Sot tashmë është e vështirë të gjesh një transformator në hekur në çdo pajisje shtëpiake ose furnizim me energji elektrike. Në vitet '90, ata filluan të tërhiqen shpejt në të kaluarën, duke i lënë vendin ndërrimit të konvertuesve ose ndërrimit të furnizimeve me energji elektrike (shkurtuar si SMPS).Furnizimet me energji komutuese janë më të larta se furnizimet me energji të transformatorit për sa i përket madhësisë, cilësisë së tensionit konstant që rezulton, ato kanë mundësi të bollshme për të rregulluar tensionin dhe rrymën e daljes dhe tradicionalisht janë të pajisura me mbrojtje nga mbingarkesa e daljes. Dhe megjithëse besohet se furnizimet me energji kaluese janë ...
Një nga sasitë më të rëndësishme në teknologjinë e pulsit është cikli i punës S. Cikli i punës S karakterizon një impuls drejtkëndor dhe përcakton se sa herë periudha e pulsit T është më e gjatë se kohëzgjatja e tij t1. Pra, një gjarpër, për shembull, ka një cikël pune të barabartë me 2, pasi kohëzgjatja e një pulsi në një sekuencë të tillë është e barabartë me gjysmën e periudhës së tij. DHEnë numërues dhe në emërues ka kohëzgjatje të matura në sekonda, prandaj cikli i punës është një madhësi pa dimension. Për referencë, kujtoni se një meander është një sekuencë e tillë pulsi, ku kohëzgjatja e pjesës pozitive të pulsit ...
Kur është e nevojshme të shtypni rrymat alternative të një spektri të caktuar frekuencash në qark, por në të njëjtën kohë të kaloni në mënyrë efektive rryma me frekuenca mbi ose nën këtë spektër, një filtër LC pasiv në elementët reaktiv - një filtër me kalim të ulët të një spektri të ulët. filtri i kalimit (nëse është e nevojshme të kalohen në mënyrë efektive lëkundjet me një frekuencë nën nivelin e caktuar) ose filtri me kalim të lartë HPF (nëse është e nevojshme, anashkaloni në mënyrë efektive lëkundjet me një frekuencë më të lartë se grupi).Parimi i ndërtimit të këtyre filtrave bazohet në vetitë e induktorëve dhe kondensatorëve ...
Në një nga artikujt e mëparshëm, ne shqyrtuam parimin e përgjithshëm të funksionimit të korrigjuesve të faktorit aktiv të fuqisë (PFC ose PFC). Sidoqoftë, asnjë qark i vetëm korrigjues nuk do të funksionojë pa një kontrollues, detyra e të cilit është të organizojë saktë kontrollin e transistorit me efekt në terren në qarkun e përgjithshëm.Si një shembull i gjallë i një kontrolluesi universal PFC për zbatimin e PFC, mund të përmendet mikroqarku popullor L6561, i cili prodhohet në paketat SO-8 dhe DIP-8, dhe është menduar për ndërtimin e njësive të korrigjimit të faktorit të fuqisë së rrjetit me një vlerë nominale. deri në 400 W ...
Faktori i fuqisë dhe faktori harmonik i frekuencës së rrjetit janë tregues të rëndësishëm të cilësisë së energjisë, veçanërisht për pajisjet elektronike që furnizohen me këtë fuqi.Është e dëshirueshme për furnizuesin AC që faktori i fuqisë së konsumatorëve të jetë afër unitetit, dhe për pajisjet elektronike është e rëndësishme që shtrembërimi harmonik të jetë sa më i ulët. Në kushte të tilla, përbërësit elektronikë të pajisjeve do të jetojnë më gjatë, dhe ngarkesa do të funksionojë më rehat. Në realitet, ekziston një problem, i cili është...
Në këtë artikull, do të jepet procedura për llogaritjen dhe zgjedhjen e komponentëve të nevojshëm për hartimin e seksionit të fuqisë së një konverteri DC të pulsit me ulje, pa izolim galvanik, topologjia e konvertuesit buck. Konvertuesit e kësaj topologjie janë të përshtatshëm për uljen e tensionit DC brenda 50 volt në hyrje dhe në fuqi ngarkese jo më shumë se 100 vat.Gjithçka në lidhje me zgjedhjen e qarkut të kontrolluesit dhe drejtuesit, si dhe llojin e tranzistorit me efekt në terren, do të lihet jashtë objektit të këtij artikulli, por ne do të analizojmë në detaje qarkun dhe veçoritë e mënyrave të funksionimit ...
Një varistor është një komponent gjysmëpërçues që mund të ndryshojë rezistencën e tij aktive në mënyrë jolineare në varësi të madhësisë së tensionit të aplikuar në të. Në fakt, ky është një rezistencë me një karakteristikë të tillë të tensionit aktual, seksioni linear i të cilit është i kufizuar në një interval të ngushtë, në të cilin rezistenca e varistorit vjen kur një tension i aplikohet mbi një prag të caktuar. Në këtë moment, rezistenca e elementit ndryshon befas me disa rend të madhësisë - zvogëlohet nga dhjetëra fillestare të MΩ në njësitë Ohm ...
Një optobashkues është një pajisje optoelektronike, pjesët kryesore funksionale të së cilës janë një burim drite dhe një fotodetektor, jo të lidhur në mënyrë galvanike me njëri-tjetrin, por të vendosura brenda një strehimi të përbashkët të mbyllur. Parimi i funksionimit të një optobashkues bazohet në faktin se një sinjal elektrik i aplikuar në të shkakton një shkëlqim në anën transmetuese, dhe tashmë në formën e dritës, sinjali merret nga fotodetektori, duke inicuar një sinjal elektrik në marrës. anësor. Kjo do të thotë, sinjali transmetohet dhe merret përmes komunikimit optik ...
Një nga topologjitë më të njohura të konvertuesve të tensionit komutues është një konvertues push-tërheqës ose shtytje-tërheqje (fjalë për fjalë - shtytje-tërheq).Ndryshe nga një konvertues fluturues me një cikël, energjia në bërthamën shtytëse nuk ruhet, sepse në këtë rast është bërthama e transformatorit dhe jo bërthama e mbytjes, ajo shërben këtu si një përcjellës për fluksin magnetik alternativ të krijuar nga ana tjetër. nga dy gjysmat e mbështjelljes parësore ... Ky është pikërisht një transformator pulsi me një ...
Çdo pajisje elektronike komplekse përbëhet nga komponentë aktivë dhe pasivë më të thjeshtë. Elementet aktive përfshijnë tranzistorë, dioda, tuba vakum, mikroqarqe të afta për të përforcuar sinjalet elektrike për sa i përket fuqisë; komponentët pasivë të radios janë rezistorët, kondensatorët, transformatorët. Le të analizojmë fazat e formimit të elektronikës në një prerje historike
Historia e zhvillimit të elektronikës mund të ndahet përafërsisht në katër periudha. Periudha e parë daton në fund të shekullit të 19-të... Gjatë kësaj periudhe, nga burimet e lashta u zbuluan ose u deshifruan ligjet themelore fizike të funksionimit të pajisjeve elektronike dhe u zbuluan fenomene të ndryshme që stimuluan zhvillimin dhe përdorimin e tyre. Fillimi i zhvillimit të teknologjisë së llambave konsiderohet të jetë zbulimi nga inxhinieri elektrik rus A. N. Lodygin i një llambë të zakonshme inkandeshente.
Mbi bazën e tij, tashmë në 1883, inxhinieri amerikan T.A. Edison zbuloi dhe përshkroi fenomeni i emetimit termionik dhe duke kaluar një rrymë elektrike nëpër një vakum. Fizikani rus A.G. Stoletov zbuloi ligjet bazë të efektit fotoelektrik në 1888. Rolin më të rëndësishëm në zhvillimin e elektronikës e luajti zbulimi i shkencëtarëve rusë në 1895 A.S. Popov mundësitë transmetimi i valëve të radios në distancë... Ky zbulim i dha një shtysë të madhe zhvillimit dhe zbatimit të pajisjeve të ndryshme elektronike në praktikë; Kështu lindi kërkesa për pajisje për gjenerimin, përforcimin dhe zbulimin e sinjaleve elektrike.
Faza e dytë në historinë e zhvillimit të elektronikës përfshin gjysmën e parë të shekullit të 20-të. Kjo periudhë karakterizohet nga zhvillimi dhe përmirësimi i pajisjeve elektrovakum dhe studimi sistematik i vetive fizike të tyre. Më 1904, më e thjeshta tub vakum me dy elektroda - diodë, e cila ka gjetur aplikimin më të gjerë në inxhinierinë radio për zbulimin e lëkundjeve elektrike. Vetëm pak vite më vonë, në vitin 1907, llambë me tre elektroda - triodë, amplifikimi i sinjaleve elektrike. Në Rusi, mostrat e para të llambave u bënë në 1914-1915. nën udhëheqjen e N. D. Papaleksit dhe M. A. Bonch-Bruevich.
Por Lufta e Parë Botërore, e lëshuar nga britanikët dhe gjermanët, pengoi punën për krijimin e llojeve të reja të tubave vakum. Pas grushtit të shtetit të paguar nga anglo-saksonët në vitin 1917, megjithë gjendjen më të vështirë financiare, filloi të krijohej një industri vendase radio-inxhinierike. Në vitin 1918, laboratori i radios Nizhny Novgorod filloi të punojë nën drejtimin e M. A. Bonch-Bruevich - institucioni i parë kërkimor në teknologjinë radio dhe vakum elektrike. Tashmë në vitin 1919, viti më i vështirë për vendin, laboratorët prodhuan mostrat e para të radio tubave amplifikues pritës vendas dhe në 1921 u zhvilluan tubat e parë të fuqishëm të vakumit të ftohur me ujë. Një kontribut i rëndësishëm në zhvillimin e teknologjisë së vakumit elektrik dhe prodhimin masiv të tubave radio u dha nga ekipi i Uzinës së Llampave Elektrike të Leningradit, i ndërtuar në vitin 1922, i quajtur më vonë "Svetlana".
Më pas, zhvillimi i pajisjeve elektrovakum për përforcimin dhe gjenerimin e lëkundjeve elektrike vazhdoi në hapa shtatë milje. Zhvillimi i valëve të hektometrit (X = 1000-f-100 m) dhe dekametrit (A = 100-10 m) nga teknologjia radio kërkon zhvillimin e llambave me frekuencë të lartë. Në vitin 1924 u shpikën llambat me katër elektroda (tetroda), në 1930 - pesë elektroda ( pentoda), në 1935 - llambat e konvertimit të frekuencës me shumë rrjete ( heptodat). Në vitet '30 dhe në fillim të viteve '40, së bashku me përmirësimin e llambave konvencionale, u zhvilluan llambat për valët decimetër (A-100-n 10 cm) dhe centimetra (A = 10h-1 cm) - magnetrone, klystron, llambat e valëve udhëtuese.
