Електроніка зародилася на початку20 століття після створення основелектродинаміки (1856—1873), дослідження властивостейтермоелектронної емісії (1882—1901),фотоелектронної емісії (1887—1905), рентгенівських променів (1895—1897), відкриття електрона (Дж. Дж. Томсон, 1897), створення електронної теорії (1892—1909). Розвиток електроніки почався з винаходу ламповогодіода (Дж. А. Флемінг, 1904), триелектродної лампи — тріод-пентода (Л. де Форест, 1906); використання тріод-пентода для генерування електричних коливань (німецький інженер А. Мейснер, 1913); розробки потужних генераторних ламп з водяним охолоджуванням (М. О. Бонч-Бруєвич, 1919—25) для радіопередавачів, використовуваних в системах далекого радіозв'язку і радіомовлення.
Вакуумні фотоелементи (експериментальний зразок створив О. Г. Столєтов, 1888; промислові зразки — німецькі учені Ю. Ельстер і Г. Хейтель 1910);фотоелектронні помножувачі — однокаскадні (П. В. Тимофєєв, 1928) і багатокаскадні (Л. О. Кубецький, 1930) — дозволили створити звукове кіно, послужили основою для розробки передавальних телевізійних трубок :відикона (ідея запропонована в 1925О. О. Чернишовим,іконоскопа (С. І. Катаєв і незалежно від ньогоВ. К. Зворикін, 1931—32), суперіконоскопа (П. В. Тимофєєв, П. В. Шмаков, 1933),суперортикона (двостороння мішень для такої трубки була запропонована радянським ученим Г. В. Брауде в 1939; вперше суперортикон описаний американськими ученими А. Розі, П. Веймером і Х. Лоу в 1946) і ін. Створення багаторезонаторногомагнетрона (Н. Ф. Алексєєв і Д. Є. Маляров, під керівництвомМ. О. Бонч-Бруєвича, 1936—37), відбивногоклістрона (М. Д. Дев'ятков та інші і незалежно від них радянський інженерВ. Ф. Коваленко, 1940) послужило основою для розвитку радіолокації в сантиметровому діапазоні хвиль; пролітніклістрони (ідея запропонована в 1932Д. А. Рожанським, розвинена в 1935 радянським фізиком А. Н. Арсеньєвою і німецьким фізиком О. Хайлем, реалізована в 1938 американськими фізиками Р. і 3. Варіанами і ін.) ілампи біжної хвилі (американський учений Р. Компфнер, 1943), забезпечили подальший розвиток систем радіорелейного зв'язку,прискорювачів елементарних часток і сприяли створенню системкосмічного зв'язку. Одночасно з розробкоювакуумних електронних приладів створювалися і удосконалювалися газорозрядні прилади (іонні прилади), наприклад ртутні вентилі, використовувані головним чином для перетворення змінного струму в постійний в потужних промислових установках;тиратрони для формування потужних імпульсів електричного струму в пристроях імпульсної техніки;газорозрядні джерела світла.
Використання кристалічних напівпровідників як детекторів для радіоприймальних пристроїв (1900—1905), створення купроксних і селенових випрямлячів струму і фотоелементів (1920—1926), винахід крістадіна (О. В. Лосєв, 1922), винахідтранзистора (В. Шоклі, В. Браттейн, Дж. Бардін, 1948) визначили становлення і розвиток напівпровідникової електроніки. Розробкапланарної технології напівпровідникових структур (кінець 50 — початок 60-х рр.) і методів інтеграції багатьох елементарних приладів (транзисторів, діодів, конденсаторів, резисторів) на одній монокристалічній напівпровідниковій пластині привело до створення нового напряму в електроніці —мікроелектроніки (див. також Інтегральна електроніка). Основні розробки в галузі інтегральної електроніки направлені на створення інтегральних схем — мікромініатюрних електронних пристроїв (підсилювачів, перетворювачів, процесорів ЕОМ (електронна обчислювальна машина),електронних пристроїв пам'яті тощо), що складаються з сотень і тисяч електронних приладів, що розміщуються на одному напівпровідниковому кристалі площею в декілька мм². Мікроелектроніка відкрила нові можливості для вирішення таких проблем, якавтоматизація управління технологічними процесами, переробка інформації, вдосконалення обчислювальної техніки і ін., що висуваються розвитком сучасного суспільного виробництва. Створення квантових генераторів (М. Г. Басов,О. М. Прохоров і незалежно від нихЧ. Таунс, 1955) — приладів квантової електроніки — визначило якісно нові можливості електроніки, зв'язані з використанням джерел потужного когерентного випромінювання оптичного діапазону (лазерів) і побудовою надточних квантових стандартів частоти.
