אלקטרוניקה

מעגל אלקטרוני

לוח ניסויים (מטריצה) ועליו מעגל חשמלי

אֵלֶקְטְרוֹנִיקָה היא ענף של הנדסת חשמל העוסק בתכנון מעגלים חשמליים המווסתים את תנועתם של אלקטרונים באמצעות רכיבים שונים. בהשוואה להנדסת חשמל שעוסקת במעבר של אלקטרונים במוליכים האלקטרוניקה עוסקת במעבר שלהם בחומרים שאינם מוליכים או שהם מוליכים למחצה. ראשיתה של האלקטרוניקה הייתה בהמצאת שפופרת הריק ויישומה במקלטי רדיו. החלפת השפופרת ברכיבים מוליכים למחצה (semiconductors), השימוש במעגלים מודפסים ובמעגלים משולבים, פרצו את הדרך ליישומה של האלקטרוניקה בכל תחומי החיים, וזאת בזכות המזעור ועלות הייצור הנמוכה של הרכיבים.

התקנים ורכיבים אלקטרוניים

ערך מורחב – רכיב אלקטרוני

בדיקה של ציוד אלקטרוני

רכיב אלקטרוני הוא כל חלק פיזי של מערכת אלקטרונית אשר משפיע על אלקטרונים או השדות הקשורים להם ומממש תפקיד מסוים באותה מערכת. לרוב רכיב מתוכנן כך שיהיה ניתן לחבר אותו לרכיבים אחרים ובדרך כלל הוא מולחם או מודפס במעגל מודפס (PCB), כדי ליצור מעגל אלקטרוני עם פונקציה מסוימת (למשל של מגבר, מקלט רדיו, או מתנד). רכיבים יכולים להארז בגפם או בקבוצות יותר גדולות כמו מעגלים משולבים. רכיבים אלקטרוניים נפוצים הם קבל, נגד, דיודה, טרנזיסטור וכו'.

סוגי מעגלים

מעגלים אנלוגים

ערך מורחב – מעגל אנלוגי

מעגל מודפס

רוב המכשירים האלקטרוניים האנלוגיים, כגון מקלטי רדיו, מורכבים מכמה סוגים בסיסיים של מעגלים אנלוגיים בהם נעשה שימוש בטווח רציף של מתחים לעומת רמות בדידות שבהן נעשה שימוש במעגל הספרתי (דיגיטלי).

נכון לימינו המספר השונה של מעגלים אנלוגיים הוא גדול, בעיקר משום ש'מעגל' יכול להיות עשוי מרכיב בודד ואף ייתכן שהוא יהיה בנוי ממערכת של אלפי רכיבים. מעגלים אנלוגיים לפעמים נקראים מעגלים ליניאריים, למרות שנעשה שימוש בתופעות לא-ליניאריות ברכיבים אנלוגיים רבים כגון ערבלים, מאפננים ועוד.

כיום חלק מהמעגלים האנלוגיים יכולים להשתמש במעגלים ספרתיים ובמעבדים המבצעים עיבוד אותות ספרתי לצורך שיפור ביצועיו של המעגל. סוג זה של מעגלים נקרא בדרך כלל בשם "אות מעורבב" או "mixed signal".

לעיתים קשה להבדיל בין מעגל אנלוגי למעגל ספרתי מאחר ששני סוגי המעגלים כוללים אלמנטים ליניאריים ולא-ליניאריים. דוגמה לכך הוא משוון, המקבל טווח רציף של מתחים ומוציא שתי רמות של מתחים בלבד, כמו מעגל ספרתי. באופן דומה טרנזיסטור במצב רוויה ומגבר יכולים להיחשב כמתג עם שני ערכים במוצא.

מעגלים משולבים

מעגלים ספרתיים

ערך מורחב – אלקטרוניקה ספרתית

מעגלים ספרתים (הנקראים גם לוגיים) הם מעגלים אלקטרוניים המבוססים על ערכים בדידים של רמות מתחים. הם לרוב הייצוג הפיסי של אלגברה בוליאנית והן הבסיס של כל המחשבים הספרתים. רוב המעגלים הספרתים עושים שימוש בשתי רמות מתח המכונות רמה "נמוכה" (0) ו "גבוהה" (1). לעיתים קרובות "נמוך" יהיה ליד אפס וולט ו "גבוהה" תהיה ברמה גבוהה יותר בהתאם לאספקת המתח למערכת, למשל חמישה וולט.

מחשבים, שעונים אלקטרוניים ורכיבים לוגיים מתוכנתים בנויים ממעגלים ספרתיים.

אבות הבניין של מעגלים ספרתיים:

• שער לוגי
• מכפיל בינארי
• דלגלג
• מונה
• אוגר
• מרבב

התקנים משולבים:

• מעבדים
• מיקרו-בקרים
• ASIC
• מעבדי אות ספרתיים (DSP)
• FPGA

ענפים מסחריים עיקריים

• אלקטרוניקה ביתית
• אלקטרוניקה רפואית
• אלקטרוניקה צבאית
• ננואלקטרוניקה

ראו גם

• אלקטרוניקה תקבילית
• מעגל אלקטרוני דיגיטלי
• מעגל משולב

קישורים חיצוניים

• אלקטרוניקה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• אלקטרוניקה, דף שער בספרייה הלאומית