Elektronika

Elektronika ir zinātne par sistēmām, kas darbojas uz kontrolētas elektronu (vai citu lādētu daļiņu) plūsmas pamata, to mijiedarbību ar elektromagnētisko lauku. Elektroniskās sistēmas paredzētas elektromagnētiskās enerģijas, elektriskā u.c. signālu pārveidošanai, informācijas uzkrāšanai, apstrādei un pārraidei.

 Vēsture 
Pirms elektronikas parādīšanās sekoja radiosakaru izgudrojums. Tā kā radioraidītāji nekavējoties atrada pielietojumu (galvenokārt uz kuģiem un militāros jautājumos), viņiem bija nepieciešama elementu bāze, kuras izveidošana un izpēte aizņēma elektroniku. Pirmās paaudzes elementārā bāze balstījās uz elektronu caurulēm. Attiecīgi ir izstrādāta vakuuma elektronika. Tās attīstību sekmēja arī televīzijas un radaru izgudrošana, kurus plaši izmantoja Otrā pasaules kara laikā.

Bet elektroniskajām lampām bija nozīmīgi trūkumi. Tas galvenokārt ir lielais izmērs un lielais enerģijas patēriņš (kas bija kritiski svarīgs portatīvajām ierīcēm). Tāpēc sāka attīstīties cietvielu elektronika, un par elementu bāzi sāka izmantot diodes un tranzistorus.

Tālāka elektronikas attīstība ir saistīta ar datoru parādīšanos. Datori, kuru pamatā ir tranzistori, bija ievērojami ar lielu izmēru un enerģijas patēriņu, kā arī zemu uzticamību (lielā detaļu skaita dēļ). Lai atrisinātu šīs problēmas, sāka izmantot mikrokomplektus un pēc tam mikroshēmas. Pakāpeniski palielinājās mikroshēmu elementu skaits, sāka parādīties mikroprocesori. Pašlaik elektronikas attīstību veicina šūnu komunikāciju parādīšanās, kā arī dažādas bezvadu ierīces, navigatori, komunikatori, planšetdatori utt.

Var apsvērt galvenos pagrieziena punktus elektronikas attīstībā:

 A. S. Popova radio izgudrojumi (1895. gada 7. maijs) un radioaparātu lietošanas sākums,
 Lī de Meža izgudrots cauruļu triode — pirmais pastiprinošais elements,
 Losevs izmanto pusvadītāju elementu, lai pastiprinātu un ģenerētu elektriskos signālus,
 Cietvielu elektronikas attīstība,
 Diriģenta un pusvadītāju elementu izmantošana (Ioffe, Schottky darbs),
 Tranzistora (Viljams Šoklijs, Džons Bardins un Valters Brattains) izgudrojums 1947. gadā,
 Integrētas shēmas izveidošana un tai sekojoša mikroelektronikas attīstība, kas ir mūsdienu elektronikas galvenā joma.

 Elektroniskās shēmas 
 Linearitāte 

Lineāras shēmas izejas signāls ir proporcionāls ieejas signālam. Nelineārās shēmās izejas signāls neatspoguļo ieejas signālu.

Izšķir divu veidu elektroniskas shēmas. Analogā elektronika apstrādā nepārtrauktus signālus. Ciparu jeb diskrētās shēmas apstrādā binārus signālus, t.i. tādus, kuriem ir tikai divas vērtības. Elektroniskās shēmas izveido no elektronikas komponentēm.

 Elektroniskās komponentes 
Elektroniskās komponentes ir detaļas, no kurām saslēdz shēmas. Šādas detaļas var būt mikroshēmas, rezistori, kondensatori, pagātnē arī radiolampas utt. Komponentes pašas var būt shēmas un sastāvēt no daudzām elektronierīcēm, piemēram mikroshēmas var saturēt tūkstošiem tranzistoru. Elektroniskās komponentes iedala aktīvajās un pasīvajās.

