Đien tu hoc, goi tat la khoa đien tu, la mot linh vuc khoa hoc nghien cuu va su dung cac thiet bi đien hoat đong theo su đieu khien cua cac dong đien tu hoac cac hat tich đien trong cac thiet bi nhu đen đien tu hay ban dan. Viec nghien cuu thuan tuy ve cac thiet bi nay đuoc xem nhu la mot nhanh nghien cuu trong vat ly, trong khi viec thiet ke va xay dung cac mach đien tu đe giai quyet cac van đe thuc te lai đuoc xem nhu la mot bo phan cua cac nganh ky thuat đien, ky su đien tu va ky su may tinh.
Noi theo ngon ngu chuyen mon thi đien tu nghien cuu ve phuong thuc đieu chinh cac dong đien va cac đien the thong qua cac linh kien đien tu hay bo phan đien tu tich cuc hay bi đong đuoc noi nhau tao thanh cac mach đien. Cac mach đien nay se thoa man cac nhu cau huu dung cho con nguoi. Do đo, nganh nay tim hieu ve cac linh kien, cac mach đien, va cac ung dung cua chung.
Ung dung chu yeu cua cac mach đien tu la đieu khien, xu ly va phan phoi thong tin; chuyen đoi va phan phoi nguon đien. Ca hai ung dung nay đeu lien quan đen viec tao ra va nhan biet truong đien tu va dong đien. Ngay nay, cac thiet bi đien tu cho phep thuc hien rat nhieu cong viec trong cuoc song va trong khoa hoc.


Lich su va phat trien Ky thuat đien tu đa co anh huong sau sac đen su phat trien cua xa hoi hien đai. Viec kham pha electron vao nam 1897, cung voi viec phat minh ong hut (vacuum tube) co kha nang khuech đai va chinh luu tin hieu đien nho, đa đanh dau su ra đoi cua linh vuc đien tu va thoi ky cua electron. Nhung ung dung thuc te bat đau tu viec phat minh cua Ambrose Fleming ve điot va cua Lee De Forest ve triot vao đau the ky 20, nhung phat minh nay đa tao đieu kien cho viec phat hien cac đien ap nho nhu tin hieu radio tu mot ang-ten ma khong can su dung thiet bi co khi.
Ong hut (hay con goi la van đien nhiet) la thanh phan đien tu hoat đong đau tien co kha nang đieu khien dong đien bang cach anh huong đen chuyen đong cua cac electron rieng le. Chung đa gop phan vao cuoc cach mang đien tu trong nua đau the ky XX, Chung cho phep xay dung cac thiet bi su dung ky thuat khuech đai dong đien va chinh luu, tu đo mang lai su phat trien cua cac cong nghe nhu radio, truyen hinh, radar, đien thoai tu xa va nhieu linh vuc khac. Su phat trien ban đau cua nganh đien tu dien ra rat nhanh, va vao nhung nam 1920, phat thanh va truyen thong qua radio tro nen pho bien, trong khi bo khuech đai đien tu đuoc su dung rong rai trong cac linh vuc đa dang nhu đien thoai tu xa va cong nghiep thu am.
Buoc tien cong nghe tiep theo mat vai thap ky đe xuat hien, khi transistor tiep xuc điem đau tien đuoc phat minh boi John Bardeen va Walter Houser Brattain tai Bell Labs vao nam 1947.
Tuy nhien, ong hut van tiep tuc đong vai tro dan đau trong linh vuc vi song, truyen tai cong suat cao va cac bo thu truyen hinh cho đen giua nhung nam 1980.
Ke tu đo, cac thiet bi trang thai ran (solid-state) đa nam giu uu the gan nhu hoan toan. Ong hut van đuoc su dung trong mot so ung dung chuyen gia nhu bo khuech đai cong suat RF cao, ong hinh anh cathode ray, thiet bi am thanh chuyen dung, bo khuech đai guitar va mot so thiet bi vi song.
Vao thang 4 nam 1955, may tinh IBM 608 la san pham đau tien cua IBM su dung mach transistor ma khong co ong hut va đuoc cho la may tinh hoan toan dung transistor đau tien đuoc san xuat cho thi truong thuong mai. May 608 chua hon 3.000 transistor germanium. Thomas J. Watson Jr. đa ra lenh yeu cau tat ca san pham IBM trong tuong lai su dung transistor trong thiet ke. Tu đo, transistor gan nhu chi đuoc su dung cho mach logic va cac thiet bi ngoai vi cua may tinh. Tuy nhien, transistor noi tiep ban đau co kich thuoc lon va kho san xuat hang loat, gioi han su dung chung trong mot so ung dung chuyen nganh.
Transistor MOSFET (transistor MOS) đuoc phat minh boi Mohamed Atalla va Dawon Kahng tai Bell Labs vao nam 1959. MOSFET la transistor nho gon đau tien thuc su co the thu nho kich thuoc va san xuat hang loat cho nhieu muc đich su dung. Cac uu điem cua no bao gom kha nang co gian cao, gia ca phai chang, tieu thu cong suat thap va mat đo cao. No đa cach mang hoa nganh cong nghiep đien tu, MOSFET tro thanh thanh phan đien tu pho bien nhat tren toan cau.
Khi su phuc tap cua cac mach ngay cang tang, cac van đe đa xuat hien. Mot van đe la kich thuoc cua mach. Mot mach phuc tap nhu may tinh phu thuoc vao toc đo. Neu cac thanh phan lon, day ket noi giua chung phai dai. Tin hieu đien mat thoi gian đe đi qua mach, tu đo lam cham toc đo cua may tinh. Su phat minh cua vi mach tich hop boi Jack Kilby va Robert Noyce đa giai quyet van đe nay bang cach tao tat ca cac thanh phan va chip tu cung mot khoi (monolith) vat lieu ban dan. Cac mach co the đuoc thu nho, va qua trinh san xuat co the đuoc tu đong hoa. Đieu nay dan đen y tuong tich hop tat ca cac thanh phan tren mot wafer silic đieu chinh, dan đen tich hop quy mo nho (SSI) vao đau nhung nam 1960, sau đo la tich hop quy mo trung binh (MSI) vao cuoi nhung nam 1960, tiep theo la VLSI. Nam 2008, cac vi xu ly ty ty transistor đa co san thuong mai.


