и ионных явлений, протекающих в вакууме, газах, жидкостях, твердых телах и плазме, а также на их границах; э. является основой современной автоматики, телемеханики, радиотехники, кибернетики и т. д.

Новый словарь иностранных слов

электроника

ж. Раздел науки и техники, являющийся основой современной автоматики, радиотехники, кибернетики и т.п. и объединяющий изучение и использование электронных и ионных явлений, протекающих в различных средах, а также на их границах.

Новый толково-словообразовательный словарь русского языка Ефремовой

электроника

область науки и техники, охватывающая изучение и использование электронных и ионных явлений, протекающих в вакууме, газах, жидкостях, твердых телах и плазме, а также на их границах; э. является основой современной автоматики, телемеханики, радиотехники, кибернетики и т. д.

Словарь иностранных выражений

электроника

наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств

Словарь русского языка Ожегова

электроника

наука о взаимодействии заряженных частиц (электронов, ионов) с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств (вакуумных, газоразрядных, полупроводниковых), используемых в основном для передачи, обработки и хранения информации. Возникла в нач. 20 в.; первоначально развивалась главным образом вакуумная электроника; на ее основе были созданы электровакуумные приборы. С нач. 50-х гг. интенсивно развивается твердотельная электроника (прежде всего полупроводниковая); с нач. 60-х гг. одно из наиболее перспективных ее направлений — микроэлектроника. После создания квантового генератора началось развитие квантовой электроники. Электронные приборы и устройства используются в системах связи, автоматики, в вычислительной технике, измерительной технике и т. д.

Современный толковый словарь, БСЭ

электроника

электроника ж. Раздел науки и техники, являющийся основой современной автоматики, радиотехники, кибернетики и т.п. и объединяющий изучение и использование электронных и ионных явлений, протекающих в различных средах, а также на их границах.