Радянські учені внесли вагомий внесок до розвитку електроніки Фундаментальні дослідження в галузі фізики і технології електронних приладів виконалиМ. О. Бонч-Бруєвич, Л. І. Мандельштам,М. Д. Папалексі, С. А. Векшинський,О. О. Чернишов, М. М. Богословський і багато др.; по проблемах збудження і перетворення електричних коливань, випромінювання, поширення і прийому радіохвиль, їх взаємодії з носіями струму у вакуумі, газах і твердих тілах —Б. О. Введенський, В. Д. Калмиков,О. Л. Мінц,О. А. Расплетін, М. В. Шулейкін і др.; в галузі фізики напівпровідників —А. Ф. Йоффе; люмінесценції і по інших розділах фізичної оптики —С. І. Вавилов; квантової теорії розсіяння світла випромінювання, фотоефекту в металах —І. Є. Тамм і багато ін.
Електроніка включає три галузі досліджень:вакуумну електроніку,твердотілу електроніку,квантову електроніку. Кожна підрозділяється на ряд розділів і ряд напрямів. Розділ об'єднує комплекси однорідних фізико-хімічнихявищ іпроцесів, які мають фундаментальне значення для розробки багатьох класівелектронних приладів цієї галузі. Напрям охоплює методи конструювання і розрахунків електронних приладів, родинних по принципах дії або по виконуваних ними функціям, а також способи виготовлення цих приладів.
теплофізичні процеси (випар у вакуумі, формозміна деталей при циклічному нагріві, руйнування поверхні металів при імпульсному нагріві, відведення тепла від елементів приладів);
поверхневі явища (утворення плівок наелектродах іізоляторах, неоднорідностей на поверхнях електроду);
технологія обробки поверхонь, у тому числі електронна, іонна і лазерна обробка;
газові середовища — розділ, що включає питання здобуття і підтримки оптимального складу і тиску газу вгазорозрядних приладах.
вивчення властивостейнапівпровідникових матеріалів, вплив домішок на ці властивості;
створення в кристалі областей з різною провідністю методами епітаксіального вирощування (епітаксія),дифузії, іонного впровадження (імплантації), дією радіації на напівпровідникові структури;
нанесення діелектричних і металевих плівок на напівпровідникові матеріали, розробка технології створення плівок з необхідними властивостями і конфігурацією;
дослідження фізичних і хімічних процесів на поверхні напівпровідників;
розробку способів і засобів здобуття і виміру елементів приладів мікронних і субмікронних розмірів.
Основні напрями напівпровідникової електроніки пов'язані з розробкою і виготовленням різних видів напівпровідникових приладів; напівпровідниковихдіодів (випрямних, змішувачах, параметричних, стабілітронів), підсилювальних і генераторних діодів (тунельних, лавинно-пролітних,діодів Ганна),транзисторів (біполярних і уніполярних),тиристорів, оптоелектронних приладів (світлодіодів,фотодіодів,фототранзисторів,оптронів,світлодіодних іфотодіодних матриць), інтегральних схем. До напрямівтвердотільної електроніки відносяться також діелектрична електроніка, що вивчає електронні процеси в діелектриках (зокрема, в тонких діелектричних плівках) і їх використання, наприклад для створення діелектричних діодів, конденсаторів; магнітоелектроніка, що використовує магнітні властивості речовини для управління потоками електромагнітної енергії за допомогою феритових вентилів, циркуляторів, фазообертачів тощо і для створення пристроїв пам'яті, у тому числі намагнітних доменах;акустоелектроніка іп'єзоелектроніка, що розглядають питання поширення поверхневих і об'ємних акустичних хвиль і створюваних ними змінних електричних полів в кристалічних матеріалах і взаємодії цих полів з електронами в приладах з напівпровідниково-п'єзоелектричною структурою (кварцових стабілізаторах частоти, п'єзоелектричних фільтрах, ультразвукових лініях затримки, акустоелектронних підсилювачах тощо);кріоелектроніка, що досліджує зміни властивостей твердого тіла при глибокому охолоджуванні для побудови малошумливих підсилювачів і генераторів НВЧ (надвисокі частоти), надшвидкодіючих обчислювальних пристроїв, що запам'ятовують; розробка і виготовлення резисторів.
