Elektronika in pripomočki
Elektronika je veja znanosti, inženiringa in tehnologije, ki se ukvarja z električnimi vezji, ki vključujejo aktivne električne komponente, kot so vakuumske cevi, tranzistorji, diode in integrirana vezja, ter s tem povezane tehnologije pasivnega medsebojnega povezovanja. Nelinearno obnašanje aktivnih komponent in njihova sposobnost nadzora elektronskih tokov omogoča ojačanje šibkih signalov in se običajno uporablja za obdelavo informacij in signalov. Podobno zmožnost elektronskih naprav, da delujejo kot stikala, omogoča digitalno obdelavo informacij. Tehnologije medsebojnega povezovanja, kot so vezja, tehnologija embalaže elektronike in druge različne oblike komunikacijske infrastrukture, dopolnjujejo funkcionalnost vezja in preoblikujejo mešane komponente v delujoč sistem.
Pripomoček je majhen tehnološki predmet, ki ima določeno funkcijo, vendar se pogosto obravnava kot novost. Pripomočki se v času njihovega izuma vedno štejejo za bolj nenavadno ali pametno oblikovane kot običajni tehnološki predmeti. Pripomočke včasih imenujemo tudi gizmos.
Elektronika se razlikuje od električne in elektromehanske znanosti in tehnologije, ki se ukvarja s proizvodnjo, distribucijo, preklapljanjem, shranjevanjem in pretvorbo električne energije v in iz drugih oblik energije z uporabo žic, motorjev, generatorjev, baterij, stikal, relejev, transformatorjev, uporov. in druge pasivne komponente. Ta razlika se je začela okoli leta 1906 z izumom triode Leeja De Foresta, ki je omogočil električno ojačanje šibkih radijskih signalov in zvočnih signalov z nemehansko napravo. Do leta 1950 se je to področje imenovalo radijska tehnologija, ker je bila njegova glavna uporaba načrtovanje in teorija radijskih oddajnikov, sprejemnikov in vakuumskih cevi.
Danes večina elektronskih naprav uporablja polprevodniške komponente za izvajanje nadzora elektronov. Študij polprevodniških naprav in sorodne tehnologije velja za vejo fizike trdnega telesa, medtem ko načrtovanje in konstrukcija elektronskih vezij za reševanje praktičnih problemov spadata v področje elektronike. Ta članek se osredotoča na inženirske vidike elektronike.
Elektronska komponenta je vsaka fizična entiteta v elektronskem sistemu, ki se uporablja za vplivanje na elektrone ali z njimi povezana polja na želeni način, skladen z predvideno funkcijo elektronskega sistema. Komponente so običajno namenjene povezovanju skupaj, običajno s spajkanjem na tiskano vezje (PCB), da se ustvari elektronsko vezje z določeno funkcijo (na primer ojačevalnik, radijski sprejemnik ali oscilator). Komponente so lahko pakirane posamezno ali v bolj zapletenih skupinah kot integrirana vezja. Nekatere običajne elektronske komponente so kondenzatorji, induktorji, upori, diode, tranzistorji itd. Komponente so pogosto razvrščene kot aktivne (npr. tranzistorji in tiristorji) ali pasivne (npr. upori in kondenzatorji).
Večina analognih elektronskih naprav, kot so radijski sprejemniki, je sestavljena iz kombinacij nekaj vrst osnovnih vezij. Analogna vezja uporabljajo neprekinjeno napetost v nasprotju z diskretnimi nivoji kot v digitalnih vezjih. Število različnih analognih vezij, ki so bile do sedaj zasnovane, je ogromno, še posebej zato, ker je vezje mogoče definirati kot karkoli, od ene same komponente do sistemov, ki vsebujejo na tisoče komponent. Analogna vezja včasih imenujemo linearna vezja, čeprav se v analognih vezjih uporablja veliko nelinearnih učinkov, kot so mešalniki, modulatorji itd. Dobri primeri analognih vezij vključujejo vakuumske cevne in tranzistorske ojačevalnike, operacijske ojačevalnike in oscilatorje.
Le redko najdemo sodobna vezja, ki so popolnoma analogna. Danes lahko analogna vezja uporabljajo digitalne ali celo mikroprocesorske tehnike za izboljšanje zmogljivosti. Ta vrsta vezja se običajno imenuje mešani signal in ne analogni ali digitalni. Včasih je težko razlikovati med analognimi in digitalnimi vezji, saj imajo elemente tako linearnega kot nelinearnega delovanja. Primer je primerjalnik, ki sprejema neprekinjeno napetost, vendar oddaja samo eno od dveh nivojev kot v digitalnem vezju. Podobno lahko preobremenjeni tranzistorski ojačevalnik prevzame značilnosti nadzorovanega stikala, ki ima v bistvu dve izhodni ravni.
Digitalna vezja so električna vezja, ki temeljijo na številnih diskretnih napetostnih nivojih. Digitalna vezja so najpogostejša fizična predstavitev Boolove algebre in so osnova vseh digitalnih računalnikov. Za večino inženirjev so izrazi digitalno vezje, digitalni sistem in logika zamenljivi v kontekstu digitalnih vezij. Večina digitalnih vezij uporablja binarni sistem z dvema napetostnima nivojema, označenima z 0 in 1. Pogosto je logična 0 nižja napetost in se imenuje nizka, medtem ko se logika 1 imenuje visoka. Vendar pa nekateri sistemi uporabljajo obratno definicijo (0 je visoka) ali temeljijo na trenutnem. Raziskana je bila ternarna (s tremi stanji) logika in izdelani so nekateri prototipi računalnikov. Računalniki, elektronske ure in programirljivi logični krmilniki so sestavljeni iz digitalnih vezij. Drug primer so digitalni signalni procesorji.