Điện tử và Tiện ích
Điện tử là một nhánh của khoa học, kỹ thuật và công nghệ liên quan đến các mạch điện liên quan đến các thành phần điện hoạt động như ống chân không, bóng bán dẫn, điốt và mạch tích hợp và các công nghệ kết nối thụ động liên quan. Hành vi phi tuyến của các thành phần hoạt động và khả năng kiểm soát dòng điện tử của chúng làm cho việc khuếch đại tín hiệu yếu có thể và thường được áp dụng cho xử lý thông tin và tín hiệu. Tương tự, khả năng của các thiết bị điện tử đóng vai trò là thiết bị chuyển mạch giúp xử lý thông tin kỹ thuật số có thể. Các công nghệ kết nối như bảng mạch, công nghệ đóng gói điện tử và các dạng khác nhau của cơ sở hạ tầng truyền thông hoàn chỉnh chức năng mạch và biến các thành phần hỗn hợp thành một hệ thống làm việc.
Một tiện ích là một đối tượng công nghệ nhỏ có chức năng cụ thể, nhưng thường được coi là một tính mới. Các tiện ích luôn được coi là được thiết kế khác thường hoặc thông minh hơn so với các đối tượng công nghệ thông thường tại thời điểm phát minh của chúng. Tiện ích đôi khi cũng được gọi là gizmos.
Điện tử khác với khoa học và công nghệ cơ điện và điện, liên quan đến việc tạo, phân phối, chuyển đổi, lưu trữ và chuyển đổi năng lượng điện sang và từ các dạng năng lượng khác sử dụng dây điện, động cơ, máy phát điện, pin, công tắc, rơle, máy biến áp, điện trở và các thành phần thụ động khác. Sự khác biệt này bắt đầu xung quanh 1906 với phát minh của Lee De Forest của triode, giúp khuếch đại điện tín hiệu vô tuyến yếu và tín hiệu âm thanh có thể với một thiết bị phi cơ học. Cho đến khi 1950 lĩnh vực này được gọi là công nghệ vô tuyến vì ứng dụng chính của nó là thiết kế và lý thuyết về máy phát vô tuyến, máy thu và ống chân không.
Ngày nay, hầu hết các thiết bị điện tử sử dụng các thành phần bán dẫn để thực hiện điều khiển điện tử. Nghiên cứu về các thiết bị bán dẫn và công nghệ liên quan được coi là một nhánh của vật lý chất rắn, trong khi việc thiết kế và xây dựng các mạch điện tử để giải quyết các vấn đề thực tế thuộc về kỹ thuật điện tử. Bài viết này tập trung vào các khía cạnh kỹ thuật của điện tử.
Một thành phần điện tử là bất kỳ thực thể vật lý nào trong một hệ thống điện tử được sử dụng để tác động đến các electron hoặc các trường liên kết của chúng theo cách mong muốn phù hợp với chức năng dự định của hệ thống điện tử. Các thành phần thường được kết nối với nhau, thường bằng cách hàn vào bảng mạch in (PCB), để tạo ra một mạch điện tử có chức năng cụ thể (ví dụ: bộ khuếch đại, máy thu radio hoặc bộ tạo dao động). Các thành phần có thể được đóng gói đơn lẻ hoặc trong các nhóm phức tạp hơn dưới dạng các mạch tích hợp. Một số thành phần điện tử phổ biến là tụ điện, cuộn cảm, điện trở, điốt, bóng bán dẫn, v.v ... Các thành phần thường được phân loại là hoạt động (ví dụ như bóng bán dẫn và thyristor) hoặc thụ động (ví dụ điện trở và tụ điện).
Hầu hết các thiết bị điện tử tương tự, như máy thu radio, được chế tạo từ sự kết hợp của một vài loại mạch cơ bản. Các mạch tương tự sử dụng một dải điện áp liên tục trái ngược với các mức rời rạc như trong các mạch kỹ thuật số. Số lượng các mạch tương tự khác nhau cho đến nay là rất lớn, đặc biệt là vì một mạch có thể được định nghĩa là bất cứ thứ gì từ một thành phần duy nhất, đến các hệ thống chứa hàng ngàn thành phần. Mạch tương tự đôi khi được gọi là mạch tuyến tính mặc dù nhiều hiệu ứng phi tuyến được sử dụng trong các mạch tương tự như máy trộn, bộ điều biến, v.v.
Người ta hiếm khi tìm thấy các mạch hiện đại hoàn toàn tương tự. Ngày nay, mạch tương tự có thể sử dụng các kỹ thuật số hoặc thậm chí là vi xử lý để cải thiện hiệu suất. Loại mạch này thường được gọi là tín hiệu hỗn hợp hơn là tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số. Đôi khi có thể khó phân biệt giữa các mạch tương tự và kỹ thuật số vì chúng có các yếu tố của cả hoạt động tuyến tính và phi tuyến tính. Một ví dụ là bộ so sánh lấy một dải điện áp liên tục nhưng chỉ xuất ra một trong hai mức như trong mạch kỹ thuật số. Tương tự như vậy, một bộ khuếch đại bóng bán dẫn quá mức có thể đảm nhận các đặc tính của một công tắc được điều khiển có hai mức đầu ra cơ bản.
Mạch kỹ thuật số là mạch điện dựa trên một số mức điện áp riêng biệt. Mạch kỹ thuật số là đại diện vật lý phổ biến nhất của đại số Boolean và là cơ sở của tất cả các máy tính kỹ thuật số. Đối với hầu hết các kỹ sư, các thuật ngữ mạch kỹ thuật số, hệ thống kỹ thuật số và logic có thể thay thế cho nhau trong bối cảnh của các mạch kỹ thuật số. Hầu hết các mạch kỹ thuật số sử dụng hệ thống nhị phân với hai cấp điện áp có nhãn 0 và 1. Thông thường logic 0 sẽ có điện áp thấp hơn và được gọi là Thấp trong khi logic 1 được gọi là Cao. Tuy nhiên, một số hệ thống sử dụng định nghĩa ngược (0 là Cao) hoặc dựa trên hiện tại. Logic Ternary (với ba trạng thái) đã được nghiên cứu và một số máy tính nguyên mẫu được chế tạo. Máy tính, đồng hồ điện tử và bộ điều khiển logic lập trình được xây dựng từ các mạch kỹ thuật số. Bộ xử lý tín hiệu số là một ví dụ khác.