Дніпродзержинський енергетичний технікум

             Основи електронної та мікропроцесорної техніки – це дисципліна, що вивчає:

• фізичні явища, пов'язані зі зміною концентрації і переміщенням заряджених часток у вакуумі, газі та твердих кристалічних тілах;

• електричні характеристики та параметри електронно вакуумних, іонних та напівпровідникових приладів

• властивості пристроїв і систем, у яких застосовуються електронно вакуумні, іонні та напівпровідникові прилади.

     Перший з цих напрямків складає основу фізичної електроніки, дру­гий і третій - технічної електроніки.

     У свою чергу, технічна електроніка має чотири головних напрямки:

радіоелектроніка, промислова електроніка, ядерна та біологічна елект­роніка.

• Радіоелектроніка пов'язана з радіотехнікою, бо є основою радіо­зв'язку, телебачення, радіолокації, радіоуправління, радіонавігації, радіо­астрономії.

• Промислова електроніка пов'язана із застосуванням електрон­них пристроїв у різних галузях промисловості і обслуговує ці галузі при­строями контролю, керування, вимірювання, перетворення електрич­ної енергії, а також технологічним обладнанням.

• Ядерна електроніка пов'язана з процесами отримання, вивчення та використання елементарних часток.

• Біологічна електроніка охоплює використання електронних при­строїв у біологічних дослідженнях, особливо в медицині (медична елек­троніка).

     Специфіка окремих галузей технічної електроніки полягає у викори­станні електронних пристроїв, особливостях їх схем та технічних харак­теристик. Так, схеми й характеристики випрямлячів у потужних енер­гетичних установках відрізняються від схем та характеристик ви­прямлячів радіотехнічних пристроїв.

     Слід зазначити, що в наш час прогрес практично в усіх галузях науки і техніки багато у чому зумовлений успіхами електроніки. Тому знання основ технічної електроніки необхідні інженерові будь-якої спеціальності.

     Особливо важливо уявляти можливості сучасної електроніки для вирішення наукових та технічних задач у тій чи іншій галузі. Багато задач керування, вимірювання, інтенсифікації технологічних процесів, що виникають у різних галузях техніки, можуть бути успішно розв'я­зані спеціалістами, знайомими з основами електроніки.

     Промислова електроніка має три складові: інформаційна електроніка, енергетична електроніка, елект­ронна технологія.

• Інформаційна електроніка складає основу електронно - обчислювальної та інформаційно-вимірювальної техніки, а також пристроїв автоматики. До неї належать електронні пристрої одержання, опрацю­вання та зберігання інформації, пристрої керування різними об'єктами та технологічними процесами.

• Енергетична електроніка пов'язана з питаннями перетворення електричної енергії та пристроями і системами перетворення електрич­ної енергії середньої і великої потужності. Сюди належать перетворю­вачі змінного струму в постійний (випрямлячі), постійного струму в змінний (інвертори), перетворювачі частоти, регулятори і т. п.

• Електронна технологія забезпечує використання електронних при строїв у технологічних цілях. Це, наприклад, застосування високочас­тотного генератора для сушіння деревини, нагріву, плавлення та зва­рювання металів, приготування їжі тощо.

     Розвиток сучасної промислової електроніки нерозривно пов'язаний з досягненнями мікроелектроніки, яка, в свою чергу, базується на інтег­ральній технології. Остання дозволила отримувати вузли електронних пристроїв, перш за все інформаційної електроніки, в мікровиконанні - у вигляді інтегральних мікросхем.

     Питаннями побудови електронних пристроїв на інтегральних мікро­схемах займається мікросхемотехніка.

     Промислова електроніка тісно пов'язана з електротехнічними дисцип­лінами. Вона базується на курсах вищої математи­ки, фізики, теоретичних основ електротехніки, електричних вимірювань.

     Мета вивчення дисципліни - знайомство з фізичними основами, будовою та параметрами напівпровідникових приладів, набуття навиків побудови й аналізу електронних пристроїв та систем, їх застосування при вирішенні виробничих завдань.

     Наслідком навчання повинно бути вміння грамотно формулювати тех­нічні завдання на розробку електронних пристроїв для вирішення конк­ретних задач та забезпечувати заявки на сучасне електронне устатку­вання; вміння експлуатувати технологічне електронне устаткування; проектувати найпростіші електронні пристрої.

     Якщо подивитись на історію розвитку електроніки, то, насамперед зазначимо, що успіхи, досягнуті електронікою, історично значною мірою пов'язані з розвитком радіотехніки. Обидві ці галузі техніки розвивали­ся у тісному взаємозв'язку. Електронно вакуумні та напівпровідникові електронні прилади є основними елементами радіотехнічних пристроїв і визначають найважливіші показники радіоапаратури. З іншого боку, необхідність вирішення багатьох проблем радіотехніки ставила перед електронікою ряд завдань, вирішення яких сприяло винаходу нових та удосконаленню існуючих електронно вакуумних та напівпровідникових приладів, схемотехнічних рішень.

     Електронні пристрої широко використовуються у радіозв'язку, теле­баченні, запису та відтворенні звуку, радіолокації та інших галузях радіо­електроніки. У той же час без них неможливо уявити сучасне облад­нання або вироби в автоматиці і телемеханіці, провідному зв'язку, атомній та ракетній техніці, астрономії, метрології, машинобудуванні, вимірювальній техніці, медицині і т. ін.

     Прогрес електроніки сприяв виникненню та розвитку кібернетики — науки, що займається питаннями управління та зв'язку в машинах і жи­вих організмах, а також зробив можливим створення швидкодіючих обчис­лювальних машин. Без широкого застосування обчислювальної техніки неможливе використання космосу за допомогою штучних супутників землі, ракет, космічних кораблів та автоматичних міжпланетних станцій.

     Електроніка стала могутнім засобом автоматизації та контролю ви­робничих процесів. Виключно велику роль відіграє вона при створенні роботизованих комплексів, що сприяють зменшенню використання важ­кої ручної праці в різних сферах виробництва та підвищенню якості про­дукції, що випускається.

     Таким чином, тенденція розвитку техніки сьогодні така, що частка електронних вузлів у інформаційних пристроях автоматики безперерв­но зростає. Цьому значною мірою сприяло широке впровадження інтег­ральної технології, що дала змогу на одному кристалі напівпровідника малої площі (тисячні частки - декілька квадратних міліметрів) виго­товляти складні функціональні вузли різного призначення.

     Промисловість серійно випускає інтегральні підсилювачі електрич­них сигналів, комутатори, логічні елементи, лічильники імпульсів, ко­дові ключі, дешифратори і т. ін. В останні роки освоєно випуск великих інтегральних мікросхем (ВІМ) і мікромініатюрних обчислювальних машин, що отримали назву мікропроцесорів. Кількість елементів кож­ної ВІМ коливається від десятків одиниць до сотень тисяч і сягає кількох мільйонів у над великих мікросхемах .

     Типові функціональні мікро вузли дають змогу зібрати потрібний елек­тронний блок без детального розрахунку окремих каскадів. І лише в тому випадку, коли типові інтегральні схеми не розв'язують якогось конкретного завдання, до них додають вузли на дискретних елемен­тах, що потребує проведення відповідних розрахунків.

     Значно підвищився інтерес до оптоелектроніки, де, крім електрич­них сигналів, використовуються і світлові. Тепер багато пристроїв, ство­рення яких за допомогою суто засобів електроніки викликає значні труд­нощі, відносно просто можуть бути реалізовані за допомогою засобів оптоелектроніки.