Электроника

Электроника
Кана әлифбаһында исеме	でんしこうがく
Ҡайҙа өйрәнелә	инженерлыҡ эше
Код MCN	9032.89.11
Берекмәләре	исемлекте ҡарағыҙ[d]
Электроника Викимилектә

Электрон компоненттар

Электро́ника (грек. Ηλεκτρόνιο — электрон) — электрондарҙың электромагнит яландары менән тәьҫир итешеүе, шулай уҡ электрон приборҙар һәм электромагнит энергияһын үҙгәртеү ҡоролмалары (башлыса мәғлүмәт ҡабул итеү, тапшырыу, эшкәртеү һәм һаҡлау өсөн ҡулланылыусы) тураһындағы фән.

Йәнә электрон аппаратураһы ла ҡыҫҡаса электроника тип йөрөтөлә.

Тарихы

Электроникаға тиклем башта радио уйлап табыла. Радиотапшырғыстар тиҙ арала ҡулланылыш таба (тәү сиратта караптарҙа һәм хәрби эшмәкәрлектә), әммә бының өсөн элементтар базаһы кәрәк була. Электроника шул базаны булдырыуға һәм өйрәнеүгә тотона ла инде. Беренсе быуын элементтар базаһы электрон лампаларға нигеҙләнә. Ул вакуумлы электроника тигән атама ала. Телевидение һәм радарҙарҙы уйлап табыу уның үҫешенә булышлыҡ итә. Был яңылыҡтар Икенсе донъя һуғышы барғанда киң ҡулланыла.

Ләкин электрон лампаларҙың етешһеҙлектәре күп була. Улар ҙур, ҡеүәтте күп тотона. Шул арҡала ҡаты есемле электроника үҫтерелә башлай. Элементтар базаһы сифатында диодтар һәм транзисторҙар ҡулланыла.

Электрониканың артабанғы үҫеше компьютерҙар менән бәйле. Транзисторлы компьютерҙар бик ҙур була һәм ҡеүәтте күп тотона, деталдәре үтә күп булғанлыҡтан тиҙ боҙолоп бара. Был мәсьәләләрҙе хәл итеү өсөн микросхемалар ҡулланыла башлай. Микросхемаларҙағы элементтар һаны күбәйтелә барып, микропроцессорҙар барлыҡҡа килә. Әлеге ваҡытта электроника үҫеше кәрәҙле элемтә, шулай уҡ сымһыҙ ҡулайламалар, навигаторҙар, коммуникаторҙар, планшеттар һәм башҡалар барлыҡҡа килеү менән бәйле.

Электроника үҫешендәге төп ваҡиғалар:

• А. С. Поповтың радио уйлап табыуы (1895 йылдың 7 майы), радиоалғыстар ҡуллана башлау;
• Ли де Форесттың тәүге көсәйткес элемент булған лампа триодын уйлап табыуы;
• электр сигналдарын көсәйтеү һәм эшләп сығарыу өсөн О. В. Лосевтың ярымүткәргес элемент файҙаланыуы;
• ҡаты есемле электроника үҫеше;
• үткәргес һәм ярымүткәргес элементтар файҙаланыу (А. Ф. Иоффе, В. Шоттки эштәре);
• 1947 йылда транзистор уйлап табыу (Уильям Шокли, Джон Бардин һәм Уолтер Браттейн);
• интеграль микросхема уйлап табыу һәм хәҙерге заман электроникаһының төп өлкәһе булараҡ микроэлектрониканың үҫеше.

Электроника өлкәләре

Электрониканың түбәндәге өлкәләре бар:

• физика (микродонъя физикаһы, ярымүткәргестәр, электромагнит тулҡындар, магнетизм, электр тогы физикалары һ.б.) — фәндең зарядланған киҫәксәләр ҡатнашлығында барған процестарҙы өйрәнеүсе тармағы;
• көнкүреш электроникаһы — электр көсөргәнеше, электр тогы, электр яланы йә электромагнит тулҡындар ҡулланылған көнкүреш электрон приборҙары һәм ҡулайламалары (мәҫәлән, телевизор, кеҫә телефоны, үтек, лампочка, электр плитәһе һ. б.).
• Энергетика — электр энергияһы эшләп сығарыу, транспортлау һәм ҡулланыу, юғары ҡеүәтле электр приборҙары (мәҫәлән, электр двигателе, электр лампаһы, электр станцияһы), электр менән йылытыу селтәре, электр тапшырыу линияһы.
• Микроэлектроника — әүҙем элементтар сифатында микросхемалар ҡулланылған электрон ҡулайламалар:
  • оптик электроника — электр тогы һәм фотон ағымдары ҡулланылған ҡулайламалар,
  • аудио-видеотехника — тауышты һәм видеоны көсәйтеү һәм үҙгәртеү ҡулайламалары,
  • цифрлы микроэлектроника — микропроцессорҙарҙа йә логик микросхемаларҙа эшләүсе ҡулайламалар (мәҫәлән, электрон калькулятор, компьютер, цифрлы телевизор, кеҫә телефоны, принтер, робот, сәнәғәт ҡоролмаларына, транспорт сараларына идара итеү панелдәре һәм башҡа көнкүреш һәм сәнәғәт ҡулайламалары).

