Наука электроника: Электроника (наука) — это… Что такое Электроника (наука)?

Электроника (наука) — это… Что такое Электроника (наука)?

Теоретические основы электроники

Электроника – наука, изучающая взаимодействие с электромагнитными полями заряженных частиц, а также разрабатывающая методы разработки электронных устройств и приборов. Электроника вносит в жизнь людей изменения более существенные, нежели какая-либо другая техническая отрасль. Радиоприемники, аудио-видео техника, телевизоры, компьютеры – вся эта электронная техника увидела свет за счет развития электроники.

Электронные устройства и различные приборы, создаваемые на основе электроники, широко применяются в измерительной и вычислительной технике, в системах автоматики и связи, во множестве других полезных устройств.

Электроника – это отрасль современной науки и техники, которая сегодня развивается особенно бурно. Она помогает изучать физическую природу и активизировать практическое использование разнообразных электронных устройств и приборов. Успех электроники в значительной мере стимулировало развитие радиотехники.

Сегодня радиоэлектроника является системным комплексом, в который объединены сферы науки и техники, сопряженные с необходимостью выработки инновационных решений проблем приема/передачи и преобразования информации посредством электромагнитных волн и колебаний в оптическом и радиодиапазоне частот.

Основными компонентами радиотехнических устройств являются электронные приборы, определяющие важнейшие параметры и характеристики работы радиоаппаратуры.

В то же время в процессе поиска оптимальных решений многих проблем радиотехники были разработаны новые и усовершенствованы действующие электронные приборы, которые широко используются в таких сферах, как телевидение и радиосвязь, звукозапись и звуковоспроизведение, радионавигация и радиолокация, радиоизмерения и множестве других областей радиотехники.

Нынешний этап в развитии электронной техники характеризует все более активное проникновение электроники во все области деятельности человечества.

Инновации в сфере электроники обуславливают успехи в решении сложнейших научно–прикладных технических задач, повышении эффективности научных разработок, создании принципиально новых видов оборудования, машин и систем управления, получении имеющих уникальные свойства материалов, совершенствовании процесса получения и обработки информационных данных.
Охватывая широчайший круг проблем научно–технического и производственного характера, электроника базируется на достижениях во множестве областей знаний.

При этом электроника, во-первых, осуществляет постановку задач перед другими сферами науками и производства, обуславливая их дальнейшее поступательное развитие, а во-вторых, обеспечивает их множеством качественно новых технических средств и методов исследования.

Сегодня практически в каждой квартире или доме можно видеть различную компьютерную и электронно-вычислительную технику.

Наша повседневная жизнь становится намного более насыщенной и динамичной именно благодаря электронике, развитие и применение которой открывает невиданные перспективы в реализации поставленных целей.

Сейчас уже никого не удивить СВЧ-печью, мощным пылесосом, реагирующими на голос приборами освещения, сигнализации и оповещения, широкоэкранными LCD и плазменными телевизионными панелями, многофункциональной бытовой техникой, объединяющей в себе множество устройств самого различного назначения.

Все эти достижения в сфере электроники – достояние человечества, которое использует их с пользой для себя и планеты.

Разработка и применение инновационных технологий позволили людям достичь принципиально новых рубежей в развитии научно-технического прогресса. Электроника – залог процветания, как в настоящее время, так и в будущем. Пройдет совсем немного времени, и на службу обществу придут такие новинки электронной техники, как вычислительные устройства нового поколения, «умная» мультимедийная техника, электромобили и многое другое.

Электроника — это… Что такое Электроника?

Различные электронные компоненты

Электро́ника (от греч. Ηλεκτρόνιο — электрон) — наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и методах создания электронных приборов и устройств для преобразования электромагнитной энергии, в основном для передачи, обработки и хранения информации.^[1]

История

Возникновению электроники предшествовало изобретение радио. Поскольку радиопередатчики сразу же нашли применение (в первую очередь на кораблях и в военном деле), для них потребовалась элементная база, созданием и изучением которой и занялась электроника. Элементная база первого поколения была основана на электронных лампах. Соответственно получила развитие вакуумная электроника. Её развитию способствовало также изобретение телевидения и радаров, которые нашли широкое применение во время Второй мировой войны.

Но электронные лампы обладали существенными недостатками. Это прежде всего большие размеры и высокая потребляемая мощность (что было критичным для переносных устройств). Поэтому начала развиваться твердотельная электроника, а в качестве элементной базы стали применять диоды и транзисторы.

Дальнейшее развитие электроники связано с появлением компьютеров. Компьютеры, основанные на транзисторах, отличались большими размерами и потребляемой мощностью, а также низкой надежностью (из-за большого количества деталей). Для решения этих проблем начали применяться микросборки, а затем и микросхемы. Число элементов микросхем постепенно увеличивалось, стали появляться микропроцессоры. В настоящее время развитию электроники способствует также появление сотовой связи, а также различных беспроводных устройств, навигаторов, коммуникаторов, планшетов и т. п.

Основными вехами в развитии электроники можно считать:

• изобретения А. С. Поповым радио (7 мая 1895 года), и начало использования радиоприёмников,
• изобретение Ли де Форестом лампового триода, первого усилительного элемента,
• использование Лосевым полупроводникового элемента для усиления и генерации электрических сигналов,
• развитие твёрдотельной электроники,
• использование проводниковых и полупроводниковых элементов (работы Иоффе, Шотки),
• изобретение в 1947 году транзистора (Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн),
• создание интегральной микросхемы и последующее развитие микроэлектроники, основной области современной электроники.

Области электроники

Можно различать следующие области электроники:

• физика (микромира, полупроводников, электромагнтитых волн, магнетизма, электрического тока и др.) — область науки, в которой изучаются процессы, происходящие с заряженными частицами,
• бытовая электроника — бытовые электронные приборы и устройства, в которых используется электрическое напряжение, электрический ток, электрическое поле или электромагнитные волны.(Например телевизор, мобильный телефон, утюг, лампочка, электроплита,.. и др.).
• Энергетика выработка, транспортировка и потребление электроэнергии, электро приборы высокой мощности (например электродвигатель, электрическая лампа, электростанция), электрическая система отопления,Линия Электропередачи.
• Микроэлектроника — электронные устройства, в которых в качестве активных элементов используются микросхемы:
  • оптоэлектроника — устройства в которых используются электрический ток и потоки фотонов,
  • звуко-видео-техника — устройства усиления и преобразования звука и видео изображений,
  • цифровая микроэлектроника — устройства на микропроцесорах или логических микросхемах. Например: электронный калькулятор, компьютер, цифровой телевизор, мобильный телефон, принтер, робот, панель управления промышленным оборудованием, средствами транстпорта, и другие бытовые и промышленные устройства.

Электронное устройство может включать в себя самые разные материалы и среды, где происходит обработка электрического сигнала с использованием разных физических процессов. Но в любом устройстве обязательно имеется электрическую цепь.

Изучению различных аспектов электроники посвящены многие научные дисциплины технических вузов.

Твердотельная электроника

История твердотельной электроники

Термин Твердотельная электроника появился в литературе в середине XX века для обозначения устройств на полупроводниковой элементной базе: транзисторах и полупроводниковых диодах, заменивших громоздкие низкоэффективные электровакуумные приборы — радиолампы. Корень «тверд» использован здесь, потому что процесс управления электрическим током происходит в твердом теле полупроводника в отличие от вакуума, как это происходило в электронной радиолампе. Позднее, в конце XX столетия этот термин потерял свое значение и постепенно вышел из употребления, поскольку практически вся электроника нашей цивилизации начала использовать исключительно полупроводниковую твердотельную активную элементную базу.