Paralelisht me zhvillimin e pajisjeve elektronike, u krijuan pajisje elektronike, fotoelektrike, jonike, në krijimin e të cilave inxhinierët rusë dhanë një kontribut të rëndësishëm. Nga mesi i viteve '30, elektronika e tubave ishte formuar kryesisht. Zhvillimi i teknologjisë së elektrovakumit në vitet në vijim ndoqi rrugën e zvogëlimit të dimensioneve të pajisjeve, përmirësimit të parametrave dhe karakteristikave të tyre, rritjes së frekuencës së funksionimit, rritjes së besueshmërisë dhe qëndrueshmërisë.
Historia e zhvillimit të elektronikës. Periudha e tretë i referohet fundit të viteve 40 dhe fillimit të viteve 50, të karakterizuara nga zhvillimi i shpejtë i pajisjeve gjysmëpërçuese diskrete. Zhvillimi i elektronikës gjysmëpërçuese u parapri nga puna në fushën e fizikës së gjendjes së ngurtë. Shumë meritë për studimin e fizikës së gjysmëpërçuesve i takon shkollës së fizikanëve sovjetikë, të drejtuar për një kohë të gjatë nga Akademiku A.F. Ioffe. Studime teorike dhe eksperimentale të vetive elektrike të gjysmëpërçuesve të kryera nga shkencëtarët sovjetikë A.F. Ioffe, I.V. Kurchatov, V.P. Zhuze, V.G.
Filloni mosha e silikonit Në vitin 1947, ata vendosën në zorrët e laboratorëve të kompanisë telefonike Bell, ku "lindi" tranzistori i parë në ciklin aktual - një element amplifikues gjysmëpërçues. Ngjarja shënoi kalimin e elektronikës nga tubat me vakum të rëndë në gjysmëpërçues më kompaktë dhe me kosto efektive. Filloi një raund i ri qytetërimi, i quajtur "Epoka e silikonit". Supozohet se vetëm njohuritë nga gjysmëpërçuesit ishin në gjendje të deshifronin nga cikli i mëparshëm i zhvillimit të qytetërimit në Tokë.
Projektet e para industriale të pajisjeve gjysmëpërçuese, të afta për të përforcuar dhe gjeneruar lëkundje elektrike, u propozuan në vitin 1948. Me ardhjen e transistorëve fillon periudha e pushtimit të elektronikës nga gjysmëpërçuesit. Aftësia e transistorëve për të funksionuar në tensione dhe rryma të ulëta bëri të mundur zvogëlimin e madhësisë së të gjithë elementëve në qarqe, hapi mundësinë e miniaturizimit të pajisjeve elektronike. Njëkohësisht me zhvillimin e llojeve të reja të pajisjeve, u punua për të përmirësuar metodat teknologjike të prodhimit të tyre.
Në gjysmën e parë të viteve 50, u zhvillua një metodë për përhapjen e dopanteve në materiale gjysmëpërçuese, dhe në fillim të viteve '60, teknologjia planare dhe epitaksiale, e cila për shumë vite përcaktoi përparimin në prodhimin e strukturave gjysmëpërçuese. Vitet 50 u shënuan nga zbulimet në fushën e fizikës së gjendjes së ngurtë dhe kalimi në elektronikën kuantike, gjë që çoi në zhvillimin e teknologjisë lazer. Një kontribut të madh në zhvillimin e kësaj dege të shkencës dhe teknologjisë dhanë shkencëtarët sovjetikë N. G. Basov dhe A. M. Prokhorov, të cilët u nderuan me çmimet Lenin (në 1959) dhe Nobel (në 1964).
Periudha e katërt e zhvillimit të elektronikës e ka origjinën në vitet 60 të shekullit të kaluar. Karakterizohet nga zhvillimi dhe zhvillimi praktik qarqe të integruara, i cili kombinonte prodhimin e elementeve aktive dhe pasive të pajisjeve funksionale në një cikël të vetëm teknologjik. Niveli i integrimit LSI arrin mijëra elementë në një kristal. Zotërimi i prodhimit të qarqeve të integruara të mëdha dhe shumë të mëdha bëri të mundur kalimin në krijimin e pajisjeve dixhitale të plota funksionale - mikroprocesorët, të krijuar për funksionimin e përbashkët me pajisjet e kujtesës dhe sigurimin e përpunimit dhe kontrollit të informacionit sipas një programi të caktuar.
Përparimet në elektronikën gjysmëpërçuese ishin një faktor në shfaqjen e mikroelektronikës. Më tej, zhvillimi i elektronikës shkon në rrugën e mikrominiaturizimit të pajisjeve elektronike, duke rritur besueshmërinë, efikasitetin e pajisjeve elektronike dhe mikroqarqet e integruara të IC-ve, duke përmirësuar treguesit e tyre të cilësisë, duke zvogëluar përhapjen e parametrave, duke zgjeruar diapazonin e frekuencës dhe temperaturës. "Tranzistorizimi" i pajisjeve elektronike, i cili filloi në vitet 1950, do të mbetet një simbol i elektronikës gjysmëpërçuese në formën e saj cilësore të re - elektronikë integrale për vitet e ardhshme. Zhvillimi i një drejtimi të ri të elektronikës - optoelektronika, e cila kombinon metodat elektrike dhe optike të konvertimit dhe përpunimit të sinjalit (konvertimi i një sinjali elektrik në një optik, dhe më pas optik përsëri në një elektrik) - po merr një rëndësi të madhe.
Historia e zhvillimit të elektronikës. Faza e pestë mund të quhet gjysmëpërçues në procesorë... Ose rënia e epokës së silikonit. Në fushat e avancuara të elektronikës moderne, si projektimi dhe prodhimi i procesorëve, ku madhësia dhe shpejtësia e elementëve gjysmëpërçues janë bërë një faktor vendimtar, zhvillimi i teknologjive për përdorimin e silikonit pothuajse ka arritur kufirin e tij fizik. Vitet e fundit, përmirësime në performancën e qarqeve të integruara janë arritur duke rritur frekuencën e orës së funksionimit dhe duke rritur numrin e transistorëve.
Me një rritje të shpejtësisë së kalimit të transistorëve, lëshimi i tyre i nxehtësisë rritet në mënyrë eksponenciale. Kjo ndaloi në 2005 shpejtësinë maksimale të orës së procesorëve diku në rajonin 3 GHz dhe që atëherë vetëm "multi-core" është rritur, që në fakt është në thelb duke shënuar kohën.
Përparimet e vogla janë privime në integrimin sasior të elementeve gjysmëpërçues në një çip duke reduktuar madhësinë e tyre fizike - një kalim në një proces teknologjik më delikat. Që nga viti 2009-11, teknologjia 32 nm u përdor në të gjitha, në të cilën gjatësia e kanalit të transistorit është vetëm 20 nm. Kalimi në një proces më të hollë 16 nm filloi vetëm në vitin 2014.
Shpejtësia e transistorëve rritet ndërsa zvogëlohet, por frekuenca e orës së bërthamës së procesorit nuk është më e mundur të rritet, pasi ishte deri në 90 nm të procesit teknologjik. Kjo flet vetëm për një ngërç në zhvillimin e teknologjive të silikonit, megjithëse ato do të përdoren për të paktën një shekull tjetër, nëse, sigurisht, nuk rivendoset cikli i shtatë i qytetërimit në këtë sistem diellor.
Zhvillimet e grafenit duhet të bëhen publike në dekadën e ardhshme, sidomos në këtë disa institucione ruse kanë avancuar falë dekriptimit të informacionit të ciklit të mëparshëm, emrat e të cilëve nuk mund t'i tregoj ende.
Grafeniështë një material gjysmëpërçues i ri-zbuluar vetëm në 2004. Disa laboratorë kanë sintetizuar tashmë një tranzistor me bazë grafeni që mund të funksionojë në tre gjendje të qëndrueshme. Një zgjidhje e ngjashme në silikon do të kërkonte tre transistorë gjysmëpërçues të veçantë. Kjo do të lejojë në të ardhmen e afërt krijimin e qarqeve të integruara nga më pak transistorë që do të kryejnë të njëjtat funksione si homologët e tyre të vjetëruar të silikonit.
Një avantazh tjetër i rëndësishëm i gjysmëpërçuesve të grafenit është aftësia e tyre për të vepruar në frekuenca të larta. Për më tepër, këto frekuenca mund të arrijnë 500-1000 GHz.