 Pasīvās komponentes 
Pasīvās komponentes patērē ienākošā signāla enerģiju, kā rezultātā izejas signāla jauda vienmēr ir mazāka par ienākošo (vājinājums).
Pasīvo komponenšu piemēri:
 Rezistori
 Kondensatori
 Induktivitātes spoles
 Transformatori
 Kvarca rezonatori
 Pasīvie filtri

 Aktīvās komponentes 
Aktīvās komponentes patērē barošanas avota enerģiju, tāpēc to izejas signāla jauda var būt lielāka nekā ieejas signāla jauda (pastiprinājums).
Daži aktīvo komponenšu piemēri:
 Pastiprinātāji
 Ģeneratori
 Ciparu shēmas

 Elektroniskās ierīces 

 Lineārās 
 Rezistori
 Kondensatori
 Induktivitātes spoles bez serdes

 Nelineārās 
 Induktivitātes spoles ar serdi

 Pusvadītājierīces 
 Diodes
 Stabilitroni (jeb Zenera diodes):
 p-n pārejas lavīncaursites
 p-n pārejas tuneļcaursites (Zenera efekts)
 Stabistori (slēdzot stabilitronu caurlaides virzienā)
 Tuneļdiodes
 Varikapi
 Impulsdiodes
 Taisngriežu diodes
 Ganna diodes
 Impulsa diodes
 Šotkija diodes
 Augstfrekvences un superaugstu frekvenču diodes
 Optoelektroniskās diodes:
 Fotodiodes
 Mirdzdiodes (LED)
 Lāzerdiodes
 Tranzistori
 Bipolārie tranzistori
 p-n-p
 n-p-n
 Lauktranzistori (FET)
 ar p-n pāreju
 MOP (metāls-oksīds-pusvadītājs)
 MDP (metāls-dielektriķis-pusvadītājs)
 ar n kanālu
 ar p kanālu
 Jonjutīgie lauktranzistori
 Vienpārejas tranzistori
 Fototranzistori
 Saliktie tranzistori (Dārlingtona tranzistors)
 Tiristori
 Dinistori
 Trinistori
 Simistori

 Mikroshēmas 
 Analogās
 Ciparu
 Jauktās

 Vakuuma lampas 
 Diodes, kenotroni
 Triodes
 Tetrodes
 Staru tetrodes
 Pentodes
 Heksodes
 Heptodes
 Oktodes
 Katodstaru lampas
 Kineskopi
 Monoskopi
 Potencialoskopi
 SAF (super augsto frekvenču) lampas
 Klistroni
 Magnetroni
 Pretviļņa lampas
 Skrejviļņa lampas

 Gāzizlādes lampas 
 Bareteri
 Dekatroni
 Gāzizlādes stabilitroni
 Gazotroni
 Mirdzizlādes indikatori

 Fotoelektriskās ierīces 
 Fotorezistori
 Fotodiodes
 Fototranzistori
 Optroni
 Pusvadītāju releji
 Saules baterijas

 Termoelektriskās ierīces 
 Termopretestības
 Termopāri

 Elektroakustiskās ierīces 
 Mikrofoni
 Skaļruņi
 Pjezoelektriskās ierīces

 Konstruktīvais izpildījums 
Sākotnēji elektroniskas iekārtas veidoja, komponentes nostiprinot uz koka vai metāla šasijas un izvadus savienojot ar vadiem.
Mūsdienās elektroniku visbiežāk noformē uz iespiestajām platēm.
Elektriskā kontakta nodrošināšanai lieto satīšanu, lodēšanu, metināšanu, presēšanu.

 Drošums 
Drošumu raksturo ar parametru atteiču intensitāte. Atteiču intensitāte elektronikai ir daudzkārt zemāka nekā jebkurai mehāniskai sistēmai, turklāt tā nav tieši atkarīga no ekspluatācijas intensitātes.
Īpaši atbildīgām elektroniskām sistēmām, piemēram sakaros, drošuma paaugstināšanai pielieto dublēšanu, slodzes sadali.

 Skatīt arī 
 Elektrons
 Elektrība
 Elektriskā strāva
 Elektromagnētiskie viļņi
 Oma likums
 Pusvadītājs
 p-n pāreja

 Grāmatas 
 K Tomariņš, E. Zablovskis. Radioelektronika. Rīga : Zvaigzne, 1985.
 P. Leščevics, A. Galiņš. Elektronika un sakaru tehnika. Jelgava : LLU Tehniskā fakultāte, 2008. ISBN 978-9984-784-80-9.
 E. Priednieks. Elektrisko ķēžu vienādojumi. Rīga : RTU Izdevniecība, 2019 ISBN 978-9934-22-049-4

 Ārējās saites 
 Tony R. Kuphaldt. Lessons In Electric Circuits