Миниатюризация устройств

С рождением твердотельной электроники начался революционно быстрый процесс миниатюризации электронных приборов. За несколько десятков лет активные элементы уменьшились в десять миллиардов раз — с нескольких сантиметров электронной радиолампы до нескольких нанометров интегрированного на полупроводниковом чипе транзистора.

Технология получения элементов

Активные и пассивные элементы в твердотельной электронике создаются на однородном сверхчистом кристалле полупроводника, чаще всего кремния, методом инжекции или напыления новых слоев в определенных координатах тела кристалла атомов иных химических элементов, молекул более сложных, в том числе и органических веществ. Инжекция меняет свойства полупроводника в месте инжекции (легирования) меняя его проводимость на обратную, создавая таким образом диод или транзистор или пассивный элемент: резистор, проводник, конденсатор или катушку индуктивности, изолятор, теплоотводящий элемент и другие структуры. В последние годы широко распространилась технология производства источников света на кристалле. Огромное количество открытий и разработанных технологий использования твердотельных технологий еще лежат в сейфах патентообладателей и ждут. Технология получения полупроводниковых кристаллов, чистота которых позволяет создавать элементы размером в несколько нанометров стали называть нанотехнология, а раздел электроники — микроэлектроника.

В семидесятые годы, XX столетия в процессе миниатюризации твердотельной электроники в ней наметился раскол на аналоговую и цифровую микроэлектронику. В условиях конкуренции на рынке производителей элементной базы победу одержали производители цифровой электроники. И в XXI столетии производство и эволюция аналоговой электроники практически была остановлена. Так как в реальности все потребители микроэлектроники требуют от нее, как правило не цифровые, а непрерывные аналоговые сигналы или действия, цифровые устройства снабжены ЦАП-ами на своих входах и выходах. Миниатюризация электронных схем сопровождалась ростом быстродействия устройств. Так первые цифровые устройства ТТЛ технологии требовали микросекунды на переключение из одного состояния в другое и потребляли большой ток, требовавший специальных мер для отвода тепла.

В начале XXI века эволюция твердотельной электроники в направлении миниатюризации элементов постепенно приостановилась и в настоящее время практически остановлена. Эта остановка была предопределена достижением минимально возможных размеров транзисторов, проводников и других элементов на кристалле полупроводника еще способных отводить выделяемое при протекании тока тепло и не разрушаться. Эти размеры достигли единиц нанометров и поэтому технология изготовления микрочипов называется нанотехнологией. Следующим этапом в эволюции электроники возможно станет оптоэлектроника, в которой несущим элементом выступит фотон, значительно более подвижный, менее инерционный чем электрон/»дырка» в полупроводнике твердотельной электроники.

Основные твердотельные активные приборы, используемые в электронных устройствах:

• Диод проводник с односторонней проводимостью от анода к катоду используется для выпрямления переменного тока;
• Диод прибор с относительно стабильным пороговыми напряжениями анод-катод — стабилизатор напряжения, ограничитель напряжения;
• Диод прибор с нелинейной зависимостью ток-напряжение как усилитель или генератор СВЧ электрических сигналов: туннельный диод, лавинно-пролетный диод, диод Ганна, диод Шотки;
• Биполярные транзисторы — транзисторы с двумя физическими p-n-переходами, ток Коллектор-Эмиттер которого управляется током База-Эмиттер;
• Полевой транзистор — транзистор, ток Исток-Сток которого управляется Напряжением на p-n- или n-p-переходе Затвор-Сток или потенциала на нем в транзисторах без физического перехода — с затвором, гальванически изолированным от канала Сток-Исток;
• Диоды с управляемой проводимостью динисторы и тиристоры, используемые как переключатели, светодиоды и фотодиоды используемые как преобразователи э/м излучения в электрические сигналы или электрическую энергию или обратно;
• Интегральная микросхема — комбинация активных и пассивных твердотельных

элементов на одном или нескольких кристаллах в одном корпусе, используемые как модуль, электронная схема в аналоговой и цифровой микроэлектронике.

Примеры использования твердотельных приборов в электронике:

• Умножитель напряжения на выпрямительном диоде;
• Умножитель частоты на нелинейном диоде;
• Эмиттерный повторитель (напряжения)на биполярном транзисторе;
• Коллекторный усилитель (мощности) на биполярном транзисторе;
• Эмулятор индуктивности на интегральных микросхемах, конденсаторах и резисторах;
• Преобразователь входного сопротивления на полевом или биполярном транзисторе, на интегральной микросхеме операционного усилителя в аналоговой и цифровой микроэлектронике;
• Генератор электрических сигналов на полевом диоде, диоде Шотки, транзисторе или интегральной микросхеме в генераторах сигналов переменного тока;
• Выпрямитель напряжения на выпрямительном диоде в цепях переменного электрического тока в разнообразных устройствах;
• Источник стабильного напряжения на стабилитроне в стабилизаторах напряжения;
• Источник стабильного напряжения на выпрямительном диоде в схемах смещения напряжения база-эмиттер биполярного транзистора;
• Светоизлучающий элемент в осветительном приборе на светодиоде;
• Светоизлучающий элемент в оптоэлектронике на светодиоде;
• Светоприемный элемент в оптоэлектронике на фотодиоде;
• Светоприемный элемент в солярных панелях солярных электростанций;
• Усилитель мощности на биполярном или полевом транзисторе, на интегральной микросхеме Усилитель мощности в выходных каскадах усилителй мощности сигналов, переменного и постоянного тока;
• Логический элемент на транзисторе, диодах или на интегральной микросхеме цифровой электроники;
• Ячейка памяти на одном или нескольких транзисторах в микросхемах памяти;
• Усилитель высоких частот на диоде;
• Процессор цифровых сигналов на интегральной микросхеме цифрового микропроцессора;
• Процессор аналоговых сигналов на тразисторах, интегральной микросхеме аналогового микропроцессора или на операционных усилителях;
• Периферийные устройства компьютера на интегральных микросхемах или транзисторах;
• Входной каскад операционного или дифференциального усилителя на транзисторе;
• Электронный ключ в схемах коммутации сигналов на полевом транзисторе с изолированным затвором;
• Электронный ключ в схемах с памятью на диоде Шотки;

Надёжность электронных устройств

Надёжность электронных устройств складывается из надёжности самого устройства и надёжности электроснабжения. Надёжность самого электронного устройства складывается из надёжности элементов, надёжности соединений, надёжности схемы и др. Графически надёжность электронных устройств отображается кривой отказов (зависимость числа отказов от времени эксплуатации). Типовая кривая отказов имеет три участка с разным наклоном. На первом участке число отказов уменьшается, на втором участке число отказов стабилизируется и почти постоянно до третьего участка, на третьем участке число отказов постоянно растёт до полной непригодности эксплуатации устройства.

См. также

Примечания

Литература

Электронные компоненты

Новости электроники и микроэлектроники

Электроника сейчас правит миром. Диоды и транзисторы многократно уменьшились в размерах с момента их изобретения, конденсаторы стали твердотельными. Нынешние телевизоры – это всего лишь плоские панели не стене. А «теплый ламповый звук» навсегда остался исключительно в памяти любителей «теплого лампового звука». Rest in peace последний ламповый триод 6Н9С.