Толковый словарь Ефремовой

электроника

наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств, в которых это взаимодействие используется для преобразования электромагнитной энергии, в основном для передачи, обработки и хранения информации. Наиболее характерные виды таких преобразований — генерирование, усиление и приём электромагнитных колебаний с частотой до 1012 гц, а также инфракрасного, видимого, ультрафиолетового и рентгеновского излучений (1012-1020 гц ) . Преобразование до столь высоких частот возможно благодаря исключительно малой инерционности электрона — наименьшей из ныне известных заряженных частиц. В Э. исследуются взаимодействия электронов как с макрополями в рабочем пространстве электронного прибора, так и с микрополями внутри атома, молекулы или кристаллической решётки. Э. опирается на многие разделы физики — электродинамику, классическую и квантовую механику, физику твёрдого тела, оптику, термодинамику, а также на химию, металлургию, кристаллографию и другие науки. Используя результаты этих и ряда других областей знаний, Э., с одной стороны, ставит перед другими науками новые задачи, чем стимулирует их дальнейшее развитие, с другой — создаёт новые электронные приборы и устройства и тем самым вооружает науки качественно новыми средствами и методами исследования. Практические задачи Э.: разработка электронных приборов и устройств, выполняющих различные функции в системах преобразования и передачи информации, в системах управления, в вычислительной технике, а также в энергетических устройствах; разработка научных основ технологии производства электронных приборов и технологии, использующей электронные и ионные процессы и приборы для различных областей науки и техники. Э. играет ведущую роль в научно-технической революции. Внедрение электронных приборов в различные сферы человеческой деятельности в значительной мере (зачастую решающей) способствует успешной разработке сложнейших научно-технических проблем, повышению производительности физического и умственного труда, улучшению экономических показателей производства. На основе достижений Э. развивается промышленность, выпускающая электронную аппаратуру для различных видов связи, автоматики, телевидения, радиолокации, вычислительной техники, систем управления технологическими процессами, приборостроения, а также аппаратуру светотехники, инфракрасной техники, рентгенотехники и др. Историческая справка. Э. зародилась в начале 20 в. после создания основ электродинамики (1856-
73), исследования свойств термоэлектронной эмиссии (1882-
1901), фотоэлектронной эмиссии (1887-
1905), рентгеновских лучей (1895-
97), открытия электрона (Дж. Дж. Томсон ,
1897), создания электронной теории (1892-
1909). Развитие Э. началось с изобретения лампового диода (Дж. А. Флеминг ,
1904), трёхэлектродной лампы — триода (Л. де Форест ,
1906); использования триода для генерирования электрических колебаний (немецкий инженер А. Мейснер,
1913); разработки мощных генераторных ламп с водяным охлаждением (М. А. Бонч-Бруевич , 1919-
25) для радиопередатчиков, используемых в системах дальней радиосвязи и радиовещания. Вакуумные фотоэлементы (экспериментальный образец создал А. Г. Столетов , 1888; промышленные образцы — немецкие учёные Ю. Эльстер и Г. Хейтель,
1910); фотоэлектронные умножители — однокаскадные (П. В. Тимофеев ,
1928) и многокаскадные (Л. А. Кубецкий ,
1930) — позволили создать звуковое кино, послужили основой для разработки передающих телевизионных трубок : видикона (идея предложена в 1925 А. А. Чернышевым ) , иконоскопа (С. И. Катаев и независимо от него В. К. Зворыкин , 1931-
32), супериконоскопа (П. В. Тимофеев, П. В. Шмаков ,
1933), суперортикона (двухсторонняя мишень для такой трубки была предложена советским учёным Г. В. Брауде в 1939; впервые суперортикон описан американскими учёными А. Розе, П. Веймером и Х. Лоу в
1946) и др. Создание многорезонаторного магнетрона (Н. Ф. Алексеев и Д. Е. Маляров , под руководством М. А. Бонч-Бруевича, 1936-
37), отражательного клистрона (Н. Д. Девятков и другие и независимо от них советский инженер В. Ф. Коваленко,
1940) послужило основой для развития радиолокации в сантиметровом диапазоне волн; пролётные клистроны (идея предложена в 1932 Д. А. Рожанским , развита в 1935 советским физиком А. Н. Арсеньевой и немецким физиком О. Хайлем, реализована в 1938 американскими физиками Р. и 3 . Варианами и др.) и лампы бегущей волны (американский учёный Р. Компфнер,
1943) обеспечили дальнейшее развитие систем радиорелейной связи, ускорителей элементарных частиц и способствовали созданию систем космической связи. Одновременно с разработкой вакуумных электронных приборов создавались и совершенствовались газоразрядные приборы ( ионные приборы ) , например ртутные вентили , используемые главным образом для преобразования переменного тока в постоянный в мощных промышленных установках; тиратроны для формирования мощных импульсов электрического тока в устройствах импульсной техники; газоразрядные источники света .Использование кристаллических полупроводников в качестве детекторов для радиоприёмных устройств (1900-
05), создание купроксных и селеновых выпрямителей тока и фотоэлементов (1920-
1926), изобретение кристадина (О. В. Лосев ,
1922), изобретение транзистора (У. Шокли , У. Браттейн , Дж. Бардин ,
1948) определили становление и развитие полупроводниковой электроники . Разработка планарной технологии полупроводниковых структур (конец 50 — начало 60-х гг.) и методов интеграции многих элементарных приборов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов) на одной монокристаллической полупроводниковой пластине привело к созданию нового направления в Э. — микроэлектроники (см. также Интегральная электроника ) . Основные разработки в области интегральной Э. направлены на создание интегральных схем — микроминиатюрных электронных устройств (усилителей, преобразователей, процессоров ЭВМ, электронных запоминающих устройств и т. п.), состоящих из сотен и тысяч электронных приборов, размещаемых на одном полупроводниковом кристалле площадью в несколько мм 2 . Микроэлектроника открыла новые возможности для решения таких проблем, как автоматизация управления технологическими процессами, переработка информации, совершенствование вычислительной техники и др., выдвигаемых развитием современного общественного производства. Создание квантовых генераторов (Н. Г. Басов , А. М. Прохоров и независимо от них Ч. Таунс ,
