Prijeđi na sadržaj

Elektronika – razlika između verzija

Uredi veze
Izvor: Wikipedija
Interaktivna pretraga historije
← Starija izmjena
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
VizualnoWikitekst
m robot Dodaje: mn:Электроник
AcaBot (razgovor | doprinosi)
Botovi
387.404 izmene
m →Povezano: standardizacija odjeljka See also i kozmetika
 
(Nisu prikazane 42 međuverzije jednog korisnika)
Red 1: Red 1:
{{sređivanje|automatski prevod}}
Elektronika je nauka, deo [[Fizika|fizike]] koja se bavi proučavanjem kretanja [[elektrona]] u praznom prostoru. Svoje ime dobila je dvadesetih godina XX veka po američkom časopisu Elektroniks (Electronics).
[[Datoteka:Arduino ftdi chip-1.jpg|mini|desno|[[Surface-mount technology|Površinska montaža]] elektronskih komponenti]]
[[Datoteka:Componentes.JPG|mini|desno|Česte elektronske komponente]]
{{Elektrotehnika}}
'''Elektronika''' je [[nauka]] koja se sastoji od [[Fizika|fizike]], inženjerstva, tehnologije i primena koje se bave emisijom, protokom i kontrolom [[elektron]]a u vakuumu i [[materija|materiji]].<ref>{{Cite news|url=https://www.britannica.com/technology/electronics|title=electronics {{!}} Devices, Facts, & History|work=Encyclopedia Britannica|accessdate=19. 09. 2018|language=en}}</ref> Identifikacija elektrona 1897. godine, zajedno sa izumom [[Elektronska cijev|vakuumske cevi]], koja može da [[Pojačavač snage|pojačava]] i [[Ispravljač|ispravlja]] slabe elektronske signale, inaugurisali su polje elektronike i elektronsko doba.<ref>{{Cite web|url=https://www.aps.org/publications/apsnews/200010/history.cfm|title=October 1897: The Discovery of the Electron|language=en|accessdate=19. 09. 2018}}</ref> Elektronika je svoje ime dobila tokom [[1920-e|dvadesetih]] godina [[20. vek]]a po istoimenom američkom časopisu (''Electronics'').


Pojmu elektronika je moguće dodeliti tri osnovna značenja:
# Elektronika kao nauka je deo fizike koja se bavi proučavanjem kontrole kretanja elektrona i drugih nosioca naelektrisanja kroz: slobodan prostor (elektronske [[elektronska cijev|vakuumske cevi]]), [[poluprovodnik|poluprovodne materijale]] (poluprovodničke komponete). Proučavanje procesa u poluprovodnicima često se naziva i [[fizika poluprovidnika]].
# Elektronika kao tehnička disciplina je deo [[elektrotehnika|elektrotehnike]] koja se bavi razvojem i proizvodnjom [[elektronske komponente|elektronskih komponenti]], uređaja i sistema.
# Elektronika kao pojam se često upotrebljava da označi deo uređaja proizvedenog od elektronskih komponenti (npr često kažemo elektronika automobila podrazumevajući pod tim sve delove automobila koji su načinjeni od elektronskih komponenti).

Elektronika se bavi [[Električna kola|električnim kolima]] čime su obuhvaćene [[Pasivne komponente|aktivne električne komponente]] kao što su vakuumske cevi, [[tranzistor]]i, [[dioda|diode]], [[Integrisano kolo|integrisana kola]], [[optoelectronics|optoelektronika]], i [[senzor]]i, asocirane [[Pasivne komponente|pasivne električne komponente]], i tehnologije za međusobno povezivanje komponenti. Obično, elektronski uređaji sadrže opremu koja se prevashodno ili isključivo sastoji od primarnih aktivnih [[poluprovodnik]]a uz dopunu pasivnim elementima; takvo kolo se naziva [[električna kola|elektronskim kolom]].

[[Nonlinear system|Nelinearno]] ponašanje aktivnih komponenti i njihova sposobnost kontrole protoka elektrona omogućava pojačavanje slabih signala. Elektronika nalazi široku primenu u [[obrada podataka|obradi informacija]], [[Telekomunikacije|telekomunikacijama]], i [[Obrada signala|obradi signala]]. Sposobnost elektronskih uređaja da deluju kao [[prekidač]]i omogućava digitalnu obradu informacija. Interkonekcijske tehnologije kao što su [[Štampana ploča|štampane ploča]], tehnologija pakovanja elektronike, i drugi raznovrsni oblici komunikacione infrastrukture kompletiraju funkcionalnost kola i transformišu mešovite komponente u regularni radni [[sistem]].

[[Elektricitet|Električna]] i [[Electromechanics|elektromehanička]] nauka i tehnologija se bavi generacijom, distribucijom, prebacivanjem, skladištenjem i konverzijom električne energije u i iz drugih formi energije (koristeći [[doušnici (TV serija)|žice]], [[elektromotor|motore]], [[Električni generator|generatore]], [[Baterija|baterije]], [[prekidač]]e, [[relej]]e, [[transformator]]e, [[otpornik]]e, i druge [[pasivne komponente]]). Ovo razgraničavanje ze započilo oko 1906. godine sa [[Lee De Forest|Forestovim]] pronalaskom [[trioda|triode]], što je omogućilo električno [[Pojačavač snage|pojačavanje]] slabih radio i audio signala primenom nemehaničkih uređaja. Do 1950. godine ovo polje se zvalo „radio tehnologija”, jer je njegova primarna primena bila u dizajnu i teoriji radio [[Radio-predajnik|transmitera]], [[Radio-prijemnik|prijemnika]], i [[Elektronska cijev|vakuum cevima]].

Godine 2018. većina elektronskih uređaja je koristila [[Poluprovodnik|poluprovodničke]] komponente za obavljanje elektronske kontrole. Izučavanje poluprovodničkih uređaja i srodnih tehnologija smatra se granom [[fizika čvrstog stanja|fizike čvrstog stanja]], dok se dizajn i konstrukcija [[električna kola|elektronskih kola]] radi rešavanja praktičnih problema svrstava pod [[electronics engineering|elektronsko inženjerstvo]]. Ovaj članak ima fokus na [[inženjerstvo|inženjerskim]] aspektima elektronike.

== Istorijski razvoj ==
[[Datoteka:Early Layden jar.png|mini|desno|[[Kondenzator#Lajdenska boca|Lajdenska boca]]]]
{{main|Istorija elektronike}}

U oktobru 1745. u [[Njemačka|Nemačkoj]] [[Evald Georg fon Klajst]] je izumeo [[kondenzator]]. Sastojao se iz tegle koja je bila napunjena vodom, i žice koja je kroz čep bila povezana sa vodom. Tegla je bila napravljena tako, da se držeći u jednoj ruci spoljašnji deo žice dovede u kontakt sa električnim uređajem. Ako se dodirne drugom rukom nastaje pražnjenje, koje izaziva bolan šok. Današnja [[Lajdenska tegla]] je obložena [[aluminijum]]skom folijom, spolja i iznutra. Električni kontakt ostvaruje se sa štapom koji probije čep i spojen je lancem sa unutrašnjim slojem metala. Kompletno pražnjenje se događa kada su dve aluminijumske folije povezane međusobno provodnikom. Njom su se mogli postići naponi i do 25.000 V. Lajdenska tegla se često koristi u laboratorijama za demonstraciju i u eksperimentalne svrhe.

[[Bendžamin Frenklin]] je sistemom od dve Lajdenske tegle ubijao ćurane, a jednom je skoro ubio i sebe. Inače je Frenklin otkrio fudamentalnu činjenicu da se umesto tegle mogu koristiti metalne ploče razdvojene nekim izolatorom. Tako je Frenklin načinio prvi pločasti kondenzator.

