Elektronika i gadgeti
Elektronika je grana znanosti, inženjerstva i tehnologije koja se bavi električnim krugovima koji uključuju aktivne električne komponente, kao što su vakuumske cijevi, tranzistori, diode i integrirani krugovi te povezane pasivne tehnologije međusobnog povezivanja. Nelinearno ponašanje aktivnih komponenti i njihova sposobnost da kontroliraju struju elektrona omogućuju pojačavanje slabih signala i obično se primjenjuje na obradu informacija i signala. Slično tome, sposobnost elektroničkih uređaja da djeluju kao sklopke omogućuje obradu digitalnih informacija. Tehnologije međusobnog povezivanja, kao što su tiskane ploče, tehnologija elektroničke ambalaže i druge raznovrsne oblike komunikacijske infrastrukture, dovršavaju funkcionalnost sklopa i pretvaraju mješovite komponente u radni sustav.
Gadget je mali tehnološki objekt koji ima određenu funkciju, ali se često smatra novinom. Gadgeti se uvijek smatraju neobično ili pametno dizajniranim od uobičajenih tehnoloških objekata u vrijeme njihovog izuma. Gadgeti se ponekad nazivaju i gizmos.
Elektronika se razlikuje od električne i elektromehaničke znanosti i tehnologije koja se bavi proizvodnjom, distribucijom, komutacijom, skladištenjem i pretvaranjem električne energije u i iz drugih oblika energije pomoću žica, motora, generatora, baterija, prekidača, releja, transformatora, otpornika i druge pasivne komponente. Ova razlika počela je oko 1906-a s izumom triode Lee De Forest, koja je omogućila električno pojačavanje slabih radio signala i audio signala s nemehaničkim uređajem. Do 1950-a ovo se područje nazivalo radiotehnologijom jer je njegova glavna primjena bila projektiranje i teorija radioodašiljača, prijemnika i vakuumskih cijevi.
Danas većina elektroničkih uređaja koristi poluvodičke komponente za obavljanje kontrole elektrona. Proučavanje poluvodičkih uređaja i srodne tehnologije smatra se granom fizike čvrstog stanja, dok projektiranje i konstruiranje elektroničkih sklopova za rješavanje praktičnih problema spada u elektroničku tehniku. Ovaj se članak usredotočuje na inženjerske aspekte elektronike.
Elektronska komponenta je bilo koji fizički entitet u elektroničkom sustavu koji se koristi da utječe na elektrone ili njihova povezana polja na željeni način u skladu s namjeravanom funkcijom elektroničkog sustava. Komponente su općenito namijenjene za međusobno povezivanje, obično lemljenjem na tiskanu ploču (PCB), kako bi se stvorio elektronički sklop s određenom funkcijom (na primjer pojačalo, radio prijemnik ili oscilator). Komponente se mogu pakirati pojedinačno ili u složenije skupine kao integrirani krugovi. Neke uobičajene elektronske komponente su kondenzatori, induktori, otpornici, diode, tranzistori, itd. Komponente su često kategorizirane kao aktivne (npr. Tranzistori i tiristori) ili pasivne (npr. Otpornici i kondenzatori).
Većina analognih elektroničkih uređaja, kao što su radio prijemnici, izrađeni su od kombinacija nekoliko vrsta osnovnih krugova. Analogni krugovi koriste kontinuirani raspon napona za razliku od diskretnih razina kao u digitalnim krugovima. Broj različitih analognih krugova do sada osmišljen je ogroman, pogotovo zato što se sklop može definirati kao bilo što od jedne komponente, do sustava koji sadrže tisuće komponenti. Analogni krugovi se ponekad nazivaju linearnim krugovima iako se mnogi nelinearni efekti koriste u analognim sklopovima kao što su miješalice, modulatori itd. Dobri primjeri analognih krugova uključuju vakuumsku cijev i pojačala tranzistora, operativna pojačala i oscilatore.
Jedno rijetko nalazimo suvremene sklopove koji su potpuno analogni. Ovih dana analogna kola mogu koristiti digitalne ili čak mikroprocesorske tehnike za poboljšanje performansi. Ovaj tip kruga obično se naziva mješovitim signalom, a ne analognim ili digitalnim. Ponekad može biti teško razlikovati analogne i digitalne sklopove jer oni imaju elemente linearnog i nelinearnog rada. Primjer je komparator koji uzima neprekidan raspon napona, ali izlazi samo na dvije razine kao u digitalnom krugu. Slično tome, pojačalo tranzistora može preuzeti karakteristike kontrolirane sklopke koja ima u osnovi dvije razine izlaza.
Digitalni krugovi su električni krugovi temeljeni na broju diskretnih naponskih razina. Digitalni sklopovi su najčešći fizički prikaz Booleove algebre i temelj su svih digitalnih računala. Za većinu inženjera, pojmovi digitalni sklop, digitalni sustav i logika su međusobno zamjenjivi u kontekstu digitalnih sklopova. Većina digitalnih sklopova koristi binarni sustav s dvije naponske razine označene s 0 i 1. Često će logički 0 biti niži napon i naziva se Low, dok se logika 1 naziva High. Međutim, neki sustavi koriste obrnutu definiciju (0 je visoka) ili su trenutno utemeljeni. Proučavana je ternarna (s tri stanja) logika, a napravljena su i neka prototipna računala. Računala, elektronski satovi i programabilni logički kontroleri konstruirani su od digitalnih sklopova. Digitalni procesori signala su još jedan primjer.