HISTORIKU ELEKTRONIK
Roli i elektronikës në krijimin e sistemeve të kontrollit të integruar për makinat dhe mekanizmat. Aspekti socio-ekonomik i krijimit, zhvillimit të prodhimit dhe përdorimit efektiv të teknologjisë elektronike në ekonominë kombëtare. 6
Konceptet themelore të teknologjisë elektronike. Burimi aktual. Burimi i tensionit. Përputhja e burimit me ngarkesën. Elementet pasive të qarkut elektrik dhe parametrat e tyre. Rezistorët, kondensatorët, induktorët dhe lidhjet e tyre. Transformatorët. Llojet e elementeve pasive, veçoritë dhe aplikimet e tyre. Faktori i ngarkesës. Sistemi i emërtimit alfanumerik për elementët pasivë në diagramet skematike dhe në produkte. 10
Llojet dhe parametrat e sinjaleve elektrike. Amplituda, efektive, vlera mesatare e tensionit dhe rrymës së lëkundjes elektrike. Kohëzgjatja e pulsit, periudha e përsëritjes, frekuenca, cikli i punës, rritja dhe rënia e pulsit. gjashtëmbëdhjetë
Qarqet elektrike. Integrimi i diferencimit. Diagramet vektoriale të tensioneve dhe rrymave. Kalimi i një sinjali drejtkëndor përmes tyre (LPF dhe HPF). Qarqet osciluese paralele dhe sekuenciale. Rezonanca e rrymës dhe e tensionit. Karakteristikat e amplitudës-frekuencës dhe frekuencës fazore të qarqeve elektrike dhe parametrat e tyre.. 18
Konceptet themelore të teorisë së përçueshmërisë elektrike të gjysmëpërçuesve. Elektron-vrima p-n-bashkim. Karakteristikat e volt-amperit. Drift dhe rrymë difuzioni. Kapaciteti pengues dhe difuzioni i kryqëzimit p-n. Mundësia e përdorimit të tyre dhe ndikimi në karakteristikat e diodave. Llojet e ndarjes së kryqëzimit pn. tetëmbëdhjetë
Diodat gjysmëpërçuese. Parimi i funksionimit. Klasifikimi, parametrat. Diodat dhe urat ndreqës. Lidhja paralele dhe serike e diodave. Diodat dhe stabilizuesit Zener. Varikaps. Gana, Schottky, tunel, dioda të përmbysur, ortekë-fluturues. 25
Pajisjet gjysmëpërçuese jo-bashkuese. Termistorë (termistorë, pozistorë, termistorë me ngrohje indirekte), varistorë, matës deformimi, magnetorezistorë, sensor Hall, karakteristikat kryesore. Fushat e zbatimit të tyre. 25
Sistemi i përcaktimit për pajisjet gjysmëpërçuese shtëpiake dhe të importuara (dioda, tiristorë, transistorë, mikroqarqe elektronike) 34
Pajisjet gjysmëpërçuese fotovoltaike dhe të dukshme, IR dhe UV që lëshojnë lazer gjysmëpërçues. Çiftet optoelektronike. Aplikimi i tyre. Sisteme dinamike të ekranit. 38
Tiristorët. Dizajni dhe parimi i funksionimit. Mënyra e funksionimit, klasifikimi, përcaktimi, parametrat. Diodë, triodë, tetrodë, tranzistorë fiksues dhe jo kapës. Karakteristika I - V e një tiristori, procesi i kalimit nga një gjendje e mbyllur në një gjendje të hapur dhe anasjelltas. Llojet, simbolet e tiristorëve. Funksionimi i tiristorit në qarqet DC. Kontrolli fazor i tiristorëve. Rregullatorë dhe stabilizues të tensionit të tiristorit. 45
Tranzistorë bipolarë (BPT). Parametrat elektrike dhe operacionale. Karakteristikat e hyrjes, daljes dhe rrjedhës. Qarqet ekuivalente të transistorit dhe parametrat e tyre diferencialë. Karakteristikat statistikore (h-parametrat) e BPT. Qarqet për ndezjen e BPT (me një emetues të përbashkët, një kolektor të përbashkët, një bazë të përbashkët). Analiza e tyre krahasuese dhe fushat e zbatimit. Ekuacioni Ebers-Moll, koeficienti i temperaturës së rrymës së kolektorit, rezistenca e brendshme e emetuesit, fitimi maksimal i tensionit, efekti Earley, efekti Miller. 50
Tranzistorë unipolarë (fushë) (PT). Parimi i funksionimit të një PT me një kryqëzim p-n. Karakteristikat e stokut (daljes) dhe kullimit (përmes) të PT-së, parametrat kryesorë. PT metal - dielektrik - gjysmëpërçues (MIS) dhe metal - oksid - gjysmëpërçues (MOS) me kanale të integruara dhe të induktuara, dizajn, karakteristika dhe parametra. Polariteti i tensioneve të furnizuara dhe tiparet e përdorimit të PT. Skemat për ndezjen e një PT me një burim të përbashkët (OI), një kullues të përbashkët (OS), një portë të përbashkët (OZ). Analiza krahasuese e BPT dhe PT. Tranzistorë IGBT .. 56
Parametrat dhe karakteristikat bazë të amplifikatorëve elektronikë. Informacion i pergjithshem. Karakteristikat themelore, klasifikimi dhe struktura e amplifikatorit. Karakteristikat e amplitudës-frekuencës, amplitudës dhe fazës. Parametrat kryesorë të tyre. Zhurma e amplifikatorit (zhurma termike, e shtënë, dridhje). Zhurmat e rrymës dhe tensionit. Kriteret për përdorimin e DC dhe DCT bazohen në kërkesat për minimizimin e zhurmës në rezistenca të ndryshme të burimit të sinjalit. Ndërhyrja e zakonshme dhe antifazore. Metodat për reduktimin dhe mbrojtjen e tyre. 58
Fazat e amplifikatorit për PT dhe BPT. Mënyra statistikore e funksionimit të fazës amplifikuese, zgjedhja e pikës së funksionimit, qarku për vendosjen e tensionit të paragjykimit të BPT. Llogaritja për rrymën direkte dhe alternative të shkallëve me OE dhe OK. Analiza krahasuese e kaskadave OE, OK, OB. Një kaskadë me një OE si një konvertues tension-rrymë, një kaskadë e përmbysur në fazë. Fazat e amplifikatorit në një PT, qarqet e vendosjes së tensionit të paragjykimit, veçoritë e funksionimit dhe ndezjes së tyre. Ngarkesa dinamike, burimi aktual, pasqyrat e rrymës dhe reflektorët e rrymës në DC dhe DCT. Dobësimi i ndikimit të temperaturës dhe efekti Earley. Pasqyra e rrymës Wilson, impedanca e daljes së burimit aktual. Zonat e përdorimit. 63
Feedback (OS) në amplifikatorë. Reagime pozitive (PIC) dhe negative (OOS). Raporti i OS dhe thellësia e OS. Ndikimi i OS në parametrat dhe karakteristikat e amplifikatorëve. OOS serike dhe paralele për tensionin dhe rrymën, ndjekja e PIC. Shembuj të diagrameve skematike me OS .. 66
Mikroqarqe të integruara. Parimi integral i prodhimit dhe aplikimit të komponentëve elektronikë. Qarqet e integruara gjysmëpërçuese, klasifikimi i tyre, qëllimi, aplikimet. Mikroqarqe analoge, dixhitale dhe analogo-dixhitale .. 74
Burimet e furnizimit me energji sekondare për pajisjet elektronike. Klasifikimi dhe parametrat e ndreqësve. Ura dhe pika e mesit me valë të plotë dhe me valë të plotë, ndreqës njëfazor dhe trefazor, të kontrolluar dhe të pakontrolluar. Skema e Larionov. Shumëzuesit e tensionit. Skema e Laturit. Filtra zbutës .. 77
Stabilizuesit e tensionit dhe rrymës. Blloku i një furnizimi me energji të stabilizuar. Stabilizues të tensionit dhe rrymës parametrike dhe kompensuese, paralele dhe seriale, të rregullueshëm dhe jo të rregullueshëm, unipolar dhe bipolar. Stabilizues op-amp. Mbrojtja e rrymës dhe tensionit. Stabilizues përforcues, buck dhe invertues (buck-boost). Diagramet funksionale të stabilizatorëve kryesorë dhe furnizimit me energji komutuese të pajisjeve me madhësi të vogël. Diagrami skematik i stabilizatorëve. 83
Përforcuesit e rrymës së vazhduar (DCA). DCT me bashkim të drejtpërdrejtë midis fazave dhe tipit modulim-demodulim (MDM). Metodat e modulimit. Kaskada përforcuese diferenciale (DU) në BPT dhe PT. Metodat e kompensimit të zhvendosjes dhe zhvendosjes. Analiza krahasuese dhe fushat e aplikimit. Funksionimi i telekomandës në modalitetin e sinjalit në fazë dhe antifazë dhe kur përdorni një ngarkesë dinamike. 88
Amplifikatorët operacionalë të integruar (OA) dhe aplikimet e tyre. Shumëllojshmëria dhe përcaktimi i OU. Llojet e fazave të hyrjes. Diagrami i thjeshtuar op-amp. Emërimi i kaskadave. Raporti i refuzimit të modalitetit të zakonshëm dhe efekti i tensionit të sinjalit. Karakteristikat e amplitudës-frekuencës dhe frekuencës së fazës, parametrat kryesorë të op-amp. Metodat për reduktimin e sforcimeve të prerjes dhe lëvizjes. Frekuenca e ndërprerjes së fitimit dhe shpejtësia maksimale e goditjes së sinjalit të daljes. 101
Shembuj të ndërtimit të qarqeve analoge në amplifikatorë operativë (përforcues invertues dhe jo-invertues, përsëritës, grumbullues, zbritës, integrues, diferencues, filtra kalimtarë të lartë dhe të ulët, filtra brezash dhe notash, rrotullues, konvertues të tensionit të rrymës, ndreqës të saktë, organe zero , rele elektronike, ndreqës, etj.). Aplikimi OU në robotikë dhe sistemet e kontrollit. 105
Formuesit dhe gjeneruesit e sinjaleve të pulsit në op-amp. Krahasuesit, Schmitt shkakton. Gjeneratorët e tensionit linear në op-amp .. 108
Përforcues fuqie. Mënyrat e funksionimit të fazave amplifikuese (aktive, inverse, ndërprerje, ngopje) dhe aplikimi i tyre. Përforcues fuqie me një skaj. Transformatori shtytës dhe amplifikatorët e fuqisë pa transformator. Fazat e daljes janë plotësuese dhe bazohen në transistorë me të njëjtën përçueshmëri. Invertorët e fazës. Lidhja kapacitore dhe galvanike me ngarkesën. Shtrembërimi harmonik në amplifikatorët e fuqisë dhe metodat për reduktimin e tyre. Mënyrat e funksionimit të klasës A, B, AB, C, D, analiza krahasuese dhe fushat e tyre të aplikimit. Metodat për vendosjen e tensionit të paragjykimit dhe stabilizimit të temperaturës. Ndezja e tranzistorëve sipas qarqeve Darlington dhe Shiklai. Rezistenca termike. Sigurimi i kushteve termike të fazave të daljes në DC dhe DCBT. 112
Oscilatorë harmonikë. Kushtet e vetë-ngacmimit të gjeneratorëve (balanca fazore dhe ekuilibri i amplitudës). Autogjeneratorë. Stabilizimi i frekuencës dhe amplitudës në oshilatorë. Multivibratorë. Metodat dhe mjetet e ndërtimit. Multivibratorë op-amp simetrik dhe asimetrik. Parimi i funksionimit dhe diagramet e kohës së punës. 114
Filtra aktivë dhe pasivë. Filtra me kalim të lartë (HPF) dhe filtra me kalim të ulët (LPF). Bandpass dhe notch (pengim), filtra LC dhe RC. Gjerësia e brezit, brezi i ndalimit, faktori i cilësisë, dobësimi, pjerrësia në seksionin e tranzicionit. Filtra Butterworth, Bessel, Chebyshev, etj Avantazhet dhe disavantazhet. Filtri Salen dhe Kay. Filtër reagimi paralel, filtër universal dhe biquad, rrotullues. 117
Modulimi. Llojet e modulimit: amplituda, frekuenca, faza. Avantazhet, disavantazhet. Llojet e modulimit të pulsit: amplituda e pulsit (AIM), kodi i pulsit (CMM), gjerësia e pulsit (PWM), pulsi i fazës (PPM). Zonat e përdorimit. Diagrami bllok i një furnizimi me energji komutuese. 117
Konvertuesit e tensionit kyç. Drejtkëndëshe dhe rezonante. Me një goditje dhe dy goditje. Me lidhjen përpara dhe të kundërt të diodës. Urë, gjysmë urë, me një mes. I pavarur dhe i emocionuar nga vetja. Transistor dhe tiristor. Karakteristikat e përdorimit dhe shtrirja. 117
Bazat logjike të pajisjeve dhe kompjuterëve dixhitalë. Variablat binare dhe funksionet komutuese, funksionet bazë logjike, ligjet bazë të algjebrës logjike, format e paraqitjes dhe minimizimit të funksioneve komutuese. 117
Baza elementare e mikroqarqeve dixhitale. Elementet logjike DHE, OSE, JO në dioda, transistorë bipolarë dhe me efekt në terren. Elementet bazë logjike të diodës-tranzistorit, tranzitorit-tranzistorit, logjikës së çiftuar emetues. Elemente logjike të bazuara në të njëjtin lloj dhe transistorë MOS plotësues. Porta logjike me tre gjendje daljeje. Mikroqarqet e hapura të kolektorit. Përdorimi i kombinuar i mikroqarqeve të serive të ndryshme. 117
Shkaktarët integralë. Shkaktarët asinkronë dhe sinkronë. RS-, JK-, D- dhe T-shkaktues. Parimi i funksionimit, diagramet strukturore dhe skematike, diagramet e kohës së funksionimit të qarqeve të këmbëzës, parametrat e tyre kryesorë. Përdorimi i qarqeve të ndezjes për të krijuar sisteme kontrolli dixhital. 117
Numëruesit e impulseve. Numëruesit binare dhe numëruesit me një faktor numërimi arbitrar. Parimi i funksionimit, diagramet strukturore dhe skematike, diagramet e kohës së funksionimit të sporteleve, parametrat kryesorë të tyre. Varietetet e njehsorëve, veçanërisht përdorimi i njehsorëve gjatë krijimit të sistemeve të kontrollit dixhital. 117
Regjistrat. Regjistrat paralelë, serikë dhe paralelë-serikë. Diagramet strukturore, veçoritë e punës dhe parametrat bazë të regjistrave të llojeve të ndryshme. Aplikimi i regjistrave në sistemet e kontrollit dixhital. 117
Mbajtësit binare. Mbajtësit binare njëbitësh. Mbledhës paralelë shumëshifrorë. Diagramet strukturore, veçoritë e punës. Cilësimet kryesore. 117
Roli i elektronikës në krijimin e sistemeve të kontrollit të integruar për makinat dhe mekanizmat. Aspekti socio-ekonomik i krijimit, zhvillimit të prodhimit dhe përdorimit efektiv të teknologjisë elektronike në ekonominë kombëtare
Elektronikë është një fushë e shkencës dhe teknologjisë, e angazhuar në zhvillimin dhe projektimin e pajisjeve që përdorin lëvizjen e grimcave të ngarkuara në vakum, gaze dhe trupa të ngurtë (kryesisht në gjysmëpërçues), dhe krijimin e pajisjeve të bazuara në to. Kjo është një shkencë që po zhvillohet me shpejtësi që nga fillimi i shekullit të njëzetë dhe ka një ndikim të madh në zhvillimin e qytetërimit.