1955) — приборов квантовой электроники — определило качественно новые возможности Э., связанные с использованием источников мощного когерентного излучения оптического диапазона ( лазеров ) и построением сверхточных квантовых стандартов частоты .Советские учёные внесли крупный вклад в развитие Э. Фундаментальные исследования в области физики и технологии электронных приборов выполнили М. А. Бонч-Бруевич, Л. И. Мандельштам , Н. Д. Папалекси , С. А. Векшинский , А. А. Чернышев, М. М. Богословский и многие др.; по проблемам возбуждения и преобразования электрических колебаний, излучения, распространения и приёма радиоволн, их взаимодействия с носителями тока в вакууме, газах и твёрдых телах — Б. А. Введенский , В. Д. Калмыков , А. Л. Минц , А. А. Расплетин , М. В. Шулейкин и др.; в области физики полупроводников — А. Ф. Иоффе ; люминесценции и по другим разделам физической оптики — С. И. Вавилов ; квантовой теории рассеяния света излучения, фотоэффекта в металлах — И. Е. Тамм и многие др. Области, основные разделы и направления электроники. Э. включает в себя 3 области исследований: вакуумную Э., твердотельную Э., квантовую Э. Каждая область подразделяется на ряд разделов и ряд направлений. Раздел объединяет комплексы однородных физико-химических явлений и процессов, которые имеют фундаментальное значение для разработки многих классов электронных приборов данной области. Направление охватывает методы конструирования и расчётов электронных приборов, родственных по принципам действия или по выполняемым ими функциям, а также способы изготовления этих приборов. Вакуумная Э. содержит следующие разделы:
1) эмиссионная Э., охватывающая вопросы термо-, фотоэмиссии, вторичной электронной эмиссии , туннельной эмиссии , исследования катодов и антиэмиссионных покрытий;
2) формирование потоков электронов и потоков ионов, управление этими потоками;
3) формирование электромагнитных полей с помощью резонаторов , систем резонаторов, замедляющих систем , устройств ввода и вывода энергии;
4) электронная люминесценция ( катодолюминесценция ) ;
5) физика и техника высокого вакуума (его получение, сохранение и контроль);
6) теплофизические процессы (испарение в вакууме, формоизменение деталей при циклическом нагреве, разрушение поверхности металлов при импульсном нагреве, отвод тепла от элементов приборов);
7) поверхностные явления (образование плёнок на электродах и изоляторах, неоднородностей на поверхностях электрода);
8) технология обработки поверхностей, в том числе электронная, ионная и лазерная обработка;
9) газовые среды — раздел, включающий вопросы получения и поддержания оптимального состава и давления газа в газоразрядных приборах. Основные направления вакуумной Э. охватывают вопросы создания электровакуумных приборов (ЭВП) следующих видов: электронных ламп (триодов, тетродов, пентодов и т. д.); ЭВП СВЧ (магнетронов, клистронов и т. д.), электроннолучевых приборов (кинескопов, осциллографических трубок и т. д.); фотоэлектронных приборов (фотоэлементов, фотоэлектронных умножителей), рентгеновских трубок; газоразрядных приборов (мощных преобразователей тока, источников света, индикаторов). Разделы и направления твердотельной Э. в основном связаны с полупроводниковой Э. Фундаментальные разделы последней охватывают следующие вопросы:
1) изучение свойств полупроводниковых материалов, влияние примесей на эти свойства;
2) создание в кристалле областей с различной проводимостью методами эпитаксиального выращивания (см. Эпитаксия ) , диффузии , ионного внедрения (имплантации), воздействием радиации на полупроводниковые структуры;
3) нанесение диэлектрических и металлических плёнок на полупроводниковые материалы, разработка технологии создания плёнок с необходимыми свойствами и конфигурацией;
4) исследование физических и химических процессов на поверхности полупроводников;
5) разработку способов и средств получения и измерения элементов приборов микронных и субмикронных размеров. Основные направления полупроводниковой Э. связаны с разработкой и изготовлением различных видов полупроводниковых приборов ; полупроводниковых диодов (выпрямительных, смесительных, параметрических, стабилитронов), усилительных и генераторных диодов (туннельных, лавинно-пролётных, диодов Ганна), транзисторов (биполярных и униполярных), тиристоров, оптоэлектронных приборов (светоизлучающих диодов, фотодиодов, фототранзисторов, оптронов, светодиодных и фотодиодных матриц), интегральных схем. К направлениям твердотельной Э. относятся также диэлектрическая электроника, изучающая электронные процессы в диэлектриках (в частности, в тонких диэлектрических плёнках) и их использование, например для создания диэлектрических диодов, конденсаторов; магнитоэлектроника, использующая магнитные свойства вещества для управления потоками электромагнитной энергии с помощью ферритовых вентилей, циркуляторов, фазовращателей и т. д. и для создания запоминающих устройств, в том числе на магнитных доменах; акустоэлектроника и пьезоэлектроника, рассматривающие вопросы распространения поверхностных и объёмных акустических волн и создаваемых ими переменных электрических полей в кристаллических материалах и взаимодействия этих полей с электронами в приборах с полупроводниково-пьезоэлектрической структурой (кварцевых стабилизаторах частоты, пьезоэлектрических фильтрах, ультразвуковых линиях задержки, акустоэлектронных усилителях и т. д.); криоэлектроника, исследующая изменения свойств твёрдого тела при глубоком охлаждении для построения малошумящих усилителей и генераторов