Razvoj elektronike počinje tek krajem 19. i početkom 20. veka i vezan je za razvoj [[elektronska cijev|vakuumskih cevi]], koje su bile među najranijim elektronskim komponentama.<ref>{{cite journal|last=Guarnieri|first=M.|year=2012|title=The age of vacuum tubes: Early devices and the rise of radio communications|journal=IEEE Ind. Electron. M.|volume=6|issue=1|doi=10.1109/MIE.2012.2182822|ref=harv|pages=41–43 |issn=1932-4529}}</ref> One su skoro samostalno odgovorne za nastanak elektronske revolucije prve polovine dvadesetog veka.<ref>{{cite journal|last=Guarnieri|first=M.|year=2012|title=The age of vacuum tubes: the conquest of analog communications|journal=IEEE Ind. Electron. M.|volume=6|issue=2|doi=10.1109/MIE.2012.2193274|pages=52–54}}</ref><ref>{{cite journal|last=Guarnieri |first=M.|year=2012|title=The age of Vacuum Tubes: Merging with Digital Computing|journal=IEEE Ind. Electron. M. |volume=6|issue=3 |doi=10.1109/MIE.2012.2207830|pages=52–55}}</ref> Elektronske cevi su izdigle elektroniku iz stanja zabavnih trikova i omogućile razvoj radija, televizije, [[gramofon]]a, radara, telefonije na duga rastojanja i mnogo čega drugog. One su odigrale vodeću ulogu u polju mikrotalasa i transmisije velike snage, kao i televizijskim prijemnicima do sredine 1980-ih.<ref name="Okamura1994">{{harvnb|Okamura|1994|pp=}}</ref> Od tog vremena, uređaji [[Solid-state electronics|čvrstog stanja]] su skoro u potpunosti preuzeli ulogu elektronskih cevi. One se još uvek koriste za neke specijalizovane primene kao što su [[Valve RF amplifier|visokonaponski RF pojačivači]], [[cathode ray tube|katodne cevi]], specijalizovana audio oprema, [[guitar amplifiers|gitarska pojačala]] i neki [[Magnetron|mikrotalasni uređaji]].

Džon Ambrouz Fleming je 1904. razvio ''kenotron'', kasnije poznat kao [[dioda]] koja dozvoljava električnoj struji da teče samo u jednom pravcu. [[Li De Forest]] je 1906. postavio tzv. rešetku, treću elektrodu kojom je kontrolisao jačinu struju koja protiče između [[anoda|anode]] i [[katoda|katode]]. On je svoj uređaj nazvao ''audion'', a kasnije je postao poznat kao [[trioda]]. Ovu komponentu je upotrebio da bi napravio [[pojačavač]] signala kod [[radio]] prijemnika i predajnika, što se može smatrati za prvim elektronskim uređajem.

Iako su još početkom 20. veka poluprovodni materijali iskorišćeni za detektor signala u radio prenosu pošto je taj uređaj imao lošije karakteristike od vakuumskih cevi poluprovodnici su zaboravljeni sve do 1947. kada je u [[Belove laboratorije|Belovim laboratorijama]] napravljen prvi [[tranzistor]] načinjen od kristala [[germanijum]]a (Ge) i od tog trenutka poluprovodničke komponente postepeno preuzimaju primat od vakuumskih cevi zato što su poluprovodničke komponente mnogo pouzdanije, energetski efikasnije, brže i manjih dimenzija od elektrnskih cevi. U aprilu 1955, [[IBM 608]] je bio prvi [[IBM]]-ov proizvod koji je koristio [[tranzistor]]ska kola bez vakuumskih cevi i smatra se da je to bio privi u [[kalkulator]] u potpunosti napravljen od tranzistora i koji je prozvođen za komercijalno tržište.<ref>{{harvnb|Bashe|1986|pp=386}}</ref><ref>{{harvnb|Pugh|Johnson|Palmer|1991|pp=34}}</ref> Model 608 je sadržao više od 3.000 [[germanijum]]skih tranzistora. [[Thomas J. Watson Jr.|Tomas Dž. Votson]] je naložio da svi budući IBM proizvodi trebaju da koriste tranzistore u svom dizajnu. Od tog vremena tranzistori su skori ekskluzivno korišteni za izradu računarskih logičkih kola i perifernih uređaja.

Sledeći važan događaj u razvoju elektronike je razvoj [[integrisano kolo|integrisanih kola]]. Prvo integrisano kolo patentirao je Džek Kilbi 1959. godine. Ono se praktično sastojalo od dva tranzistora na jednom kristalu germanijuma. Složenost integrisanih kola je u narednim godinama munjevito rasla da bi od dva integrisna tranzistora 1959. godine danas 50 godina posle, dostigli integrisana kola sa više od milion tranzistora. Ovaj trend se i dalje nastavlja.
Elektronika u današnjem svetu je ušla u sva polja ljudske delatnosti od zabave, preko proizvodnje do medicine.

U najnovije vreme vrše se velika istraživanja u cilju upotrebe sintetičkih materijala sa specijalnim svojstvima za izradu elektronskih komponenti, kao što su neki polimeri (plastika) koji imaju poluprovodna svojstva, a takođe se vrše istraživanja u cilju povezivanja elektronike sa takozvanim biočipovima.

== Grane elektronike ==
Grane elektronike su:
* [[računarstvo]] - razvoj hardvera računara
* [[automatika]] - elektronski uređaji za kontrolu procesa, robotika itd
* [[telekomunikacije]] - Telekomunikacioni uređaji
* [[mikroelektronika]] - razvoj integrisanih kola i drugih poluprovodničkih komponenti.
* [[energetska elektronika]] - razvoj elektronskih komponenti za velike snage.

Postoje još neke podvrste kao što su [[optička elektronika]] ili [[optoelektronika]], [[mikrotalasna elektronika]] itd.

== Elektronske komponente ==
[[Datoteka:US Navy 080820-N-9079D-007 Electronics Technician 3rd Class Michael J. Isenmann, from St. Louis, Mo., performs a voltage check on a power circuit card in Air Navigation Equipment room aboard the aircraft carrier USS Abraham Lin.jpg|mini|[[Electronics Technician|Elektronski tehničar]] vrši proveru napona na kartici energetskog kola u prostoriji vazdušno navigacione opreme na nosaču aviona [[Nosač aviona Abraham Linkoln (CVN-72)|Abraham Linkoln (CVN-72)]].]]
{{main|Elektronske komponente}}

[[Elektronske komponente|Elektronska komponenta]] je nedeljivi gradivni blok elektronskog kola koji se nalazi u svom kućištu iz koga izlaze najmanje dva pristupna kraja za povezivanje sa ostalim elektronskim komponentama. Elektronska komponenta je svaki fizički entitet unutar elektronskog sistema koja se koristi za vršenje uticaja na [[elektron]]e ili njihova asocirana polja u maniru koji je konzistentan sa unutrašnjom funkcijom elektronskog sistema. Povezivanjem najmanje dve elektronske komponente nastaje elektronsko kolo. Komponenete su generalno namenjene međusobnom povezivanju, obično putem lemljenja za [[Štampana ploča|štampanu ploču]], da bi se kreiralo elektronsko kolo sa datom funkcijom (na primer [[pojačavač snage]], [[radio-prijemnik]], ili [[Elektronski oscilator|oscilator]]). Komponente mogu da budu pojedinačno smeštene, ili korištene u vidu kompleksnih grupa kao što je obično slučaj u [[Integrisano kolo|integrisanim kolima]]. Primeri elektronskih komponenti su [[kondenzator]]i, [[Zavojnica|induktori]], [[Otpornik|otpornici]], [[dioda|diode]], [[tranzistor]]i, itd.

Komponente se često grupišu kao aktivne (e.g. tranzistori i [[tiristor]]i) ili [[Pasivne komponente|pasivne]] (e.g. otpornici, diode, induktori i kondenzatori).<ref>{{Cite book|url=http://doi.wiley.com/10.1002/9780470547113|title=Power Electronics and Variable Frequency Drives: Technology and Applications - Wiley Online Library|language=en|doi=10.1002/9780470547113}}</ref> Danas su skoro sve aktivne komponente poluprovodničke, tako da kad se danas govori o elektronici, često se misli samo na poluprovodničku elektroniku.

{{colbegin|4}}
Dvoprilazne poluprovodničke komponente:
* Diode
** [[eioda]] (ispravljačka dioda, impulsna dioda)
** [[Šotkijeva Dioda]],
** [[Svetleća dioda|LED]] – svetleća dioda,
** [[PIN Dioda]],
** [[tunel dioda]],
** [[Zener dioda]],
** [[kapacitivna dioda]]
* [[dijak]],

Troprilazne poluprovodničke komponente:
* [[tranzistor]]
** [[bipolarni tranzistor]],
** [[JFET]] - Tranzistor sa efektom polja sa površinskim spojem,
** [[MOSFET operacioni pojačavači|MOSFET]] - Metal oksid poluprovodnik tranzistor sa efektom polja,
** [[IGBT]] - Bipolarni tranzistor sa izolovanim „gejtom“.
* [[trijak]]
* [[tiristor]]

Višeprilazne komponente
* [[operacioni pojačavač]]

Digitalna integrisana kola gde postoje, standardni gejtovi (kapije), koderi, multipleksori, brojači itd.
* [[mikroprocesor]]i
* [[pamćenje|memorije]]

[[Pasivne komponente]] su:
* [[električni osigurač|osigurači]]
* [[otpornik|otpornici]],
* [[varistor]]i,
* [[termistor]]i: [[NTC otpornik]], [[PTC otpornik]]
* [[prigušnica|kalemovi]],
* [[kondenzator]]i itd.
{{colend}}

== Elektronska kola ==
{{main|Elektronsko kolo}}
Elektronsko kolo čine međusobno povezane elektronske komonente. Najčešće su elektronske komponente zalemljene na štampanu ploču.

