Электроника

Электроника ( — электрон) ул вакуум көпшә, транзистор, диодлар һәм интеграль микросхемалар белән эш итүче фән һәм технология тармагы. Компонентларның шушы үзен линиялы булмаган тотышы һәм аларның электроннарның агышын контроль итәргә сәләте зәгыйфь сигналларны көчәйтергә мөмкин итә, һәм гадәттә мәгълүмат һәм сигнал эшкәртүдә кулланыла. Электроника үткәргеч чыбыкларны, двигательләрне, генераторларны, электрик батареяларны, ялгау җайланмаларын, релеларны, трансформаторларны, резисторларны һәм башка пассив элементларны кулланып, электр энергиясенең генерациясе, аны тарату, ялгау, саклау һәм башка төргә әйләндерү белән шөгыльләнүче электрика һәм электромеханика дигән фән һәм технологияләреннән аерылып тора. Бу аерма 1906 еллар тирәсендә, Ли Де Форест зәгыйфь радио- һәм аудиосигналларны механик булмаган җайланма ярдәмендә көчәйтергә мөмкин иткән триод уйлап чыгарганнан соң башланган. 1950-нче елларга кадәр бу фән өлкәсе "радиотехнология" дип аталган, чөнки аның төп кулланылышы - радиотапшыргычлар, радиоалгычлар һәм вакуум көпшәләр ясау һәм теоретик яктан өйрәнү булган.

Хәзерге вакытта, күпчелек электрон приборларда электрон идарә өчен ярымүткәргеч компонентлар кулланыла. Ярымүткәргеч приборларны өйрәнү һәм шуңа бәйле технология каты җисем физикасы тармагы дип таныла, ә практик проблемаларны чишәр өчен электрон схемаларны уйлап чыгару һәм конструкциясен уйлап чыгару электроника дип атала. Бу мәкаләдә электрониканың инженер аспектларына игътибар бирелә.

Электрон приборлар һәм компонентлар 
Электрон компонент дип, электроник системада электроннарга, яки аларга бәйләнгән кырларга кирәк булган ысулда тәэсир итү өчен кулланылган теләсә нинди физик асылны атыйлар. Компонентлар күпчелек очракта бергә ялганган була, гадәттә басылган платага эретеп ябыштырыла. Бу махсус функциясе булган электрон схема (мәсәлән, көчәйткеч, радиоалгыч я электрон осциллятор) хасил итү өчен эшләнә. Компонентлар аерым-аерым, яки катлаулырак төркемнәрдә интеграль микросхемада җыелган булырга мөмкин. Еш кулланыла торган электрон компонентлар - конденсаторлар, индуктивлык кәтүкләре, резисторлар, диодлар, транзисторлар, һ.б. Компонентларны еш кына актив (мәсәлән, транзисторлар һәм тиристорлар) һәм пассив (мәсәлән резисторлар һәм конденсаторлар) категорияләренә бүләләр.

Схема төрләре 
Схема һәм компонентларны ике төркемгә бүләргә була: аналог һәм цифра. Тулысынча прибор боларның беренчесе, я икенчесе, я икесе бергә кушылган схемаларны тәшкил итә ала.

Күпчелек аналог электрон приборлар, мәсәлән радиоалгычлар, берничә тип гади схемаларның комбинациясеннән конструкцияләнгән. Аналог схемаларда дәвамлы төрле көчәнеш зурлыклары кулланыла, ә цифралы схемаларда дискрет дәрәҗәләр кулланыла.

Хәзерге вакытта уйлап чыгарылган төрле схемаларның саны шактый, чөнки "схема" дип ялгыз компоненттан алып, меңнәрчә компонентлар тәшкил иткән системаларны атап була.

Модулятор, бутагыч () кебек аналог схемаларда күп кенә линиялы булмаган эффектлар кулланылса да, аналог схемалар линиялы схемалар дип атала. Аналог схемаларның яхшы мисаллары итеп вакуум көпшәләр, транзисторлы көчәйткечләр, операцион көчәйткечләр һәм осцилляторлар китерергә була.

Хәзерге вакытта тулысынча аналог булган схемалар бик сирәк очрак. Бүгенге көндә аналог схемотехникада эшләү өчен цифра һәм хәтта микропроцессор кулланыла ала. Бу схемалар аналог һәм цифра түгел, ә "буталган сигнал" схемасы дип атала.

Кайбер вакытта, аналог һәм цифра схемалары арасында аерма үткәрү авыр, чөнки аларда линиялы һәм линиялы булмаган рәвештә эшләүче элементлар бар. Мисал өчен компараторны китерергә була. Ул төрле дәрәҗә көчәнешне үз эченә ала, әмма чыгуда ике дәрәҗәнең берсе генә була (цифра схемада кебек). Тагын бер мисал, overdriven транзистор көчәйткеч идарә ителгән ялгаучы җайланма характеристикаларына ия булырга мөмкин, ягъни аның чыгуында ике дәрәҗә сигнал була.

