elektronik

© John Fowlie

Elektronik. Elektronikdiagram, som viser et forstærkerkredsløb med to transistorer. Indgangssignalet leveres af en mikrofon, og udgangen driver en højtaler.

elektronik, (sidste led -ik), teknisk fagområde, som beskæftiger sig med elektriske komponenter og kredsløb, hvis funktion er baseret på elektroners bevægelse i metaller, andre faste stoffer (specielt halvledere), vakuum og gasser. Betegnelsen elektronik er efterhånden også udvidet til at omfatte apparater, der udnytter elektroniske kredsløb, fx tv og radio.

Elektronik har utallige anvendelsesområder og er en naturlig del af de fleste apparater og maskiner. Som eksempler kan nævnes kommunikation, databehandling, måleteknik samt styring og overvågning. Også i hjemmet møder man i stigende grad elektronik, fx i køkkenmaskiner og vaskemaskiner.

Telegrafi og telefoni udgjorde ved deres fremkomst i slutningen af 1800-t. de første eksempler på elektronik med en bredere anvendelse. Det var dog opfindelsen af elektronrøret i begyndelsen af 1900-t., der for alvor satte gang i udviklingen. Hermed blev det muligt at konstruere forstærkere, som blev udnyttet i bl.a. radioteknikken. Senere — i 1940'erne — fulgte bl.a. tv og de første elektroniske computere.

Set med nutidens øjne er elektronrøret i visse henseender upraktisk: Det kræver ret høje elektriske spændinger, udvikler megen varme og fylder meget. Derfor var det af kolossal betydning for den videre udvikling, da transistoren blev opfundet i 1948; den består af en lille chip af halvledende krystal. Transistoren kunne erstatte elektronrøret og fandt desuden mange andre anvendelser.

Ud over transistoren skabte halvlederteknologien en række elektroniske komponenter med nye anvendelsesområder, fx zenerdioden, der bruges til spændingsstabilisering, og thyristoren, der kan styre og ensrette meget store strømme, fx i elektriske lokomotiver eller i HVDC-anlæg. I begyndelsen af 1960'erne var halvlederteknologien så udviklet, at flere transistorer kunne placeres på samme chip med den såkaldte integrerede teknik. Omkring 1970 var pakketætheden af transistorer så høj, at man kunne bygge en hel computer (mikroprocessor) på en chip. Siden da er antallet af transistorer, der kan rummes på en mm², blevet fordoblet ca. hvert tredje år, og i dag (1995) kan mere end 1 mio. transistorer integreres på en enkelt chip.

Elektroniske kredsløb sammensættes af forskellige komponenter, som forbindes elektrisk. Man skelner mellem passive komponenter, fx modstande, kondensatorer og spoler, og aktive komponenter, fx transistorer. Et kredsløb skal forsynes med elektrisk energi fra et batteri eller fra elforsyningsnettet. Kredsløbets funktion består i at frembringe og behandle elektriske spændinger og strømme; fx skal en sædvanlig audioforstærker levere den elektriske strøm, der styrer en højtaler.

De elektroniske komponenters forskellige fysiske egenskaber gør det muligt at sammensætte dem til kredsløb med forskellige funktioner. Et kredsløbs sammensætning beskrives med et kredsløbsdiagram, hvor komponenterne er vist som bestemte kredsløbssymboler forbundet med linjer, der symboliserer de elektriske forbindelser mellem dem. Forstærkeren og oscillatoren er to eksempler på elektriske kredsløbstyper.

Der gælder love og regler for, hvordan strømme og spændinger opfører sig i forskellige kredsløb; den mest kendte er Ohms lov, som udtrykker sammenhængen mellem elektrisk modstand, strøm og spænding. Lovene benyttes til at planlægge og beregne kredsløb, evt. ved at lade en computer simulere deres egenskaber, før de bygges.

Produktion af elektronik foregår sædvanligvis ved fastgørelse af de elektroniske komponenter på printplader, ofte af glasfibermateriale. Komponenterne produceres i diverse pakninger beregnet til forskellige montagemetoder. Komponenternes "ben" loddes med en bly-tinlegering til et mønster af kobberbaner på printpladen, hvorved de får elektrisk forbindelse til hinanden. En stadig reduktion af pakningsstørrelse har medført, at antallet af komponenter, der kan placeres på en printplade, er vokset stærkt.

I takt med den materialeteknologiske udvikling er der fremkommet et stort udvalg af elektroniske komponenter, som udnytter forskellige materialers fysiske egenskaber. Et eksempel er transducere, som kan benyttes til måling af fx tryk eller temperatur, idet de kan omsætte måleværdien til en strøm eller spænding, der kan behandles elektronisk. Et andet eksempel er optoelektronikken, som arbejder med kredsløb, hvori der indgår elektro-optiske komponenter, der kan udsende eller behandle lys. Derved kan elektriske funktioner i visse situationer erstattes med optiske.

Der forskes intenst i nye elektroniske komponenter. Lovende eksempler er komponenter af superledende materiale uden elektrisk modstand og energitab samt kredsløb af organiske materialer. Denne forskning forventes at føre til kredsløb og apparater med nye anvendelser og anderledes egenskaber, end vi kender i dag i elektronikken. Se også analog elektronik og digitalteknologi.