Fillimi i zhvillimit të elektronikës (tubat vakum: diodë në 1903, triodë në 1905) lidhet ngushtë me nevojën për zhvillimin e komunikimeve dhe, mbi të gjitha, komunikimeve radiofonike. Mund të theksohet se deri në vitin 1939 zhvillimi i tubave dhe qarqeve elektronike u shoqërua me përdorimin e tyre kryesisht për nevojat e transmetimit radiofonik, i cili në atë kohë ishte konsumatori më i rëndësishëm i elektronikës. Gjatë kësaj periudhe, shumica e tubave elektronikë të njohur aktualisht, dhe qarqeve bazë elektronike, përdoren ende në modifikime të ndryshme.
Elektronika industriale, që merret me përdorimin e komponentëve dhe qarqeve elektronike në industri, është shumë më e re si fushë e teknologjisë. Përpjekjet e para për të përdorur qarqet e llambave në industri, kryesisht në instalimet matëse, datojnë në vitet tridhjetë të shekullit të kaluar. Megjithatë, ato nuk dhanë rezultate të mira për shkak të brishtësisë, masës së madhe dhe dimensioneve të tubave elektronikë, megjithëse karakteristikat e tjera të këtyre pajisjeve ishin të kënaqshme. Rezultatet e këtyre eksperimenteve të hershme u përdorën në një shkallë të gjerë vetëm gjatë Luftës së Dytë Botërore, kur nevojat e rritura të prodhimit duhej të plotësoheshin përballë mungesës së ndjeshme të fuqisë punëtore. Automatizimi i prodhimit, prezantimi i të cilit filloi në atë kohë, nuk mund të kryhej pa pajisje elektronike. Qarqet elektronike janë provuar gjithashtu të jenë të domosdoshëm në disa instalime matëse dhe kontrolli.
Zhvillimi i elektronikës industriale u përshpejtua ndjeshëm në periudhën e pasluftës, veçanërisht pas përdorimit të gjerë të pajisjeve gjysmëpërçuese në vitet pesëdhjetë (1947 - shfaqja e transistorit të parë). Me ardhjen e pajisjeve gjysmëpërçuese, u bë i mundur një miniaturizim i konsiderueshëm i pajisjeve dhe një ulje e konsumit të energjisë së tyre, një rritje e kohës së funksionimit, etj.
Vitet e fundit, janë identifikuar fushat kryesore të mëposhtme të aplikimit të qarqeve elektronike në industri:
· Pajisjet për matjen e madhësive të ndryshme fizike, elektrike dhe jo elektrike;
· Aparatet për studimin e materialeve, si metalet, me metoda elektrike dhe magnetike pa asgjësimin e tyre;
· Pajisjet për rregullimin dhe kontrollin automatik të proceseve apo instalimeve industriale të ndryshme, si dhe për menaxhimin e objekteve të ndryshme të ekonomisë;
· Instalime televizive industriale që përdoren për të kontrolluar dhe monitoruar objekte ose procese të ndryshme;
· Pajisjet ndihmëse të përdorura në disa procese teknologjike, për shembull, proceset termike (ngrohja me rryma me frekuencë të lartë) ose të shkaktuara nga rrezatimi ultrasonik (koagulimi, përpunimi, pastrimi i sipërfaqeve, etj.).
Gjatë matjes së sasive elektrike, kërkohen qarqe elektronike në rastet kur efektet elektrike janë aq të parëndësishme sa është e pamundur të hetohen ato duke përdorur metoda klasike. Kjo ndodh, për shembull, kur matni rryma dhe tensione të ulëta, ndryshime të vogla në kapacitet, etj., nëse ndjeshmëria e voltmetrave, ampermetrave ose urave konvencionale është e pamjaftueshme për matje. Në këtë rast, është e nevojshme të përforcohet vlera e matur në vlerën e regjistruar me metoda konvencionale. Probleme të ngjashme lindin shpesh gjatë matjes së sasive jo elektrike me metoda elektrike, kur sinjalet që ndodhin në transduktorin matës primar janë të papërfillshme. Në këtë rast, përforcimi bëhet duke përdorur qarqe elektronike.
Pajisjet elektronike kanë gjithashtu një rëndësi të madhe për studimin e vetive të materialeve me metoda të ndryshme. Shumë nga këto metoda bazohen në marrëdhënien midis vetive mekanike dhe elektrike ose magnetike të materialeve në studim. Studimi i një materiali mund të reduktohet në matjen e karakteristikave të tij me një metodë magnetike ose elektrike, gjë që është shumë e përshtatshme, pasi një matje e tillë është e lehtë për t'u kryer, mund të automatizohet, etj. Në këtë rast, studimi nuk çon deri në shkatërrimin ose dëmtimin e produktit. Kjo është shumë e rëndësishme, pasi studimet që çojnë në shkatërrimin e kampionit të provës, për shembull këputje, mund të kryhen vetëm në disa kopje të grupit të prodhuar të produkteve. Prandaj, në këtë rast, rezultatet e matjes janë të rastësishme dhe nuk japin besim të plotë në cilësinë e produkteve që nuk janë testuar. Metodat e provës jo-shkatërruese janë më të besueshme sepse ato mund të aplikohen në të gjithë grupin e prodhuar, domethënë për të kontrolluar çdo artikull të prodhuar.
Kontrolli dhe monitorimi automatik i proceseve teknologjike janë tashmë një nga tiparet më karakteristike të zhvillimit të shpejtë të teknologjisë. Në këtë fushë të re teknologjike me zhvillim të shpejtë, pajisjet elektronike janë një element shumë i rëndësishëm dhe shpesh i domosdoshëm, nga vetitë e të cilave varet funksionimi me cilësi të lartë i të gjithë sistemit të rregulluar. Përparimet më të fundit në automatizimin që lidhen me përdorimin e kompjuterëve elektronikë nuk do të ishin të mundura pa qarqet elektronike në nivelin aktual të zhvillimit të teknologjisë. Lidhja e ngushtë midis automatizimit dhe elektronikës përcakton përparimin e duhur të të dyja këtyre fushave të teknologjisë.
Elektronika është gjithashtu e lidhur ngushtë me disa procese industriale, në të cilat pajisjet elektronike zakonisht përdoren si burime të rrymave me frekuencë të lartë. Këto janë procese ngrohjeje me frekuencë të lartë, si dhe procese që lidhen me rrezatimin me ultratinguj me fuqi të lartë. Qarku elektronik në një pajisje të tillë shërben për të krijuar rryma me frekuencë të lartë të fuqisë së kërkuar, dhe për këtë arsye, lidhet vetëm në mënyrë indirekte me këtë proces teknologjik, megjithatë është i detyrueshëm.
Pajisjet televizive mund të transmetojnë imazhin e çdo objekti industrial në një distancë arbitrare, për shembull, te një dispeçer ose te personeli i shërbimit. Televizioni industrial luan një rol të rëndësishëm ku, për shkak të kushteve të punës, vëzhgimi i drejtpërdrejtë është i pamundur, për shembull, në një atmosferë të helmuar, në zona me nivel të lartë rrezatimi (reaktorë bërthamorë), etj.
Robotika si një drejtim i ri shkencor dhe teknik u ngrit si rezultat i përparimit të jashtëzakonshëm në zhvillimin e teknologjisë kompjuterike dhe mekanikës. Robotët përfaqësojnë një klasë të re makinash që kryejnë njëkohësisht funksionet e punëtorëve dhe makinerive të informacionit.
Shfaqja e robotikës nxitet nga nevojat e një shoqërie në zhvillim. Nevojat gjithnjë në rritje të popullsisë mund të plotësohen vetëm në bazë të rritjes së mëtejshme të produktivitetit të punës. Rezerva më e rëndësishme për këtë rritje përballë mungesës së burimeve të punës është mekanizimi gjithëpërfshirës dhe automatizimi i prodhimit. Sukseset e mëdha në automatizimin e inxhinierisë mekanike në prodhimin masiv dhe në shkallë të gjerë bazuar në përdorimin e pajisjeve automatike të pa riprogramueshme bënë të mundur marrjen e produktivitetit të lartë të punës me një kosto minimale të prodhimit. Megjithatë, 70% e produkteve moderne të inxhinierisë mekanike prodhohen në seri të vogla dhe të mesme. Në këto kushte, mjetet tradicionale të automatizimit nuk mund të zbatohen dhe fleksibiliteti i kërkuar i prodhimit arrihet përmes përdorimit të punës manuale.