Электрон ҡулайлама электр сигналы төрлө физик процестар ҡатнашлығында эшкәртелгән төрлө-төрлө материалдарҙы һәм мөхиттәрҙе солғай ала. Әммә һәр ҡулайламала мотлаҡ электр сынйыры була.

Ҡаты есемле электроника

Ҡаты есемле электроника тарихы

Ҡаты есемле электроника термины әҙәбиәттә XX быуат уртаһында ҙур күләмле һәм түбән һөҙөмтәле радиолампаларға алмашҡа килгән транзистор, ярымүткәргесле диод кеүек ярымүткәргесле элемент базаһындағы ҡулайламаларҙы атау өсөн барлыҡҡа килә. Терминдың «ҡаты есем» тигән өлөшө шуға бәйле: электр тогына идара итеү процесы, радиолампалағы вакуумдан айырмалы, ярымүткәргестең ҡаты есемендә бара. XX быуат аҙағында был термин ҡулланылмай башлай, сөнки беҙҙең цивилизациялағы бөтә электроника былай ҙа тик ярымүткәргесле ҡаты есемле әүҙем элемент базаһын ғына файҙаланғанлыҡтан, атамаһында ҡаты есемле тигән төшөнсәне һыҙыҡ өҫтөнә алыуҙың хәжәте ҡалмай.

Ҡулайламаларҙың кесерәйеүе

Ҡаты есемле электроника барлыҡҡа килеү менән электрон приборҙарҙың кесерәйеүе башлана. Бер нисә тиҫтә йыл эсендә әүҙем элементтар ун миллиард тапҡырға бәләкәсләнә — бер нисә сантиметрлы электрон радиолампанан ярымүткәргесле чипҡа ҡушылған бер нисә нанометрлы транзисторға тиклем үҙгәрә.

Элементтарҙы алыу технологияһы

Ҡаты есемле электроникалағы әүҙем һәм һүлпән элементтар ярумүткәргестең (йышыраҡ кремнийҙың) бер генә төрлө үтә саф кристалында эшләнә; бының өсөн инжекция ысулы йә кристалдың тәғәйен координаталарына башҡа химик элементтарҙың атомдарын, ҡатмарлыраҡ (шул иҫәптән органик) матдәләрҙең молекулаларын өрҙөрөү ысулы ҡулланыла. Инжекция ысулы инжекцияланған (легирланған) урында ярымүткәргестең үҙенсәлектәрен үҙгәртә һәм диод йәки транзистор йәки һүлпән элемент (резистор, үткәргес, конденсатор йә индуктивлыҡ кәтүге, изолятор һәм башҡалар) хасил итә.

Сафлығы бер нисә нанометрлы элементтар эшләргә мөмкинлек биргән ярымүткәргес кристалдарҙы алыу технологияһын — нанотехнология, ә электрониканың бүлеген микроэлектроника тип йөрөтәләр.

1970-се йылдарҙа ҡаты есемле электрониканың кесерәйеүе барышында ул аналоглыға һәм цифрлыға бүленә башлай. Элементтар базаһы баҙарында цифрлы электроника етештереүселәр еңеп сыға. XXI быуатта аналоглы электроника етештереү һәм уның эволюцияһы туҡтай. Әммә микроэлектроника ҡулланыусылар электрониканан цифрлы түгел, ә өҙлөкһөҙ аналоглы сигналдар һәм ғәмәлдәр талап иткәнлектән, цифрлы ҡулайламалар инеү һәм сығыу урындарында ЦАП-тар (цифр-аналог үҙгәрткесе) менән йыһазландырыла.

Электрон схемаларҙың кесерәйеүе ҡулайламаларҙың етеҙлеге үҫеү менән бергә бара.