0
Роботы

Израильская компания Intuition Robotics представила на выставке CES-2019 интеллектуальную систему ElliQ, разработанную специально для пожилых людей. Большинство из них сталкивается, в той или иной степени, с социальной изоляцией, поскольку не могут вести активную жизнь и испытывают возрастные проблемы со здоровьем.…

0
Технологии

Любое устройство, подключаемое по беспроводной сети, предполагает наличие антенны — как правило, встроенной металлической, возможности которой ограничены размерами гаджета.

1
Технологии

Исследователи шведского Королевского технологического института (КТН), университета Арканзаса (США) и международного Института инженеров электротехники и электроники (IEEE) ведут разработку радиоэлектронных устройств, предназначенных для работы в самых экстремальных условиях. Один из таких проектов – вездеход для…

2
Технологии

Сегодня, чтобы исключить воровство криптографических ключей шпионскими методами, их помещают в так называемые аппаратные защищенные модули. Они представляют собой контейнер, внутри стен которого с микрометровым шагом проложена сеть из проводов под напряжением, залитых смолой. Она не реагирует на удары и падения, но…

0
Технологии

Нынешние версии саморазрушаемых чипов нуждаются в некоем триггере, внешнем воздействии для запуска деструктивного процесса, а в нормальных условиях они остаются стабильными. Профессор Леон Беллан из Университета Вандербильта предлагает делать наоборот – его разработка существует только при температуре человеческого…

0
Наука

Исследователям Кембриджского университета и Университета Варвик (Великобритания) удалось создать самую тонкую в мире одномерную нанопроволоку из теллура толщиной всего в один атом.

1
Технологии

В Intel научились отводить избыточное тепло в дата-центрах при помощи теплой воды, в Lockheed Martin осваивают микро-капельное охлаждение микросхем изнутри, а Microsoft просто призывает на помощь Мировой океан. По некоторым данным, 60 % всей энергии для работы вычислительных систем пропадает напрасно, превращаясь…

0
Наука

На рубеже 60-70-х годов вакуумные электронные лампы были полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами. Однако их «похороны» оказались преждевременными. Сегодня уже смело можно говорить о создании нановакуумных канальных транзисторов — NVCT, вобравших в себя все лучшее от предшественников.

0
Наука

Ограничения закона Мура можно обойти, если прибегнуть к комбинации традиционных принципов разработки микросхем и новейших открытий в области нанотехнологий. В Массачусетском технологическом институте учатся создавать печатные платы при помощи инновационных материалов, которые за неимением лучшей версии пока называют…

0
Наука

Любой компьютер сможет работать в 100000 раз быстрее, чем сейчас, если задействовать в нем «электричество» нового типа. Международная группа исследователей из Университета Мичигана доказала возможность перемещения отдельных электронов при помощи ультракоротких лазерных вспышек, вместо электрического тока. Исследование…

2
Наука

В ходе одного из экспериментов с наноструктурами было зафиксировано не совсем обычное поведение электронов: они буквально «текли», подобно жидкости. Открытие может привести к созданию сверхбыстрой «текучей» электроники нового поколения.

0
Космос

Венера – одна из самых сложных для изучения планет нашей Солнечной системы. Температура на ее поверхности достигает 462 °C, а давление в 90 раз превышает земное. Самая длительная научная миссия на планету была совершена российским зондом «Венера-12» в 1978 году, который сумел продержаться на ее поверхности всего…

3
Железо

Архитектура ПК, где информация хранится в одном модуле, вычисления происходят в другом, и есть шины для передачи данных между ними, морально устарела еще в прошлом веке. Однако действенные коммерческие устройства «все-в-одном» стали доступны лишь недавно. В Наньянском университете Сингапура делают ставку на…

0
Технологии

Международная группа исследователей разработала транзистор, который за счет растяжения можно увеличить в два раза. При этом он сохранит большую часть своей проводимости. По мнению ученых, он может быть весьма полезен при создании носимых электронных устройств.

0
Железо

Чтобы достичь ближайшей к нам звезды Альфа Центавра нынешним космическим кораблям понадобится 18000 лет. Расчеты показали, что для совершения этого путешествия в приемлемые сроки, лет за 20, нужен не огромный космический корабль, а крохотный наночип. Его гораздо проще разогнать до одной пятой скорости света, удобной…

4
Технологии

Исследователи Калифорнийского университета в Сан-Диего с помощью электронных вакуумных ламп нового поколения намерены создать эффективные компьютерные процессоры. Их работа может привести к появлению микроэлектронных элементов, опережающих по быстродействию полупроводники.

0
Технологии

Новая конструкция транзисторов, разработанная специалистами Кембриджского университета Сунгсик Ли и Натаном Арокиа, позволит электронным устройствам работать месяцы или даже годы с ничтожно малыми затратами энергии или даже совсем без батарей.

1
Технологии

Одно из самых перспективных направлений современных технологий – гибкая электроника подарила человечеству «умные» ткани, гибкие смартфоны и многое другое. Однако все эти и будущие достижения невозможны без таких же гибких источников питания. Их разработкой активно занимается ряд ведущих производителей электронной…

0
Технологии

Уже более 10 лет продолжается незримая гонка между специалистами в области микроэлектроники по созданию самого маленького транзистора. На данный момент порогом размера затвора транзистора (электрода, на который подается управляющее напряжение) считались 5 нанометров.

2
Технологии

Это не первые транзисторы, созданные на основе углеродных нанотрубок, но исследователи Университета Висконсин-Мэдисон утверждают, что их изделия впервые превзошли ныне действующие кремниевые аналоги. Для новых транзисторов характерны высокая плотность и скорость переключения (в 5 раз выше) при низком…

0
Технологии

Наверняка не каждый знает, что окружающая нас бытовая электроника – это своеобразное Эльдорадо со своей пусть и крохотной, но золотой жилой, которую при желании можно разработать.

0
Компьютеры

Согласно последнему докладу, представляющему Международную технологическую карту развития полупроводников, размеры транзисторов к 2021 году стабилизируются, то есть перестанут уменьшаться в размере. Это явно противоречит Закону Мура, который гласит, что плотность транзисторов на кристалле интегральной схемы…

0
Сделай Сам

Житель Кембриджа Джеймс Ньюман стал широко известен после того, как представил вычислительное устройство собственной конструкции, которое он разместил у себя в квартире и назвал Мегапроцессор. Его отличительная черта – весьма внушительные размеры 9 х 2 м, характерные скорее для компьютеров времен Второй Мировой войны…

0
Технологии

К чести создателей современных фитнес-трикеров, а проще говоря, всевозможных «умных» браслетов стоит отметить: они не зря едят свой хлеб. Создаваемая ими носимая электроника, как губка, «впитывает» в себя все новые функции. Однако, похоже, и в этой области уже в ближайшее время стоит ждать перемен.

0
Технологии

Команда Национальных лабораторий Sandia под руководством Тодда Монсона разработала магнитный материал для высокочастотных трансформаторов. Новый материал сделает их легче, дешевле и, самое главное, эффективнее ныне действующих.

