Elektronika

Elektronika – dziedzina techniki i nauki zajmująca się wytwarzaniem i przetwarzaniem sygnałów w postaci prądów i napięć elektrycznych lub pól elektromagnetycznych. Wykorzystywanie zjawisk oddziaływania pomiędzy ładunkami do przenoszenia informacji.

Etymologia 
Elektronika (z gr. elektron 'bursztyn, który można naelektryzować przez potarcie’ i -ikos 'na sposób; odnoszący się do’)

Podstawy 
Jest to dziedzina techniki i nauki zajmująca się obwodami elektrycznymi zawierającymi, obok elementów elektronicznych biernych, elementy aktywne takie jak lampy próżniowe, tranzystory i diody. W obwodach takich można wzmacniać słabe sygnały dzięki nieliniowym charakterystykom elementów czynnych (i ich możliwościom sterowania przepływem elektronów). Podobnie możliwość pracy urządzeń jako przełączniki pozwala na przetwarzanie sygnałów cyfrowych.

Swój rozwój elektronika zawdzięcza badaniom w różnych dziedzinach nauki, głównie fizyce (elektromagnetyzm, fizyka ciała stałego – szczególnie półprzewodniki) i matematyce (modele matematyczne obwodów i sygnałów).

W odróżnieniu od elektrotechniki, która też bazuje na wiedzy z zakresu elektromagnetyzmu, elektronika nie zajmuje się ogólnie rzecz biorąc zagadnieniami energii elektrycznej, ale zagadnieniami związanymi z sygnałami (zob. też przetwarzanie sygnałów). Rozróżnienie obu dyscyplin nastąpiło około 1906 roku, kiedy to Lee De Forest wynalazł triodę, dzięki której bez użycia urządzeń mechanicznych można było już wówczas wzmacniać urządzeniem elektrycznym słabe sygnały radiowe lub akustyczne. Do lat 50. XX wieku dziedzina ta sprowadzała się do radiotechniki (tak ją nazywano) – a jej zasadnicze zastosowania obejmowały projektowanie nadajników, odbiorników i lamp próżniowych. Historycznie elektronika wyrosła więc z radiotechniki – pierwszymi układami elektronicznymi były powstające w czasach I wojny światowej nadajniki i odbiorniki radiowe. Współcześnie większość urządzeń elektronicznych projektuje się z użyciem elementów półprzewodnikowych, za pomocą których można sterować przepływem elektronów podobnie jak w lampach elektronowych, a układy elektroniczne implementowane są często jako układy scalone (tzw. mikroelektronika, zob. też nanoelektronika) w tym układy programowalne i układy specjalizowane.

Klasyfikacja dziedziny elektroniki 
 Elektronika powszechnego użytku (w tym programowalne układy cyfrowe, multimedia, systemy nadzoru wizyjnego)
 Elektronika przemysłowa (DSP, w tym energoelektronika, elektroniczne układy technologiczne, systemy sterowania)
 Radioelektronika (układy elektroniki morskiej, radiokomunikacja i technika radarowa)
 Mikroelektronika, mikrosystemy, fotonika i nanotechnologie
 Akustyka, elektroakustyka, systemy estradowe i inżynieria dźwięku

Typy układów elektronicznych 
W zależności od interpretacji znaczenia przetwarzanego sygnału układy dzieli się na:
 układy elektroniczne analogowe – opisuje je technika analogowa, analogowe przetwarzanie sygnałów
 liniowe,
 nieliniowe (np. generator drgań, pętla fazowa, modulator, demodulator, prostownik, stabilizator),
 układy elektroniczne cyfrowe – opisuje je technika cyfrowa i oparta na niej technika mikroprocesorowa
 układy cyfrowe kombinacyjne - stan wyjść zależy tylko od bieżących stanów wejść,
 układy cyfrowe sekwencyjne - stan wyjść zależy od stanu obecnego wejść oraz wejść w stanach poprzednich.

Elementy elektroniki 
Do konstrukcji urządzeń elektronicznych służą różnorodne przyrządy i układy:
 elementy aktywne: półprzewodnikowe (tranzystory, tyrystory, układy scalone, diody półprzewodnikowe itp.), lampy próżniowe (diody, triody, pentody itd.)
 elementy bierne: rezystory, kondensatory, cewki.
 elementy akustoelektroniczne: filtry, rezonatory, linie opóźniające, czujniki itp.
 elementy optoelektroniczne: lasery, światłowody, detektory promieniowania itp.
 elementy fotoniczne (łączące elementy akustoelektroniczne z optoelektronicznymi): modulatory, wzmacniacze, detektory itp.

Elementy elektroniczne często montuje się z użyciem obwodów drukowanych.

Wybrane zastosowania 
 urządzenia pomiarowe
 elektroniczne systemy medyczne (zob. inżynieria biomedyczna) i środowiskowe (zob. monitoring)
 inżynieria dźwięku (zob. też elektroakustyka, sonar)
 telekomunikacja – radiokomunikacja (także mobilna, komórkowa oraz radiolokacja i radionawigacja), teletransmisja i telewizja, sieci telekomunikacyjne i teleinformatyczne (także satelitarne – zob. satelita telekomunikacyjny, antena satelitarna)
 inżynieria komputerowa
 urządzenia automatyki
 układy elektroniki przemysłowej
 agrotronika
 technika mikrofal i elektronika bardzo wysokich częstotliwości
 kompatybilność elektromagnetyczna

Przypisy

Bibliografia 
 Horowitz P., Hill W.: Sztuka elektroniki. Tom 1 i 2. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, WKŁ 2018
 Gray P.E., Searle C.L.: Podstawy elektroniki, PWN, 1974
 Z. Jaczewski, A. Opolski, J. Stolz: Podstawy elektroniki i energoelektroniki, PWN 1981
 Mikołajuk K.: Podstawy analizy obwodów energoelektronicznych. Warszawa, PWN 1998
 A. Guziński: Liniowe elektroniczne układy analogowe, WNT 1995
 Moeschke B., Pilawski M.: Pracownia elektroniczna cz.I i cz.II, WSziP 1980
 Atwood K., W., Alley Ch., L., Elementy i układy półprzewodnikowe, WNT 1984
 Nadachowski M., Kulka Z.: Analogowe układy scalone, WKŁ 1985
 Miłek M.: Elektronika analogowa, Wyd. WSInż w Zielonej Górze, 1990
 J. Chabłowski, W. Skulimowski: Elektronika w pytaniach i odpowiedziach, WN-T, Warszawa 1982
 Korzec Z., Kacprzak T.: Tranzystory polowe złączowe, WNT, 1984
 F. Przezdziecki: Elektrotechnika i elektronika, PWN, Warszawa 1982
 Badźmirowski K. i inni: Pomiary przyrządów półprzewodnikowych, WKK 1984
 J. Watson: Elektronika, WKiŁ, Warszawa 2006
 Holms D. G., Lipo T. A.: Pulse width modulation for power converters. Principle and practice. IEEE press. New York
 Kaźmierkowski M.: Podstawy elektroniki i energoelektroniki, Wyd. OWPW, Warszawa 1996
 Fedyczak Z.: Impulsowe układy transformujące napięcia przemienne, Wyd. OWUZ, Zielona Góra 2003
 Kaźmierkowski M. Matysik J.: Wprowadzenie do elektroniki i energoelektroniki, Wyd. OWPW, Warszawa 2005