Электроника:Полупроводники/Усилители и активные устройства/От электрики к электронике

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


От электрики к электронике[1]

Вступление

Этот третий том серии книг «Уроки электрических цепей» отличается от первых двух тем, что мы формально перейдём от электрических цепей к электронным. Электрические цепи – это соединения токопроводящих проводов и других устройств, через которое проходит равномерный поток электрических зарядов. Электронные схемы добавляют новое измерение в электрические цепи, поскольку некоторые средства контроля осуществляются над потоком электрических зарядов с помощью другого электрического сигнала, будь то напряжение или ток.

Электронные схемы

Само по себе управление потоком электрического заряда не является откровением для изучающих электрические цепи. Переключатели контролируют поток электрических зарядов, как и потенциометры, особенно если последние подключаются в качестве переменных резисторов (реостатов). На данном этапе исследований ни переключатель, ни потенциометр не должны быть для вас в новинку. Так что, качественный переход от электрического к электронному, определяется тем, как именно контролируется поток электрических зарядов, а не то, существует ли какая-либо форма управления в цепи. Переключатели, равно как и реостаты, управляют потоком электрических зарядов в соответствии с положением механического устройства, приводимого в действие некоторой физической силой, внешней по отношению к цепи. А вот в электронике мы уже имеем дело со специальными устройствами, способными управлять потоком электрических зарядов в соответствии с другим потоком электрических зарядов или путём приложения статического напряжения. Другими словами, в электронной схеме электричество управляет электричеством.

История современной электроники

Томас Эдисон

Исторической предтечей эпохи современной электроники было изобретение Томасом Эдисоном в 1880 году электрической лампы накаливания. Эдисон обнаружил, что от нагретой нити накала лампы к металлической пластине, установленной внутри вакуумной оболочки, проходит небольшой ток (рисунок 1.а). Сегодня это известно как «эффект Эдисона». Учтите, что аккумулятор тут нужен только для нагрева нити накала. Поток электронов всё равно возник бы, если бы использовался неэлектрический источник тепла.

Вакуумный диод

К 1904 году инженер из «Беспроводной компании Маркони» Джон Флемминг обнаружил, что приложенный извне ток (исходящий из пластинчатой батареи) проходит только в одном направлении от нити к пластине (рисунок 1.б), но не в обратном (на рисунке не показано). Так был изебретён вакуумный диод, используемый для преобразования переменного тока в постоянный. Добавление третьего электрода Ли де Форестом (рисунок 1.в) позволило с помощью небольшого электрического сигнала управлять гораздо бо́льшим потоком электронов, протекающим от нити к пластине.

Аудион

Исторически эпоха электроники началась с изобретения аудиона, трубчатого устройства, управляющего электронным потоком в вакууме путём приложения небольшого напряжения между двумя металлическими структурами внутри трубки. Заинтересовавшихся я отсылаю к заключительной главе этого тома, где более подробно изложены устройство так называемой электронной трубки и принципы ламповых технологий.

Транзистор

В 1948 году с изобретением транзистора в электронной технике грянула революция. Это крошечное устройство даёт примерно тот же эффект, что и аудион, но занимает на несколько порядков меньше места и требует меньшего количества материала. Транзисторы управляют потоком электрических зарядов, проходящих через твёрдые полупроводниковые вещества, а не через вакуум, поэтому транзисторные технологии часто именуют твердотельной электроникой.

См.также

Внешние ссылки