Elektroniikka syntyi fysiikan ja tekniikan k altaisten tieteenalojen risteyksessä. Jos tarkastelemme sitä suppeassa merkityksessä, voimme sanoa, että se tutkii elektronien ja sähkömagneettisen kentän vuorovaikutusta sekä luo tähän tietoon perustuvia laitteita. Mitä nämä laitteet ovat ja miten elektroniikkatiede kehittyy nykyään?
Hyppä
Tänään on tietotekniikan aikakautta. Koko tietovirta, jonka saamme ulkopuolelta, on käsiteltävä, tallennettava ja siirrettävä. Kaikki nämä prosessit tapahtuvat erilaisten elektronisten laitteiden avulla. Mitä syvemmälle ihminen sukeltaa elektronien hauraaseen maailmaan, sitä suuremmat ovat hänen löytönsä ja vastaavasti luodut elektroniset laitteet.
Löydät tarpeeksi tietoa siitä, mitä elektroniikka on ja miten tämä tiede on kehittynyt. Tutkittuasi sitä hämmästyt kuinka nopeasti tekniikka on kehittynyt, kuinka nopean harppauksen tämä ala on tehnyt lyhyessä ajassa.
Tieteenä se alkoi muotoutua 1900-luvulla. Se tapahtui kanssaradiotekniikan ja radioelektroniikan elementtikannan kehittämisen alku. Viime vuosisadan jälkipuoliskolla oli kybernetiikan ja tietokoneiden (elektronisten tietokoneiden) kehitys. Kaikki tämä herätti kiinnostusta tätä alaa kohtaan. Jos yksi tietokone saattoi olla kehityksensä alussa kokonainen, huomattavan kokoinen huone, niin nykyään meillä on mikrotekniikoita, jotka voivat muuttaa kaikki ajatuksemme ympäröivästä maailmasta.
Yllättävää, mutta ehkä lähitulevaisuudessa voidaan puhua siitä, mitä elektroniikka on historiallisen perustiedon kontekstissa. Tekniikka minimoituu joka päivä. Niiden käyttöikä pitenee. Kaikki tämä yllättää meitä yhä vähemmän. Tällaiset luonnolliset prosessit liittyvät Mooren lakiin ja suoritetaan piillä. Jo nykyään puhutaan elektroniikan vaihtoehdosta – spintroniikasta. Ja kaikki tietävät nanoelektroniikan alan kehityksen.
Kehitys ja haasteet
Joten, mitä on elektroniikka ja mitä ongelmia tällä tieteenalalla on laitekehityksessä? Kuten sanottiin, elektroniikka on toimiala, joka on syntynyt fysiikan ja tekniikan risteyksessä. Se tutkii varautuneiden hiukkasten muodostumisprosesseja ja vapaiden elektronien liikkeen hallintaa erilaisissa väliaineissa, kuten kiinteissä aineissa, tyhjiössä, plasmassa, kaasussa ja niiden rajoilla. Tämä tiede kehittää myös menetelmiä elektronisten laitteiden luomiseksi ihmiselämän eri osa-alueille. Viimeisellä sijalla on tutkimus tieteen kehitykseen liittyvistä ongelmista: nopea vanheneminen, eettiset kysymykset, tutkimusja kokeilut, kustannukset ja paljon muuta.
Jokaisen nykyajan ihmisen jokapäiväisessä elämässä kysymys "Mitä on elektroniikka?" ei tule yllätyksenä. Hänen elämänsä on kirjaimellisesti täynnä elektronisia laitteita: kellot, pesukoneet ja muut kodinkoneet, sisäänrakennetut laitteet autoihin ja muihin ajoneuvoihin, audio- ja videolaitteet, televisiot, puhelimet, robotit, lääketieteelliset laitteet ja laitteet ja niin edelleen. Tätä listaa voisi jatkaa hyvin pitkään.
Kehitys- ja sovellusalue
Perinteisesti elektroniikka on jaettu kahteen osa-alueeseen: elementtipohjan kehittämiseen ja elektroniikkapiirien suunnitteluun. Elementtipohja on elektroniikkalaitteita, joilla on erilaisia ominaisuuksia. Se on jaettu tyhjiölaitteiden luokkaan ja puolijohdeelektroniikkaan. Sähköpiireissä elementtikanta koostuu laitteista sähköisten signaalien käyttöä, tallennusta ja käsittelyä varten. Käsitelty signaali toistetaan sopivassa muodossa (näytön näyttö, televisio, ääni ja niin edelleen). Signaali voidaan tallentaa tallennusvälineelle ja toistaa milloin tahansa, ohjata automaattisia järjestelmiä, servoja ja muita laitteita.
Elektroniset piirit esitetään analogisessa ja digitaalisessa muodossa. Analoginen vahvistaa ja käsittelee analogista signaalia. Esimerkiksi radioaallot. Digitaaliset piirit on suunniteltu toimimaan kvanttiluonteisen signaalin kanssa. Nämä ovat tietokoneita, ohjaimia ja monia muita laitteita.
Elektroniikka ja nanoelektroniikka eivät nykyään enää yllätä niinkuten se oli tällaisten teknologioiden ilmaantumisen alussa. Se, mikä ennen tuntui tieteiskirjallisuudesta, on yleistynyt nykymaailmassa. Kehitysnopeus on niin suuri, että laitteet eivät ehdi vanhentua, koska niistä tulee jo merkityksettömiä.
Mutta sellaiset tieteet kuin elektroniikka ja nanoelektroniikka yhdistävät mikroelektroniikka, jonka historia on johtanut vuodesta 1958 alkaen mikropiirien luomisesta, jotka sisältävät kaksi vastusta ja neljä transistoria. Jatkokehitys seurasi komponenttien, kuten transistorien, määrän minimoimista ja samanaikaisesti lisäämistä. Nanoelektroniikka kehittää integroituja piirejä, joiden topologinen normi on alle 100 nm.
Onko teknologian kehityksellä raja?
Kuten näet, elektroniikka on perustiede kehittyneiden nykyaikaisten teknologioiden kehittämiseksi. Jo nyt on huhuttu, että on kehitetty joustavaa elektroniikkaa, joka mahdollistaa tulostuksen sulalla metallilla.
Se ei ole vielä saanut massalevitystä, mutta tutkijat ovat saavuttaneet merkittävää menestystä tällä alalla. Ei ole epäilystäkään siitä, että kuluttajamarkkinat oppivat pian, mitä joustava elektroniikka on.
1900-luvulla alkaneen teknologian kehityksen rajojen määrittäminen on tuskin mahdollista nykyään. Eri tieteet sulautuvat, elektroniset bioteknologiat, tekoäly ja paljon muuta kehittyvät. 3D-tulostusta käytetään jo menestyksekkäästi, ja Pohjois-Carolinassa on esitelty erittäin kunnianhimoinen tekniikka tällaiseen tulostukseen sulalla metallilla. Uusitekniikka voidaan ottaa käyttöön ilman paljon vaivaa missä tahansa laitetuotannossa.