=== Podela ===
Prema signalima sa kojima operiše elektronika i elektronska kola mogu da se podele na:
* [[Analogna elektronika]] operiše sa kontinulanim signalima po vremenu i amplitudi. Kontinualni signali su definisani u svakom vremenskom trenutku i mogu imati bilo koju vrednost amplitude.
* [[Digitalna elektronika]] operiše sa diskretnim signalima. Diskretni signali mogu imati vrednost amplitude iz tačno određenog skupa što je diskretizacija po amplitudi i biti definisani samo u određenim vremenskim trenucima (diskretizacija po vremenu).

Na osnovu ove podele postoje i analogna elektronska kola, digitalna elektronska kola i hibridna kola koja rade i sa analognim i sa digitalnim signalima ili pak prevode signal iz jednog oblika u drugi.

=== Analogna elektronska kola ===
{{Main|Analogna elektronska kola}}
[[Datoteka:HitachiJ100A.jpg|desno|mini|Šasija diska Hitači J100 podesive frekvencije]]

Većina [[analogni signal|analognih]] elektronskih uređaja, kao što su [[radio]] prijemnici, su konstruisani u vidu kombinacije dva tipa osnovnih kola. [[Analogna elektronika|Analogna kola]] koriste neprekidan opseg napona ili struje, za razliku od diskretnih nivoa prisutnih u digitalnim kolima.

Broj različitih analognih kola koja su do sada razvijena je ogroman, naročito zato što se kao 'kolo' može definisati sve od jedne komponente, do sistema koji sadrže hiljade komponenti. Analogni kola se ponekad nazivaju [[linear circuit|linearnim kolima]] mada se mnoštvo nelinearnih efekata koristi u njima, kao što su mikseri, modulatori, itd. Dobri primeri analognih kola su vakuumske cevi i tranzistorski pojačivači, operacioni pojačivači i oscilatori. Retko se mogu naći moderna kola koja su u potpunosti analogna. U današnje vreme analogna kola mogu da koriste digitalne ili čak miroprocesorske tehnike za poboljšanje performance. Ovaj tip kola se obično naziva „mešovitim signalom” pre nego analognim ili digitalnim.

Ponekad je teško razlikovati analogno i digitalno kolo, jer imaju elemente kako linearnog, tako i nelinearnog načina rada. Primer je komparator koji uzima neprekidni opseg napona, ali samo propušta na jedan od dva nivoa kao u digitalnom kolu. Slično tome, prekoračivo tranzistorsko pojačalo može da poprimi karakteristike kontrolisanog [[prekidač]]a koji esencijalno ima dva nivoa izlaza. Zapravo, mnoga [[Digitalna elektronika|digitalna kola]] su jednostavno implementirana kao varijacije analognih kola poput ovog primera. Na kraju krajeva, većina aspekta stvarnog fizičkog sveta je esencijalno analogna, tako da se digitalni efekti ostvaruju samo ograničavanjem analognog ponašanja.

U osnovna analogna elektronska kola spadaju:
{{colbegin|2}}
* [[pojačavač]]i – kolo koje pojačava ulazni signal na račun energije jednosmernog izvora
* [[oscilator]]i – kolo koje generiše signal određenih učestanosti takođe na račun jednosmernog izvora energije
* [[modulator]]i – kolo koje pomera frekvencijski spektar ulaznog signala u drugi deo spektra
* [[detektori]] – Detektor ili [[demodulator]] iz modulisanog signala izdvaja osnovni signal (suprotno od modulatora)
* [[mešači]] – kombinuju frekvencijske spektre dva signala
* [[elektronski filtar|filtri]] – propuštaju samo signale određenih frekvencija.
{{colend}}

=== Digitalna elektronska kola ===
{{Main|Digitalna elektronska kola}}

Digitalna kola su električna kola koja su bazirana na ograničenom broju disktretnih naponskih nivoa. Digitalna kola su najčešća reprezentacija [[Bulova algebra|Bulove algebre]], i ona su u osnovi svih digitalnih računara. Za većinu inženjera, termin „digitalno kolo”, „digitalni sistem” i „logika” su međusobno zamenljivi u kontekstu digitalnih kola.

Većina digitalnih kola koristi [[binarni sistem]] sa dva naponska nivoa označena sa „0” i „1”. Obično je logičko „0” niži napon i naziva se „nisko”, a logičko „1” se naziva „visoko”. Međutim, neki sistemi koriste reverznu definiciju („0” je „visoko”), ili su bazirani na jačini struje. Često dizajner logike može da preokrene ove definicije od jednog kola do drugog, kako god nađe za shodno, i u skladu sa potrebama datog dizajna. Definicija nivoa kao „0” ili „1” je proizvoljna.

[[Ternary computer|Ternarna]] (sa tri stanja) logika je bila izučavana, i neki prototipni računari su napravljeni.

[[Računar]]i, elektronski [[Kvarcni časovnik|časovnici]], i [[programabilni logički kontroler]]i (koji se koriste za kontrolu industrijskih procesa) se konstruišu od [[Digital data|digitalnih]] kola. [[Digital signal processor|Digitalni procesori signala]] su još jedan primer.

U digitalna elektronska kola spadaju
* Osnovna logička kola tzv. „gejtovi“ (kapije): [[Logička konjunkcija|logičko „I“]] kolo, [[Disjunkcija|logičko „ILI“]] kolo, [[logičko „NILI“]], [[logičko „NI“]], [[ekskuzivno „ILI“]],
* Kola kombinacionih mreža
** [[koder]]i, [[dekoder]]i, [[multiplekser]]i, [[multiplekser|demultiplekseri]]
** [[Leč kolo|lečevi]], [[bistabilno kolo|flip-flopovi]], [[brojač]]i, [[registar (računarstvo)|registri]], [[pamćenje|memorije]]
** [[mikrokontroler]]i, [[mikroprocesor]]i

Digitalna elektronska kola mogu biti realizovana u različitim tehnologijama tako da postoje: [[Tranzistor-tranzistor logika|TTL]] kola, [[ECL (elektronika)|ECL]] kola, [[NMOS]] kola, [[PMOS]] kola, [[CMOS]] kola itd.

=== Hibridna elektronska kola ===
{{Main|Hibridna elektronska kola}}

Kako bi bilo moguće povezivanje analognih i digitalih elektronskih postoje A/D konvertori i D/A konvertori. Praktičnno svako hibridno kolo mora da sadrži barem jedno od ova dva kola.

== Disipacija toplote i upravljanje toplotom ==
{{Main|Termičko upravljanje elektronskim uređajima i sistemima}}

[[Toplota]] koju oslobađaju elektronska kola se mora rasipati kako bi se sprečili trenutni kvarevi i poboljšala dugoročna pouzdanost. Disipacija toplote se uglavnom postiže pasivnom kondukcijom/konvekcijom. Sredstva za postizanje veće disipacije obuhvataju [[heat sink|toplotne izduve]] i [[ventilator]]e za hlađenje vazduha, i druge forme [[computer cooling|računarskog hlađenja]], kao što je [[water cooling|vodeno hlađenje]]. Ove tehnike koriste [[konvekcija|konvekciju]], [[Heat conduction|kondukciju]], i [[Zračenje|radijaciju]] topolotne energije.

== Šum ==
{{Main|Šum u elektronici}}

Elektronski šum je definisan<ref>IEEE Dictionary of Electrical and Electronics Terms. {{page|year=|isbn=978-0-471-42806-0|pages=}}</ref> kao neželjene smetnje koje se nadovezuju na korisni signal i koje imaju tendenciju prikrivanja njegovog informativnog sadržaja. Šum nije isto što i distorzija signala uzrokovana kolom. Šum je prisutan u svim elektronskim kolima. Šum može biti elektromagnetno ili toplotno generisan, te se može smanjiti snižavanjem [[Operating temperature|radne temperature]] kola. Druge vrste šuma, kao što je [[shot noise|statički šum]] ne mogu se ukloniti, jer su uzrokovane ograničenjima fizičkih svojstava.

