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Elektronik



Elektronik ist ein Teilbereich der Elektrotechnik, der sich mit dem Entwurf und der Anwendung von elektronischen Schaltungen befasst. Unter Elektronik versteht man auch die für diese Schaltungen genutzten Bauteile, wie bspw. Röhren, Transistoren oder integrierte Schaltkreise (integrated circuits, IC), wie Operationsverstärker, Analog-Digital-Wandler (ADC), Digital-Analog-Wandler (DAC), Multiplexer, Flip-Flops usw. Die Elektronik lässt sich grob in zwei Teilgebiete einteilen, in Analogelektronik und Digitalelektronik. In der jüngsten Zeit entwickelte sich auf Grund der immer höheren Frequenzen auch ein Zweig names Hochfrequenz- oder Mikrowellenelektronik für Schaltungen mit einer Signalfrequenz grösser als etwa 1 GHz.

Table of contents
1 Geschichte
2 Analogelektronik (AE)
3 Digitalelektronik (DE)
4 Bauelemente
5 Weiterführende Angaben

Geschichte

Anfang des 20. Jahrhunderts wurden die ersten Vakuumröhren entwickelt und in ersten Schaltungen genutzt. Damit war erstmals die Möglichkeit gegeben, Signale auf unterschiedlichste Weise zu beeinflussen und zu verändern. Erst dadurch wurden Erfindungen wie Radio, Fernsehen und Radar möglich. Im Jahr 1948 wurde dann der erste Transistor vorgestellt. Transistoren können wie Röhren als Verstärker, steuerbare Schalter oder als Oszillator eingesetzt werden. Jedoch im Gegensatz zu Vakuumröhren, die sehr viel Raum und Strom brauchen, lassen sich Transistoren sehr klein fertigen, denn sie basieren auf Halbleitertechnologie.

Analogelektronik (AE)

Die Analogelektronik beschäftigt sich, wie oben erwähnt, vor allem mit der Manipulation von Signalen. Mit Hilfe von elektronischen Schaltungen können die Signale verstärkt, gefiltert, moduliert werden. Dabei spielt es keine Rolle, welche Art von Signalen verarbeitet werden: Audiosignale, Videosignale, Steuersignale. Bei der Analogelektronik sind sehr viele Einzelheiten zu beachten, um später die gewünschten Effekte hervorzubringen. Schon bei dem Aufbau einfacher Schaltungen sind viele Effekte zu beachten, die später einen Einfluss auf die Verarbeitung und das Ausgangssignal der Schaltung haben. Diese Dimensionierung und der Entwurf elektronischer Schaltungen geschehen heute meistens unter Zuhilfenahme von Simulationsprogrammen (z.B. Pspice).

Digitalelektronik (DE)

Bei der Digitalelektronik werden die Signale entweder vor der Verarbeitung mit Hilfe von Analog-Digital-Wandlern digitalisiert oder existieren bereits als digitale Signale. Der große Vorteil der Digitalelektronik liegt in der Tatsache, dass im Anschluss an die Digitalisierung die bei der AE erwähnten Effekte keine Rolle mehr spielen. Bei der Signalverarbeitung können sich z.Bsp. die Spannungspegel in bestimmten, vorgegebenen Bereichen ändern, ohne das entsprechende digitale Signal zu verändern. Die Digitaltechnik hat vor allem durch die immer weiter vorangetriebene Miniaturisierung weite Verbreitung erlangt. Heute lassen sich auf einem integrierten Schaltkreis eine Vielzahl von Funktionen realisieren. Zur Verarbeitung von digitalen Signalen siehe auch Digitaltechnik.

Bauelemente

Die Berechnung und Entwicklung der elektronischen Bauteile lässt sich wie folgt unterteilen:

Dioden: Zener-Diode, Kapazitätsdiode, PIN-Diode, Tunnel-Diode
Transistoren: Bipolartransistor, Heterobipolartransistor (HBT), Feldeffekttransistor (FET), MOSFET, IGBT
andere Halbleiterbauelemente: Thyristor, GTO Operationsverstärker
Optoelektronische Bauelemente: Fotowiderstand, Fotoelement, Fotodiode, LED, Optokoppler

Weiterführende Angaben

Siehe auch

Liste elektronischer Bauteile, Early-Effekt,

Weblinks

Literatur

Tietze, U., Schenk, C.: Halbleiter-Schaltungstechnik, ISBN: 3-540-42849-6




     
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