XXI быуат башында ҡаты есемле электрониканың элементтарҙы кесерәйтеү йүнәлешендәге үҫеше туҡтап ҡала, сөнки транзисторҙар, үткәргестәр һәм ярымүткәргес кристалындағы башҡа элементтар башҡаса кесерәйә алмай. Был элементтар нанометрҙар менән үлсәнә, шунлыҡтан микрочиптар эшләү технологияһы нанотехнология тип йөрөтөлә.

Электроника эволюцияһында сираттағы баҫҡысты, бәлки, оптик электроника биләр һәм фотон төп элементҡа әйләнер.

Ҡаты есемле төп приборҙар

Электрон ҡулайламаларҙа киң файҙаланылған ҡаты есемле әүҙем приборҙарҙың ҡайһы берҙәре:

• Диод;
• Биполяр транзисторҙар;
• Ялан транзисторы;
• Идара ителеүсе үткәреүсәнлекле диодтар, динисторҙар һәм тиристорҙар, светодиодтар һәм фотодиодтар;
• Интеграль микросхема.

Аналоглы һәм цифрлы электроника араһындағы төп айырмалар

Аналоглы һәм цифрлы схемаларҙа мәғлүмәт төрлөсә кодлаштырыла, уларҙың сигналды эшкәртеү барышы ла төрлө. Шуны ла билдәләргә кәрәк: аналоглы сигнал менән башҡарыла алған бөтә операциялар (атап әйткәндә, көсәйтеү, фильтрлау, диапазонды сикләү һ.б.) цифрлы электроника һәм микропроцессорҙарҙағы программалы моделләштереү ысулдары менән дә башҡарыла ала.

Аналоглы электрониканың цифрлынан төп айырмаһын мәғлүмәт кодлаштырыу ысулдарында табырға була.

Аналоглы электроника был ысулдарҙың иң ябайын — нисбәтле бер үлсәмле кодлаштырыуҙы ҡуллана, уның асылы мәғлүмәт сығанағының физик параметрҙарын электр яланының йәки көсөргәнештең аналогик физик параметрҙарына сағылдырыуҙан (амплитудаларҙы амплитудаларға, йышлыҡтарҙы йышлыҡтарға, фазаларҙы фазаларға һ.б.) ғибәрәт.

Цифрлы электроника бирелмәләр сығанағының физик параметрҙарын n-үлсәмле кодлауҙы файҙалана. Цифрлы электроникала кәм тигәндә ике үлсәмле кодлау ҡулланыла: көсөргәнеш (ток) һәм ваҡыт киҫектәре. Ҡатмарлыраҡ цифрлы схемаларҙа мәғлүмәтте программалы микропроцессорҙа эшкәртеү ысулдары ҡулланыла.

Физик мәғәнәлә иһә теләһә ҡайһы цифрлы электрон схемаһының һәм тотош ҡулайламаның тәртибе аналоглы электрон ҡоролма йә схема тәртибенән бер ни менән дә айырылмай һәм аналоглы электрон ҡоролмаларҙың эшләүен тасуирлаған теория һәм ҡағиҙәләр менән һүрәтләнә ала.

Яһауҙың ҡатмарлылығы

Аналоглы схемаларҙы яһау уларға торошло цифрлы схемаларҙы яһауға ҡарағанда ҡатмарлыраҡ; нәҡ шул арҡала цифрлы системалар киңерәк таралыу тапҡан. Аналоглы схема ҡулдан яһала, был эштә автоматлаштырыу мөмкинлектәре сикләнгән.

Схемалар типологияһы

Электрон схемалар һәм уларҙың өлөштәре, функцияларының дөйөм принциптарынан сығып, ике төп типҡа бүленә ала: аналоглылар (өҙлөкһөҙҙәр) һәм цифрлылар (дискретлылар). Бер үк ҡулайлама бер генә типҡа ҡараған схемаларҙан да, ике типтың төрлө нисбәтле ҡатнашмаһынан да торорға мөмкин.

Шулай уҡ ҡарағыҙ

• • Авионика

Әҙәбиәт

• Малютин А. Е., Филиппов И. В. История электроники(недоступная ссылка) М.: Электронный учебник — РГРТА, 2006.
• Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. — М.: Мир, 1982
• Гейтс Э. Д. Введение в электронику — 1998
• Горбачёв Г. Н. Чаплыгин Е. Е. Промышленная электроника / Под ред. проф. В. А. Лабунцова. — М.: Энергоатомиздат, 1988.
• Грабовски Б. Краткий справочник по электронике — 2004.
• Жеребцов И. П. Основы электроники. — 1989