0
Технологии

Нанофотоника – одно из наиболее молодых направлений современной физики. Область ее применения – создание более совершенных компонентов электронных устройств, где фотоны используются вместо электронов. До последнего времени для изготовления наноразмерных фотонных компонентов использовались исключительно золото и…

0
Технологии

IBM заявила о прорыве в области внедрения транзисторов на углеродных нанотрубках. Ученые компании нашли решение проблемы, которая отделяла новые транзисторы от массового применения.

0
Технологии

Хорошо известно, что пространство вокруг нас каждое мгновение пронизывают тысячи различных электромагнитных волн, исходящих от окружающих нас электронных устройств. Современные технологии позволяют преобразовывать эту радиочастотную энергию в электрическую.

0
Технологии

Выпрямляющие антенны или ректенны были разработаны более 40 лет назад и использовались для перехвата так называемых паразитных излучений, которые затем преобразовывались в электрическую энергию. Однако в виду слабой эффективности от них пришлось отказаться. Все изменилось с появлением углеродных нанотрубок.

0
Технологии

В ходе исследований, проведенных командой ученых из университета Сингапура, было установлено, что свет от синих светодиодов обладает антибактериальными свойствами, а в сочетании с охлаждением он делает ненужными консерванты, которыми перенасыщены продукты питания.

0
Технологии

Массовое производство электронных устройств имеет ряд серьезных негативных последствий для нашей цивилизации. Потребляется огромное количество ценных природных ресурсов, часть из которых превращается в отходы. К тому же ежегодно десятки миллионов использованных устройств оказываются на свалках, захламляющих нашу…

0
Технологии

Ежегодно лондонский Музей дизайна вручает премию «Дизайн года». В этот раз ее получила группа ученых Гарвардского университета, представившая кремниевые чипы, имитирующие функции человеческих органов. В процессе их создания они размещали непосредственно на чипах клетки тканей различных органов.

Радиоэлектроника, или как я начал её постигать / Хабр

Добрый день, уважаемое сообщество.

Меня все время удивляли люди, которые понимают в радиоэлектронике. Я всегда их считал своего рода шаманами: как можно разобраться в этом обилии элементов, дорожек и документации? Как можно только взглянуть на плату, пару раз «тыкнуть» осциллографом в только одному ему понятные места и со словами «а, понятно» взять паяльник в руки и воскресить, вроде как почившую любимую игрушку. Иначе как волшебством это не назовёшь.

Расцвет радиоэлектроники в нашей стране пришёлся на 80-е годы, когда ничего не было и все приходилось делать своими руками. С той поры прошло много лет. Сейчас у меня складывается впечатление, что вместе с поколением 70-х уходят и знания с умением. Мне не повезло: половину эпохи расцвета меня планировали родители, а вторую половину я провёл играя в кубики и прочие машинки. Когда в 12 лет я пошёл в кружок «Юный техник» — это были не самые благополучные времена, и ввиду обстоятельств через полгода пришлось с кружком «завязать», но мечта осталась.

По текущей деятельности я программист. Я осознаю, что найти ошибку в большом коде ровно тоже самое, что найти «плохой» конденсатор на плате. Сказано — сделано. Так как по натуре я люблю учиться самостоятельно — пошёл искать литературу. Попыток начать было несколько, но каждый раз при начале чтения книг я упирался в то, что не мог разобраться в базовых вещах, например, «что есть напряжение и сила тока». Запросы к великому и ужасному Гуглу также давали шаблонные ответы, скопированные из учебников. Попробовал найти место в Москве, где можно поучиться этому мастерству — поиски не закончились результатом.

Итак, добро пожаловать в кружок начинающего радиолюбителя.

Я люблю учиться и узнавать что-то новое, но просто знания мне мало. В школе мне привили навык «теорему нельзя выучить — её можно только понять» и теперь я несу это правило по жизни. Окружающие, конечно, смотрят с недоумением, когда вместо того, чтобы взять готовые решения и сложить по-быстрому их воедино я начинаю изобретать свои велосипеды. Второй довод для написания статьи — это мысль «если ты понимаешь предмет — ты можешь его с лёгкостью объяснить другому». Ну что ж, попробую сам понять и другим объяснить.

Первая моя цель, прямо как по книгам — аналоговый радиоприёмник, а там пойдем и в цифру.

Сразу хочу предупредить — статья написана дилетантом в радиоэлектронике и физике и является скорее рассуждением. Все поправки буду рад выслушать в комментариях.

Итак, чем что такое напряжение, ток и прочее сопротивление? В большинстве случаев для понимания электрических процессов приводят аналогию с водой. Мы не будем отходить от этого правила, правда с небольшими отклонениями.

Представим трубу. Для контроля некоторых показателей мы включим в неё несколько счётчиков расхода воды, манометров для измерения давления, и элементы, которые мешают току воды.

В электрическом эквиваленте схема будет выглядеть примерно так:

Напряжение

Курс физики нам говорит, что напряжение — это разность потенциалов между двумя точками. Если перекладывать определение на нашу трубу с водой, то потенциал — это давление, т. е. напряжение — это разница давлений между двумя точках. Этим и объясняется принцип его измерения вольтметром. Получается, что если попытаться измерить напряжение в двух соседних точках трубы, где нет никаких сопротивлений движению воды (отсутствуют краны и сужения, внутренним трением воды о стенки трубы мы пока пренебрежём) и давление не меняется — то разница давлений в этих двух точках будет равна нулю. Если же сопротивление присутствует, происходит снижение давления (в электрическом эквиваленте падение напряжения), то мы получим величину напряжения. Сумма напряжений на всех элементах равна напряжению на источнике. Т.е. если сложить показания всех вольтметров на нашей схеме, мы получим напряжение батареи.

Например, будем считать, что наша батарея даёт напряжение 5 вольт и резисторы имеют сопротивление 100 и 150 Ом. Тогда по закону Ома U=IR, или I=U/R, получаем, что по цепи течёт ток с силой I=5/250=20мА. Так как сила тока во всей цепи одинакова (пояснения чуть дальше), из того же закона Ома следует, что первый вольтметр покажет U=0,02*100=2В, а второй U=0,02*150=3В.

Сила тока

Из того же курса физики известно, что это количество заряда за единицу времени. В водяном эквиваленте — это сама вода, а её измеритель, амперметр — есть счётчик воды. Опять таки становится понятно, почему амперметр подключается в разрыв цепи. Если его подключить на место, например, вольтметра V1, то образуется новая цепь, из которой будет исключено сопротивление R1, а значит как минимум мы получим некорректные значения (что будет «как максимум»станет понятно чуть позже). Вернёмся к нашей водичке — подключение амперметра параллельно любому из элементов означает, что часть воды пойдёт по основной трубе, а другая часть пойдёт через счётчик — и как раз этот счётчик будет врать.

Ах, да, о цепи. В большинстве литературы что мне попадалось фраза о том, что батарейки являются лишь источником напряжения, и только сопротивления являются источником тока. Как же так? Как сопротивление может являться источником чего-то ещё, кроме как источником сопротивления (тепло пока не в счёт)? Все верно, если опираться на закон Ома I=U/R, однако сколько не прикладывай сопротивление, ток не появится, пока не будет источника напряжения и замкнутой цепи (ровно как если заткнуть справа нашу трубу пробкой что не делай — счётчики воды будут молчать)!

Сопротивление в цепи просто должно присутствовать, ведь если оно равно нулю — сила тока устремится в бесконечность. Такую ситуацию мы видим при «замыкании» — искры это и есть очень большая сила тока, а если точнее теплота, равная Q=(I^2)Rt (формула действительна при постоянной силе тока и сопротивления).