== Teorija elektronike ==
{{Main|Matematičke metode u elektronici}}

Matematičke metode su integralna komponenta studija elektronike. Sticanje stručnosti u oblasti elektronike podrazumveva visok stepen poznavanja matematičkih osnova analize elektronskih kola. Analiza kola je studija metoda za rešavanje generalno linearnih sistema sa nepoznatim promeljivim vrednostima kao što su naponi u datim [[Node (circuits)|čvorovima]]<ref>Smith, Ralph J. (1966), ''Circuits, Devices and Systems'', Chapter 2, John Wiley & Sons, Library of Congress Catalog Card No.: 66-17612</ref> ili jačine struje kroz datu [[Path (graph theory)|granu]] [[Graf|mreže]].{{sfn|Bondy|Murty|1976|pp=12–21}}<ref>{{Cite book|last=Diestel|first=Reinhard| title = Graph Theory | edition = 3rd | url = http://www.math.uni-hamburg.de/home/diestel/books/graph.theory/ | publisher = [[Graduate Texts in Mathematics]], vol. 173, Springer-Verlag |year=2005 |isbn=978-3-540-26182-7 |pages=6–9}}</ref> Jedan od alata u širokoj upotrebi pri ovakvim analizma je [[SPICE]] ({{jez-eng|Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis|pages=}}) simulator kola.<ref name=spice1>Nagel, L. W, and Pederson, D. O., ''SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)'', Memorandum No. ERL-M382, University of California, Berkeley, Apr. 1973</ref><ref name=spice2>Nagel, Laurence W., ''SPICE2: A Computer Program to Simulate Semiconductor Circuits'', Memorandum No. ERL-M520, University of California, Berkeley, May 1975</ref>

Za elektroniku je isto tako važno studiranje i razumevanje teorije [[Elektromagnetno polje|elektromagnetskog polja]].{{sfn|Feynman|1970|pp=}}<ref>Electromagnetic Fields (2nd Edition), Roald K. Wangsness, Wiley. {{page|year=1986|isbn=978-0-471-81186-2|pages=}} (intermediate level textbook)</ref>

== Elektronska laboratorija ==
{{Main|Simulacija eletronskih kola}}
[[File:Electronics tools and material.jpg|thumb|Elektroničarski alat]]
Zbog kompleksne prirode teorije elektronike, laboratorijsko eksperimentisanje je važan deo razvoja elektronskih uređaja. Ovi eksperimenti se koriste za testiranje ili verifikaciju dizajna inženjera i otkrivanje grešaka. Istorijski gledano, laboratorije za elektroniku su se sastojale od elektroničkih uređaja i opreme smeštenih u fizičkom prostoru, dok poslednjih godina postaje sve izraženiji trend korištenja softvera za simulaciju elektronske laboratorije, kao što su ''[[CircuitLogix]]'',<ref>{{Cite web |url=http://source.theengineer.co.uk/software-and-communications/manufacturing-software/automation/circuitlogix-pro-combines-2d-and-3d-simulation/393604.article |title=CircuitLogix Pro article |access-date=12. 11. 2018 |archive-url=https://web.archive.org/web/20151117025148/http://source.theengineer.co.uk/software-and-communications/manufacturing-software/automation/circuitlogix-pro-combines-2d-and-3d-simulation/393604.article |archive-date=17. 11. 2015 |url-status=dead |df= |archivedate=2015-11-17 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20151117025148/http://source.theengineer.co.uk/software-and-communications/manufacturing-software/automation/circuitlogix-pro-combines-2d-and-3d-simulation/393604.article |deadurl=yes }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.adeptscience.co.uk/media-room/press_room/simulation-is-circuitlogix.html |title=3DLab reference |access-date=12. 11. 2018 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181112101358/http://www.adeptscience.co.uk/media-room/press_room/simulation-is-circuitlogix.html |archive-date=12. 11. 2018 |url-status=dead |archivedate=2018-11-12 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20181112101358/http://www.adeptscience.co.uk/media-room/press_room/simulation-is-circuitlogix.html |deadurl=yes }}</ref> [[NI Multisim|Multisim]]<ref>[http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/12242 Getting Started with NI Ultiboard]</ref> i ''[[OrCAD]]''.<ref>Oregon Business, 1 May 1989, Paul Gerhards, [http://business.highbeam.com/412061/article-1G1-7355670/designing-software-real-engineers "Designing software for "real" engineers: OrCAD Systems Corp."] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140222031854/http://business.highbeam.com/412061/article-1G1-7355670/designing-software-real-engineers |date=2014-02-22 }}, accessed 2012-04-01</ref><ref>EDN, [http://www.highbeam.com/doc/1G1-10565704.html "Putting a new spin on an old approach: Software design project management at OrCAD Systems"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150924045419/http://www.highbeam.com/doc/1G1-10565704.html |date=2015-09-24 }}, accessed 2012-04-01</ref>

== Dizajn pomoću računara ==
{{Main|Automatizacija elektronskog dizajna}}

Današnji elektronski inženjeri imaju mogućnost da [[Circuit design|dizajniraju]] [[električna kola|kola]] koristeći prefabrikovane sastavne blokove kao što su [[Jedinica napajanja|jedinice napajanja]], [[poluprovodnik|poluprovodnici]] (tj. poluprovodnički uređaji, kao što su [[tranzistor]]i), i [[Integrisano kolo|integrisana kola]]. Softverski programi za [[Electronic design automation|automatizaciju elektronskog dizajna]] obuhvataju programe za [[schematic capture|šematski prikaz]]<ref>{{Cite journal |author-first=Gary |author-last=Pratt |author-first2=Jay |author-last2=Jarrett|title=Top-Down Design Methods Bring Back The Useful Schematic Diagram |date=06. 08. 2001 |journal=[[Electronic Design (magazine)|Electronic Design]] |volume=49 |issue=16 |id=ED Online ID #3784 |url=http://electronicdesign.com/boards/top-down-design-methods-bring-back-useful-schematic-diagram |issn=0013-4872|pages=69}}</ref> i programe za dizajn [[Štampana ploča|štampanih ploča elektronskih kola]].<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=mFjuCAAAQBAJ|title=The Electronics Assembly Handbook|last=Riley|first=Frank|last2=Production|first2=Electronic Packaging and|date=29. 06. 2013|publisher=Springer Science & Business Media|year=|isbn=9783662131619|location=|language=en|pages=285}}</ref><ref>{{Cite book|last=Brunetti| first = Cledo |authorlink= | title = New Advances in Printed Circuits | publisher = National Bureau of Standards |date=22. 11. 1948 | location = Washington DC | url =https://archive.org/details/newadvancesinpri192brun| doi = |id=}}</ref> Popularna imena u svetu EDA softvera su NI Multisim, Cadence, [[EAGLE (program)|EAGLE]],<ref name="EAGLE_version">{{cite web|title=RELEASE NOTES - Autodesk EAGLE version 9.2.1 |publisher=[[Autodesk]] | author = admin |date=11. 10. 2018 |url=http://eagle.autodesk.com/eagle/release-notes |accessdate=18. 10. 2018 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20181018220110/http://eagle.autodesk.com/eagle/release-notes |archive-date=18. 10. 2018}}</ref> Mentor, Altium (Protel), LabCentre Electronics (Proteus), gEDA, KiCad i mnogi drugi.

== Metode pakovanja ==
{{Main|Pakovanje elektronike}}

Mnoštvo različitih metoda povezivanja komponenti je korišteno tokom godina. Na primer, rana elektronika je često koristila [[Point-to-point construction|konstrukciju od tačke do tačke]] sa komponentama pričvršćenim za drvene ploče pri izradi ploča. [[Štampana ploča|''Cordwood'' konstrukcija]] i [[wire wrap|omotana žica]] su bili drugi metodi u upotrebi. Većina moderne elektronike koristi štampane ploče napravljene od materijala kao što je [[FR-4|FR4]], ili jeftinijeg (i manje otpornog na habanje) papira prekrivenog sintetičkim rezinom ([[FR-2|SRBP]], takođe poznatog kao paksolin (brend: Paxoline/Paxolin) i FR2) - karakterisanog svojom smeđom bojom.