Diferencimi i procesit të prodhimit në një seri operacionesh të thjeshta të përsëritura çoi në veprime monotone, të lodhshme të punës të kryera nga njerëzit në linjën e montimit. Puna pa përmbajtje krijuese, monotone, kërcënuese për jetën, duhet të jetë pjesa e madhe e robotëve.
Çfarë është një robot, cila është përmbajtja shkencore dhe teknike e këtij termi? Ka shumë përkufizime të konceptit të "robotit". Analiza e tyre tregon se vetitë thelbësore të një roboti përfshijnë antropomorfizmin e tij (asimilimi me një njeri) kur ndërvepron me mjedisin: universaliteti, prania e elementeve të inteligjencës, aftësia për të mësuar, prania e kujtesës, aftësia për të lundruar në mënyrë të pavarur në mjedisi etj. Bazuar në këto veti, formulohet përkufizimi i mëposhtëm. Një robot është një makinë automatike e krijuar për të riprodhuar funksionet motorike dhe mendore të një personi, si dhe i pajisur me aftësinë për t'u përshtatur dhe mësuar në procesin e ndërveprimit me mjedisin e jashtëm. Ky është një lloj i ri i makinës automatike. Automatet konvencionale janë krijuar për të kryer të njëjtin operacion disa herë. Shembuj tipikë janë makinat automatike, këmbyesit e monedhave, makinat shitëse të biletave, gazetat, etj. Në të kundërt, robotët janë sisteme universale me shumë qëllime; ata janë në gjendje jo vetëm të kryejnë shumë operacione të ndryshme, por edhe të rikualifikohen shpejt nga një operacion në tjetrin.
Robotët përdoren më gjerësisht në industri dhe mbi të gjitha në inxhinieri mekanike. Këta robotë quhen robotë industrialë.
Duhet të theksohen përparësitë e mëposhtme.
Përmirësimi i sigurisë në punë është një nga prioritetet kryesore për robotët. Dihet se pjesa më e madhe e aksidenteve industriale shkaktohen nga lëndimet e duarve, veçanërisht gjatë operacioneve të ngarkim-shkarkimit. Përdorimi i robotëve bën të mundur përmirësimin e kushteve të punës potencialisht të rrezikshme për shëndetin e njeriut: në shkritore, në prani të materialeve radioaktive, kimikateve të dëmshme, në përpunimin e pambukut, asbestit, etj.
Kur përdorni robotë, ndodh një intensifikim i procesit të punës, një rritje e produktivitetit të punës, stabilizimi i saj gjatë ndërrimit, një rritje në raportin e ndërrimit të pajisjeve kryesore teknologjike, gjë që përmirëson treguesit teknikë dhe ekonomikë të prodhimit. Cilësia e produkteve është përmirësuar. Kështu, për shembull, cilësia e shtresës së salduar përmirësohet për shkak të respektimit të rreptë të regjimit teknologjik. Humbjet e reduktuara nga refuzimet që lidhen me gabimet e operatorit. Kursimet materiale janë gjithashtu të mundshme. Për shembull, kur punëtorët lyejnë një makinë, vetëm 30% e bojës shkon drejtpërdrejt në makinë, pjesa tjetër merret nga ajrimi i vendit të punës. Me përdorimin e robotëve krijohen industri dhe procese teknologjike thelbësisht të reja që reduktojnë maksimalisht efektet negative te njerëzit.
Sidoqoftë, efektiviteti i përdorimit të robotit manifestohet vetëm me organizimin e saktë të ndërveprimit të tij me pajisjet e servisuara dhe mjedisin e jashtëm. Detyra e robotikës nuk është vetëm të krijojë robotë, por edhe të organizojë objekte prodhimi plotësisht të automatizuara.
Futja e robotëve në prodhim është e mbushur me vështirësi të caktuara.
Robotët janë ende shumë të shtrenjtë dhe jo gjithmonë mjaftueshëm efikas. Një robot industrial nuk është gjithmonë në gjendje të zëvendësojë plotësisht një punëtor që mirëmban pajisje teknologjike ose kryen një operacion teknologjik, por vetëm mund ta çlirojë atë nga puna fizike monotone, duke ndryshuar natyrën dhe përmbajtjen e tij, duke e afruar atë me punën e një rregulluesi.
Faktorët kryesorë të efikasitetit ekonomik të robotëve që merren parasysh në llogaritjen e tij janë industrial dhe social. Kjo veçori i dallon robotët nga variantet e tjera të teknologjisë së re, në lidhje me të cilën është zhvilluar një metodë e veçantë ndërsektoriale për vlerësimin e efikasitetit ekonomik të krijimit dhe përdorimit të tyre.
Konceptet themelore të teknologjisë elektronike.
Burimi i tensionit
Një burim energjie elektrike, i cili ka një tension konstant në terminalet e tij të jashtëm, pavarësisht nga rryma e konsumuar nga ky burim.
r- rezistenca e brendshme e gjeneratorit
R- rezistencë ndaj ngarkesës
E- Gjenerator EMF
U = E - I r
Kjo arrihet kur rezistenca e brendshme e burimit është afër 0 ose në mënyrë të pakrahasueshme e vogël në krahasim me rezistencën e ngarkesës (kushte ideale r = 0). R >> r
Zakonisht, për furnizimin me energji elektrike të pajisjeve elektronike, për të vendosur mënyra të vazhdueshme të funksionimit, ata marrin R = 10r.
Burimi i energjisë
Një burim i energjisë elektrike që jep një rrymë konstante në qarkun e jashtëm, pavarësisht nga rezistenca e ngarkesës. Kjo është e mundur kur rezistenca e ngarkesës së jashtme është e papërfillshme në krahasim me rezistencën e brendshme të burimit.
Përdoret si ngarkesë kolektori: ( kU = Rк / (Re + re0); Rk = ΔU / ΔI; dhe në qarkun e emetuesit të fazave diferenciale. Përdoret gjithashtu në elektrokimi.
Përputhja e burimit me ngarkesën:
fuqia maksimale i ndahet ngarkesës nëse rezistenca e saj është e barabartë me atë të burimit.
R = r => Pn = Pmax
Ato përdoren në transmetues për të marrë fuqinë maksimale dhe në qarqet me frekuencë të lartë për të marrë reflektim minimal të valës nga ngarkesa.
Elementet pasive
(rezistorët, kondensatorët, induktorët) janë paraqitur në diagrame në formën e një rezistence rezistente. R, kontejnerë C, induktiviteti L.
Elektronikë(teknologjitë elektronike) - shkenca e ndërveprimit të elektroneve me fushat elektromagnetike, e bazuar në teorinë elektronike¹, dhe në metodat e krijimit të pajisjeve dhe pajisjeve elektronike në të cilat ky ndërveprim përdoret për konvertimin e energjisë elektromagnetike, kryesisht për transmetimin, përpunimin dhe ruajtjen. të informacionit. Në bazë të elektronikës, industria elektronike zhvillon dhe prodhon pajisje elektronike, kompjuterë dhe një gamë të gjerë produktesh të tjera të përdorura në të gjitha fushat e shkencës, teknologjisë dhe veprimtarisë moderne njerëzore.
Historia e shfaqjes dhe zhvillimit të elektronikës
Sfondi - shpikja e telefonit, gramafonit, kinemasë
Përpjekjet për të krijuar një telefon datojnë në gjysmën e dytë të shekullit të kaluar. Me zhvillimin e teorisë së energjisë elektrike, në veçanti të teorisë së elektromagnetizmit, u krijua baza shkencore për shpikjen e saj. Në vitin 1837, amerikani C. Peidus vërtetoi se një shirit magnetik mund të lëshojë një tingull nëse i nënshtrohet kthimit të shpejtë të magnetizimit. Në 1849-1854. Zv/inspektori i Paris Telegraph Charles Bourseul formuloi teorikisht parimin e aparatit telefonik. Shembulli i parë i një telefoni ishte një pajisje e projektuar nga fizikani gjerman Philip Reis në 1861 (Fig. 1).
Oriz. 1. Telefon i fluturimit (1861).
Telefoni i Reis përbëhej nga dy pjesë: një aparat transmetues dhe marrës, veprimi i të cilit ishte i ndërlidhur. Në aparatin transmetues, gjatë transmetimit, ndodhte një hapje dhe mbyllje periodike e qarkut të rrymës, e cila në aparatin marrës korrespondonte me dridhjen e një shufre metalike që riprodhonte zërin. Me ndihmën e aparatit Reis ishte e mundur të transmetohej mirë muzika, por transmetimi i fjalës ishte i vështirë.
Në vitin 1876, tekniku amerikan A. Bell (1847-1922), me origjinë nga Skocia, krijoi dizajnin e parë të kënaqshëm të telefonit. Në të njëjtin vit, ai mori një patentë për shpikjen e tij (Fig. 2).
Oriz. 2. Telefoni A. Bell (1876).
Celularët e Bell-it, megjithatë, mund të transmetonin mirë të folurin vetëm në një distancë relativisht të shkurtër dhe, përveç kësaj, kishin një sërë disavantazhesh të tjera që e bënin të pamundur përdorimin e tyre në praktikë. Në këtë kohë, ideja e krijimit të një telefoni ishte përhapur shumë gjerësisht. Në SHBA, për shembull, në vitet '70 u morën mbi 30 patenta për aparate telefonike. E njëjta gjë ishte edhe në Evropë.
Shumë shpikës kanë punuar në përmirësimin e telefonit. Përmirësimet më të rëndësishme të telefonit në 1878 u bënë në mënyrë të pavarur nga anglezi D. Hughes (1831-1900) dhe amerikani T. Edison. Ata shpikën pjesën më të rëndësishme të telefonit - mikrofonin. Mikrofoni Hughes - Edison ishte vetëm një transmetues që perceptonte dridhjet e zërit dhe përforconte rrymën induktive në spiralen e telefonit të Bell-it. Me shpikjen e mikrofonit, u bë e mundur të flitej në distanca të gjata dhe zëri në telefon ishte më i qartë. Pastaj Edison sugjeroi përdorimin e një spirale induksioni në telefon. Me futjen e tij në telefon, dizajni i tij në thelb përfundoi. Puna e mëtejshme e një numri shpikësish në vende të ndryshme u kufizua në përmirësimin e modeleve ekzistuese.
Telefoni, ndryshe nga shpikjet e tjera të fundit teknike, shumë shpejt u bë i zakonshëm pothuajse në të gjitha vendet. Centrali i parë telefonik urban u vu në funksion në Shtetet e Bashkuara në 1878 në Nõo Havana. Në 1879, rrjetet telefonike ishin tashmë në 20 qytete në Shtetet e Bashkuara. Bursa e parë telefonike në Paris u hap në 1879, në Berlin në 1881.