Thiet bi va linh kien Mot linh kien đien tu la bat ky linh kien nao trong mot he thong đien tu co the la hoat đong hoac khong hoat đong. Cac linh kien đuoc ket noi voi nhau, thuong bang cach han chung vao mot bang mach in (PCB), đe tao ra mot mach đien tu voi mot chuc nang cu the. Cac linh kien co the đuoc đong goi rieng le hoac trong cac nhom phuc tap hon nhu mach tich hop. Cac linh kien đien tu khong hoat đong bao gom tu đien, cuon cam, tro đien, trong khi cac linh kien hoat đong nhu cac thiet bi ban dan; transistor va thyristor, đieu khien luong dong đien o muc electron.


Cac loai mach Cac chuc nang mach đien tu co the đuoc chia thanh hai nhom chuc nang: tuong tu va ky thuat so. Mot thiet bi cu the co the bao gom mach đien co mot hoac su ket hop cua hai loai nay. Mach tuong tu đang tro nen it pho bien hon, khi nhieu chuc nang cua chung đuoc so hoa.


= Mach tuong tu =

Hau het cac thiet bi đien tu tuong tu, chang han nhu may thu đai radio, đuoc xay dung tu su ket hop cua mot so loai mach co ban. Mach tuong tu su dung mot dai lien tuc cua đien ap hoac dong đien so voi cac muc roi rac nhu trong cac mach ky thuat so.
So luong cac mach tuong tu khac nhau đa đuoc phat minh cho đen nay la rat lon, đac biet la vi mot 'mach' co the đuoc xac đinh nhu bat cu thu gi tu mot thanh phan đon le cho đen cac he thong chua hang ngan thanh phan.
Mach tuong tu đoi khi đuoc goi la mach tuyen tinh mac du nhieu hieu ung phi tuyen đuoc su dung trong cac mach tuong tu nhu mixer, modulator, v.v. Cac vi du tot ve mach tuong tu bao gom khuech đai bong chan va transistor, khuech đai vien hoat đong va bo dao đong.
Hiem khi ta tim thay cac mach hien đai hoan toan tuong tu - ngay nay mach đien tuong tu co the su dung ky thuat so hoac tham chi ky thuat vi xu ly đe cai thien hieu suat. Loai mach nay thuong đuoc goi la "tin hieu ket hop" thay vi tuong tu hoac ky thuat so.
Đoi khi co the kho phan biet giua cac mach tuong tu va ky thuat so vi chung co cac yeu to ve hoat đong tuyen tinh va phi tuyen. Mot vi du la bo so sanh, no nhan mot dai lien tuc cua đien ap nhung chi đau ra mot trong hai muc nhu trong mot mach ky thuat so. Tuong tu, mot bo khuech đai transistor bi qua tai co the co cac đac tinh cua mot cong tac đieu khien co hai muc đau ra. Tren thuc te, nhieu mach ky thuat so thuc te đuoc thuc hien duoi dang cac bien the cua cac mach tuong tu tuong tu vi du nay - sau cung, tat ca cac khia canh cua the gioi vat ly thuc chat đeu la tuong tu, vi vay hieu ung ky thuat so chi đuoc the hien bang cach han che hanh vi tuong tu.