Найважливіші напрямиквантової електроніки — створеннялазерів імазерів. На основі приладівквантової електроніки будуються пристрої для точного виміру відстаней (далекоміри), квантові стандарти частоти, квантові гіроскопи, системи оптичного багатоканального зв'язку, космічної телекомунікації, радіоастрономії. Енергетична дія лазерного концентрованого випромінювання на речовину використовується в промисловій технології.Лазери знаходять різне вживання вбіології імедицині.
Електроніка знаходиться у стадії інтенсивного розвитку; для неї характерні поява нових галузей і створення нових напрямів у вже наявних галузях. Наприкладнаноелектроніку вважають сучаснним четвертим етапоп розвитку електроніки.[1]
Конструювання і виготовленняелектронних приладів базуються на використанні поєднання всіляких властивостейматеріалів і физико-хімічних процесів. Тому необхідно глибоко розуміти використовувані процеси і їх вплив на властивості приладів, уміти точно управляти цими процесами. Виняткова важливість физико-хімічних досліджень і розробка наукових основтехнології в електроніці обумовлені,по-перше, залежністю властивостей електронних приладів від наявності домішок в матеріалах і речовин, сорбованих на поверхнях робочих елементів приладів, а також від складу газу і міри розрядки середовища, що оточує ці елементи;по-друге, — залежністю надійності і довговічності електронних приладів від міри стабільності вживаних вихідних матеріалів і керованості технології.
Досягненнятехнології незрідка дають поштовх розвитку нових напрямів в електроніці. Загальні для всіх напрямів електроніки особливості технології полягають у виключно високих (в порівнянні з іншими галузями техніки) вимогах, що пред'являються в електронній промисловості до властивостей використовуваних вихідних матеріалів; міри захисту виробів від забруднення в процесі виробництва; геометричній точності виготовлення електронних приладів. З виконанням першої з цих вимог зв'язано створення багатьох матеріалів, що володіють надвисокою чистотою і досконалістю структури, із заздалегідь заданими физико-хімічними властивостями — спеціальних сплавівмонокристалів,кераміки, стекол і ін. Створення таких матеріалів і дослідження їх властивостей складають предмет спеціальної науково-технічної дисципліни — електронногоматеріалознавства. Однією з найгостріших проблем технології, пов'язаних з виконанням другої вимоги, є боротьба за зменшення запиленості газового середовища, в якому проходять найважливіші технологічні процеси. У ряді випадків допустима запорошеність — не понад три порошинки розміром менше 1 мкм в 1 м-коду 3. Про жорсткість вимог до геометричної точності виготовлення електронних приладів свідчать, наприклад, цифри: у низці випадків відносна похибка розмірів не повинна перевищувати 0,001 %; абсолютна точність розмірів і взаємного розташування елементів інтегральних схем досягає сотих доль мкм. Це вимагає створення нових, досконаліших методів обробки матеріалів, нових засобів і методів контролю. Характерним для технології в електроніці. є необхідність широкого використання новітніх методів і засобів:електроннопроменевої,ультразвукової ілазерної обробки ізварювання,фотолітографії,електронної ірентгенівської літографії, електроіскрової обробки,іонної імплантації,плазмохімії,молекулярної епітаксії,електронної мікроскопії,вакуумних установок, що забезпечуютьтиск залишкових газів до 10 — 13мм рт. ст. Складність багатьох технологічних процесів вимагає виключення суб'єктивного впливу людини на процес, що обумовлює актуальність проблеми автоматизації виробництваелектронних приладів із застосуваннямЕОМ (електронна обчислювальна машина) поряд із загальними завданнями підвищення продуктивності праці. Ці і інші специфічні особливості технології в електроніці. привели до необхідності створення нового напряму вмашинобудуванні — електронного машинобудування. Також новітня електроніка застосовується усистемах супутникового зв'язку.
Електроніку можна розділити на дві важливі пов'язані між собою галузі — розробку й вдосконалення елементної бази та конструюванняелектронних схем. Елементну базу електроніки складаютьелектронні прилади із різноманітними характеристиками, які використовуються в електронних схемах для збору, обробкиінформації та використання її для управління різноманітними процесами і відтворення її в зручному для споживача вигляді.
