Электроника / Лекция 01
.docВВЕДЕНИЕ
Электроника – это область науки и техники, в которой изучаются:
- физические процессы, связанные с переносом носителей электрического заряда в различных средах, в том числе в вакууме, газе и полупроводниковом материале;
- принципы работы, а также электрические характеристики и параметры электронных приборов (электровакуумных, газоразрядных и полупроводниковых), в которых используются эти процессы;
- принципы построения и свойства устройств и систем, использующих электронные приборы и получившие наименование устройства и системы электронной техники.
Устройства и системы электронной техники выполняют различные операции по формированию электрических сигналов, их обработки и преобразованию. Они представляют собой совокупность простейших функциональных узлов, каждый из которых выполняет определенную операцию над такими сигналами и построен на базе отдельных электронных компонентов, таких как полупроводниковый диод, транзисторы, интегральные микросхемы и др., составляющие элементную базу электронной техники. Под электрическим сигналом обычно понимается физический процесс, несущий сообщение (информацию) о каком-либо событии или состоянии объекта. Типичным параметром, характеризующим электрический сигнал, является напряжение.
В связи с созданием таких устройств и систем электронной техники, электроника как наука, изучает также вопросы, свойственные другой смежной науке, схемотехнике.
Для специальностей, где радиотехника и электроника не являются профилирующими дисциплинами, образовательными программами предусматривается изучение только малой части из огромного объема знаний, охватываемого электроникой. В основном, это изучение электронных устройств и систем с учетом их применения в различных областях техники. Естественно, при этом должны даваться представления и о применяемых в устройствах электронных приборов и их характеристиках.
Электронные устройства, применяемые в технике, по уровню мощности классифицируются на устройства силовой и информационной электроники. Устройства силовой электроники предназначаются для обеспечения электропотребления промышленных объектов, а также электропитания других электронных средств. Устройства информационной электроники используются для хранения, обработки и преобразования сигналов малого уровня мощности. Эти устройства составляют основу вычислительной, в частности, цифровой и информационно-измерительной техники, а также систем автоматизации, контроля и управления.
Различают два класса сигналов с точки зрения непрерывности во времени: аналоговые и дискретные. Аналоговые сигналы являются непрерывной функцией времени. Такое наименование они получили, поскольку считаются аналогами реальных физических процессов. Дискретные, прерывистые сигналы, в свою очередь, делятся на импульсные и цифровые. В связи с этим устройства и системы электронной техники делятся на аналоговые, импульсные и цифровые. Аналоговые и импульсные устройства, в основном, формируют аналоговые и импульсные сигналы требуемой формы и выполняют над ними операции по изменению их формы или временного положения. Цифровые устройства выполняют операции над цифровыми сигналами, которые в отличие от аналоговых или импульсных представляют собой двоичные числа или кодовые слова, а не функции времени.
При изложении материала главное внимание в пособии уделено рассмотрению принципов построения функциональных узлов устройств информационной электронной техники и физических процессов, определяющих выполнение определенных операций узлов. Этим объясняется наименование пособия. Выпрямительные схемы, относящиеся к узлам силовой электронной техники, рассматриваются как узлы источников вторичного питания устройств информационной техники.
Изучение предлагаемого материала предполагает предварительное освоение соответствующих разделов курсов высшей математики, электротехники, а также общей физики, где, в частности, даются сведения о процессе переноса носителей заряда в полупроводнике.
Как полагает автор, пособие призвано помочь студентам нерадиоэлектронных специальностей, образовательными программами которых предусматривается изучение «электронных» дисциплин, при их самостоятельной проработке их отдельных разделов.