= Mach ky thuat so =

Mach ky thuat so la cac mach đien dua tren mot so muc đien ap roi rac. Mach ky thuat so la bieu dien vat ly pho bien nhat cua đai so Boolean va la co so cua tat ca cac may tinh ky thuat so. Đoi voi hau het cac ky su, cac thuat ngu "mach ky thuat so", "he thong ky thuat so" va "logic" co the đuoc su dung thay the trong ngu canh cua cac mach ky thuat so.
Hau het cac mach ky thuat so su dung he thong nhi phan voi hai muc đien ap đuoc ghi la "0" va "1". Thuong muc logic "0" se la muc đien ap thap va đuoc goi la "Low" trong khi muc logic "1" đuoc goi la "High". Tuy nhien, mot so he thong su dung đinh nghia nguoc lai ("0" la "High") hoac dua tren dong đien. Rat nhieu khi, nguoi thiet ke logic co the đao nguoc cac đinh nghia nay tu mot mach sang mach khac đe phuc vu viec thiet ke cua ho. Đinh nghia cac muc la "0" hoac "1" la tuy y.
Ba trang thai (voi ba trang thai) đa đuoc nghien cuu va mot so may tinh nguyen mau đa đuoc tao ra. He thong nhi phan đuoc san xuat hang loat đa lam giam y nghia cua viec su dung logic ba trang thai. May tinh, đong ho đien tu, va bo đieu khien he thong lo-gic co the lap trinh (đuoc su dung đe đieu khien quy trinh cong nghiep) đuoc xay dung tu cac mach ky thuat so. Bo xu ly tin hieu ky thuat so, ma đo, loc hoac nen cac tin hieu tuong tu lien tuc trong the gioi thuc, la mot vi du khac. Transistor nhu MOSFET đuoc su dung đe đieu khien trang thai nhi phan.

Cong logic
Bo cong
Flip-flop
Bo đem
Đang ky
Bo chuyen mach (Multiplexer)
Bo kich Schmitt (Schmitt trigger)
Cac thiet bi tich hop cao:

Chip bo nho
Vi xu ly
Vi đieu khien
Mach tich hop đac thu ung dung (ASIC)
Bo xu ly tin hieu ky thuat so (DSP)
Mach lap trinh cong tong hop truong (FPGA)
Mach lap trinh mang tuong tu tong hop truong (FPAA)
He thong tren mot chip (SOC)


Cac nganh đien tu Thiet ke Thiet ke he thong đien tu xu ly cac van đe thiet ke đa nganh cua cac thiet bi va he thong đien tu phuc tap, nhu đien thoai di đong va may tinh. Chu đe nay bao gom mot pham vi rong, tu viec thiet ke va phat trien mot he thong đien tu (phat trien san pham moi) đen đam bao chuc nang, tuoi tho va viec xu ly chinh sach tai che. Do tinh phuc tap cua ly thuyet đien tu, thi nghiem trong phong thi nghiem la mot phan quan trong trong qua trinh phat trien cac thiet bi đien tu. Nhung thi nghiem nay đuoc su dung đe kiem tra hoac xac minh thiet ke cua ky su va phat hien loi. Lich su, phong thi nghiem đien tu bao gom cac thiet bi va trang thiet bi đien tu nam trong mot khong gian vat ly, tuy nhien trong nhung nam gan đay, xu huong đa dich chuyen sang phan mem mo phong phong thi nghiem đien tu, chang han nhu CircuitLogix, Multisim va PSpice.


= Thiet ke ho tro may tinh =

Ngay nay, ky su đien tu co kha nang thiet ke mach đien tu bang cach su dung cac khoi xay dung đuoc san xuat truoc nhu nguon cap đien, ban dan (tuc la cac thiet bi ban dan nhu transistor) va mach tich hop. Cac phan mem tu đong hoa thiet ke đien tu bao gom cac chuong trinh thu nhat so đo mach va cac chuong trinh thiet ke bang mach in. Cac ten pho bien trong linh vuc phan mem tu đong hoa thiet ke đien tu la NI Multisim, Cadence (ORCAD), EAGLE PCB va Schematic, Mentor (PADS PCB va LOGIC Schematic), Altium (Protel), LabCentre Electronics (Proteus), gEDA, KiCad va nhieu phan mem khac.