Цифрлы схемалар 

Цифрлы схемалар дип, берничә дискрет көчәнеш дәрәҗәсенә нигезләнгән электр схемаларын атыйлар. Цифрлы схемалар Буль алгебрасының иң гади физик чагылышы һәм барлык цифра компьютерларының нигезе булып тора. Күпчелек инженерлар өчен "цифрлы схемалар", "цифрлы система" һәм "логика" төшенчәләре цифрлы схемалар турында сөйләгәндә синонимнар булып тора.
Күпчелек цифра схемаларында "0" һәм "1" дип аталган ике дәрәҗә көчәнеш кулланылган икелек системасы кулланыла. Еш кына логик "0" түбәнрәк көчәнеш дәрәҗәсенә туры килә һәм "түбән" дип атала, ә логик "1" "югары" дип атала. Әмма, кайбер системаларда кире билгеләмә кулланыла ("0" - "югары") , яисә көчәнешкә түгел, ә электр тогына нигезләнгән бүленеш кулланыла.
Компьютерлар, программаланучы логик контроллерлар цифрлы схемаларга нигезләнеп конструкцияләнә. Цифрлы Сигнал Процессоры тагын бер мисал булып тора.

Электрониканың төзелеш "кирпечләре" (яки "шакмаклары"):
 Логик капкалар
 Кушу җайланмалары
 Флип-флоп триггерлар Flip-Flops
 Санагычлар
 Регистрлар
 Мультиплексорлар
 Шмидт триггерлары

Югары интеграцияле приборлар:

 Микропроцессорлар
 Микроконтроллерлар
 Махсус максатлы интеграль микросхемалар Application-specific integrated circuit (ASIC)
 Цифра сигнал эшкәрткече Digital signal processor (DSP)
 Кулланучы тарафыннан программмаланучы вентильле матрица Field-programmable gate array (FPGA)

Җылылыкны тарату һәм температураны контрольдә тоту 

Электрон схемалар тарафыннан чыгарылган җылылык шунда ук эш бозылмау өчен һәм озак вакыт ышанычлы эшләү өчен таратылырга тиеш.
Һаваны салкынлату өчен радиаторлар һәм механик вентиляторлар кулланылырга мөмкин, һәм шулай ук трубада үтүче су, азот белән салкынлату кулланыла. Мондый ысулларда конвекция, җылылылык үткәрүчәнлек һәм җылылык энергиясенең нурланышы эффектлары кулланыла.

Чит тавыш 
"Чит тавыш" электрон схемалар өлкәсенә карый. Чит тавыш дип файдалы сигнал өстенә салынган, аның мәгълүмат эчтәлеген каплый алган тирбәнешләрне атыйлар. Схема тарафыннан сигнал үзгәрүе белән чит тавыш бер төшенчә түгел. Чит тавыш электромагнетик, яки термаль ысул белән генерацияләнергә мөмкин, соңгы очракта ул схема эшләү температурасын түбәнәйтү ярдәмендә кечерәйтерелгә мөмкин. Башка төр чит тавышны, мәсәлән, вак ату (дробовой шум) чит тавышын бетереп булмый, чөнки алар физик характеристикаларның чикле булуы сәбәпле килеп чыгалар.

Электроникада математик методлар 
Математик методлар электрониканы өйрәнүнең аерып булмаган өлеше булып тора. Электроникада профессионал булу өчен, шулай ук схема анализы математикасында профессионал булырга кирәк.

Схема анализы ул гомуми алганда линиялы системаларның билгеле төердә көчәнеш, яки челтәрнең билгеле ботагы аша электр тогы кебек билгеле булмаган үзгәрүче зурлыкларын чишү методлары. Моның өчен махсус программалар - симуляторлар бар.

Электрониканы белү өчен шулай ук электромагнит кыр теориясен белү әһәмиятле.

Өйрәнү өчен гадиләштерелгән чагыштыру ысуллары 

Кайвакыт электроникада өйрәнү максатлары белән схемада ток агышын торбаларда су агышы белән чагыштыралар. Монда потенциаллар аермасы биеклекләр аермасына, ә конденсаторны шешәгә охшаталар (корылма алу өчен су белән тутыру өчен кебек үк вакыт кирәк). Транзисторны кранны ача торган кеше белән чагыштыралар.
Транзисторны күрсәтү өчен шулай ук ишекне ача торган хезмәтче белән дә чагыштыралар. Әгәр дә аңа чәйгә акча бирәсең икән, ул ишекне ача, электроннарны кертә.