Zdravstveni i ekološki aspekti montaže elektronike su poslednjih godina poprimili povećanu pažnju, naročito kod proizvoda namenjenih Evropskoj uniji, zbog njenih regulacija definisanih [[Restriction of Hazardous Substances Directive|Direktivom ograničenja hazadrdnih supstanci]] (RoHS)<ref>{{cite web|url=http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2003:037:0019:0023:EN:PDF |format=PDF |title=Directive 2002/95/ec of the european parliament and of the council |publisher=Eur-lex.europa.eu |accessdate=03. 07. 2015}}</ref><ref>{{cite web|url=http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1399998664957&uri=CELEX:02011L0065-20140129 |title=EURLex – 02011L0065-20140129 – EN – EUR-Lex |publisher=Eur-lex.europa.eu |accessdate=03. 07. 2015 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20160107005501/http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1399998664957&uri=CELEX:02011L0065-20140129 |archive-date=07. 01. 2016}}</ref> i [[Waste Electrical and Electronic Equipment Directive|Direktivom o otpadu električne i elektroničke opreme]] (WEEE),<ref>{{cite web|title=European Standard EN 50419 |url=http://www.freeweeerecycling.co.uk/legislation/Wheelie_Bin_Marking.pdf |publisher=European Committee for Electrotechnical Standardization |accessdate=09. 04. 2012 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140502002423/http://www.freeweeerecycling.co.uk/legislation/Wheelie_Bin_Marking.pdf |archivedate=02. 05. 2014. }}</ref><ref>{{cite web|title=European Standard EN 50419|url=http://www.pvcycle.org/wp-content/uploads/CEN-Norm-50419-Wheelie_Bin_Marking.pdf|publisher=European Committee for Electrotechnical Standardization|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20151123041415/http://www.pvcycle.org/wp-content/uploads/CEN-Norm-50419-Wheelie_Bin_Marking.pdf#|archivedate=23. 11. 2015|accessdate=12. 11. 2018}}</ref> koje su stupile na snagu u julu 2006.

== Dizajn elektronskih sistema ==
{{Main|Sistemski inženjering}}

Dizajn elektronskih sistema se bavi multidisciplinarnom dizajnerskom problematikom složenih elektronskih uređaja, kao što su [[mobilni telefon]]i i [[računar]]i. Ovaj predmet pokriva širok spektar, od dizajna i razvoja elektronskog sistema ([[Razvoj proizvoda|razvoja novog proizvoda]]) do osiguravanje njegovog korektnog funkcionisanja, veka trajanja i [[Recikliranje|odlaganja]].<ref name="lienig">{{harvnb|Lienig|Bruemmer|2017|pp=}}</ref> Dizajn elektronskih sistema je stoga proces definisanja i razvoja kompleksnih elektronskih uređaja s ciljem zadovoljavanja specifičnih [[Analiza zahteva|zahteva]] krajnjeg korisnika.

== Izvori ==
{{reflist|30em}}

== Povezano ==
{{colbegin|4}}
* [[Analogna elektronika]]
* [[Analogna elektronika]]
* [[Amplitudna modulacija]]
* [[Amplitudska modulacija]]
* [[Analogni računar]]
* [[Analogni računar]]
* [[Antena]]
* [[Antena]]
* [[Antenska teorija]]
* [[Antenska teorija]]
* [[Alarmni senzor]]
* [[Alarmni senzor]]
* [[Digitalna elektronika]]
* [[Digitalna elektronika]]
* [[Elektrotehnika]]
* [[Elektronske komponente]]
* [[Elektronske komponente]]
* [[Elektronski sklopovi]]
* [[Elektronski sklopovi]]
Red 13: Red 205:
* [[Radar]]
* [[Radar]]
* [[Radio-amaterizam]]
* [[Radio-amaterizam]]
* [[Termalni sum]]
* [[Termalni šum]]
* [[VHDL]]
* [[VHDL]]
* [[Jagi antena]]
* [[Jagi antena]]
{{colend}}

== Spoljašnje veze ==
{{Commonscat|Electronics}}
* {{dmoz|Science/Technology/Electronics/|Electronics}}
* http://www.dictionary.com/browse/electronics
* [http://www.phy.davidson.edu/instrumentation/NEETS.htm Navy 1998 Navy Electricity and Electronics Training Series (NEETS)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20041102181627/http://www.phy.davidson.edu/instrumentation/NEETS.htm |date=2004-11-02 }}
* DOE 1998 Electrical Science, Fundamentals Handbook, 4 vols.
** [https://web.archive.org/web/20170622015020/http://teletechsvc.net/books/DOE/volume_1.pdf Vol. 1, Basic Electrical Theory, Basic DC Theory]
** [https://web.archive.org/web/20170622005905/http://teletechsvc.net/books/DOE/volume_2.pdf Vol. 2, DC Circuits, Batteries, Generators, Motors]
** [https://web.archive.org/web/20170621235527/http://teletechsvc.net/books/DOE/volume_3.pdf Vol. 3, Basic AC Theory, Basic AC Reactive Components, Basic AC Power, Basic AC Generators]
** [https://web.archive.org/web/20170621234816/http://teletechsvc.net/books/DOE/volume_4.pdf Vol. 4, AC Motors, Transformers, Test Instruments & Measuring Devices, Electrical Distribution Systems]


{{Tehnologija}}
{{Elektronika}}
{{tehnologija}}
{{Authority control}}


[[af:Elektronika]]
[[Kategorija:Elektronika| ]]
[[an:Electronica]]
[[ar:إلكترونيات]]
[[ast:Electrónica]]
[[az:Elektronika]]
[[bat-smg:Alektruonėka]]
[[be:Электроніка]]
[[be-x-old:Электроніка]]
[[bg:Електроника]]
[[bn:ইলেকট্রনিক্স]]
[[br:Elektronek]]
[[bs:Elektronika]]
[[ca:Electrònica]]
[[ceb:Elektronika]]
[[cs:Elektronika]]
[[cv:Электроника]]
[[da:Elektronik]]
[[de:Elektronik]]
[[el:Ηλεκτρονική]]
[[en:Electronics]]
[[eo:Elektroniko]]
[[es:Electrónica]]
[[et:Elektroonika]]
[[eu:Elektronika]]
[[fa:الکترونیک]]
[[fi:Elektroniikka]]
[[fiu-vro:Elektrooniga]]
[[fr:Électronique]]
[[fur:Eletroniche]]
[[fy:Elektroanika]]
[[gan:電子學]]
[[gl:Electrónica]]
[[he:אלקטרוניקה]]
[[hi:इलैक्ट्रॉनिक्स]]
[[hr:Elektronika]]
[[ht:Elektwonik]]
[[hu:Elektronika]]
[[hy:Էլեկտրոնիկա]]
[[ia:Electronica]]
[[id:Elektronika]]
[[io:Elektroniko]]
[[is:Rafeindatækni]]
[[it:Elettronica]]
[[ja:電子工学]]
[[ka:ელექტრონიკა]]
[[kl:Innallangialerineq]]
[[kn:ವಿದ್ಯುಚ್ಛಾಸ್ತ್ರ]]
[[ko:전자공학]]
[[ku:Elektronîk]]
[[la:Electronica]]
[[lo:ເອເລັກໂຕຣນິກ]]
[[lt:Elektronika]]
[[lv:Elektronika]]
[[mk:Електроника]]
[[ml:ഇലക്ട്രോണിക്സ്]]
[[mn:Электроник]]
[[ms:Elektronik]]
[[mwl:Eiletrónica]]
[[my:အီလက်ထရွန်းနစ်]]
[[nds:Elektronik]]
[[nl:Elektronica]]
[[nn:Elektronikk]]
[[no:Elektronikk]]
[[pl:Elektronika]]
[[pnb:الیکٹرونکس]]
[[pt:Eletrônica]]
[[ro:Electronică]]
[[ru:Электроника]]
[[sa:ऋणाणुशास्त्र]]
[[scn:Alittrònica]]
[[sco:Electronics]]
[[si:ඉලෙක්ට්‍රොනික තාක්‍ෂණය සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික විද්‍යාව]]
[[simple:Electronics]]
[[sk:Elektronika]]
[[sl:Elektronika]]
[[sq:Elektronika]]
[[sr:Електроника]]
[[stq:Elektronik]]
[[sv:Elektronik]]
[[ta:இலத்திரனியல்]]
[[th:อิเล็กทรอนิกส์]]
[[tl:Elektronika]]
[[tpi:Elektroniks]]
[[tr:Elektronik]]
[[ug:ئېلېكترون ئىلمى]]
[[uk:Електроніка]]
[[ur:برقیات]]
[[vec:Elitronega]]
[[vi:Điện tử học]]
[[war:Elektronika]]
[[wo:Mbëjfeppal]]
[[yi:עלעקטראניק]]
[[zh:电子学]]

Aktualna verzija od 18. augusta 2024. u 00:15

Površinska montaža elektronskih komponenti
Česte elektronske komponente
Elektrotehnika
Elektricitet • Magnetizam

Elektronika je nauka koja se sastoji od fizike, inženjerstva, tehnologije i primena koje se bave emisijom, protokom i kontrolom elektrona u vakuumu i materiji.[1] Identifikacija elektrona 1897. godine, zajedno sa izumom vakuumske cevi, koja može da pojačava i ispravlja slabe elektronske signale, inaugurisali su polje elektronike i elektronsko doba.[2] Elektronika je svoje ime dobila tokom dvadesetih godina 20. veka po istoimenom američkom časopisu (Electronics).