Nhuoc điem = Quan ly nhiet =

Nhiet đuoc tao ra boi mach đien tu phai đuoc tieu thu đe ngan chan su hong hoc ngay lap tuc va cai thien đo tin cay trong dai han. Tieu thu nhiet chu yeu đuoc đat đuoc thong qua dan nhiet/dan luu qua cach thu đong. Cac phuong phap đe đat đuoc su tieu thu lon hon bao gom tan nhiet va quat đe lam mat bang khong khi, va cac hinh thuc lam mat may tinh khac nhu tan nhiet bang nuoc. Cac ky thuat nay su dung luu chat, dan nhiet, va buc xa nang luong nhiet.


= Nhieu =

Nhieu đien tu đuoc đinh nghia la cac nhieu khong mong muon đuoc đat len tin hieu huu ich gay mo mit noi dung thong tin. Nhieu khong giong voi hien tuong bien dang tin hieu do mach gay ra. Nhieu đuoc lien ket voi tat ca cac mach đien tu. Nhieu co the đuoc tao ra tu ca cac tac đong tu moi truong đien tu va nhiet, va co the đuoc giam bot bang cach giam nhiet đo hoat đong cua mach. Cac loai nhieu khac nhu nhieu xac khong the loai bo vi chung phu thuoc vao cac gioi han trong cac thuoc tinh vat ly.


Phuong phap đong goi Nhieu phuong phap khac nhau đa đuoc su dung trong viec ket noi cac thanh phan qua cac nam. Vi du, cac thiet bi đien tu ban đau thuong su dung day điem đen day điem voi cac thanh phan đuoc gan tren tam mach go đe xay dung mach. Cac phuong phap khac nhu Cordwood construction va wire wrap cung đa đuoc su dung. Hien nay, hau het cac thiet bi đien tu hien đai su dung cac tam mach in đuoc lam bang cac vat lieu nhu FR-4 hoac cac vat lieu re hon (va it ben hon) nhu Synthetic Resin Bonded Paper (SRBP), con đuoc goi la Paxoline/Paxolin (nhan hieu) va FR2 - co đac điem la mau nau. Quan tam ve suc khoe va moi truong lien quan đen viec lap rap đien tu đa nhan đuoc su chu y gia tang trong nhung nam gan đay, đac biet đoi voi cac san pham du đinh xuat khau đen thi truong chau Au.

Cac thanh phan đien tu thong thuong đuoc gan ket theo cac cach sau:
Chan thong (sometimes đuoc goi la 'Pin-Through-Hole')
Be mat gan
Chassis mount
Rack mount
LGA/BGA/PGA socket


Nganh cong nghiep Nganh cong nghiep đien tu bao gom cac nganh khac nhau. Luc đay trung tam đang sau toan bo nganh cong nghiep đien tu la nganh cong nghiep ban dan, co doanh so ban hang hang nam len đen hon 481 ty đo la My vao nam 2018. Nganh cong nghiep lon nhat la nganh thuong mai đien tu, tao ra hon 29 nghin ty đo la My vao nam 2017. Thiet bi đien tu đuoc san xuat pho bien nhat la transistor truong tu dang oxit kim loai (MOSFET), voi uoc tinh đa san xuat khoang 13 sextillion MOSFET tu nam 1960 đen nam 2018. Vao nhung nam 1960, cac nha san xuat My khong the canh tranh voi cac cong ty Nhat Ban nhu Sony va Hitachi co the san xuat hang hoa chat luong cao voi gia thap. Tuy nhien, vao nhung nam 1980, cac nha san xuat My tro thanh nha lanh đao the gioi trong viec phat trien va lap rap ban dan.
Tuy nhien, trong nhung nam 1990 va sau đo, nganh cong nghiep chuyen dich manh me sang Đong A (qua trinh bat đau tu su chuyen dich ban đau cua viec san xuat hang loat vi mach tai đo vao nhung nam 1970), khi co san lao đong re va phong phu cung voi su tien bo cong nghe ngay cang gia tang.
Trong hon ba thap ky, ty le so huu nang luc san xuat ban dan cua Hoa Ky tren toan cau đa giam tu 37% vao nam 1990 xuong con 12% vao nam 2022. Hang san xuat ban dan hang đau cua My, Tap đoan Intel, đa tut xa so voi nha phan phoi phu cua no la Cong ty San xuat Ban dan Đai Loan (TSMC) ve cong nghe san xuat.
Đen thoi điem đo, Đai Loan đa tro thanh nguon cung cap ban dan tien tien hang đau the gioi—tiep theo la Han Quoc, Hoa Ky, Nhat Ban, Singapore va Trung Quoc.
Cac co so quan trong trong nganh cong nghiep ban dan (thuong la cong ty con cua mot nha san xuat hang đau đat tru so o noi khac) cung ton tai o chau Au (đac biet la Ha Lan), Đong Nam A, Nam My va Israel.


Tham khao