Pionieri i telefonisë në Rusi ishte inxhinieri P. M. Golubitsky (1845-1911), i cili bëri shumë përmirësime të rëndësishme në hartimin e telefonit. Në 1878 Golubitsky ndërtoi serinë e parë të telefonave me shumë pole. Ai gjithashtu vërtetoi se telefonat mund të funksionojnë në një distancë deri në 350 km.
Në 1881, në Rusi u krijua një shoqëri aksionare ruse "për pajisjen dhe funksionimin e komunikimeve telefonike në qytete të ndryshme të Perandorisë Ruse". Linjat e para telefonike në Rusi u ndërtuan në 1881 njëkohësisht në pesë qytete - Petersburg, Moskë, Varshavë, Riga dhe Odessa. Shpikja më interesante e kësaj periudhe ishte gramafon, një aparat për regjistrimin dhe riprodhimin e zërit. Kjo pajisje, e shpikur në vitin 1877 nga Edison, kishte aftësinë të ruante, dhe më pas të riprodhonte dhe të përsëriste në çdo kohë dridhjet e zërit të regjistruara në të, të shkaktuara më herët nga zëri i njeriut, instrumentet muzikore etj. (Fig. 3).
Oriz. 3. Fonograf T.A. Edison, (1877)
Pajisja dhe parimi i funksionimit të gramafonit janë si më poshtë. Dridhjet e zërit në një gramafon transmetoheshin nga një pllakë xhami ose mikë shumë e hollë dhe me ndihmën e një gjilpëre shkrimi të ngjitur në të (prerëse me majë safiri), ato u transferuan në sipërfaqen e një rul rrotullues të mbështjellë me letër kallaji. ose i mbuluar me një shtresë të veçantë dylli. Gjilpëra e shkrimit lidhej me një membranë që merrte ose lëshonte dridhje të zërit. Boshti i rrotullës së gramafonit kishte një fije, dhe për këtë arsye, me çdo rrotullim, ruli zhvendosej përgjatë boshtit të rrotullimit me të njëjtën sasi. Si rezultat, gjilpëra e shkrimit shtypi brazdë spirale në shtresën e dyllit. Kur lëvizte përgjatë kësaj brazdë, gjilpëra dhe membrana e lidhur me të bënë dridhje mekanike, duke riprodhuar tingujt e regjistruar. Në bazë të gramafonit, atëherë u ngritën gramafoni dhe pajisjet e tjera të përdorura në regjistrimin mekanik të zërit.
Në vitet '90 të shekullit XIX. shfaqet kinematografia, duke ndërthurur një sërë shpikjesh dhe zbulimesh që bënë të mundur kryerjen e proceseve bazë të nevojshme për riprodhimin e lëvizjes së fotografuar. Paraardhësit më të afërt të kinematografisë, të cilët bënë të mundur kryerjen e procesit të kinematografisë, ishin "aparati për analizimin e fenomeneve stroboskopike" nga shpikësi rus Timchenko (1893), i cili kombinoi projeksionin në një ekran me ndryshimin e përhershëm të imazheve, një kronofotograf. i fiziologut francez J. Demeny, i cili kombinoi kronofotografinë në film dhe projeksionin në një ekran (1894), si dhe "show freak" i krijuar nga shpikësi amerikan W. Latham në 1895, i cili kombinoi kronofotografinë me projeksionin në ekran, dhe shpikje të tjera.
Aparati, i cili kombinonte të gjithë elementët bazë të kinematografisë, u shpik për herë të parë në Francë nga Louis J. Lumière (1864-1948). Në 1895, së bashku me vëllain e tij Auguste, ai zhvilloi dizajnin e një aparati fotografik. Lumiere e quajti shpikjen e tij kinematografi. Një demonstrim eksperimental i një filmi të xhiruar në film duke përdorur këtë aparat u zhvillua në mars 1895 dhe në dhjetor të po atij viti filloi të funksionojë kinemaja e parë në Paris. Në vitet '90, kinemaja u shfaq në vende të tjera, dhe pothuajse çdo vend evropian kishte shpikësin e vet të këtij aparati. Në Gjermani, pionierët e kinematografisë ishin M. Skladanovsky (1895) dhe O. Mester (1896); në Angli - R. Pole (1896); në Rusi - A. Samarsky (1896) dhe I. Akimov (1896); në SHBA - F. Jenkinson (1897) dhe T. Armat (1897).
Një nga zbulimet më të mëdha në fushën e teknologjisë ishte shpikja e radios. Nderi i shpikjes së tij i takon shkencëtarit të madh rus A. S. Popov (1859-1906). Në vitin 1886, shkencëtari gjerman G. Hertz (1857-1894) ishte i pari që provoi eksperimentalisht faktin e rrezatimit të valëve elektromagnetike. Ai zbuloi se valët elektromagnetike u binden të njëjtave ligje bazë si valët e dritës. Në fund të viteve '90, N. Tesla në Evropë dhe Amerikë lexoi një sërë raportesh, të shoqëruara me demonstrim eksperimentesh. Ai ngacmonte valët e gjata me gjeneratorë me frekuencë të lartë, ndezi llambat dhe dërgoi sinjale në një distancë. Tesla parashikoi me besim mundësinë e përdorimit të këtyre valëve për telefoni dhe madje edhe për transmetimin e energjisë elektrike. Në vitin 1889, Popov, ndërsa punonte në fushën e studimit të lëkundjeve elektromagnetike, ishte i pari që shprehu idenë e mundësisë së përdorimit të valëve elektromagnetike për të transmetuar sinjale në një distancë.
Më 7 maj 1895, AS Popov në një takim të Shoqatës Ruse të Fizikës dhe Matematikës në Shën Petersburg për herë të parë demonstroi një marrës radioje. Në punën e tij për rritjen e ndjeshmërisë së instrumenteve për zbulimin e lëkundjeve elektromagnetike, Popov ndoqi rrugën e tij origjinale. Ai ishte i pari që përdori një antenë dhe, duke parë papërsosmërinë e vibratorëve si burim të valëve elektromagnetike, ai përshtati marrësin për të regjistruar shkarkimet e rrufesë të elektricitetit atmosferik. Marrësi i radios, i shpikur nga Popov, u emërua prej tij një detektor rrufeje (Fig. 4).
Oriz. 4. Marrës radio A.S. Popov (1895).
Pajisja e detektorit të rrufesë u reduktua në sa vijon: një tub me fije metalike dhe një stafetë u përfshi në qarkun e baterisë. Në kushte normale, rryma në spiralen e stafetës ishte e dobët dhe armatura e stafetës nuk tërhiqej. Por gjatë një stuhie, shkarkimet e rrufesë shkaktuan shfaqjen e valëve elektromagnetike. Kjo çoi në faktin se rezistenca e tallashit në tub ra dhe stafeta funksionoi, duke lidhur një zile elektrike, e cila jepte një sinjal për ardhjen e valëve elektromagnetike. Detektori i rrufesë i Popov bëri të mundur marrjen e valëve të radios në një distancë prej disa kilometrash. Raporti i A.S. Popov në maj 1895 u botua i plotë në numrin e janarit të "Revistës së Shoqërisë Fizike Kimike Ruse" nën titullin "Instrumenti për zbulimin dhe regjistrimin e lëkundjeve elektrike". Më pas ky raport u botua në vitin 1896 në revistën "Electricity" dhe në revistën "Buletini Meteorologjik". Si rezultat i eksperimenteve të shumta, më 24 mars 1896, Popov kreu transmetimin e parë radiotelegraf në botë. Raporti i tij në Shoqërinë Fizikokimike u shoqërua me punën e një detektori rrufeje, i cili merrte sinjale telegrafike në një distancë prej 250 m. Në transmetim u përdorën antenat transmetuese dhe marrëse. Në 1897 Popov vendosi komunikim midis anijeve "Afrika" dhe "Evropa" në një distancë prej 5 km. Dhe në vjeshtën e vitit 1899, ndërsa shpëtoi luftanijen gjeneral-admiral Apraksin, i cili kishte kapërcyer gurët, A.S. Popov vendosi komunikim të përhershëm radiotelegrafik në një distancë prej më shumë se 46 km. AS Popov nuk publikoi një raport të detajuar mbi eksperimentet e tij. Departamenti ushtarak rus ofroi klasifikimin e këtyre veprave. Një vit pas raportit të parë të Popovit dhe dy muaj pas raportit të tij të dytë, më 1897, italiani G. Marconi mori një patentë në Angli për një pajisje për telegrafinë pa tela. Nga përshkrimi është e qartë se radio Marconi u riprodhua shumë nga afër nga detektori i rrufesë A.S. Popov. Në 1897, në Angli u krijua një shoqëri aksionare e veçantë për të shfrytëzuar shpikjen e Marconit. Fati i Popovit dhe Marconit ishte i ndryshëm. Ndërsa Marconi, pasi kishte marrë mbështetje financiare, ishte në gjendje të vendoste në një shkallë të gjerë punë për të përmirësuar pajisjet e radios, A.S. Popov duhej të punonte në kushte shumë të vështira. U ndanë pak fonde për të përmirësuar shpikjen e tij të zgjuar dhe rezultatet e punës së tij nuk u mbuluan me zor në shtyp. Inxhinieria radiofonike, themelet e së cilës u hodhën nga veprat e A.S. Popov, filloi të zhvillohet veçanërisht me shpejtësi pas Luftës së Parë Botërore, gjatë së cilës komunikimi radio u bë forma më e rëndësishme e komunikimit në ushtri dhe marinë. Radio atëherë u përdor gjerësisht për qëllime civile. Këto degë të teknologjisë në periudhën në shqyrtim nuk kishin një rëndësi të madhe, por, megjithë rolin e tyre të parëndësishëm, ato ishin kulmi i përparimit teknik të fundit të shekullit XIX - fillimit të shekullit të 20-të. dhe u bënë pikat fillestare të përparimit teknologjik në epokën moderne.
Elektronikë filloi në fillim të shekullit të 20-të. pas krijimit të themeleve të elektrodinamikës (1856-73), studimit të vetive të emetimit termionik (1882-1901), emetimit të fotoelektronit (1887-1905), rrezeve X (1895-97), zbulimit të elektronit. (JJ Thomson, 1897), krijimi i teorisë elektronike (1892-1909). Zhvillimi i elektronikës filloi me shpikjen e diodës së llambës (J. A. Fleming, 1904), llambës me tre elektroda, triodës (L. de Forest, 1906); përdorimi i një triodi për të gjeneruar lëkundje elektrike (inxhinieri gjerman A. Meissner, 1913); zhvillimi i llambave të fuqishme të gjeneratorëve me ftohje me ujë (MA Bonch-Bruevich, 1919-25) për transmetuesit radio të përdorura në sistemet e komunikimit dhe transmetimit të radios në distanca të gjata.