Pojmu elektronika je moguće dodeliti tri osnovna značenja:

  1. Elektronika kao nauka je deo fizike koja se bavi proučavanjem kontrole kretanja elektrona i drugih nosioca naelektrisanja kroz: slobodan prostor (elektronske vakuumske cevi), poluprovodne materijale (poluprovodničke komponete). Proučavanje procesa u poluprovodnicima često se naziva i fizika poluprovidnika.
  2. Elektronika kao tehnička disciplina je deo elektrotehnike koja se bavi razvojem i proizvodnjom elektronskih komponenti, uređaja i sistema.
  3. Elektronika kao pojam se često upotrebljava da označi deo uređaja proizvedenog od elektronskih komponenti (npr često kažemo elektronika automobila podrazumevajući pod tim sve delove automobila koji su načinjeni od elektronskih komponenti).

Elektronika se bavi električnim kolima čime su obuhvaćene aktivne električne komponente kao što su vakuumske cevi, tranzistori, diode, integrisana kola, optoelektronika, i senzori, asocirane pasivne električne komponente, i tehnologije za međusobno povezivanje komponenti. Obično, elektronski uređaji sadrže opremu koja se prevashodno ili isključivo sastoji od primarnih aktivnih poluprovodnika uz dopunu pasivnim elementima; takvo kolo se naziva elektronskim kolom.

Nelinearno ponašanje aktivnih komponenti i njihova sposobnost kontrole protoka elektrona omogućava pojačavanje slabih signala. Elektronika nalazi široku primenu u obradi informacija, telekomunikacijama, i obradi signala. Sposobnost elektronskih uređaja da deluju kao prekidači omogućava digitalnu obradu informacija. Interkonekcijske tehnologije kao što su štampane ploča, tehnologija pakovanja elektronike, i drugi raznovrsni oblici komunikacione infrastrukture kompletiraju funkcionalnost kola i transformišu mešovite komponente u regularni radni sistem.

Električna i elektromehanička nauka i tehnologija se bavi generacijom, distribucijom, prebacivanjem, skladištenjem i konverzijom električne energije u i iz drugih formi energije (koristeći žice, motore, generatore, baterije, prekidače, releje, transformatore, otpornike, i druge pasivne komponente). Ovo razgraničavanje ze započilo oko 1906. godine sa Forestovim pronalaskom triode, što je omogućilo električno pojačavanje slabih radio i audio signala primenom nemehaničkih uređaja. Do 1950. godine ovo polje se zvalo „radio tehnologija”, jer je njegova primarna primena bila u dizajnu i teoriji radio transmitera, prijemnika, i vakuum cevima.

Godine 2018. većina elektronskih uređaja je koristila poluprovodničke komponente za obavljanje elektronske kontrole. Izučavanje poluprovodničkih uređaja i srodnih tehnologija smatra se granom fizike čvrstog stanja, dok se dizajn i konstrukcija elektronskih kola radi rešavanja praktičnih problema svrstava pod elektronsko inženjerstvo. Ovaj članak ima fokus na inženjerskim aspektima elektronike.

Istorijski razvoj

[uredi | uredi kod]
Lajdenska boca
Glavni članak: Istorija elektronike

U oktobru 1745. u Nemačkoj Evald Georg fon Klajst je izumeo kondenzator. Sastojao se iz tegle koja je bila napunjena vodom, i žice koja je kroz čep bila povezana sa vodom. Tegla je bila napravljena tako, da se držeći u jednoj ruci spoljašnji deo žice dovede u kontakt sa električnim uređajem. Ako se dodirne drugom rukom nastaje pražnjenje, koje izaziva bolan šok. Današnja Lajdenska tegla je obložena aluminijumskom folijom, spolja i iznutra. Električni kontakt ostvaruje se sa štapom koji probije čep i spojen je lancem sa unutrašnjim slojem metala. Kompletno pražnjenje se događa kada su dve aluminijumske folije povezane međusobno provodnikom. Njom su se mogli postići naponi i do 25.000 V. Lajdenska tegla se često koristi u laboratorijama za demonstraciju i u eksperimentalne svrhe.

Bendžamin Frenklin je sistemom od dve Lajdenske tegle ubijao ćurane, a jednom je skoro ubio i sebe. Inače je Frenklin otkrio fudamentalnu činjenicu da se umesto tegle mogu koristiti metalne ploče razdvojene nekim izolatorom. Tako je Frenklin načinio prvi pločasti kondenzator.

Razvoj elektronike počinje tek krajem 19. i početkom 20. veka i vezan je za razvoj vakuumskih cevi, koje su bile među najranijim elektronskim komponentama.[3] One su skoro samostalno odgovorne za nastanak elektronske revolucije prve polovine dvadesetog veka.[4][5] Elektronske cevi su izdigle elektroniku iz stanja zabavnih trikova i omogućile razvoj radija, televizije, gramofona, radara, telefonije na duga rastojanja i mnogo čega drugog. One su odigrale vodeću ulogu u polju mikrotalasa i transmisije velike snage, kao i televizijskim prijemnicima do sredine 1980-ih.[6] Od tog vremena, uređaji čvrstog stanja su skoro u potpunosti preuzeli ulogu elektronskih cevi. One se još uvek koriste za neke specijalizovane primene kao što su visokonaponski RF pojačivači, katodne cevi, specijalizovana audio oprema, gitarska pojačala i neki mikrotalasni uređaji.

Džon Ambrouz Fleming je 1904. razvio kenotron, kasnije poznat kao dioda koja dozvoljava električnoj struji da teče samo u jednom pravcu. Li De Forest je 1906. postavio tzv. rešetku, treću elektrodu kojom je kontrolisao jačinu struju koja protiče između anode i katode. On je svoj uređaj nazvao audion, a kasnije je postao poznat kao trioda. Ovu komponentu je upotrebio da bi napravio pojačavač signala kod radio prijemnika i predajnika, što se može smatrati za prvim elektronskim uređajem.

Iako su još početkom 20. veka poluprovodni materijali iskorišćeni za detektor signala u radio prenosu pošto je taj uređaj imao lošije karakteristike od vakuumskih cevi poluprovodnici su zaboravljeni sve do 1947. kada je u Belovim laboratorijama napravljen prvi tranzistor načinjen od kristala germanijuma (Ge) i od tog trenutka poluprovodničke komponente postepeno preuzimaju primat od vakuumskih cevi zato što su poluprovodničke komponente mnogo pouzdanije, energetski efikasnije, brže i manjih dimenzija od elektrnskih cevi. U aprilu 1955, IBM 608 je bio prvi IBM-ov proizvod koji je koristio tranzistorska kola bez vakuumskih cevi i smatra se da je to bio privi u kalkulator u potpunosti napravljen od tranzistora i koji je prozvođen za komercijalno tržište.[7][8] Model 608 je sadržao više od 3.000 germanijumskih tranzistora. Tomas Dž. Votson je naložio da svi budući IBM proizvodi trebaju da koriste tranzistore u svom dizajnu. Od tog vremena tranzistori su skori ekskluzivno korišteni za izradu računarskih logičkih kola i perifernih uređaja.

Sledeći važan događaj u razvoju elektronike je razvoj integrisanih kola. Prvo integrisano kolo patentirao je Džek Kilbi 1959. godine. Ono se praktično sastojalo od dva tranzistora na jednom kristalu germanijuma. Složenost integrisanih kola je u narednim godinama munjevito rasla da bi od dva integrisna tranzistora 1959. godine danas 50 godina posle, dostigli integrisana kola sa više od milion tranzistora. Ovaj trend se i dalje nastavlja. Elektronika u današnjem svetu je ušla u sva polja ljudske delatnosti od zabave, preko proizvodnje do medicine.

U najnovije vreme vrše se velika istraživanja u cilju upotrebe sintetičkih materijala sa specijalnim svojstvima za izradu elektronskih komponenti, kao što su neki polimeri (plastika) koji imaju poluprovodna svojstva, a takođe se vrše istraživanja u cilju povezivanja elektronike sa takozvanim biočipovima.

Grane elektronike

[uredi | uredi kod]

Grane elektronike su:

Postoje još neke podvrste kao što su optička elektronika ili optoelektronika, mikrotalasna elektronika itd.

