Elektronika és modulok
Az elektronika a tudomány, a mérnöki és a technológiai ágazat, amely az aktív elektromos alkatrészek, például vákuumcsövek, tranzisztorok, diódák és integrált áramkörök, valamint a hozzájuk kapcsolódó passzív összekapcsolási technológiákkal foglalkozó elektromos áramkörökkel foglalkozik. Az aktív komponensek nemlineáris viselkedése és az elektronáramok vezérlésére való képessége lehetővé teszi a gyenge jelek erősítését, és általában az információ és a jelfeldolgozás során alkalmazható. Hasonlóképpen, az elektronikus eszközök kapcsolóként való működése lehetővé teszi a digitális információfeldolgozást. Az összekapcsolási technológiák, például az áramköri táblák, az elektronikai csomagolási technológiák és a kommunikációs infrastruktúra egyéb változatos formái kiegészítik az áramköri funkciókat, és a kevert komponenseket működő rendszerré alakítják.
A készülék egy kis technológiai objektum, amelynek van egy meghatározott funkciója, de gyakran újdonságnak tekintik. A kütyüket mindig szokatlanul vagy okosabban tervezték, mint a szokásos technológiai tárgyakat találmányaik idején. A modulokat néha gizmosnak is nevezik.
Az elektronika különbözik az elektromos és elektromechanikai tudománytól és technológiától, amely az elektromos energia előállításával, elosztásával, kapcsolásával, tárolásával és az energia más formáira történő konvertálásáról, vezetékek, motorok, generátorok, akkumulátorok, kapcsolók, relék, transzformátorok, ellenállások felhasználásával foglalkozik. és egyéb passzív alkatrészek. Ez a megkülönböztetés 1906 körül kezdődött, a Lee De Forest által a trióda által kidolgozott találmány által, amely lehetővé tette a gyenge rádiójelek és az audiojelek elektromos erősítését nem mechanikus eszközökkel. 1950-ig ezt a mezőt rádiótechnikának nevezték, mivel fő alkalmazása a rádióadók, vevők és vákuumcsövek tervezése és elmélete volt.
Manapság a legtöbb elektronikai eszköz félvezető alkatrészeket használ az elektron vezérléséhez. A félvezető eszközök és a hozzájuk kapcsolódó technológiák tanulmányozását a szilárdtestfizika ágának tekintik, míg a gyakorlati problémák megoldására szolgáló elektronikus áramkörök tervezése és felépítése az elektronikai mérnökök körébe tartozik. Ez a cikk az elektronika mérnöki szempontjaira összpontosít.
Az elektronikus alkatrész bármely olyan fizikai elem az elektronikus rendszerben, amelyet az elektronok vagy a hozzájuk kapcsolódó mezők kívánt módon történő befolyásolására használnak, összhangban az elektronikus rendszer tervezett funkciójával. Az alkotóelemeket általában úgy kell összekapcsolni, hogy általában be van forrasztva egy nyomtatott áramköri lapra (PCB), hogy egy adott funkcióval rendelkező elektronikus áramkört (például erősítőt, rádióvevőt vagy oszcillátort) hozzanak létre. Az alkatrészek csomagolhatók külön-külön vagy összetettebb csoportokban integrált áramkörként. Néhány általános elektronikus alkatrész a kondenzátorok, induktorok, ellenállások, diódák, tranzisztorok stb.
A legtöbb analóg elektronikus berendezés, például a rádióvevők, néhány alapvető áramkör kombinációjából készülnek. Az analóg áramkörök folyamatos feszültségtartományt használnak, szemben a diszkrét szintekkel, mint a digitális áramkörökben. Az eddig kidolgozott különféle analóg áramkörök száma hatalmas, főleg azért, mert egy áramkör bármilyenként definiálható egyetlen alkotóelemtől egészen a több ezer komponenst tartalmazó rendszerekig. Az analóg áramköröket néha lineáris áramköröknek hívják, bár sok nemlineáris hatást alkalmaznak az analóg áramkörökben, mint például keverők, modulátorok, stb. Az analóg áramkörök jó példái a vákuumcsöves és tranzisztoros erősítők, az operációs erősítők és az oszcillátorok.
Ritkán talál olyan modern áramkört, amely teljesen analóg. Manapság az analóg áramkörök digitális vagy akár mikroprocesszoros technikákat is használhatnak a teljesítmény javítása érdekében. Az ilyen típusú áramkört általában vegyes jelnek nevezik, mint analóg vagy digitális. Néha nehéz lehet megkülönböztetni az analóg és a digitális áramköreket, mivel ezek mind lineáris, mind nem lineáris működési elemeket tartalmaznak. Példa erre az összehasonlító, amely folyamatos feszültségtartományt vesz fel, de csak a két szint egyikét adja ki, mint egy digitális áramkörben. Hasonlóképpen, egy túlhajtású tranzisztoros erősítő megszerezheti egy olyan vezérelt kapcsoló tulajdonságait, amelynek lényegében két kimeneti szintje van.
A digitális áramkörök számos különálló feszültségszinten alapuló elektromos áramkörök. A digitális áramkörök a Boole algebra leggyakoribb fizikai ábrázolása, és minden digitális számítógép alapját képezik. A legtöbb mérnök számára a digitális áramkör, a digitális rendszer és a logika kifejezések felcserélhetők a digitális áramkörökkel összefüggésben. A legtöbb digitális áramkör bináris rendszert használ, amelynek két feszültségszintje 0 és 1 van. Gyakran a 0. logika alacsonyabb feszültségű, és alacsonynak nevezi, míg az 1. logika magasnak. Egyes rendszerek azonban fordított meghatározást használnak (0 magas) vagy áram alapúak. A háromoldalú (három állapotú) logikát tanulmányozták, és néhány prototípus számítógépet készítettek. A számítógépek, az elektronikus órák és a programozható logikai vezérlők digitális áramkörökből készülnek. A digitális jelfeldolgozók egy másik példa.