СВЧ, сверхбыстродействующих вычислительных и запоминающих устройств; разработка и изготовление резисторов. Наиболее важные направления квантовой Э. — создание лазеров и мазеров . На основе приборов квантовой Э. строятся устройства для точного измерения расстояний ( дальномеры ) , квантовые стандарты частоты, квантовые гироскопы, системы оптической многоканальной связи , дальней космической связи, радиоастрономии. Энергетическое воздействие лазерного концентрированного излучения на вещество используется в промышленной технологии. Лазеры находят различное применение в биологии и медицине. Э. находится в стадии интенсивного развития; для неё характерно появление новых областей и создание новых направлений в уже существующих областях. Технология электронных приборов. Конструирование и изготовление электронных приборов базируются на использовании сочетания разнообразных свойств материалов и физико-химических процессов. Поэтому необходимо глубоко понимать используемые процессы и их влияние на свойства приборов, уметь точно управлять этими процессами. Исключительная важность физико-химических исследований и разработка научных основ технологии в Э. обусловлены, во-первых, зависимостью свойств электронных приборок от наличия примесей в материалах и веществ, сорбированных на поверхностях рабочих элементов приборов, а также от состава газа и степени разряжения среды, окружающей эти элементы; во-вторых, — зависимостью надёжности и долговечности электронных приборов от степени стабильности применяемых исходных материалов и управляемости технологии. Достижения технологии нередко дают толчок развитию новых направлений в Э. Общие для всех направлений Э. особенности технологии состоят в исключительно высоких (по сравнению с другими отраслями техники) требованиях, предъявляемых в электронной промышленности к свойствам используемых исходных материалов; степени защиты изделий от загрязнения в процессе производства; геометрической точности изготовления электронных приборов. С выполнением первого из этих требований связано создание многих материалов, обладающих сверхвысокими чистотой и совершенством структуры, с заранее заданными физико-химическими свойствами — специальных сплавов монокристаллов, керамики, стекол и др. Создание таких материалов и исследование их свойств составляют предмет специальной научно-технической дисциплины — электронного материаловедения. Одной из самых острых проблем технологии, связанных с выполнением второго требования, является борьба за уменьшение запылённости газовой среды, в которой проходят наиболее важные технологические процессы. В ряде случаев допустимая запылённость — не свыше трёх пылинок размером менее 1 мкм в 1 м 3 . О жёсткости требований к геометрической точности изготовления электронных приборов свидетельствуют, например, следующие цифры: в ряде случаев относительная погрешность размеров не должна превышать 0,001%; абсолютная точность размеров и взаимного расположения элементов интегральных схем достигает сотых долей мкм. Это требует создания новых, более совершенных методов обработки материалов, новых средств и методов контроля. Характерным для технологии в Э. является необходимость широкого использования новейших методов и средств: электроннолучевой, ультразвуковой и лазерной обработки и сварки, фотолитографии, электронной и рентгеновской литографии, электроискровой обработки, ионной имплантации, плазмохимии, молекулярной эпитаксии, электронной микроскопии, вакуумных установок, обеспечивающих давление остаточных газов до 10-13 мм рт. ст. Сложность многих технологических процессов требует исключения субъективного влияния человека на процесс, что обусловливает актуальность проблемы автоматизации производства электронных приборов с применением ЭВМ наряду с общими задачами повышения производительности труда. Эти и другие специфические особенности технологии в Э. привели к необходимости создания нового направления в машиностроении — электронного машиностроения. Перспективы развития Э. Одна из основных проблем, стоящих перед Э., связана с требованием увеличения количества обрабатываемой информации вычислительными и управляющими электронными системами с одновременным уменьшением их габаритов и потребляемой энергии. Эта проблема решается путём создания полупроводниковых интегральных схем, обеспечивающих время переключения до 10-11 сек; увеличения степени интеграции на одном кристалле до миллиона транзисторов размером 1-2 мкм; использования в интегральных схемах устройств оптической связи и оптоэлектронных преобразователей (см. Оптоэлектроника ) , сверхпроводников ; разработки запоминающих устройств ёмкостью несколько мегабит на одном кристалле; применения лазерной и электроннолучевой коммутации; расширения функциональных возможностей интегральных схем (например, переход от микропроцессора к микроЭВМ на одном кристалле); перехода от двумерной (планарной) технологии интегральных схем к трёхмерной (объёмной) и использования сочетания различных свойств твёрдого тела в одном устройстве; разработки и реализации принципов и средств стереоскопического телевидения , обладающего большей информативностью по сравнению с обычным; создания электронных приборов, работающих в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн, для широкополосных (более эффективных) систем передачи информации, а также приборов для линий оптической связи; разработки мощных, с высоким кпд, приборов СВЧ и лазеров для энергетического воздействия на вещество и направленной передачи энергии (например, из космоса). Одна из тенденций развития Э. — проникновение её методов и средств в биологию (для изучения клеток и структуры живого организма и воздействия на него) и медицину (для диагностики, терапии, хирургии). По мере развития Э. и совершенствования технологии производства электронных приборов расширяются области использования достижения Э. во всех сферах жизни и деятельности людей, возрастает роль Э. в ускорении научно-технического прогресса. А. И. Шокин.