Elektronske komponente

[uredi | uredi kod]
Elektronski tehničar vrši proveru napona na kartici energetskog kola u prostoriji vazdušno navigacione opreme na nosaču aviona Abraham Linkoln (CVN-72).
Glavni članak: Elektronske komponente

Elektronska komponenta je nedeljivi gradivni blok elektronskog kola koji se nalazi u svom kućištu iz koga izlaze najmanje dva pristupna kraja za povezivanje sa ostalim elektronskim komponentama. Elektronska komponenta je svaki fizički entitet unutar elektronskog sistema koja se koristi za vršenje uticaja na elektrone ili njihova asocirana polja u maniru koji je konzistentan sa unutrašnjom funkcijom elektronskog sistema. Povezivanjem najmanje dve elektronske komponente nastaje elektronsko kolo. Komponenete su generalno namenjene međusobnom povezivanju, obično putem lemljenja za štampanu ploču, da bi se kreiralo elektronsko kolo sa datom funkcijom (na primer pojačavač snage, radio-prijemnik, ili oscilator). Komponente mogu da budu pojedinačno smeštene, ili korištene u vidu kompleksnih grupa kao što je obično slučaj u integrisanim kolima. Primeri elektronskih komponenti su kondenzatori, induktori, otpornici, diode, tranzistori, itd.

Komponente se često grupišu kao aktivne (e.g. tranzistori i tiristori) ili pasivne (e.g. otpornici, diode, induktori i kondenzatori).[9] Danas su skoro sve aktivne komponente poluprovodničke, tako da kad se danas govori o elektronici, često se misli samo na poluprovodničku elektroniku.

Dvoprilazne poluprovodničke komponente:

Troprilazne poluprovodničke komponente:

Višeprilazne komponente

Digitalna integrisana kola gde postoje, standardni gejtovi (kapije), koderi, multipleksori, brojači itd.

Pasivne komponente su:

Elektronska kola

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Elektronsko kolo

Elektronsko kolo čine međusobno povezane elektronske komonente. Najčešće su elektronske komponente zalemljene na štampanu ploču.

Podela

[uredi | uredi kod]

Prema signalima sa kojima operiše elektronika i elektronska kola mogu da se podele na:

  • Analogna elektronika operiše sa kontinulanim signalima po vremenu i amplitudi. Kontinualni signali su definisani u svakom vremenskom trenutku i mogu imati bilo koju vrednost amplitude.
  • Digitalna elektronika operiše sa diskretnim signalima. Diskretni signali mogu imati vrednost amplitude iz tačno određenog skupa što je diskretizacija po amplitudi i biti definisani samo u određenim vremenskim trenucima (diskretizacija po vremenu).

Na osnovu ove podele postoje i analogna elektronska kola, digitalna elektronska kola i hibridna kola koja rade i sa analognim i sa digitalnim signalima ili pak prevode signal iz jednog oblika u drugi.

Analogna elektronska kola

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Analogna elektronska kola
Šasija diska Hitači J100 podesive frekvencije

Većina analognih elektronskih uređaja, kao što su radio prijemnici, su konstruisani u vidu kombinacije dva tipa osnovnih kola. Analogna kola koriste neprekidan opseg napona ili struje, za razliku od diskretnih nivoa prisutnih u digitalnim kolima.

Broj različitih analognih kola koja su do sada razvijena je ogroman, naročito zato što se kao 'kolo' može definisati sve od jedne komponente, do sistema koji sadrže hiljade komponenti. Analogni kola se ponekad nazivaju linearnim kolima mada se mnoštvo nelinearnih efekata koristi u njima, kao što su mikseri, modulatori, itd. Dobri primeri analognih kola su vakuumske cevi i tranzistorski pojačivači, operacioni pojačivači i oscilatori. Retko se mogu naći moderna kola koja su u potpunosti analogna. U današnje vreme analogna kola mogu da koriste digitalne ili čak miroprocesorske tehnike za poboljšanje performance. Ovaj tip kola se obično naziva „mešovitim signalom” pre nego analognim ili digitalnim.

Ponekad je teško razlikovati analogno i digitalno kolo, jer imaju elemente kako linearnog, tako i nelinearnog načina rada. Primer je komparator koji uzima neprekidni opseg napona, ali samo propušta na jedan od dva nivoa kao u digitalnom kolu. Slično tome, prekoračivo tranzistorsko pojačalo može da poprimi karakteristike kontrolisanog prekidača koji esencijalno ima dva nivoa izlaza. Zapravo, mnoga digitalna kola su jednostavno implementirana kao varijacije analognih kola poput ovog primera. Na kraju krajeva, većina aspekta stvarnog fizičkog sveta je esencijalno analogna, tako da se digitalni efekti ostvaruju samo ograničavanjem analognog ponašanja.

U osnovna analogna elektronska kola spadaju:

  • pojačavači – kolo koje pojačava ulazni signal na račun energije jednosmernog izvora
  • oscilatori – kolo koje generiše signal određenih učestanosti takođe na račun jednosmernog izvora energije
  • modulatori – kolo koje pomera frekvencijski spektar ulaznog signala u drugi deo spektra
  • detektori – Detektor ili demodulator iz modulisanog signala izdvaja osnovni signal (suprotno od modulatora)
  • mešači – kombinuju frekvencijske spektre dva signala
  • filtri – propuštaju samo signale određenih frekvencija.

Digitalna elektronska kola

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Digitalna elektronska kola

Digitalna kola su električna kola koja su bazirana na ograničenom broju disktretnih naponskih nivoa. Digitalna kola su najčešća reprezentacija Bulove algebre, i ona su u osnovi svih digitalnih računara. Za većinu inženjera, termin „digitalno kolo”, „digitalni sistem” i „logika” su međusobno zamenljivi u kontekstu digitalnih kola.

Većina digitalnih kola koristi binarni sistem sa dva naponska nivoa označena sa „0” i „1”. Obično je logičko „0” niži napon i naziva se „nisko”, a logičko „1” se naziva „visoko”. Međutim, neki sistemi koriste reverznu definiciju („0” je „visoko”), ili su bazirani na jačini struje. Često dizajner logike može da preokrene ove definicije od jednog kola do drugog, kako god nađe za shodno, i u skladu sa potrebama datog dizajna. Definicija nivoa kao „0” ili „1” je proizvoljna.

Ternarna (sa tri stanja) logika je bila izučavana, i neki prototipni računari su napravljeni.

Računari, elektronski časovnici, i programabilni logički kontroleri (koji se koriste za kontrolu industrijskih procesa) se konstruišu od digitalnih kola. Digitalni procesori signala su još jedan primer.

U digitalna elektronska kola spadaju

Digitalna elektronska kola mogu biti realizovana u različitim tehnologijama tako da postoje: TTL kola, ECL kola, NMOS kola, PMOS kola, CMOS kola itd.

Hibridna elektronska kola

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Hibridna elektronska kola

Kako bi bilo moguće povezivanje analognih i digitalih elektronskih postoje A/D konvertori i D/A konvertori. Praktičnno svako hibridno kolo mora da sadrži barem jedno od ova dva kola.

Disipacija toplote i upravljanje toplotom

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Termičko upravljanje elektronskim uređajima i sistemima

Toplota koju oslobađaju elektronska kola se mora rasipati kako bi se sprečili trenutni kvarevi i poboljšala dugoročna pouzdanost. Disipacija toplote se uglavnom postiže pasivnom kondukcijom/konvekcijom. Sredstva za postizanje veće disipacije obuhvataju toplotne izduve i ventilatore za hlađenje vazduha, i druge forme računarskog hlađenja, kao što je vodeno hlađenje. Ove tehnike koriste konvekciju, kondukciju, i radijaciju topolotne energije.

Šum

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Šum u elektronici

Elektronski šum je definisan[10] kao neželjene smetnje koje se nadovezuju na korisni signal i koje imaju tendenciju prikrivanja njegovog informativnog sadržaja. Šum nije isto što i distorzija signala uzrokovana kolom. Šum je prisutan u svim elektronskim kolima. Šum može biti elektromagnetno ili toplotno generisan, te se može smanjiti snižavanjem radne temperature kola. Druge vrste šuma, kao što je statički šum ne mogu se ukloniti, jer su uzrokovane ograničenjima fizičkih svojstava.

