Elektronika radās tādu zinātnes nozaru kā fizika un tehnoloģijas krustpunktā. Ja mēs to aplūkojam šaurā nozīmē, tad varam teikt, ka tas nodarbojas ar elektronu un elektromagnētiskā lauka mijiedarbības izpēti, kā arī uz šīm zināšanām balstītu ierīču izveidi. Kas ir šīs ierīces un kā mūsdienās attīstās elektronikas zinātne?
Lēciens
Šodien ir informācijas tehnoloģiju laikmets. Visa datu plūsma, ko mēs saņemam no ārpuses, ir jāapstrādā, jāuzglabā un jāpārsūta. Visi šie procesi notiek ar dažāda veida elektronisko ierīču palīdzību. Jo dziļāk cilvēks ienirst trauslajā elektronu pasaulē, jo grandiozāki ir viņa atklājumi un attiecīgi radītās elektroniskās ierīces.
Var atrast pietiekami daudz informācijas par to, kas ir elektronika un kā šī zinātne ir attīstījusies. Pēc tās izpētes jūs esat pārsteigts par to, cik ātri ir attīstījušās tehnoloģijas, kādu strauju lēcienu šī nozare ir veikusi īsā laika periodā.
Kā zinātne tā sāka veidoties 20. gadsimtā. Tas notika arradiotehnikas un radioelektronikas elementu bāzes attīstības sākums. Pagājušā gadsimta otrā puse iezīmējās ar kibernētikas un datoru (elektronisko datoru) attīstību. Tas viss veicināja interesi par šo jomu. Ja tā izstrādes sākumā viens dators varēja aizņemt veselu lielu telpu, tad šodien mums ir mikrotehnoloģijas, kas spēj pārvērst visas mūsu idejas par apkārtējo pasauli.
Pārsteidzoši, bet varbūt tuvākajā laikā varēs runāt par to, kas ir elektronika vēsturisko pamatzināšanu kontekstā. Tehnoloģija katru dienu tiek samazināta līdz minimumam. To kalpošanas laiks ir palielināts. Tas viss mūs pārsteidz arvien retāk. Šādi dabiski procesi ir saistīti ar Mūra likumu un tiek veikti, izmantojot silīciju. Jau šodien tiek runāts par alternatīvu elektronikai – spintroniku. Un visi zina attīstību nanoelektronikas jomā.
Attīstība un izaicinājumi
Tātad, kas ir elektronika un kādas problēmas ierīču izstrādē ir šai zinātnes nozarei? Kā tika teikts, elektronika ir nozare, kas izveidota fizikas un tehnoloģiju krustpunktā. Tas pēta lādētu daļiņu veidošanās procesus un brīvo elektronu kustības kontroli dažādās vidēs, piemēram, cietās vielās, vakuumā, plazmā, gāzē un to robežās. Šī zinātne arī izstrādā metodes elektronisko ierīču radīšanai dažādām cilvēka dzīves sfērām. Ne pēdējo vietu ieņem pētījumi par problēmām, kas saistītas ar zinātnes attīstību: strauja novecošana, ētikas jautājumi, pētījumiun eksperimenti, izmaksas un daudz kas cits.
Jebkura mūsdienu cilvēka ikdienā rodas jautājums "Kas ir elektronika?" nebūs nekāds pārsteigums. Viņa dzīve burtiski ir pieblīvēta ar elektroniskām ierīcēm: pulksteņiem, veļasmašīnām un citām sadzīves ierīcēm, automašīnās un citos transportlīdzekļos iebūvētām ierīcēm, audio un video tehniku, televizoriem, telefoniem, robotiem, medicīnas ierīcēm un aprīkojumu utt. Šo sarakstu varētu turpināt ļoti ilgi.
Izstrādes un pielietojuma joma
Tradicionāli elektroniku iedala divās jomās: elementu bāzes izstrāde un elektronisko shēmu dizains. Elementu bāze ir dažādu raksturlielumu elektroniskas ierīces. Tas ir sadalīts vakuuma ierīču un cietvielu elektronikas klasē. Elektriskās ķēdēs elementu bāzi veido ierīces elektrisko signālu izmantošanai, ierakstīšanai un apstrādei. Apstrādātais signāls tiek reproducēts ērtā formā (monitora ekrāns, televizors, skaņa utt.). Signālu var ierakstīt datu nesējā un atskaņot jebkurā laikā, vadīt automātiskās sistēmas, servo un citas ierīces.
Elektroniskās shēmas ir attēlotas analogā un digitālā veidā. Analogs pastiprina un apstrādā analogo signālu. Piemēram, radio viļņi. Digitālās shēmas ir paredzētas darbam ar kvantu rakstura signālu. Tie ir datori, kontrolleri un daudzas citas ierīces.
Elektronika un nanoelektronika mūsdienās vairs nepārsteidzkā tas bija pašā šādu tehnoloģiju rašanās sākumā. Tas, kas kādreiz šķita kā zinātniskā fantastika, ir kļuvis par ikdienu mūsdienu pasaulē. Attīstības ātrums ir tik liels, ka ierīcēm nav laika novecot, jo tās jau kļūst nenozīmīgas.
Bet tādas zinātnes kā elektronika un nanoelektronika ir savienotas ar mikroelektroniku, kuras vēsture ir no 1958. gada, kopš mikroshēmu izveides, kurās ietilpst divi rezistori un četri tranzistori. Turpmākā attīstība sekoja komponentu, piemēram, tranzistoru, skaita samazināšanai un vienlaikus palielināšanai. Nanoelektronika nodarbojas ar integrālo shēmu izstrādi, kuru topoloģiskā norma ir mazāka par 100 nm.
Vai tehnoloģiju attīstībai ir ierobežojums?
Kā redzat, elektronika ir pamatzinātne izsmalcinātu mūsdienu tehnoloģiju attīstībai. Jau klīst runas, ka ir izstrādāta elastīga elektronika, kas ļauj drukāt, izmantojot kausētu metālu.
Tas vēl nav saņēmis masveida izplatīšanu, taču zinātnieki ir guvuši ievērojamus panākumus šajā jomā. Nav šaubu, ka patērētāju tirgus drīz uzzinās, kas ir elastīga elektronika.
Noteikt tehnoloģiju attīstības robežas, kas aizsākās 20. gadsimtā, mūsdienās diez vai ir iespējams. Saplūst dažādas zinātnes, attīstās elektroniskās biotehnoloģijas, mākslīgais intelekts un daudz kas cits. 3D druka jau tiek veiksmīgi pielietota, un Ziemeļkarolīnā viņi ir prezentējuši ļoti ambiciozu tehnoloģiju šādai drukāšanai, izmantojot kausētu metālu. jaunstehnoloģiju var ieviest bez lielas piepūles jebkurā iekārtu ražošanā.