Большая советская энциклопедия, БСЭ

электроника

электроника, -и

Полный орфографический словарь русского языка

электроника

совокупность электронных устройств и приборов, а также отрасль, занимающаяся их разработкой и производством наука о взаимодействии заряженных частиц с электромагнитным полем и об использовании электрических устройств

Викисловарь

Поэтому книга может быть полезна широкому кругу изобретателей, а также студентам высших учебных заведений, обучающихся по специальностям: «Нанотехнологий в электронике », «Наноматериалы», «Микроэлектроника и твердотельная электроника », «Микросистемная техника», « Электроника и микроэлектроника».ruru

Первоначально бионика связывалась с решением ряда специфических задач электроники , и в литературе появилось множество названий дисциплин, расположенных между классической биологией и электроникой и объединяющих эти две отрасли («биомедицинская электроника «, «биотехника», «медицинская электроника «, «прикладная биофизика», «биофизическое приборостроение», «бионика» и др.).

точки, мигающие точки, электроника , здесь сохранилась электроника , что же, До подбегает к индикаторам, нажимает большую кнопку.

Потому, согласившись с мнением главного « электроника » о том, что скорее можно предсказать выпадение подряд десяти чисел в рулетке, нежели запрограммировать реакцию компа на появление неизвестного не только ему, но и науке вообще объекта, отпустило главного Электроника в родные пенаты, посчитав разбор полётов и раздачу живительных люлей состоявшимися.

Появившаяся в 1975 году в «Попьюлар Электронике » («Популярная электроника «) передовица, посвященная созданному «Эм-Ай-Ти-Эс» компьютеру «Альтаир», привлекла их внимание.

Последовал каскад технических достижений середины XX века: атомное оружие (1945) и атомная электростанция (1954), электроника и телевидение (40-е годы), автоматика, вычислительная техника (40-е и 50-е годы), новая наука-кибернетика и, наконец, на базе теории относительности, электроники и кибернетики — прорыв человечества в космос 4 октября 1957 года.

Что такое электроника? Перспективы ее развития

На стыке таких научных отраслей, как физика и техника, родилась электроника. Если рассматривать ее в узком смысле, то можно сказать, что она занимается изучением взаимодействия электронов и электромагнитного поля, а также созданием устройств на базе этих знаний. Что это за устройства и как развивается наука электроника сегодня?

Скачок

Сегодня век информационных технологий. Весь поток данных, которые мы получаем извне, необходимо обрабатывать, хранить и передавать. Все эти процессы происходят с помощью электронных устройств различного типа. Чем глубже человек погружается в хрупкий мир электронов, тем грандиознее его открытия и, соответственно, созданные электронные устройства.

компоненты в элетронике

Можно найти достаточно информации о том, что такое электроника и как эта наука развивалась. Изучив ее, приходишь в изумление – как быстро развились технологии, какой стремительный скачок сделала эта отрасль за короткий период времени.

Как наука, она стала формироваться в XX веке. Это произошло с началом развития элементной базы радиотехники и радиоэлектроники. Вторая половина прошлого столетия ознаменовалась развитием кибернетики и ЭВМ (электронно-вычислительных машин). Все это стимулировало интерес к этой области. Если в начале своего развития одна ЭВМ могла занимать целую комнату немалых размеров, то сегодня мы обладаем микротехнологиями, способными перевернуть все наши представления об окружающем мире.

молекулярная самосборка бионаноэлектроника

Удивительно, но, возможно, в ближайшее время о том, что такое электроника, можно будет говорить в разрезе исторических базовых знаний. Технологии минимизируются с каждым днем. Период их работоспособности увеличивается. Все это удивляет нас меньше и меньше. Такие естественные процессы связаны с законом Мура и осуществляются с использованием кремния. Уже сегодня говорят об альтернативе электронике – спинтронике. А также всем известны разработки в области наноэлектроники.