Ещё одно важное замечание — при рассмотрении расчёта напряжения и силы тока я не нашёл уточнений, что в замкнутой цепи на всех участках сила тока будет одинаковой. Т.е. все счётчики будут крутиться с одной скоростью и показывать одни и те же значения. По сути, количество тока, который прошёл по цепи аналогичен количеству «воды», вышедшей из трубы.

Сопротивление

Пожалуй, самое простое явление для объяснения. Вернувшись к нашей трубе, сопротивление — это есть все возможные сужения и краны. Согласно тому, что мы разобрали выше — при повышении сопротивления уменьшается ток во всей цепи и понижает напряжение на концах сопротивления. Или снова в водяных реалиях — закрытие нашего крана на пол оборота вызовет уменьшение расхода воды на всех счётчиках и пропорциональное (в зависимости от сопротивления) снижение давления на манометрах.

Так куда же все падает и уменьшается? Вот здесь аналогия с водой неоднозначна, так как в случае с электричеством «излишки» превращаются в тепло и рассеиваются. Количество теплоты, которое при этом выделяется, снова можно рассчитать формулой Q=(ΔI^2)Rt (снова при постоянном сопротивлении). Если поделить количество теплоты на время, получим мощность, которую нужно применить при выборе самого резистора P=Q/t=(ΔI^2)R.

Курить не круто!

Когда я ходил в кружок Юный техник более старшие товарищи проводили «эксперименты» с прикуриванием от электричества. Для этого они брали блок питания, подключали к нему резисторы малой мощности и повышали напряжение. Повышали до тех пор, пока он не раскалялся до красна, как автомобильный прикуриватель. После этого, практически через мгновение резистор «перегорал» и отправлялся в мусорное ведро.

С постоянным током все понятно, а переменный?

Переменный ток, как таковой в радиоэлектронике используется редко. Его как минимум делают постоянным и в большинстве случаев снижают. Видимо по этому в попадавшейся мне литературе про него практически не говорится.

В чем же его отличие? C обывательской точки зрения, в малом — направление тока в нем меняется. Здесь аналогия с трубой не совсем уместна, первое что приходит в голову — шейкер для коктейлей (жидкость при смешивании в нем гуляет туда-сюда). Нам в радиоэлектронике нужно знать, как идёт ток в нашей цепи, чтобы получить от него то, что мы хотим.

Следующее, с чем я пошёл разбираться — полупроводники. Дырки? Электроны? Ключевой режим? Каскады? Полевой транзистор, то тот, который нашли в поле? Пока ничего не понятно…

Что такое электроника? Перспективы ее развития

На стыке таких научных отраслей, как физика и техника, родилась электроника. Если рассматривать ее в узком смысле, то можно сказать, что она занимается изучением взаимодействия электронов и электромагнитного поля, а также созданием устройств на базе этих знаний. Что это за устройства и как развивается наука электроника сегодня?

Скачок

Сегодня век информационных технологий. Весь поток данных, которые мы получаем извне, необходимо обрабатывать, хранить и передавать. Все эти процессы происходят с помощью электронных устройств различного типа. Чем глубже человек погружается в хрупкий мир электронов, тем грандиознее его открытия и, соответственно, созданные электронные устройства.

Можно найти достаточно информации о том, что такое электроника и как эта наука развивалась. Изучив ее, приходишь в изумление – как быстро развились технологии, какой стремительный скачок сделала эта отрасль за короткий период времени.

Как наука, она стала формироваться в XX веке. Это произошло с началом развития элементной базы радиотехники и радиоэлектроники. Вторая половина прошлого столетия ознаменовалась развитием кибернетики и ЭВМ (электронно-вычислительных машин). Все это стимулировало интерес к этой области. Если в начале своего развития одна ЭВМ могла занимать целую комнату немалых размеров, то сегодня мы обладаем микротехнологиями, способными перевернуть все наши представления об окружающем мире.

Удивительно, но, возможно, в ближайшее время о том, что такое электроника, можно будет говорить в разрезе исторических базовых знаний. Технологии минимизируются с каждым днем. Период их работоспособности увеличивается. Все это удивляет нас меньше и меньше. Такие естественные процессы связаны с законом Мура и осуществляются с использованием кремния. Уже сегодня говорят об альтернативе электронике – спинтронике. А также всем известны разработки в области наноэлектроники.

Развитие и проблемы

Итак, что такое электроника и какие проблемы в разработках приборов имеет эта отрасль науки? Как было сказано, электроника – это отрасль, созданная на стыке физики и техники. Она исследует процессы образования заряженных частиц и управления движением свободных электронов в разных средах, таких как твердое тело, вакуум, плазма, газ и на их границах. Эта наука также разрабатывает методы создания электронных приборов для разного рода сфер человеческой жизни. Не последнее место занимают исследования проблем, связанных с развитием науки: быстрое устаревание, этические вопросы, исследования и эксперименты, затраты и многое другое.

В ежедневной жизни любого современного человека вопрос «Что такое электроника?» не вызовет никакого удивления. Его быт в буквальном смысле напичкан электронными устройствами: часы, стиральные машины и другие бытовые приборы, встроенные приборы в автомобилях и других транспортных средствах, аудио- и видеотехника, телевизоры, телефоны, роботы, медицинские приборы и оборудование и так далее. Этот список можно продолжать еще очень долго.

Область разработок и применения

Традиционно электронику подразделяют на две области: разработка элементной базы и конструирование электронных схем. Элементная база представляет собой электронные приборы различных характеристик. Она делится на класс вакуумных приборов и твердотельную электронику. В электрических схемах элементная база состоит из устройств использования, регистрации и обработки электрических сигналов. Обработанный сигнал воспроизводится в удобной форме (экран монитора, телевизора, звук и так далее). Сигнал можно записать на носитель информации и воспроизводить в любое время, управлять автоматическими системами, сервоприводами и другими устройствами.

Электронные схемы представлены в аналоговом и цифровом виде. Аналоговые усиливают и обрабатывают аналоговый сигнал. Например, радиоволны. Цифровые схемы предназначены для работы с сигналом квантовой природы. Это компьютеры, контроллеры и многие другие приборы.

Электроника и наноэлектроника сегодня уже не удивляют так, как это было в самом начале зарождения подобных технологий. То, что когда-то казалось фантастикой, в современном мире стало обыденным явлением. Скорость развития так велика, что приборы не успевают состариться, как они уже становятся неактуальными.

Но такие науки, как электроника и наноэлектроника, соединяет микроэлектроника, ведущая свою историю от 1958 года, с момента создания микросхем, имеющих в своем составе два резистора и четыре транзистора. Далее развитие шло по пути минимизации и одновременного увеличения числа компонентов, таких как транзисторы. Наноэлектроника занимается разработкой интегральных микросхем, топологическая норма которых менее 100 нм.

Есть ли предел развития технологий?

Как видно, электроника – наука базовая для развития утонченных технологий современности. Уже говорят о том, что разработана гибкая электроника, дающая возможность печатать с использованием расплавленного металла.

Она еще не получила массового распространения, но в этой области ученые достигли значительных успехов. Нет сомнений – скоро потребительский рынок узнает, что такое гибкая электроника.