Teorija elektronike

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Matematičke metode u elektronici

Matematičke metode su integralna komponenta studija elektronike. Sticanje stručnosti u oblasti elektronike podrazumveva visok stepen poznavanja matematičkih osnova analize elektronskih kola. Analiza kola je studija metoda za rešavanje generalno linearnih sistema sa nepoznatim promeljivim vrednostima kao što su naponi u datim čvorovima[11] ili jačine struje kroz datu granu mreže.[12][13] Jedan od alata u širokoj upotrebi pri ovakvim analizma je SPICE (engl. Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) simulator kola.[14][15]

Za elektroniku je isto tako važno studiranje i razumevanje teorije elektromagnetskog polja.[16][17]

Elektronska laboratorija

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Simulacija eletronskih kola
Elektroničarski alat

Zbog kompleksne prirode teorije elektronike, laboratorijsko eksperimentisanje je važan deo razvoja elektronskih uređaja. Ovi eksperimenti se koriste za testiranje ili verifikaciju dizajna inženjera i otkrivanje grešaka. Istorijski gledano, laboratorije za elektroniku su se sastojale od elektroničkih uređaja i opreme smeštenih u fizičkom prostoru, dok poslednjih godina postaje sve izraženiji trend korištenja softvera za simulaciju elektronske laboratorije, kao što su CircuitLogix,[18][19] Multisim[20] i OrCAD.[21][22]

Dizajn pomoću računara

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Automatizacija elektronskog dizajna

Današnji elektronski inženjeri imaju mogućnost da dizajniraju kola koristeći prefabrikovane sastavne blokove kao što su jedinice napajanja, poluprovodnici (tj. poluprovodnički uređaji, kao što su tranzistori), i integrisana kola. Softverski programi za automatizaciju elektronskog dizajna obuhvataju programe za šematski prikaz[23] i programe za dizajn štampanih ploča elektronskih kola.[24][25] Popularna imena u svetu EDA softvera su NI Multisim, Cadence, EAGLE,[26] Mentor, Altium (Protel), LabCentre Electronics (Proteus), gEDA, KiCad i mnogi drugi.

Metode pakovanja

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Pakovanje elektronike

Mnoštvo različitih metoda povezivanja komponenti je korišteno tokom godina. Na primer, rana elektronika je često koristila konstrukciju od tačke do tačke sa komponentama pričvršćenim za drvene ploče pri izradi ploča. Cordwood konstrukcija i omotana žica su bili drugi metodi u upotrebi. Većina moderne elektronike koristi štampane ploče napravljene od materijala kao što je FR4, ili jeftinijeg (i manje otpornog na habanje) papira prekrivenog sintetičkim rezinom (SRBP, takođe poznatog kao paksolin (brend: Paxoline/Paxolin) i FR2) - karakterisanog svojom smeđom bojom.

Zdravstveni i ekološki aspekti montaže elektronike su poslednjih godina poprimili povećanu pažnju, naročito kod proizvoda namenjenih Evropskoj uniji, zbog njenih regulacija definisanih Direktivom ograničenja hazadrdnih supstanci (RoHS)[27][28] i Direktivom o otpadu električne i elektroničke opreme (WEEE),[29][30] koje su stupile na snagu u julu 2006.

Dizajn elektronskih sistema

[uredi | uredi kod]
Glavni članak: Sistemski inženjering

Dizajn elektronskih sistema se bavi multidisciplinarnom dizajnerskom problematikom složenih elektronskih uređaja, kao što su mobilni telefoni i računari. Ovaj predmet pokriva širok spektar, od dizajna i razvoja elektronskog sistema (razvoja novog proizvoda) do osiguravanje njegovog korektnog funkcionisanja, veka trajanja i odlaganja.[31] Dizajn elektronskih sistema je stoga proces definisanja i razvoja kompleksnih elektronskih uređaja s ciljem zadovoljavanja specifičnih zahteva krajnjeg korisnika.

Izvori

[uredi | uredi kod]
  1. ↑ „electronics | Devices, Facts, & History” (en). Encyclopedia Britannica. Pristupljeno 19. 09. 2018. 
  2. ↑ „October 1897: The Discovery of the Electron” (en). Pristupljeno 19. 09. 2018. 
  3. ↑ Guarnieri, M. (2012). „The age of vacuum tubes: Early devices and the rise of radio communications”. IEEE Ind. Electron. M. 6 (1): 41–43. DOI:10.1109/MIE.2012.2182822. ISSN 1932-4529. 
  4. ↑ Guarnieri, M. (2012). „The age of vacuum tubes: the conquest of analog communications”. IEEE Ind. Electron. M. 6 (2): 52–54. DOI:10.1109/MIE.2012.2193274. 
  5. ↑ Guarnieri, M. (2012). „The age of Vacuum Tubes: Merging with Digital Computing”. IEEE Ind. Electron. M. 6 (3): 52–55. DOI:10.1109/MIE.2012.2207830. 
  6. ↑ Okamura 1994
  7. ↑ Bashe 1986: str. 386
  8. ↑ Pugh, Johnson & Palmer 1991: str. 34
  9. ↑ (en) Power Electronics and Variable Frequency Drives: Technology and Applications - Wiley Online Library. DOI:10.1002/9780470547113. 
  10. ↑ IEEE Dictionary of Electrical and Electronics Terms. . ISBN 978-0-471-42806-0. pp.
  11. ↑ Smith, Ralph J. (1966), Circuits, Devices and Systems, Chapter 2, John Wiley & Sons, Library of Congress Catalog Card No.: 66-17612
  12. ↑ Bondy & Murty 1976: str. 12–21
  13. ↑ Diestel, Reinhard (2005). Graph Theory (3rd izd.). Graduate Texts in Mathematics, vol. 173, Springer-Verlag. str. 6–9. ISBN 978-3-540-26182-7. 
  14. ↑ Nagel, L. W, and Pederson, D. O., SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis), Memorandum No. ERL-M382, University of California, Berkeley, Apr. 1973
  15. ↑ Nagel, Laurence W., SPICE2: A Computer Program to Simulate Semiconductor Circuits, Memorandum No. ERL-M520, University of California, Berkeley, May 1975
  16. ↑ Feynman 1970
  17. ↑ Electromagnetic Fields (2nd Edition), Roald K. Wangsness, Wiley. 1986. ISBN 978-0-471-81186-2. pp. (intermediate level textbook)
  18. ↑ „CircuitLogix Pro article”. Arhivirano iz originala na datum 2015-11-17. Pristupljeno 12. 11. 2018. 
  19. ↑ „3DLab reference”. Arhivirano iz originala na datum 2018-11-12. Pristupljeno 12. 11. 2018. 
  20. ↑ Getting Started with NI Ultiboard
  21. ↑ Oregon Business, 1 May 1989, Paul Gerhards, "Designing software for "real" engineers: OrCAD Systems Corp." Arhivirano 2014-02-22 na Wayback Machine-u, accessed 2012-04-01
  22. ↑ EDN, "Putting a new spin on an old approach: Software design project management at OrCAD Systems" Arhivirano 2015-09-24 na Wayback Machine-u, accessed 2012-04-01
  23. ↑ „Top-Down Design Methods Bring Back The Useful Schematic Diagram”. Electronic Design 49 (16): 69. 06. 08. 2001. ISSN 0013-4872. ED Online ID #3784. 
  24. ↑ Riley, Frank; Production, Electronic Packaging and (29. 06. 2013) (en). The Electronics Assembly Handbook. Springer Science & Business Media. str. 285. ISBN 9783662131619. 
  25. ↑ Brunetti, Cledo (22. 11. 1948). New Advances in Printed Circuits. Washington DC: National Bureau of Standards. 
  26. ↑ admin (11. 10. 2018). „RELEASE NOTES - Autodesk EAGLE version 9.2.1”. Autodesk. Arhivirano iz originala na datum 18. 10. 2018. Pristupljeno 18. 10. 2018. 
  27. ↑ „Directive 2002/95/ec of the european parliament and of the council” (PDF). Eur-lex.europa.eu. Pristupljeno 03. 07. 2015. 
  28. ↑ „EURLex – 02011L0065-20140129 – EN – EUR-Lex”. Eur-lex.europa.eu. Arhivirano iz originala na datum 07. 01. 2016. Pristupljeno 03. 07. 2015. 
  29. ↑ „European Standard EN 50419”. European Committee for Electrotechnical Standardization. Arhivirano iz originala na datum 02. 05. 2014.. Pristupljeno 09. 04. 2012. 
  30. ↑ „European Standard EN 50419”. European Committee for Electrotechnical Standardization. Arhivirano iz originala na datum 23. 11. 2015. Pristupljeno 12. 11. 2018. 
  31. ↑ Lienig & Bruemmer 2017

Povezano

[uredi | uredi kod]

Spoljašnje veze

[uredi | uredi kod]
Izvor: https://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektronika&oldid=42170354