Електровакуумні прилади історично були першим класом електронних елементів із нелінійними вольт-амперними характеристиками, що здобули широке використання. За дату народження електроніки можна вважати1903–1904 роки, коли були винайдені першідіоди татріоди. Ввакуумних лампах електрони рухаються тільки відкатода доанода, що забезпечує однонаправленістьелектричного струму. Найпростішу з електровакуумних ламп можна використовувати длявипрямлення струму, нелінійність характеристиктріода дозволяє його застосування впідсилювачах ігенераторах.
Більшість приладів такого роду працює в умовах високоговакууму, але в деяких, наприклад,газотронах абоіонізаційних камерах, робочий об'єм заповнений газом.
Електровакуумні прилади, що широко використовувалися в першій половині XX ст., поступово почали поступатися твердотільним і на початку XXI століття зберігають тільки окремі ніші застосування. Електровакуумні лампи заміненітранзисторами тамікросхемами, дисплеї дедалі частішерідкокристалічні, телевізори —плазмові,світлодіодні тощо.
Розвиток напівпровідникової технології дозволив об'єднувати різноманітні елементи електричного кола:транзистори,діоди,резистори та ємності на одній підкладці, що призвело до створенняінтегральних схем абомікросхем (див.РТЛ,ТТЛ тощо). Напівпровідникова електроніка сталамікроелектронікою. Сучасні інтегральні схеми об'єднують в одному пристрої сотні мільйонів транзисторів.
В електронних схемах електронні компоненти об'єднані велектричні кола таким чином, щоб забезпечити виконання своєї функції в електронних приладах.
Електронні схеми поділяються на два класи — аналогові та цифрові. Схеми першого типу призначені для обробкианалогових сигналів, схеми другого типу — для роботи зцифровим сигналом. Цифрові електронні схеми поступово витісняють аналогові навіть із галузей традиційного застосування, наприклад, утелебаченні. Цифровий або дискретний сигнал отримують,квантуючи аналоговий. Передача й зберігання сигналу в цифровому вигляді надійніша, незважаючи на часткове спотворення сигналу при дискретизації.
Прикладоманалогового приладу є аналоговий типрадіоприймача. Аналогова електроніка потребує різноманітних електронних схем:генераторів,підсилювачів,модуляторів тадемодуляторів. Радіоприймач отримує відантенимодульований електричний сигнал широкого набору частот. Він фільтрує сигнал, виділяючи певну частоту, підсилює його, демодулює, перетворює в сигнал частоти звукового діапазону й передає надинамік для відтворення звуку.
Схеми аналогових приладів зазвичай будуються із стандартних блоків, які виконують певну функцію. Кількість розроблених аналогових схем величезна — від окремих елементів, до схем, що включають тисячі елементів.
Цифрова електроніка трактує сигнал як дискретний, найчастіше виділяючи тільки два стани — наявність і відсутність сигналу. Часто вхідний сигнал аналоговий, тому першою стадією його обробки в цифрових схемах єквантування. Цифрова електроніка використовує інший тип електронних схем —тригери,мультивібратори, особливістю яких є перемикання між різними дискретними станами.
Вершиною цифрової електроніки є програмована цифрова електроніка, яка дозволяє задавати правила обробки сигналу за допомогоюкомп'ютерної програми — певного набору інструкцій, що зберігаються наносії інформації і можуть змінюватися програмістом. Розвиток програмованої цифрової електроніки відкрив еруінформаційних технологій.