Пассив компонентлар 

 Резистор
 Варистор
 Термистор
 Мемристор
 Потенциометр
 Конденсатор
 Вариконд
 Ионистор
 Индуктивлык (дроссель, кәтүк)
 Трансформатор
 Кварц резонатор
 Тоткарлау линиясе
 Саклагыч

вакуум 
 Бареттер

Актив  компонентлар

каты җисем 
 Диод
 Яктылык сибүче диод (светодиод)
 Фотодиод
 Ярымүткәргеч лазер
 Шоттка диоды
 Стабилитрон
 Стабистор
 Варикап (варактор)
 Вариконд
 Диод күпере
 «тискәре каршылык» өлкәсе булган:
 Тау кар ишелүе – очып үтү диоды (Лавинно-пролётный диод)
 Туннель диод
 Ганн диоды
 Транзистор
 Биполяр транзистор
 Кыр транзисторы
 Комплементар металл-оксид ярымүткәргеч транзисторы (КМОП-транзистор)
 IGBT-транзистор
 Бер үтүле транзистор (Однопереходный транзистор)
 Фототранзистор
 Кушылма транзистор (Дарлингтон транзисторы) (Составной транзистор) (транзистор Дарлингтона)
 Тиристор (динистор, тринистор, симистор)
 Интеграль схема (ИМС, микросхема)
 Аналог интеграль схемасы
 Цифрлы интеграль схемасы

вакуум һәм газ-разрядлы (газоразрядные) 

Бу класска инерт газ белән тутырылган, я вакуумлаштырылган көпшәдән һәм электродлар системасыннан торган приборлар керә.
 Электрон лампа
 Диод
 Триод
 Тетрод
 Пентод
 Гексод
 Гептод
 Октод
 Механотрон
 Клистрон
 Магнетрон
 Амплитрон
 Платинотрон
 Электрон-нур көпшәсе
 Йөгерүче дулкын лампасы (ЛБВ)

фотоэлектрик 
 Фоторезистор
 Фотодиод
 Фототранзистор
 Оптрон
 Оптопар?
 Кояш батареясы

Күрсәтү җайланмалары 
 Байрак индикаторы (Флажковый индикатор) (устар.) Бәхәсле, авиациядә вертолет ишкәгенең (лопастеның) герметиклыгы индикаторы булып кулланыла?
 Электрон-нур трубкасы
 Газ-разрядлы индикатор
 Яктылык сибүче диодлы индикатор (Светодиодный индикатор) (СДИ)
 Сыек кристаллы индикатор (Жидкокристаллический индикатор) (ЖКИ)
 Җидесегмент индикаторы (мәсәлән, калькуляторларда, барлык сегментлар күрсәткәндә "8" санын күрсәтә)

Акустик җайланмалар һәм датчиклар 
 Микрофон
 Динамик, тавыш көчәйткеч (громкоговоритель)
 Тензорезистор
 Пьезокерамик нурлагыч
 Электростатик нурлагыч
 Термик нурлагыч
 Электромагнит тавышалгыч

Термоэлектрик җайланмалар 
 Термистор
 Термопар
 Пельтье элементы

Антенна җайланмалары 
 Антенна
 Фидер

Ялгагыч элементлар 
 Басма платасы, монтаж ысуллары:
 Чигү монтажы
 Өслектә монтаж
 Электрик тоташтыргыч (?) (разъём)
 Үтгәргеч чыбык, кабель яки уратып бәйләнгән үткәргеч чыбыклар (жгут проводов)

Электр үлчәү өчен җайланмалар 
 Амперметр яки Гальванометр (ток зурлыгын үлчәү);
 Вольтметр (көчәнешне үлчәү);
 Омметр яки Үлчәү күпере (каршылыкны үлчәү);
 LC-метр (индуктивлыкны һәм сыйдырышлыкны үлчәү);
 Мультиметр (гадәттә барлык өстә күрсәтелгән зурлыкларны, һәм шулай ук  транзисторларның көчәйтү коэффициентын һәм  температура коэффициентын);
 Электролитик конденсаторлар  ESR үлчәгеч;
 Осциллограф (санап үтелгән барлык зурлыкларны һәм кергән сигналның формасын экранда күрсәтә);
 Ешлык үлчәгеч (ешлыкны үлчәү);
 Логик анализатор (цифрлы схемаларны тикшерү өчен);
 Спектроанализатор (сигналларның спектрын тикшерү өчен);
 Векторлы спектроанализатор (спектроанализаторга охшаш, әмма цифрлы демодуляция функциясе өстәлә);
 Электрометр (электр кырының көчәнүен үлчәү өчен кулланыла) (измерение напряжённости электрического поля);