Определение границ развития технологий, начало которым положено в XX веке, сегодня уже вряд ли представляется возможным. Происходит слияние различных наук, развиваются электронные биотехнологии, искусственный интеллект и многое другое. Уже успешно применяется 3D-печать, а в Северной Каролине представили очень амбициозную технологию такой печати с использованием расплавленного металла. Новую технологию можно без особых усилий внедрить в любое производство техники.

История радиоэлектроники

Diletant.media и «Ростех» рассказывают о науке, подарившей миру радио и телевидение.

Наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями, развитие которой обогатило человечество невероятным количество различных приборов, зародилась в самом начале ХХ-го века. Начало эре радиоэлектроники было положено с изобретением радио. С тех пор человечество ушло в этом направлении далеко вперед. Ведь именно развитие этих технологий позволило создать телевидение, мобильные телефоны и даже планшеты. А начиналось все с обычного радиоприемника.

Радио. Кто же его изобрел?

Статский советник Александр Попов — один из отцов радио.

Заочный спор Александра Попова и Гульельмо Маркони о праве называться отцом радио хорошо известен всем, кто ходил в советские или российские школы и не прогуливал уроки физики. Впрочем, начинать надо даже не со знаменитого спора, а с первого патента на радиоприемник.

Получен этот патент был в 1872-м году инженером-математиком Малоном Лумисом. Лумис сумел убедить патентное ведомство, что изобрел беспроводную связь. К слову, за этими словам так ничего и не последовало, зато в патентные ведомства разных стран потянулись изобретатели, предлагавшие свои проекты радиосвязи. Среди заявителей были, например, Томас Эдисон и Никола Тесла, а также Генрих Герц, которого в Германии по сей день считают отцом радио. История, вообще, вышла сложная, получается даже так, что в каждой стране создателем первого работающего радиоприемника считается кто-то свой. Однако проведение первого успешного опыта по получению радиосигнала приписывается итальянскому изобретателю Гульельмо Маркони, он, к слову, получил патент на свое изобретение.

Гульельмо Маркони

В России, впрочем, принято считать, что первый радиосигнал был получен Александром Поповым. Этот радиоспор не разрешен до сих пор, и спорщики едва ли когда-нибудь придут к единому мнению. Александр Попов впервые представил свое изобретение 7 мая 1895-го года на заседании русского физико-химического общества. (7 мая отмечается в России как День радио). В основу аппарата Попова лег прибор, сконструированный Генрихом Герцем (так называемая антенна Герца). Российский изобретатель продемонстрировал способ получения радиосигнала без провода. Тут стоит отметить, что сам Попов служил в Морском ведомстве и не мог опубликовать свои работы в полном объеме. Зато его прибор стал активно использоваться во флоте. В 1899-м его применили во время военных учений в Черном море. Тогда с помощью аппарата Попова поддерживалась связь между несколькими кораблями, находившимися на расстоянии пятнадцати километров друг от друга. В марте 1896-го Попов отправил с помощью своего прибора первую в истории радиограмму, текст ее состоял из двух слов: «Генрих Герц».

Гульельмо Маркони подал свою заявку на изобретение 2 июня 1896-го года, то есть, более чем через год после того, как Попов продемонстрировал свой радиопередатчик. Именно этот факт и позволяет говорить о том, что первый сигнал по беспроводной связи был получен именно российским изобретателем.

Патент Маркони

К слову, Маркони, при проведении первых публичных демонстраций, использовал в качестве передатчик именно аппарат Попова. Однако, именно итальянец поставил свое изобретение на коммерческую основу. Патент он получил летом 1897-го года, затем выкупил часть прав на изобретение беспроводной связи у Томаса Эдисона и создал акционерное общество «Маркони и Ко». Его детище отправляло сигналы на значительные расстояния.

В 1901-м итальянец провел сеанс связи между Европой и Америкой. По словам самого Маркони сообщение, посланное через Атлантику, состояло из одной буквы. Об опыте известно лишь со слов самого изобретателя, документальных подтверждений не существует. Впрочем, к концу 1902-го года уже была налажена постоянная радиосвязь между двумя континентами, расположенными по разные стороны Атлантического океана.

Маркони демонстрирует свой аппарат британскому почтовому инспектору

Век электроники.

К началу ХХ-го века радиотехника уже достаточно широко распространилась по Европе. Причем не последнюю роль в этом сыграли военные. Радиопередатчики начали устанавливать на боевых кораблях. Так были заложены основы электроники. Отцом этой науки считается американский физик Ли де Форрест, который создал ламповый триод — первый в истории элемент, способный усилить радиосигнал. Триод (аудион) позволил создать более мощные передатчики, которые передавали более четкие сигналы и, что немаловажно, делали это быстрее, чем приборы Попова и Маркони. Именно Форрест придумал и ввел в оборот слово «радио». Легенда гласит, что изобретателю просто не нравилось слово «беспроводной».

Ли де Форрест и его триод.

Всего ученый запатентовал около двухсот различных изобретений, связанных с радиоэлектроникой. Именно Форрест организовал первый в истории радиорепортаж (с выборов президента США 1916-го года), кроме того, он подал патент на создания оборудования для озвучивания фильмов, положив начало появлению звукового кино.

1947-й год считается годом создания транзистора. Его изобретение приписывают сразу трем изобретателям: Уильяму Шокли, Джону Бардину и Уолтеру Браттейну. Сконструированный ими транзистор могли усиливать и преобразовывать электрические сигналы.

Бардин, Шокли и Браттейн. 1948

Телевидение

Американская семья у телевизора. 1957−1958

Первым шагом к появлению современных телевизоров можно считать опыт российского ученого Бориса Розинга, проведенный в 1911-м году. Розинг, к тому моменту уже имевший соответствующий патент, сумел передать на приемник слегка искаженное изображение нескольких фигур. Для создания приемника Розинг использовал сканирующий диск, изобретенный немецким техником Паулем Нипковым еще в 1884-м году. В 1923-м успех Розинга развил американец Чарльз Дженкинс. Он сумел передать на небольшое расстояние движущееся изображение. А первый в мире телевизионный приемник появился на свет, судя по всему, в Ташкенте в 1928-м году. Изобретатель Борис Грабовский сумел передать на него изображение движущегося трамвая.


Для создания телефота, — так Грабовский назвал свой аппарат, — была впервые использована электронно-лучевая трубка, которая позже стала неотъемлемой частью телевизора. Запатентовать изобретение Грабовскому не удалось. Научные комиссии не признали «телефот» способным к работе. Между тем, в США уже вовсю шла работа русского эмигранта Владимира Зворыкина, сумевшего сконструировать иконоскоп — передающую телевизионную трубка. С ее помощью Зворыкин получил четкое движущееся изображение, после чего всерьез заговорил о начале телевещания.

Владимир Зворыкин и его изобретение

В 1931-м был проведен первый успешный эксперимент. Передатчик, установленный на крыше знаменитого Эмайр Стейт Билдинг, передал телевизионный сигнал на 10 километров. Изображение было принято несколькими телевизорами, собранными специально для эксперимента Зворыкина. Впрочем, Великая депрессия помешала американским компаниям наладить регулярное телевизионное вещание. А вот у Германии таких проблем не возникло. В 1934-м году здесь было начато регулярное вещание. Развитие технологий позволило вести прямые трансляции церемонии открытия и состязаний берлинской Олимпиады 1936-го года.