Развитие и проблемы

Итак, что такое электроника и какие проблемы в разработках приборов имеет эта отрасль науки? Как было сказано, электроника – это отрасль, созданная на стыке физики и техники. Она исследует процессы образования заряженных частиц и управления движением свободных электронов в разных средах, таких как твердое тело, вакуум, плазма, газ и на их границах. Эта наука также разрабатывает методы создания электронных приборов для разного рода сфер человеческой жизни. Не последнее место занимают исследования проблем, связанных с развитием науки: быстрое устаревание, этические вопросы, исследования и эксперименты, затраты и многое другое.

В ежедневной жизни любого современного человека вопрос «Что такое электроника?» не вызовет никакого удивления. Его быт в буквальном смысле напичкан электронными устройствами: часы, стиральные машины и другие бытовые приборы, встроенные приборы в автомобилях и других транспортных средствах, аудио- и видеотехника, телевизоры, телефоны, роботы, медицинские приборы и оборудование и так далее. Этот список можно продолжать еще очень долго.

Область разработок и применения

Традиционно электронику подразделяют на две области: разработка элементной базы и конструирование электронных схем. Элементная база представляет собой электронные приборы различных характеристик. Она делится на класс вакуумных приборов и твердотельную электронику. В электрических схемах элементная база состоит из устройств использования, регистрации и обработки электрических сигналов. Обработанный сигнал воспроизводится в удобной форме (экран монитора, телевизора, звук и так далее). Сигнал можно записать на носитель информации и воспроизводить в любое время, управлять автоматическими системами, сервоприводами и другими устройствами.

Электронные схемы представлены в аналоговом и цифровом виде. Аналоговые усиливают и обрабатывают аналоговый сигнал. Например, радиоволны. Цифровые схемы предназначены для работы с сигналом квантовой природы. Это компьютеры, контроллеры и многие другие приборы.

развитие электроники и фотоники с наноэлектроникой

Электроника и наноэлектроника сегодня уже не удивляют так, как это было в самом начале зарождения подобных технологий. То, что когда-то казалось фантастикой, в современном мире стало обыденным явлением. Скорость развития так велика, что приборы не успевают состариться, как они уже становятся неактуальными.

Но такие науки, как электроника и наноэлектроника, соединяет микроэлектроника, ведущая свою историю от 1958 года, с момента создания микросхем, имеющих в своем составе два резистора и четыре транзистора. Далее развитие шло по пути минимизации и одновременного увеличения числа компонентов, таких как транзисторы. Наноэлектроника занимается разработкой интегральных микросхем, топологическая норма которых менее 100 нм.

прогресс в наноэлектронике

Есть ли предел развития технологий?

Как видно, электроника – наука базовая для развития утонченных технологий современности. Уже говорят о том, что разработана гибкая электроника, дающая возможность печатать с использованием расплавленного металла.

Она еще не получила массового распространения, но в этой области ученые достигли значительных успехов. Нет сомнений – скоро потребительский рынок узнает, что такое гибкая электроника.

Определение границ развития технологий, начало которым положено в XX веке, сегодня уже вряд ли представляется возможным. Происходит слияние различных наук, развиваются электронные биотехнологии, искусственный интеллект и многое другое. Уже успешно применяется 3D-печать, а в Северной Каролине представили очень амбициозную технологию такой печати с использованием расплавленного металла. Новую технологию можно без особых усилий внедрить в любое производство техники.

Электронные приборы и устройства, зарождение и развитие электроники

Термины «электрический» и «электронный» часто пересекаются и используются как синонимы. На самом деле, эти два термина имеют разные значения.

Ремонт электронных устройств

В 1893 году Алан Макмастер из Эдинбурга в Шотландии, изобрел первый электрический тостер. Нагревательные элементы тостера преобразуют электричество в тепло, так что любой человек мог с его помощью самостоятельно испечь хлеб. Разница между электрическими и электронными устройствами — процесс манипуляцией физической энергией.

Электрические устройства принимают энергию в виде электрического тока — потока электронов в проводнике — а затем просто преобразуют ее в другую форму энергии — чаще всего в свет, тепло или движение. Электрическое устройство — это устройство, которое для выполнения своих функций напрямую использует электрическую энергию.

Электронные устройства не предназначены для простого преобразования электрической энергии в свет, тепло или движение, а для управления электрическим током таким образом, что этот ток несет некоторую информацию в дополнение к энергии.