Электрон җайланмалар

Аналог 
 Турайткыч
 “Туклану” чыганагы (Источник питания) яки “Көчәнеш тәэмин итүче җайланма”
 Көчәйткеч
 Операцион көчәйткеч
 Фазоинвертор
 Компаратор
 Генератор
 Мультивибратор
 Фильтр
 Бутагыч (Смеситель)
 Аналог тапкырлагыч
 Магнитлы көчәйткеч
 Импеданслы килештергеч (импедансный согласователь)
 Аналог компьютер

Цифрлы 
 Логик элемент:
 ЮК элементы
 Вентиль
 Триггер
 Компаратор
 Такт импульслары генераторы
 Санагыч (электроника)
 Шифратор (электроника)
 Дешифратор
 Мультиплексор (электроника)
 Демультиплексор
 Регистр (цифрлы техника)
 Ярымсумматор
 Сумматор
 Цифрлы компаратор
 Арифметик-логик жайланма (АЛУ) (ALU)
 Микроконтроллер
 Микропроцессор
 Микрокомпьютер
 Хәтер җайланмалары

Электрон әсбапларның (устройство) ышанычлыгы (надежность) 

Электрон әсбапларның ышанычлыгы әсбапның үз ышанычлыгыннан һәм электр туклану ышанычлыгыннан кушыла. Электрон әсбапның үз ышанычлыгы элементлар ышанычлыгы, контактлар ышанычлыгы һәм схеманың ышанычлыгыннан кушыла. График ярдәмендә электрон әсбапның ышанычлыгы эштән чыгулар кәкресе (кривая отказа) (эштән чыгулар санының эксплуатация вакытыннан бәйлеге) белән күрсәтелә. Типик эштән чыгулар кәкресенең төрле почмактагы иелү белән өч өлеше бар. Беренче өлештә эштән чыгулар саны әзәя, икенче өлештә эштән чыгулар саны тотрыклана һәм өченче өлешкә кадәр диярлек даими була, ә өченче өлештә эштән чыгулар саны әсбапның эксплуатациягә яраклы булмавына кадәр арта.

Кайбер саклык чаралары (Safety) 

Игътибар!

Үлчәү җайланмалары белән эш иткәндә, аларның сез үлчи торган көчәнеш, я токка исәпләнгән булуын, щупларны тоташтыручы үткәргеч чыбыкларның изоляциясе бозылмаганын, эшне башлаганчы, тикшерегез.

Гадәттә 40 Вольттан әзрәк булган даими көчәнеш кеше сәламәтлегенә куркыныч түгел булып санала. Шулай да, мондый көчәнеш белән эш иткәндә дә сак булырга кирәк.
Конденсаторларның "туклану" чылбырын өзгәннән соң да, корылманы тоту алу сәләтен онытмагыз! Үлчәме чагыштырмача зур булган электролитик конденсаторлар зур корылма тоталар. Басылган плата өстендәге үткәргечләр һәм үткәрүче сукмаклар буенча корылма алган конденсатор чыгышлары башка нокталар белән тоташырга мөмкин икәнен онытмагыз.

Амплитуда буенча шул ук алмаш (үзгәрүче) көчәнеш даими көчәнештән күбрәк зарар итә. Көнкүрештә гадәттә 220В, 50 Герц алмаш (үзгәрүче) көчәнеш кулланыла (чит илләрдә параметрлар бераз башкачарак, 60 Гц).
Зур көчәнеш белән шуны эшләр өчен махсус укыган, шушы көчәнеш өчен допускы булган кеше генә эшли ала.

Ватык электроприборларның шнурын башка электроприборларга кую тыела!
Көчәнеш астындагы кабельләр белән сак булыгыз!
Аеруча Югары Ешлык нурланыш (СВЧ) күзләргә, кайбер башка органнарга зарар иткәнен онытмагыз. 
Паяльникны карамыйча калдырмагыз, кулыгызны пешермәгез.
Канифоль (сумала) парларының берникадәр сәламәтлеккә зарары булуын онытмагыз.

Шулай ук карарга мөмкин 
 Аудио җайланмалар

Әдәбият 
 Малютин А. Е., Филиппов И. В. История электроники М.: Электронный учебник — РГРТА, 2006.

Сылтамалар 
 Сайт посвященный обучению электронике.
 Сборник проверенных и оригинальных радиоэлектронных конструкций
 Производитель потребительской электроники Philips
 Гейтс Э. Д. Введение в электронику. — 1998 
 Горбачёв Г. Н. Чаплыгин Е. Е. Промышленная электроника. / Под ред. проф. В. А. Лабунцова. — М.: Энергоатомиздат, 1988. 
 Грабовски Б. Краткий справочник по электронике. — 2004. 
 Жеребцов И. П. Основы электроники. — 1989 .
 История электроники. 
 Электроника с нуля. 
 самоделки, в том числе и электрические 

Электроника
Электротехника