Телеаппаратура на берлинской Олимпиаде

В СССР телевещание наладили в 1938-м. Впрочем, в массы телевизоры пришли только после войны. Так в конце 40-х годов в США телевизор еще считался роскошью. А вот к 1951-му в штатах уже насчитывалось более 10 миллионов таких аппаратов. И именно в 50-х годах были приняты первые стандарты цветного телевидения.

Electronics News — ScienceDaily

Тонкий и сверхбыстрый фотодетектор для полного спектра

22 сентября 2020 г. — Исследователи разработали первый в мире фотодетектор, который может видеть все оттенки света, в прототипе устройства, которое радикально уменьшает один из самых фундаментальных элементов современного …

Одиночные фотоны из кремниевого чипа

15 сентября 2020 г. — Квантовая технология открывает большие перспективы: ожидается, что квантовые компьютеры произведут революцию в области поиска в базах данных, систем искусственного интеллекта и вычислительного моделирования.Уже сегодня квантовая криптография может гарантировать …

Причудливый ответ на магнетизм раскрывает тайну квантовой физики

10 сентября 2020 г. — Ученые описывают необычное поведение одного из таких магнитных топологических изоляторов. В новую статью включены экспериментальные доказательства того, что в основной массе теллурида марганца и висмута присутствует собственный магнетизм …

Нанофизика: спектральная классификация экситонов

10 сентября 2020 г. — Ультратонкие слои диселенида вольфрама могут найти применение в оптоэлектронике и квантовых технологиях.Исследователи выяснили, как этот материал взаимодействует со светом в присутствии …

Интегрированное транзисторное охлаждение для более мощного чипа

9 сентября 2020 г. — Исследователи создали единый чип, сочетающий в себе транзистор и микрожидкостную систему охлаждения. Их исследования должны помочь сэкономить энергию и еще больше уменьшить размер электронного …

Прокладывая путь к перестраиваемым графеновым плазмонным усилителям ТГц

Сен.8, 2020 — Исследователи успешно продемонстрировали когерентное усиление терагерцового (ТГц) излучения при комнатной температуре в графене, электрически возбуждаемое сухой ячейкой …

Новые хирургические инструменты с интеллектуальными датчиками могут улучшить кардиохирургию и терапию

7 сентября 2020 г. — Исследователи разработали новый класс медицинских инструментов, оснащенных передовой системой мягкой электроники, которая может значительно улучшить диагностику и лечение ряда сердечных заболеваний…

Создание ярких цветов с помощью электронных устройств, похожих на мозг

8 сентября 2020 г. — Структурная окраска обещает стать технологией дисплеев будущего, поскольку нет выцветания — она ​​не использует красители — и позволяет использовать дисплеи с низким энергопотреблением без сильного внешнего источника света. …

Спиновые центры управления наноземлетрясениями в SiC

4 сентября 2020 г. — Исследователи продемонстрировали использование упругих колебаний для управления спиновыми состояниями оптически активных центров окраски в SiC при комнатной температуре.Они показывают нетривиальную зависимость …

Новая электронная кожа может реагировать на боль, как кожа человека

1 сентября 2020 г. — Новый прототип датчика боли имитирует почти мгновенную обратную связь организма и реагирует на болезненные ощущения с той же скоростью света, что и нервные сигналы, поступающие в мозг. Это …

Гибкие светодиоды Team могут изменить будущее носимых технологий

31 августа 2020 г. — Исследователи разработали метод создания микро-светодиодов, которые можно складывать, скручивать, резать и наклеивать…

Исследователи напечатали на 3D-принтере реалистичные модели сердечного клапана

28 августа 2020 г. — Исследователи разработали новаторский процесс трехмерной печати из нескольких материалов реалистичных моделей клапана аорты сердца и окружающих структур, которые имитируют точный внешний вид и …

Инновационная электронная система может значительно снизить углеродный след ИИ

27 августа 2020 г. — Чрезвычайно энергоэффективный искусственный интеллект теперь ближе к реальности после того, как исследователи нашли способ повысить точность вычислений, вдохновленных мозгом…

Исследователи в области фотоники сообщают о прорыве в миниатюризации световых чипов

27 августа 2020 г. — Инженеры-электрики создали самый маленький электрооптический модулятор из тонкой пленки ниобата лития, прикрепленной к слою диоксида кремния. Этот ключевой компонент микросхемы на основе фотоники …

Микроскопические роботы «шагают» благодаря Laser Tech

26 августа 2020 г. — Сотрудничество создало первых микроскопических роботов, которые включают в себя полупроводниковые компоненты, позволяющие управлять ими — и заставлять ходить — с помощью стандартной электроники…

Срок службы батареи носимых электронных устройств можно увеличить

25 августа 2020 г. — Исследователи обнаружили, что асимметричные напряжения внутри электродов, используемых в некоторых носимых электронных устройствах, дают важный ключ к пониманию того, как повысить долговечность и срок службы этих …

Хранение информации в антиферромагнитных материалах

24 августа 2020 г. — Исследователи теперь не только смогли показать, что хранение информации в антиферромагнитных материалах принципиально возможно, но и измерить, насколько эффективно может быть записана информация…

Графеновые датчики обнаруживают тонкости в магнитных полях

20 августа 2020 г. — Исследователи использовали ультратонкий графеновый «бутерброд» для создания крошечного датчика магнитного поля, который может работать в более широком диапазоне температур, чем предыдущие датчики, а также обнаруживать …

Сверхбыстрые электроны в магнитных оксидах: новое направление спинтроники?

19 августа 2020 г. — Специальные оксиды металлов однажды могут заменить полупроводниковые материалы, которые сегодня обычно используются в процессорах.Теперь исследователи впервые смогли наблюдать, как электронный заряд …

Искусственные материалы для более эффективной электроники

18 августа 2020 г. — Открытие беспрецедентного физического эффекта в новом искусственном материале знаменует собой важную веху в длительном процессе разработки материалов, изготавливаемых на заказ, и не только …

.

Новости информатики — ScienceDaily

Личные взаимодействия — важные движущие силы идентичности STEM у девочек

22 сентября 2020 г. — Исследователи обнаружили, что нюансы взаимодействия между учителями и участниками лагеря кодирования для девочек средней школы, а также между самими девочками повлияли на то, как девочки воспринимали себя как …

Искусственный интеллект и машинное обучение могут улучшить научную экспертную оценку, говорят исследователи

Сен.15, 2020 — Искусственный интеллект и машинное обучение могут улучшить научную экспертную оценку, поскольку ученые спешат опубликовать исследования, связанные с COVID, согласно …

Доказательства силы: включение квантовых отжигателей в эксперименты по неравновесной физике

14 сентября 2020 г. — Ученые использовали коммерчески доступные квантовые отжигатели, разновидность квантового компьютера, чтобы экспериментально исследовать обоснованность важного механизма неравновесной физики в открытом кванте…

Новый метод машинного обучения быстро классифицирует квантовые источники

10 сентября 2020 г. — Инженеры создали новый метод с использованием машинного обучения, который может сделать разработку квантовых фотонных схем более эффективной за счет быстрого предварительного выбора этих твердотельных квантовых …

Причудливый ответ на магнетизм раскрывает тайну квантовой физики

10 сентября 2020 г. — Ученые описывают необычное поведение одного из таких магнитных топологических изоляторов.В новую статью включены экспериментальные доказательства того, что в основной массе теллурида марганца и висмута присутствует собственный магнетизм …