Вернемся к примеру электронного тостера. В нем используются те же нагревательные элементы, пружины и решетки для хлеба, что и в электрическом тостере, но он может содержать гораздо более сложные компоненты, такие как электронный дисплей, показывающий, например, процесс поджаривания, или электронный термостат, который поддерживает постоянную температуру в тостере.

Электронный тостер

Электроника относится к технологии, которая работает за счет более совершенного управления движением электронов — способами, которые выходят за рамки простых физических явлений, таких как напряжение и ток.

Обычно, если что-то использует электричество только в качестве энергии, это электрическое устройство. Если он использует электричество как средство манипулирования информацией, это почти наверняка электронное устройство.

Электрические и электронные устройства состоят из разных, но очень часто пересекающихся групп элементов. Кроме того, помните, что все электронные устройства также являются электрическими устройствами, но не наоборот.

Что такое электроника

Электроника — область науки и техники, охватывающая изучение и применение электронных и ионных явлений, протекающих в вакууме, газах, жидкостях, твердых телах и плазме, а также на их границах.

Электроника состоит из двух основных разделов:

физической электроники, предметом которой являются теоретические и экспериментальные исследования электронных и ионных явлений, принципы построения электронных, устройств и установок, принципы получения, преобразования и передачи электрической энергии с помощью электронных приборов и устройств, механизм воздействия потоков электронов, ионов, квантов и электромагнитных полей на вещество;

технической (прикладной) электроники, предметом которой является теория и практика применения электронных приборов, устройств, систем и установок в различных областях человеческой деятельности — науке, промышленности, связи, сельском хозяйстве, строительстве, транспорте и др.

Микроэлектроника

Электронные приборы и устройства

Электронные приборы и устройства занимают центр, место в электронике. Они являются прямыми или косвенными объектами исследований в физической электронике и служат основными элементами при инженерных разработках в технической электронике.

Физические явления, связанные с движением электронов, но не реализованные в электронных приборах (например, космические лучи, распространение радиоволн и др.), относятся не к физической электронике, а к соответствующим разделам физики (в частности, радиофизики).

Аналогично электрическую аппаратуру, даже содержащую отдельные электронные узлы в качестве вспомогательных, но в принципе не основанную на свойствах электронных приборов, например, электромашинный усилитель, магнитный усилитель, а электроннолучевые осциллографы, рентгеновские установки, радиолокаторы, анализаторы энергетических спектров частиц и т. п. — к технической электронике (смотрите — Виды электронных устройств, Что такое силовая электроника).

Ремонт мобильного телефона

Зарождение и развитие электроники

Зарождению электроники предшествовало открытие электрической дуги (1802), тлеющего разряда в газах (1850), катодных лучей (1859), изобретение лампы накаливания (1873) и др.

Однако как самостоятельная область науки и техники электроника начала развиваться в конце 19 — начале 20 веков после открытия термоэлектронной эмиссии (1883) и фотоэлектронной эмиссии (1888) и разработки электроннолучевой трубки (1897), вакуумного диода (1904), вакуумного триода (1907), кристаллического детектора (1900 — 1905) (Смотрите — История, принцип действия, конструкция и применение электронных ламп ) .

Вакуумный триод

Изобретение радио (1895) стимулировало прогресс и оказало решающее влияние на дальнейшее развитие электроники особенно в период 1913 — 1920 гг.

Женщина слушает радио через наушники (1923 год)

Женщина слушает радио через наушники (1923 год)

В 1933 — 1935 гг. начали использовать в промышленности тепловые действия токов высокой частоты для целей индукционного нагрева металлов и сплавов и емкостного (диэлектрического) нагрева диэлектриков и полупроводниковых материалов. Во время 2-й мировой войны (1939 — 1945) большую роль в становлении электроники сыграла радиолокация.

Нерадиотехнические применения электронных приборов длительное время развивались под сильным влиянием радиотехники, из которой для них были заимствованы основные элементы, схемы и методы.

Дальнейшее развитие нерадиотехнических приложений электроники пошло по самостоятельным направлениям, особенно в области ядерной техники (с 1943), вычислительной техники (с 1949) и массовой автоматизации производств, процессов.

Первый полупроводниковый транзистор

Первый полупроводниковый транзистор (изобретение транзистора названо самым значимым изобретением 20 века)

С начала 1950-х гг., после изобретения транзистора, начался расцвет полупроводниковой электроники, которая позволила удовлетворить возросшие требования к надежности, экономичности и габаритам сложных электронных устройств и в частности обеспечила развитие нового раздела теоретической и прикладной электроники — микроэлектроники.