Fotocelat me vakum (modeli eksperimental u krijua nga A.G. Stoletov, 1888; dizajne industriale - nga shkencëtarët gjermanë J. Elster dhe G. Heitel, 1910); tubat fotoshumësues - me një fazë (PV Timofeev, 1928) dhe me shumë faza (LA Kubetsky, 1930) - bënë të mundur krijimin e filmave me zë, shërbyen si bazë për zhvillimin e tubave televizivë transmetues: një vidikon (ideja u propozua në 1925 nga AA Chernyshev), një ikonoskop (S.I.Kataev dhe në mënyrë të pavarur V.K.Zvorykin, 1931-32), një superikonoskop (P.V. Timofeev, P.V. Shmakov, 1933), një superortikon (një shënjestër e dyanshme për një shkencëtar të tillë G.V. Braude në 1939; superortikoni i parë u përshkrua nga shkencëtarët amerikanë A. Rose, P. Weimer dhe H. Lowe në 1946) dhe të tjerë.
Krijimi i një magnetron me shumë rezonatorë (N.F. Alekseev dhe D.E. Malyarov, nën udhëheqjen e M.A. Kovalenko, 1940) shërbeu si bazë për zhvillimin e radarit në intervalin e gjatësisë së valës centimetra; transit klystrons (ideja u propozua në 1932 nga DA Rozhansky, e zhvilluar në 1935 nga fizikani sovjetik AN Arsenyeva dhe fizikani gjerman O. Heil, zbatuar në 1938 nga fizikantët amerikanë R. dhe Z. Varian dhe të tjerë) dhe valë udhëtuese. llambat (Shkencëtari amerikan R. Kompfner, 1943) siguruan zhvillimin e mëtejshëm të sistemeve të komunikimit me radio stafetë, përshpejtuesit e grimcave dhe kontribuan në krijimin e sistemeve të komunikimit hapësinor. Njëkohësisht me zhvillimin e pajisjeve elektronike vakum, u krijuan dhe u përmirësuan pajisjet e shkarkimit të gazit (pajisjet jonike), për shembull, valvulat e merkurit, të cilat përdoren kryesisht për shndërrimin e rrymës alternative në rrymë të vazhdueshme në instalimet e fuqishme industriale; thyratrons për formimin e impulseve të fuqishme të rrymës elektrike në pajisjet e teknologjisë së pulsit; burimet e dritës me shkarkimin e gazit.
Përdorimi i gjysmëpërçuesve kristalorë si detektorë për marrësit e radios (1900-05), krijimi i ndreqësve dhe fotocelave të bakrit dhe selenit (1920-1926), shpikja e kristadin (OV Losev, 1922), shpikja e tranzitorit (W. Shockley, W. Brattain, J. Bardeen, 1948) përcaktuan formimin dhe zhvillimin e elektronikës gjysmëpërçuese. Zhvillimi i një teknologjie planare të strukturave gjysmëpërçuese (fundi i viteve '50 - fillimi i viteve '60) dhe metodat për integrimin e shumë pajisjeve elementare (tranzistorë, dioda, kondensatorë, rezistorë) në një vaferë gjysmëpërçuese monokristaline çuan në krijimin e një drejtimi të ri në elektronikë - mikroelektronika(elektronikë integrale). Zhvillimet kryesore në fushën e elektronikës së integruar kanë për qëllim krijimin e qarqeve të integruara - pajisje elektronike mikrominiaturë (përforcues, konvertues, procesorë kompjuterikë, pajisje ruajtëse elektronike, etj.), të përbërë nga qindra e mijëra pajisje elektronike të vendosura në një kristal të vetëm gjysmëpërçues me një sipërfaqe prej disa mm 2. Mikroelektronika ka hapur mundësi të reja për zgjidhjen e problemeve të tilla si automatizimi i kontrollit të procesit teknologjik, përpunimi i informacionit, përmirësimi i teknologjisë kompjuterike, etj., të paraqitura nga zhvillimi i prodhimit shoqëror modern. Krijimi i gjeneratorëve kuantikë (N.G.Basov, A.M. Prokhorov dhe pavarësisht prej tyre C. standarde ultra të sakta të frekuencës kuantike.
Shkencëtarët sovjetikë kanë dhënë një kontribut të madh në zhvillimin e elektronikës. Hulumtimi themelor në fushën e fizikës dhe teknologjisë së pajisjeve elektronike u krye nga M. A. Bonch-Bruevich, L. I. Mandel'shtam, N. D. Papaleksi, S. A. Vekshinsky, A. A. Chernyshev, M. M. Bogoslovsky dhe shumë të tjerë .; mbi problemet e ngacmimit dhe transformimit të lëkundjeve elektrike, rrezatimit, përhapjes dhe marrjes së valëve të radios, ndërveprimin e tyre me transportuesit aktualë në vakum, gazra dhe trupa të ngurtë - B.A. Vvedensky, V.D. Kalmykov, A.L. Mints, A.A. Raspletin, M.V. Shuleikin dhe të tjerë; në fushën e fizikës së gjysmëpërçuesve -; lumineshenca dhe degët e tjera të optikës fizike - SI Vavilov; Teoria kuantike e rrezatimit të shpërndarjes së dritës, efekti fotoelektrik në metale - I.E. Tamm dhe shumë të tjerë.
Shkenca dhe Teknologjia Elektronike
Elektronika mbështetet në shumë degë të fizikës - elektrodinamika, mekanika klasike dhe kuantike, fizika e gjendjes së ngurtë, optika, termodinamika, si dhe kimia, kristalografia dhe shkenca të tjera. Duke përdorur rezultatet e këtyre dhe një sërë fushash të tjera të dijes, elektronika, nga njëra anë, vendos detyra të reja për shkencat e tjera, gjë që stimulon zhvillimin e tyre të mëtejshëm, nga ana tjetër, krijon pajisje dhe pajisje të reja elektronike dhe në këtë mënyrë pajis shkencën. me mjete dhe metoda kërkimore cilësisht të reja.
Elektronika është shkenca e metodave për krijimin e pajisjeve dhe pajisjeve elektronike në të cilat ky ndërveprim përdoret për të kthyer energjinë elektromagnetike. Llojet më karakteristike të transformimeve të energjisë elektromagnetike janë gjenerimi, amplifikimi dhe marrja e valëve elektromagnetike me frekuencë deri në 10 12 Hz, si dhe rrezet infra të kuqe, të dukshme, ultravjollcë dhe X (10 12 - 10 20 Hz). Konvertimi në frekuenca kaq të larta është i mundur për shkak të inercisë jashtëzakonisht të ulët të elektronit - grimca më e vogël e ngarkuar aktualisht e njohur. Në elektronikë, studiohen ndërveprimet e elektroneve me të dy makrofushat në hapësirën e punës të një pajisjeje elektronike dhe me mikrofushat brenda një atomi, molekule ose rrjete kristalore.
Detyrat e aplikuara të elektronikës: zhvillimi i pajisjeve dhe pajisjeve elektronike që kryejnë funksione të ndryshme në sistemet për konvertimin dhe transmetimin e informacionit, në sistemet e kontrollit, në teknologjinë kompjuterike, si dhe në pajisjet energjetike; zhvillimi i themeleve shkencore të teknologjisë për prodhimin e pajisjeve elektronike dhe teknologjisë duke përdorur procese dhe pajisje elektronike dhe jonike për fusha të ndryshme të shkencës dhe teknologjisë.
Elektronika ka luajtur një rol udhëheqës në revolucionin shkencor dhe teknologjik. Futja e pajisjeve elektronike në sfera të ndryshme të veprimtarisë njerëzore në një masë të madhe (shpesh vendimtare) kontribuoi në zhvillimin e suksesshëm të problemeve më komplekse shkencore dhe teknike, një rritje të produktivitetit të punës fizike dhe mendore dhe një përmirësim të gjendjes ekonomike. treguesit e prodhimit. Mbi bazën e arritjeve të elektronikës, ajo po zhvillon, prodhon pajisje elektronike për lloje të ndryshme komunikimi, automatizimi, televizioni, radari, teknologjia kompjuterike, sistemet e kontrollit të procesit, prodhimi i instrumenteve, si dhe pajisjet e ndriçimit, teknologjia infra të kuqe, rrezet X. teknologjisë dhe shumë të tjera.
Elektronika përfshin 3 fusha të kërkimit:
Çdo zonë ndahet në një numër seksionesh dhe një numër zonash. Seksioni bashkon komplekset e fenomeneve dhe proceseve fizike dhe kimike homogjene, të cilat kanë një rëndësi thelbësore për zhvillimin e shumë klasave të pajisjeve elektronike në këtë fushë. Drejtimi përfshin metodat e projektimit dhe llogaritjes së pajisjeve elektronike, të lidhura në parimet e funksionimit ose në funksionet që ato kryejnë, si dhe metodat e prodhimit të këtyre pajisjeve. Elektronika është në fazën e zhvillimit intensiv, karakterizohet nga shfaqja e zonave të reja dhe krijimi i drejtimeve të reja në zonat ekzistuese.