Одна з основних проблем, що стоять перед Електронікою., пов'язана з вимогою збільшення кількості оброблюваної інформації обчислювальними електронними системами управління, з одночасним зменшенням їх габаритів і споживаної енергії. Ця проблема вирішується шляхом створення напівпровідникових інтегральних схем, що забезпечують час перемикання до 10−11 с; збільшення міри інтеграції на одному кристалі до мільйона транзисторів розміром 1—2 мкм; використання в інтегральних схемах пристроїв оптичного зв'язку і оптоелектронних перетворювачів (див. статтю«Оптоелектроніка»), надпровідників; розробки пристроїв пам'яті, ємністю декілька мегабіт на одному кристалі; вживання лазерної і електроннопроменевої комутації; розширення функціональних можливостей інтегральних схем (наприклад, перехід від мікропроцесора до МІКРОЕОМ на одному кристалі); переходу від двовимірної (планарной) технології інтегральних схем до тривимірної (об'ємною) і використання поєднання різних властивостей твердого тіла в одному пристрої; розробки і реалізації принципів і засобівстереоскопічного телебачення, що володіє більшою інформативністю в порівнянні із звичайним; створення електронних приладів, що працюють в діапазоні міліметрових і субміліметрових хвиль, для широкосмугових (ефективніших) систем передачі інформації, а також приладів для ліній оптичного зв'язку; розробки потужних, з високим ККД (коефіцієнт корисного дії), приладівНВЧ (надвисокі частоти) ілазерів для енергетичної дії на речовину і направленої передачі енергії (наприклад, зкосмосу). Одна з тенденцій розвитку електроніки — проникнення її методів і засобів в біологію (для вивчення кліток і структури живого організму і дії на нього) і медицину (длядіагностики,терапії,хірургії). У міру розвитку електроніки. і вдосконалення технології виробництва електронних приладів розширюються галузі використання досягнення електроніки. у всіх сферах життя і діяльності людей, зростає роль електроніки. у прискореннінауково-технічного прогресу.
Елементи та компоненти електронних пристроїв: підруч. для студентів ВНЗ, які навчаються за напрямом «Радіоелектрон. апарати» / М. Д. Матвійків, Б. С. Вус, О. М. Матвійків ; М-во освіти і науки України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Львів: Вид-во Львів. політехніки, 2015. — 496 с. : іл. — Режим доступу:. — Бібліогр.: с. 492—494 (56 назв). —ISBN 978-617-607-794-7
Магнітна електроніка: підруч. для студентів ВНЗ, які навчаються за спец. «Електроніка» / Ю. М. Поплавко, О. В. Борисов, В. Я. Жуйков ; за ред. Ю. І. Якименка ; М-во освіти і науки України, Нац. техн. ун-т України «Київ. політехн. ін-т». — Київ: НТУУ «КПІ», 2015. — 390 с. : іл. — Бібліогр.: с. 377—378 (21 назва). —ISBN 978-966-622-740-2
Наноелектроніка: наук.-навч. вид. / З. Готра, І. Григорчак, Б. Лукіянець та ін. ; за ред. З. Ю. Готри ; М-во освіти і науки України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л. : Ліга-Прес, 2009. — 344 с. : іл. — Бібліогр.: с. 332—335 (47 назв). —ISBN 978-966-397-096-7
Органічна електроніка: навч. посіб. / Г. В. Баришніков, Д. І. Волинюк, І. І. Гельжинський та ін. ; за ред. З. Ю. Готри ; М-во освіти і науки України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Львів: Вид-во Львів. політехніки, 2014. — 292 с. : іл. — Режим доступу:. — Бібліогр. в кінці розділів. —ISBN 978-617-607-673-5
Основи електроніки та мікропроцесорної техніки: Навч. посіб. для студ. усіх неелектротехнічних спец. / В. Ф. Болюх, В. Г. Данько ; За ред. В. Г. Данька. — К. : Освіта України, 2011. — 260 c.
Рідкокристалічна електроніка: монографія / З. Готра, Р. Зелінський, З. Микитюк та ін. ; за ред. З. Готри ; М-во освіти і науки України, Нац. ун-т «Львів. політехніка», Ін-т фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України. — Л. : Вид-во «Апріорі», 2010. — 532 с. : іл. — Бібліогр. в кінці розділів. —ISBN 978-966-2154-52-8
Субмікронні та нанорозмірні структури електроніки: підручник / З. Ю. Готра, І. І. Григорчак, Б. А. Лукіянець та ін. ; за ред. З. Ю. Готри ; М-во освіти і науки України, Чернівец. нац. ун-т ім. Ю. Федьковича. — Чернівці: Технол. Центр, 2014. — 839 с. : іл. — Бібліогр.: с. 803—838 (250 назв). —ISBN 978-966-97289-8-2
Стратегия выбора: 50 лет. Киевскому НИИ микроприборов (1962—2012). — К.: Корнійчук, 2012. — 528 с. —ISBN 978-966-7599-76-8
«Електроніка»[Архівовано 5 березня 2016 уWayback Machine.] // Англійсько-українсько-англійський словник наукової мови (фізика та споріднені науки). Частина І: англійсько-українська 2010 р. (О. Кочерга, Є. Мейнарович)
