Электроника


Электро́ника (от греч. Ηλεκτρόνιο «электрон») — область науки и техники, занимающаяся созданием и практическим использованием различных электронных устройств и приборов[1], работа которых основана на перемещении носителей тока в вакууме, газе или твёрдых телах, а также других физических принципах.

Возникновению электроники предшествовало открытие и изучение электричества, электромагнетизма, а далее — изобретение радио. Поскольку радиопередатчики сразу же нашли применение (в первую очередь на кораблях и в военном деле), для них потребовалась элементная база, созданием и изучением которой и занялась электроника. Элементная база первого поколения была основана на электронных лампах. Соответственно получила развитие вакуумная электроника. Её развитию способствовало также изобретение телевидения и радаров, которые нашли широкое применение во время Второй мировой войны[2][3].

Но электронные лампы обладали существенными недостатками. Это, прежде всего, большие размеры и большая потребляемая мощность (что было критичным для переносных устройств). Поэтому начала развиваться твердотельная электроника, а в качестве элементной базы стали применять диоды и транзисторы.

Дальнейшее развитие электроники связано с появлением компьютеров. Компьютеры, основанные на транзисторах, отличались большими размерами и потребляемой мощностью, а также низкой надежностью (из-за большого количества деталей). Для решения этих проблем начали применяться микросборки, а затем — и микросхемы. Число элементов микросхем постепенно увеличивалось, стали появляться микропроцессоры. В настоящее время развитию электроники способствует появление сотовой связи, а также различных беспроводных устройств, навигаторов, коммуникаторов, планшетов и т. п.

В России вкладом в появление и развитие электроники стали научная деятельность А. С. Попова и начало применения аппаратуры беспроводного телеграфа, изобретение лампового триггера М. Бонч-Бруевичем в 1918 году[4], использование Лосевым полупроводникового элемента для усиления и генерации электрических сигналов[5], использование проводниковых и полупроводниковых элементов в работах Иоффе и развитие полупроводниковой базы GaAs/AlAs и их тройных растворов в лаборатории Алфёрова[6].

До появления электронно-вычислительных машин логические операции выполняли на электромеханических или механических реле. В 1943 году электромеханический компьютер Mark-1 производил одну операцию сложения за 0,3 сек[7]. Но уже в середине XX века начали использовать изобретённый Либеном (1912)[8] и Ли де Форестом (1906) электровакуумный прибор — триод[4], током которого можно было управлять с помощью сетки, что позволяло управлять сигналом[9]. В 1939 году появился первый компьютер на вакуумных лампах (Дж. Атанасов), где вычисления производились с помощью логических операций[10]. В 1946 году появилась электровакуумная ЭВМ Эниак, содержащая 17 468 ламп, которые надо было проверять при установке. Эта машина могла выполнять 5000 операций сложения в секунду[11].