Первая модель портативного радио 1958 года

«Radionette» — первая модель портативного радио 1958 года, произведенная норвежским производителем Radionette

За последние сто лет электроника претерпела два фундаментальных преобразования — переход от обработки аналоговых сигналов к обработке цифровых и переход от электронных ламп к полупроводниковым приборам.

Тот факт, что эти переходы произошли почти одновременно, не означает, что они неразрывно связаны. Цифровые расчеты проводились с использованием электронных ламп. Аналоговая обработка может быть реализована в полупроводниках.

Аналоговый компьютер — это машина непрерывной (аналоговой) обработки сигналов, используемая для решения математических и других задач (например, технических вопросов, исследования биологических явлений и т. д.) путем моделирования (отображения) соответствующих зависимостей путем средства явлений, происходящих в механических, электрических, электромеханических или электронных системах. Аналого-цифровые компьютеры были развитием аналоговых компьютеров (машин).

Развитие систем искусственного интеллекта не может основываться исключительно на цифровых вычислениях. Нам понадобятся аналоговые вычисления, чтобы создавать более совершенные системы искусственного интеллекта, понимать, как они работают, и эффективно ими управлять.

ARR - анализатор дифференциальных уравнений

ARR — анализатор дифференциальных уравнений

Степень внедрения электронной аппаратуры в различные области человеческой деятельности — критерий современного технического прогресса, т. к. электроника позволяет резко повысить производительность физического и умственного труда, улучшить экономические показатели производства, а также решать задачи, которые неразрешимы другими средствами.

Электронные приборы и устройства являются основными элементами современых автоматизированных производств (Частичная, полная и комплексная автоматизация).

Автоматика, робототехника и автоматизация производства

Преимущества электронных приборов и устройств

Электронные приборы и устройства по сравнению с механическими, электромеханическими, пневматическими и другими позволяют на много порядков повысить скорость реакции (в частности, скорость переработки информации), обладают значительной чувствительностью к малым сигналам, обеспечивают исключительную гибкость и универсальность отдельных функциональных блоков, не содержат подвижных частей и, как правило, имеют значительно меньшие габариты и вес.

Современный электронный прибор - квадрокоптер

Квадрокоптер — классический пример мехатронного устройства (в нем неразрывно связны в единую систему механические, электрические и электронные элементы)

Электронная аппаратура универсальна и гибка, т. к. одни и те же узлы (усилители, триггеры, генераторы и др.) могут использоваться для решения самых различных задач в совершенно разнородных областях, а параметры узлов и устройств (коэффициент усиления, выходные напряжения, рабочие частоты, уровни срабатывания) регулируются в широких пределах простейшими средствами, что позволяет разрабатывать и использовать унифицированные стандартные блоки, сочетание которых может обеспечить выполнение различных функций в различных областях применения.

Классификация электроники по областям применения электронной аппаратуры

Техническую (прикладную) электронику можно классифицировать по областям применения электронной аппаратуры, рассматривая самостоятельно радиоэлектронику, промышленную электронику, транспортную, медицинскую, геологическую, ядерную и др.

Отличительная особенность радиоэлектроники — старейшей отрасли технической электроники — использование электронных устройств для передачи и приема электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот (радиосвязь, радиолокация, телевидение и др.).

Промышленная электроника охватывает разработку и применение электронных приборов в сфере промышленного производства.

Частотный преобразователь для электродвигателя

Примеры утройств промышленной электроники:

Классификация электронных приборов и устройств

Устройства и системы, характерные для технической электроники, можно разделить на три основных класса:

информационные, предназначенные для восприятия и сбора, переработки и хранения, передачи и приема информации с целью измерения, контроля и воздействия на технологические процессы;

энергетические, предназначенные для получения, преобразования и передачи электрической энергии ;

технологические, предназначенные для непосредственного воздействия потоков частиц или электромагнитных полей на вещество с целью механической, термической и иной обработки материалов или изделий.

Программируемый логический контроллер

Любая электронная установка, используемая в промышленности, обычно сочетает в себе несколько классов устройств, но последние различаются по структуре, типам используемых электронных приборов и элементов, а также методам проектирования. Поэтому полезно рассматривать каждый класс устройств самостоятельно, выделяя соответствующие разделы технической электронике: информационную электронику, энергетическую электронику и технологическую электронику.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *