Historický vývoj elektroniky

Historický vývoj elektroniky

Odbor elektroniky je odvodený od elektrotechniky. Zaoberá sa teóriou a využitím elektrickej vodivosti vo vákuu, plynných a pevných látkach. Zahrňuje aj kvantovú elektroniku, optoelektroniku, lekársku elektroniku, priemyslové a výkonové elektroniky. Jeho názov vznikol už v dvadsiatych a tridsiatych rokoch dvadsiateho storočia. Odbor elektroniky vznikol objavením elektrónky v roku 1896 Thomasom Alva Edisonom ( americký vynálezca narodil sa v roku 1847 a zomrel v roku 1931, bol spoluautorom 1300 patentov, niektoré z nich mali zásadný význam pre rozvoj elektrotechniky napr.: automatický telegraf, uhlíkový reostat, uhlíková žiarovka, mikrofón, elektromer, zdokonalené elektrotechnické dynamo, alkalický akumulátor, ...). Pri pokusoch so žiarovkou objavil tepelnú emisiu elektrónov, ktorá sa stala základom elektrónok. Elektrónka sa skladá s banky, obyčajne sklenenej, v ktorej sú vákuu dve základné elektródy- katóda a anóda a niekoľko ďalších elektród, ktorým hovoríme mriežky. Z rozžeravenej katódy sa uvoľňujú elektróny, ktoré sú priťahované kladnou anódou, pričom prechádzajú okolo mriežok. Malé zmeny napätia medzi katódou a niektorou z mriežok značne ovplyvňujú prúd tečúci elektrónkou, čo sa využíva na zosilnenie malých striedavých napätí. V začiatkoch elektroniku predstavovali elektronické zariadenie hlavne rozhlasové prijímače, rozhlasové vysielače a zariadenia pre rádiovú techniku ( V roku 1926 zahájil v Prahe činnosť nový vysielač s výkonom 5 kW, v tej dobe jeden z najsilnejších v Európe. Pravdepodobne z týchto dôvodou sa spoločnosť Radiojournal rozhodla zúčastniť vôbec jednej z prvých medzinárodných skúškach diaľkového rozhlasového vysielania. K pokusom došlo v januári 1926. Vysielač pracoval na vlnovej dĺžke 368 metrov a došlo veľa dopisov od poslucháčov v Severnej Amerike o počuteľnosti, ktorá svedčila o tom, že príjem Pražskej stanice bol kvalitní a čistý.). Ďalším veľkým medzníkom bolo objavenie najprv polovodiča následne diódy, tranzistora a integrovaného obvodu. Polovodiče majú malú šírku zakázaného pásma, pri teplote T= O K je z neho dokonalý izolant, so zvyšujúcou sa teplotou sa jeho odpor zmenšuje. Najvýznamnejšie polovodivé materiály sú kremík (Si) a germánium (Ge). Sú to prvky 4 skupiny m. t. a viažu sa kovalentnou väzbou. Pridaním 3 mocného prvku ( B, In, Ga, Al tzv. akceptory) k základnému materiálu polovodiča vzniká nevlastná vodivosť typu P.

Prímes sa správa ako substitučný atóm nahrádza základný atóm polovodiča v kryštálovej mriežke, avšak do tej väzby mu chýba jeden elektrón. Na mieste chýbajúceho elektrónu vzniká diera. Navonok sa materiál správa ako elektricky neutrálny, ale v elektrickom poly diera spôsobuje vodivosť materiálu. Majoritné sú diery a minoritné sú elektróny.
Pridaním 5 mocného prvku ( P, As, Sb, Bi) k základnému materiálu polovodiča vzniká nevlastná vodivosť typu N. Prímes sa správa ako substitučný atóm nahrádza základný atóm polovodiča v kryštálovej mriežke, avšak jeden valenčný elektrón nezúčastňuje kovalentnej väzby a je veľmi slabo viazaný k základnému atómu. Navonok sa materiál správa ako elektricky neutrálny, ale v elektrickom poli prebytočné elektróny v kovalentnej väzbe sú príčinou vodivosti. Majoritné sú elektróny a minoritné sú diery. Spájaným polovodičov typu P a typu N vznikajú PN priechody.
Tranzistor bol objavený v roku 1947 v USA vedcami: William Shockley
( pracoval pre Semiconductor laboratory of Beckman Instruments, narodil sa v r.1910 zomrel v r. 19890), John Bardeem( pracoval pre University of Illinois, narodil sa v r. 1908 zomrel v r. 1991) a Walter Houser Brattain( pracoval pre Bell telephone laboratories, narodil sa v r. 1902 a zomrel v r.1987) a za tento objav v roku 1956 dostali Nobelovú cenu za fyziku. Tranzistor sa skladá z troch častí: emitora, bázy a kolektora v ktorých sa strieda typ vodivosti. Ak má báza vodivosť typu P emitor a kolektor majú vodivosť typu N a naopak. Medzi nimi sú dva PN priechody, rozhodujúce pre činnosť tranzistora. Vyrába sa viacero druhov tranzistorov, napr.: tranzistory na veľmi vysoké frekvencie, na veľké výkony, ako aj foto tranzistory, ktoré citlivo reagujú na osvetlenie. Integrovaný obvod na ploche niekoľkých mm2 obsahuje veľký počet rezistorov, kondenzátorov, diód ale najmä tranzistorov. Jediný, malý integrovaný obvod tak nahradí veľký a zložitý elektrický prístroj. Integrované obvody môžu byť špecializované na rôzne účely, napr.: ako zosilňovače striedavého alebo jednosmerného napätia, obvody pre číslicovú a meraciu techniku, výpočtovú techniku, telekomunikácie a pod.
A to ešte nieje koniec.. Čo ľudstvu prinesú budúce roky, desaťročia, snáď storočia v oblasti elektroniky? To si iste nedovolí predpovedať ani najväčší fantasta typu Julesa Verna. Použitá literatúra:
Průvodce labyrintem elektroniky( Miroslav Havlíček, 1989)
Školský lexikón( zostavil a spracoval kolektív pracovníkov encyklopedického
ústavu SAV pod vedením A.

Procikovej, 1992)
Zošit z Elektrotechnológie a Praxe.
Z histórie rádia Praha (http://www.radio.cz/cesky/dejiny.html).