ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОНИКЕ

a) Области электроники

Различают следующие области:

· физическая - область, в которой изучаются процессы, происходящие с заряженными частицами в вакууме, газах, жидкостях и твердых телах;

· прикладная - электронные приборы и устройства, принцип действия которых основан на взаимодействии заряженных частиц с электромагнитными полями и используется для преобразования электромагнитной энергии (например, для передачи, обработки и хранения информации). Наиболее характерные виды таких преобразований: генерирование, усиление, приём электромагнитных колебаний, а также инфракрасного, видимого, ультрафиолетового и рентгеновского излучений. Возможность таких преобразований обусловлена малой инерционностью электрона;

· информационная;

· энергетическая;

· микроэлектроника, в которой электрический сигнал в зависимости от взаимодействия с сигналом, рассматривается в отдельных областях:

- оптоэлектроника (взаимное преобразование со световым сигналом);

- акустоэлектроника (взаимное преобразование с акустическим сигналом);

- магнитоэлектроника (взаимное преобразование с магнитным сигналом);

· связанные цифровые технологии - разработка и выпуск класса устройств, потребляющих электрическую энергию, содержащих логические элементы, и, как правило, обрабатывающих некоторую информацию. Продуктами цифровых технологий являются калькулятор, компьютер, телевизор и подобные электронные устройства. (Электроника http://ru.wikipedia.org/wiki).

 

b) Пассивные электронные компоненты

Резистор - пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома для участка цепи: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току, проходящему через него. На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольтамперной характеристики.

Конденсатор - двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

Трансформатор - электрический аппарат, состоящий из набора индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе или без него и предназначенный для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока без изменения частоты систем переменного тока.

Катушка индуктивности - винтовая, спиральная или винто-спиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении.

Соленоид - разновидность электромагнитов - это односложная катушка цилиндрической формы, витки которой намотаны вплотную, а длина значительно больше диаметра. Характеризуется значительным соотношением длины намотки к диаметру оправки, что позволяет создать внутри катушки относительно равномерное магнитное поле.

Реле - электромеханическое устройство (выключатель), предназначенное для коммутации электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин. Различают электромагнитные, пневматические и температурные реле.

Фильтр - пассивный четырехполюсник, составленный из резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и других элементов, предназначенный для разделения электрических колебаний различных частот. Различают помехоподавляющие, сглаживающие и резонансные фильтры. Последние делятся на фильтры верхних частот, нижних частот, полосовые и заградительные. (Майер Р. В. Основы электроники. Курс лекций: Учебно-методическое пособие. – Глазов: ГГПИ, 2011).

Кроме того, для создания цепи используются всевозможные соединители и разъединители цепи - ключи; для защиты от перенапряжения и короткого замыкания - предохранители; для восприятия человеком сигнала - лампочки и динамики (динамическая головка громкоговорителя), для формирования сигнала - микрофон и видеокамера. Для приёма аналогового сигнала, передающегося по эфиру, приёмнику нужна антенна, а для работы вне сети электрического тока - аккумуляторы. (Электроника http://ru.wikipedia.org/wiki).

 

c) Активные электронные компоненты

Вакуумные:

Электронная лампа - вакуумный электронный прибор, работа которого осуществляется за счёт изменения потока электронов, движущихся в вакууме или разрежённом газе между электродами.

 

 

Полупроводниковые:

Фоторезистор - полупроводниковый резистор, при освещении которого уменьшается его сопротивление.

Терморезистор - полупроводниковый прибор, сопротивление которого при повышении температуры уменьшается.

Полупроводниковый диод - двухэлектродный электронный прибор с одним p-n-переходом, обладающий односторонней проводимостью. Различают плоскостные и точечные диоды. Плоскостные выдерживают большие токи и используются в выпрямителях. Их недостаток - высокая паразитная ёмкость. Точечные диоды рассчитаны на небольшие токи, имеют маленькую паразитную ёмкость, используются в импульсной технике.

Светодиод - полупроводниковый прибор с одним p-n-переходом, в котором при протекании тока генерируется излучение в инфракрасной, видимой или ультрафиолетовой областях спектра.

Фотодиод - полупроводниковый прибор с одним p-n-переходом, при освещении которого увеличивается его проводимость.

Оптрон - свето- и фотодиод, заключенные в один корпус.

Трансформатор - прибор, повышающий или понижающий сетевое напряжение.

Выпрямитель - прибор, преобразующий сетевое напряжение в однополярное пульсирующее напряжение. Основным элементом выпрямителя является полупроводниковый диод.

Стабилитрон - специальный диод, используемый для создания стабилизированных источников питания.

Стабистор - полупроводниковый диод, в котором напряжение не зависит от тока в некоторых пределах.

Варикап - плоскостной диод, работающий как конденсатор, ёмкость p-n-перехода которого зависит от обратного напряжения. Если варикап включить в колебательный контур, то, подавая на него обратное напряжение, можно изменять собственную частоту колебательного контура.

Тиристор -многослойный полупроводниковый прибор типа p-n-p-n с тремя p-n-переходами, обладающий свойствами управляемого вентиля.

Динистор - диодный тиристор с двумя выводами (анодом и катодом), которые контактируют с крайними областями монокристалла.

Тринистор - триодный тиристор с третьим управляющим электродом, соединённым с одной из промежуточных областей.

Транзистор - полупроводниковый прибор с тремя выводами, у которого входное напряжение управляет током в выходной цепи.

Полевой транзистор - униполярный полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей заряда (дырок и электронов), протекающих через проводящий канал, управляемый электрическим полем. Он имеет три электрода: затвор, исток и сток.

Биполярный транзистор - транзистор, работа которого обусловлена движением основных носителей заряда обоих знаков. Транзистор имеет два p-n-перехода и три вывода: база - управляющий электрод, эмиттер-электрод, из которого вытекают основные носители заряда, коллектор-электрод, в который втекают основные носители заряда.

 

Усилители, генераторы:

Для увеличения амплитуды сигнала используются усилители. В качестве усиливающего элемента применяют электронные лампы, биполярные и полевые транзисторы, операционные усилители.

Резисторный усилитель содержит транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, разделительные конденсаторы, которые пропускают переменную составляющую сигнала.

Дифференциальный усилитель усиливает разность входных напряжений. Он имеет два входа и два усилительных каскада.

Резонансный усилитель отличается тем, что в качестве нагрузки содержит параллельный колебательный контур или два контура, связанных индуктивной связью. В этом случае коэффициент усиления сильно зависит от частоты: усиливаются сигналы, частота которых находится внутри полосы пропускания контура.

Однотактный усилитель мощности содержит трансформатор, первичная обмотка которого включена в цепь коллектора, а ко вторичной подсоединена нагрузка.

Двухтактный усилитель состоит из двух транзисторов, работающих в режиме В. В состоянии покоя транзисторы закрыты, а при поступлении на вход синусоидального сигнала поочередно открываются.

Операционный усилитель - усилитель постоянного тока с высоким коэффициентом передачи постоянного напряжения и большим входным сопротивлением.

Генератор электрических колебаний преобразует энергию источника постоянного тока в энергию переменного тока (напряжения) требуемой формы. Различают генераторы синусоидальных колебаний и релаксационные генераторы импульсов (прямоугольных, треугольных и т. д.). (Майер Р. В. Основы электроники. Курс лекций: Учебно-методическое пособие. – Глазов: ГГПИ, 2011).