Подробное описание программ бакалавриата США в области вычислительной техники

10 сентября 2020 г. — С целью дать всесторонний взгляд на компьютерное образование, исследование включает в себя информацию о зачислении, полученных ученых степенях, демографических характеристиках преподавателей и преподавательском составе …

Разработанные противовирусные белки ингибируют SARS-CoV-2 в лаборатории

Сен.9, 2020 — Минипротеины, разработанные на компьютере, теперь показали, что они защищают выращенные в лаборатории человеческие клетки от SARS-CoV-2, коронавируса, вызывающего COVID-19. Ведущий противовирусный кандидат соперничает с самым известным …

Искусственный интеллект способствует открытию активации генов

9 сентября 2020 г. — Ученые давно знают, что человеческие гены активируются с помощью инструкций, доставляемых в точном порядке нашей ДНК. С помощью искусственного интеллекта исследователи решили проблему…

Новый метод предотвращения сбоев квантовых компьютеров

9 сентября 2020 г. — Квантовая информация хрупка, поэтому квантовые компьютеры должны уметь исправлять ошибки. Но что, если потеряны целые кубиты? Исследователи теперь представляют метод, который позволяет квантовым компьютерам …

Инструмент превращает фотографии мировых достопримечательностей в 4D-опыт

9 сентября 2020 г. — Используя общедоступные туристические фотографии мировых достопримечательностей, таких как фонтан Треви в Риме или Top of the Rock в Нью-Йорке, исследователи разработали метод создания маневренных трехмерных изображений…

Модель

показывает, что возгорание нейронов скорости влияет на их способность к синхронизации

8 сентября 2020 г. — Исследования впервые показали, что компьютерная модель может воспроизвести и объяснить уникальное свойство, проявляемое важной клеткой мозга. Их результаты проливают свет на то, как группы нейронов могут …

Порядок извлечения из квантового измерения, наконец экспериментально продемонстрированный

8 сентября 2020 г. — В физике очень важно уметь показывать теоретические предположения в реальных физических экспериментах.Более ста лет физикам была известна связь между концепциями …

Game Boy Runs Forever без батарей

3 сентября 2020 г. — Исследователи разработали первое в мире интерактивное устройство для сбора энергии, работающее без батарей. И это выглядит как ретро 8-битная игра Nintendo …

Прогнозирующая плацента: использование искусственного интеллекта для защиты будущих беременностей матери

3 сентября 2020 г. — Новые технологии могут снизить расходы на здравоохранение, позволяя большинству матерей и младенцев получить доступ к микроскопическому исследованию плаценты, согласно новому исследованию…

Использование тяжелых электронных носителей в позднем детстве связано с более низкой успеваемостью

2 сентября 2020 г. — Новое исследование, проведенное среди детей в возрасте от 8 до 11 лет, показывает связь между интенсивным использованием телевизора и плохими навыками чтения, а также между интенсивным использованием компьютера и ухудшением навыков счета — трудоспособности …

Молекулярный подход к квантовым вычислениям

2 сентября 2020 г. — Молекулы в квантовой суперпозиции могут помочь в развитии квантовой теории…

Управление потоком данных повышает производительность киберфизической системы

1 сентября 2020 г. — Исследователи разработали набор алгоритмов для повышения производительности киберфизических систем — от автономных транспортных средств до интеллектуальных электросетей — путем уравновешивания потребности каждого компонента в …

Новая теория подсказывает более эффективный способ разработки квантовых алгоритмов

31 августа 2020 г. — Новая теория может помочь сделать разработку квантовых алгоритмов менее случайным процессом…

Интеллектуальное программное обеспечение решает головоломку клетки завода

31 августа 2020 г. — Ученые разработали алгоритм на основе машинного обучения для изучения морфогенеза растений на клеточном уровне. Пока было невозможно решить эту развивающуюся и изменяющуюся …

31 августа 2020 г. — Одним из самых серьезных препятствий на пути внедрения новых технологий является доверие к искусственному интеллекту (ИИ).Теперь новый инструмент автоматически генерирует индикаторы, если данные и прогнозы сгенерированы ИИ …

.

лучших компьютерных ученых мира: рейтинг H-Index

в области компьютерных наук

Шестое издание рейтинга лучших ученых в области компьютерных наук и электроники за 2020 год было подготовлено Guide2Research, одним из ведущих порталов компьютерных исследований, предоставляющим достоверные данные о научных достижениях с 2015 года.

В рейтинге представлены значения индекса Хирша, DBLP и цитирований, собранные к 16 мая 2020 г.

Наш ключевой анализ — это рейтинг Top Scientists Ranking, который представляет собой окончательный список ведущих ученых в области информатики и электроники, основанный на подробном исследовании более 6000 профилей в Google Scholar и DBLP.

Подробнее…

Порог индекса Хирша для допуска ученого к экзамену установлен равным 40 при условии, что большинство их публикаций относятся к области информатики и индексируются в DBLP. Пороговое значение было выбрано на основе рекомендации доктора философии Дж. Э. Хирша в его статье «Индекс для количественной оценки результатов научных исследований индивидуума», согласно которой индекс Хирша, равный 40, характеризует выдающихся ученых.

Мы хотим, чтобы в рейтинг попадали только настоящие ученые.Вот почему мы также вручную проверяем каждый профиль и сравниваем его с различными авторитетными источниками, такими как DBLP. Хотя это не показатель, определяющий позицию ученого в рейтинге, количество документов, проиндексированных на DBLP, должно служить надежным вторичным показателем их вклада в исследования.

Позиция в рейтинге основана на влиятельном вкладе каждого ученого на основе их индекса Хирша из Google Scholar, который является крупнейшей и общепринятой библиометрической базой данных такого типа, доступной для научного сообщества.Подробное описание нашего исследовательского процесса можно найти на нашей странице методологии.

Наша цель — вдохновить исследователей, предпринимателей и лиц, принимающих решения по всему миру, изучить, куда направляются ведущие эксперты, и предоставить всем нам возможность узнать, кто из нас является ведущими экспертами в различных областях исследований, в разных странах или даже внутри исследовательских институтов.

.

Крупнейшая в мире профессиональная техническая организация, занимающаяся развитием технологий на благо человечества.

Бесплатный вебинар

Клод Шеннон в центре внимания бесплатного показа фильма «Битовый игрок» 15 октября. в 11:00 по восточноевропейскому времени (15:00 UTC-04), после чего в 13:00 будут вопросы и ответы в прямом эфире с создателем фильма Марком А. Левинсоном. Восточное время (17:00 UTC-04).

Отдел новостей IEEE

Читайте последние новости IEEE по всему миру.

Авторам

Открытый журнал инженерных наук в области медицины и биологии IEEE инициировал ускоренный механизм обзора и публикации исследований, данных и анализа, связанных с COVID-19. Думаете, ваша работа подходит?

ILN

Обучающая сеть IEEE Learning Network (ILN) с более чем 800 курсами от IEEE является вашим источником непрерывного образования.

Общества

Членство в сообществе

позволяет вам оставаться в курсе своей профессии в области технологий, поддерживать связь с коллегами и инвестировать в свою карьеру.

Институт

Почетная медаль IEEE досталась первопроходцу транзисторов Ченмингу Ху

Передатчик IEEE

Коллекция статей, видео, инфографики и многого другого, подготовленная IEEE.

HIR

, издание 2019 г.

HIR определяет будущие тенденции инноваций в электронике для ускорения прогресса и продвижения технологий на благо человечества.

.