Teknologjia e pajisjes elektronike ... Dizajni dhe prodhimi i pajisjeve elektronike bazohet në përdorimin e një kombinimi të vetive të ndryshme të materialeve dhe proceseve fizike dhe kimike. Prandaj, është e nevojshme të kuptohen thellësisht proceset e përdorura dhe ndikimi i tyre në vetitë e pajisjeve, për të qenë në gjendje të kontrolloni me saktësi këto procese. Rëndësia e jashtëzakonshme e kërkimit fizik dhe kimik dhe zhvillimi i themeleve shkencore të teknologjisë në elektronikë i detyrohet, së pari, varësisë së vetive të pajisjeve elektronike nga prania e papastërtive në materiale dhe substanca të thithura në sipërfaqet e elementeve të punës së pajisjet, si dhe për përbërjen e gazit dhe shkallën e vakumit të mjedisit që rrethon këto pajisje. së dyti, - varësia e besueshmërisë dhe qëndrueshmërisë së pajisjeve elektronike nga shkalla e qëndrueshmërisë së lëndëve të para të përdorura dhe kontrollueshmëria e teknologjisë. Përparimet në teknologji shpesh i japin shtysë zhvillimit të drejtimeve të reja në elektronikë. Karakteristikat teknologjike të përbashkëta për të gjitha fushat e elektronikës janë kërkesa jashtëzakonisht të larta (në krahasim me degët e tjera të teknologjisë) për vetitë e lëndëve të para të përdorura në industrinë elektronike; shkalla e mbrojtjes së produkteve nga kontaminimi gjatë procesit të prodhimit; saktësia gjeometrike e prodhimit të pajisjeve elektronike. Përmbushja e të parës nga këto kërkesa shoqërohet me krijimin e shumë materialeve me pastërti ultra të lartë dhe përsosmëri strukturore, me veti fizike dhe kimike të paracaktuara - lidhje të veçanta të kristaleve, qeramikës, gotave etj. Krijimi i materialeve të tilla dhe Studimi i vetive të tyre është objekt i një disipline të veçantë shkencore dhe teknike - shkenca e materialeve elektronike. Një nga problemet më urgjente të teknologjisë që lidhet me përmbushjen e kërkesës së dytë është lufta për të reduktuar pluhurin e mjedisit të gazit në të cilin zhvillohen proceset më të rëndësishme teknologjike. Në disa raste, përmbajtja e lejuar e pluhurit nuk është më shumë se tre kokrra pluhuri më pak se 1 mikron në 1 m 3. Ashpërsia e kërkesave për saktësinë gjeometrike të prodhimit të pajisjeve elektronike dëshmohet, për shembull, nga figurat e mëposhtme: në disa raste, gabimi relativ dimensional nuk duhet të kalojë 0,001%; saktësia absolute e dimensioneve dhe rregullimi i ndërsjellë i elementeve të qarqeve të integruara arrin të qindtat e mikronit. Kjo kërkon krijimin e metodave të reja, më të avancuara të përpunimit të materialit, mjeteve dhe metodave të reja të kontrollit. Një tipar karakteristik i teknologjisë në elektronikë është nevoja për përdorim të gjerë të metodave dhe mjeteve më të fundit: rreze elektronike, përpunimi dhe saldimi me ultratinguj dhe lazer, fotolitografia, litografia me elektron dhe rreze X, përpunimi i elektroshkëndijave, implantimi i joneve, kimia e plazmës, epitaksia molekulare. , mikroskop elektronik, instalime vakum që sigurojnë presionin e gazrave të mbetur deri në 10-13 mm Hg. Art. Kompleksiteti i shumë proceseve teknologjike kërkon eliminimin e ndikimit subjektiv të një personi në proces, gjë që e bën urgjent problemin e automatizimit të prodhimit të pajisjeve elektronike duke përdorur kompjuterë. Këto dhe veçori të tjera specifike të teknologjisë në elektronikë kanë çuar në nevojën për të krijuar një drejtim të ri në inxhinierinë mekanike - inxhinierinë elektronike.
Perspektivat për zhvillimin e elektronikës... Një nga problemet kryesore me të cilat përballej elektronika lidhej me kërkesën për të rritur sasinë e informacionit të përpunuar nga llogaritja dhe kontrolli i sistemeve elektronike duke reduktuar madhësinë e tyre dhe konsumin e energjisë. Ky problem u zgjidh duke krijuar qarqe të integruara gjysmëpërçuese që sigurojnë kohë komutimi deri në 10 -11 sek; një rritje në shkallën e integrimit në një kristal të vetëm prej më shumë se një milion transistorësh me madhësi më të vogël se 1 mikron; përdorimi në qarqet e integruara të pajisjeve të komunikimit optik dhe konvertuesve optoelektronikë, superpërçuesve; zhvillimi i pajisjeve të ruajtjes me një kapacitet prej disa gigabit në një çip; përdorimi i ndërrimit me lazer dhe rreze elektronike; zgjerimi i funksionalitetit të qarqeve të integruara; kalimi nga teknologjia dydimensionale (planare) e qarqeve të integruara në tredimensionale (volumetrike) dhe përdorimi i një kombinimi të vetive të ndryshme të një trupi të ngurtë në një pajisje; zhvillimi dhe zbatimi i parimeve dhe mjeteve të televizionit stereoskopik, i cili është më informues se televizioni konvencional; krijimi i pajisjeve elektronike që funksionojnë në intervalin e valëve milimetër dhe nënmilimetër për sistemet e transmetimit të informacionit me brez të gjerë (më efikas), si dhe pajisje për linjat e komunikimit optik; zhvillimi i pajisjeve dhe lazerëve me mikrovalë me fuqi të lartë dhe efikasitet të lartë për veprim energjetik mbi materien dhe transferimin e energjisë së drejtuar (për shembull, nga hapësira). Një nga tendencat në zhvillimin e elektronikës është depërtimi i metodave dhe mjeteve të saj në biologji (për studimin e qelizave dhe strukturën e një organizmi të gjallë dhe ndikimin e tij) dhe mjekësi (për diagnostikim, terapi, kirurgji). Me zhvillimin e elektronikës dhe përmirësimin e teknologjisë për prodhimin e pajisjeve elektronike, po zgjerohen fushat e përdorimit të arritjeve të elektronikës në të gjitha sferat e jetës dhe veprimtarisë njerëzore, po rritet roli i elektronikës në përshpejtimin e përparimit shkencor dhe teknologjik.
Lexim i rekomanduar
Alferov A.V., Reznik I.S., Shorin V.G., Orgatekhnika, M., 1973.
Vlasov V.F., Pajisjet elektronike dhe jonike, botimi i tretë, M., 1960;
Kushmanov I.V., Vasiliev N.N., Leontyev A.G., Pajisjet elektronike, M., 1973.
Kur flasim për teknologjinë elektronike, imagjinata vjen me idenë e instalimeve dhe pajisjeve të bukura, të përshtatshme me të cilat merremi në jetën e përditshme. Në të vërtetë, është e vështirë të imagjinohet një kohë kur nuk kishte pajisje të ndryshme audio dhe video, kompjuterë, orë elektronike, instrumente muzikore elektrike, etj. Një sasi e madhe e pajisjeve elektronike përdoret në industri të ndryshme, radio inxhinieri, bujqësi, aviacion, astronautikë. , mjekësi, lundrim dhe në zhvillimin ushtarak.
Aktualisht, teknologjia elektronike kuptohet gjithashtu si pajisje dhe pajisje të bazuara në rrjedhat e elektroneve dhe ndërveprimin e tyre me lëndën dhe fushat elektromagnetike.
Pajisjet elektronike bazohen në pajisjet elektronike.
Pajisjet elektronike janë pajisje elektronike elementare që kryejnë funksione specifike. Dalloni midis pajisjeve elektronike me vakum dhe të ngurtë.
Pajisjet elektronike me vakum përfshijnë tubat vakum, tubat me rreze katodike dhe pajisje të tjera vakum dhe shkarkimi të gazit (magnetronet, tubat fotoshumësues, konvertuesit elektron-optikë, etj.).
Pajisjet dhe pajisjet e gjendjes së ngurtë përfshijnë dioda gjysmëpërçuese, tranzistorë, tiristorë, LED, fotodioda, lazer gjysmëpërçues, qarqe të integruara, pajisje për gjenerimin e impulseve të rrymës elektrike dhe të tensionit, etj.
Teknologjia elektronike kuptohet gjithashtu si një shumëllojshmëri e pajisjeve elektronike që lidhen me përdorimin e pajisjeve elementare elektronike, duke filluar nga amplifikatorët e thjeshtë deri te kompjuterët kompleksë. Një vend të veçantë zënë pajisjet elektronike që lidhen me formimin, njohjen dhe shndërrimin e sinjaleve radio. Ato studiohen dhe përshkruhen nga radio elektronika.
Fusha e elektronikës është karakteristike, e cila përfshin pajisje impulse dhe pajisje elektronike të lidhura me teknologjinë dixhitale dhe kompjuterike.
Seksionet e elektronikës kushtuar metodave të studimit të fenomeneve fizike, matjes së sasive fizike, karakteristikave dhe parametrave të pajisjeve elektronike, si dhe qarqeve elektrike të lidhura dhe fushave elektromagnetike, janë gjithashtu specifike. Pajisjet që matin parametrat dhe studiojnë proceset që ndodhin në qarqet dhe pajisjet elektrike quhen pajisje matëse elektronike.
E gjithë kjo jep arsye për të nxjerrë një përfundim. çfarë: "Inxhinieria elektronike (elektronika) është një fushë e shkencës dhe teknologjisë që lidhet me studimin dhe zbatimin e vetive fizike, metodave të kërkimit dhe praktikës së përdorimit të pajisjeve të bazuara në bashkëveprimin e elektroneve me fushat elektrike dhe magnetike në vakum ose të ngurtë. "
Elementet e pajisjeve elektronike janë pajisje dhe pajisje elektronike industriale që kryejnë funksione specifike. Elementet e teknologjisë elektronike janë, si të thuash, blloqe ndërtimi nga të cilat janë ndërtuar pajisje elektronike më komplekse. Elementet bazë, ose bazë të pajisjeve elektronike janë rezistorët, kondensatorët, diodat, transistorët, mikroqarqet etj.
Elementet aktive të pajisjeve elektronike (LED, lazer, optoçiftues, mikroqarqe kontrolli) quhen gjithashtu elementë elektronikë, duke theksuar aftësinë e tyre për të kryer funksione të caktuara.
Baza elementare e pajisjeve elektronike është grupi kryesor i elementeve elektronike të përdorura në prodhimin industrial të pajisjeve elektronike komplekse në këtë fazë historike.
Elektronika analoge është një teknikë elektronike që funksionon me sinjale të vazhdueshme (voltazhe dhe rryma që ndryshojnë vazhdimisht). Pajisjet elektronike analoge përfshijnë amplifikatorë, miksera, konvertues të frekuencës, filtra, stabilizues të tensionit, rrymës, frekuencës dhe oshilatorëve harmonikë.
Elektronika e pulsit është një teknikë elektronike që funksionon me sinjale pulsuese (pulse të vetme të tensionit dhe rrymës ose trenave të pulsit). Shembuj të pajisjeve komutuese janë përforcuesit dhe gjeneratorët e pulsit, konvertuesit e tensionit në frekuencë dhe të ngjashme.
Elektronika dixhitale është një teknikë elektronike që punon me vlera individuale (diskrete) të tensioneve (rryma, frekuenca), të paraqitura në formën e numrave. Pajisjet elektronike dixhitale përfshijnë pajisje logjike që funksionojnë me sinjale 0 dhe 1, konvertues analog në dixhital dhe dixhital në analog, mikroprocesorë, kompjuterë personalë, pajisje komplekse llogaritëse. Elektronika dixhitale është e lidhur ngushtë me teknologjinë e pulsit, pasi sinjalet transmetohen në të nga sekuenca pulsesh.
E gjithë linja e pajisjeve elektronike varet nga baza e elementit të përdorur, zhvillimi i së cilës i kushtohet punës së shumë shkencëtarëve, kërkimeve dhe shpikjeve të tyre. Rruga e zhvillimit të teknologjisë elektronike mund të ndahet me kusht në disa faza, fillimi i të cilave fillon nga momenti i zbulimit të energjisë elektrike dhe studimit të mëtejshëm të tij.
Qëllimi i kësaj pune është gjurmimi më i detajuar i kësaj rruge, njohja me bazat e funksionimit të pajisjeve dhe pajisjeve elektronike, shfaqja e tyre në procesin e hulumtimit të vetive të ndryshme të elektricitetit dhe fenomeneve nga shkencëtarë dhe fizikantë të epokave të ndryshme.
