1 Електроніка — наука про взаємодію електронів з електромагнітними полями і про методи створення електронних приладів і пристроїв, в яких ця взаємодія використовується для перетворення електромагнітної енергії, в основному для передачі, обробки і зберігання інформації.
Е. включає три області досліджень: вакуумну Е., твердотілу Е., квантову область Е. Кожна підрозділяється на ряд розділів і ряд напрямів. Розділ об'єднує комплекси однорідних фізико-хімічних явищ і процесів, які мають фундаментальне значення для розробки багатьох класів електронних приладів даної області. Напрям охоплює методи конструювання і розрахунків електронних приладів, родинних по принципах дії або по виконуваних ними функціям, а також способи виготовлення цих приладів.
Вакуумна електроніка
Вакуумна електроніка містить такі розділи:
Емісійна електроніка, що охоплює питання термо-, фотоемісії, вторинної електронної емісії, тунельної емісії, дослідження катодів іантиемісійних покриттів;
формування потоків електронів і потоків іонів управління цими потоками;
формування електромагнітних полів за допомогою резонаторів, систем резонаторів, уповільнюючих систем, пристроїв введення і виведення енергії;
електронна люмінесценція (катодолюмінесценція);
фізика і техніка високого вакууму (його здобуття, збереження і контроль);
теплофізичні процеси (випар у вакуумі, формозміна деталі|формозміна деталей при циклічному нагріві, руйнування поверхні металів при імпульсному нагріві, відведення тепла від елементів приладів);
поверхневі явища (утворення плівок на електродах і ізоляторах, неоднорідностей на поверхнях електроду);
технологія обробки поверхонь, у тому числі електронна, іонна і лазерна обробка;
газові середовища — розділ, що включає питання здобуття і підтримки оптимального складу і тиску газу в газорозрядних приладах.
Твердотільна електроніка
Розділи і напрями твердотільної електроніки. в основному пов'язані з напівпровідниковою електронікою. Фундаментальниє розділи останньої охоплюють наступні питання:
1) вивчення властивостей напівпровідникових матеріалів, вплив домішок на ці властивості;
2) створення в кристалі областей з різною провідністю методами епітаксіального вирощування (епітакся), дифузії, іонного впровадження (імплантації), дією радіації на напівпровідникові структури;
3) нанесення діелектричних і металевих плівок на напівпровідникові матеріали, розробка технології створення плівок з необхідними властивостями і конфігурацією;
4) дослідження фізичних і хімічних процесів на поверхні напівпровідників;
5) розробку способів і засобів здобуття і виміру елементів приладів мікронних і субмікронних розмірів.
Квантова електроніка
Найбільш важливі напрями квантової електроніки — створення лазерів і мазерів . На основі приладів квантової електроніки будуються пристрої для точного виміру відстаней (далекоміри), квантові стандарти частоти, квантові гіроскопи, системи оптичною багатоканальному зв'язку, космічної телекомунікації, радіоастрономії. Енергетична дія лазерного концентрованого випромінювання на речовину використовується в промисловій технології. Лазери знаходять різне вживання в біології і медицині.
Е. знаходиться у стадії інтенсивного розвитку; для неї характерний поява нових областей і створення нових напрямів у вже існуючих областях.
Електроніка грає провідну роль в науково-технічній революції. Впровадження електронних приладів в різні сфери людської діяльностізначною мірою (частенько вирішальною) сприяє успішній розробці складних науково-технічних проблем, підвищенню продуктивностіфізичної і розумової праці, поліпшенню економічних показників виробництва. На основі досягнень електроніки розвиваєтьсяпромисловість, що випускає електронну апаратуру для різних видів зв'язку, автоматики, телебачення, радіолокації, обчислювальної техніки, систем управління технологічними процесами, приладобудування, а також апаратуру світлотехніки, інфрачервоної техніки,рентгенотехніки і ін.
2. Підси́лювач (рос. усилитель, англ. amplifier, нім. Verstärker m) — пристрій, в якому здійснюється збільшення потужності вхідного сигналу за рахунок енергії допоміжногоджерела живлення. Залежно від виду енергії вхідного сигналу і джерела підсилювача поділяють на: електричні, механічні, гідравлічні, пневматичні. Найпоширеніші електричні підсилювачі[Джерело?].
В електротехніці за характером вхідного сигналу підсилювачі діляться на[1]: підсилювачі постійного та змінного струму, які в свою чергу, поділяються на підсилювачі:
низької частоти (ПНЧ) (діапазон частот від 10 Гц до 20 кГц);
високої частоти (ПВЧ) (діапазон частот від 20 кГц до 100 Мгц)
широкосмугові підсилювачі.
Операці́йний підси́лювач (рос. операционный усилитель, англ. operational amplifier, нім. Operationsverstärker m) — підсилювач постійного струму з диференційним входом, що має високий коефіцієнт підсилення. Призначений для виконання різноманітних операцій над аналоговими сигналами, переважно, в схемах з від’ємним зворотним зв’язком (ВЗЗ). Операційні підсилювачі застосовуються в різноманітних схемах радіотехніки, автоматики, інформаційно-вимірювальної техніки, - там, де необхідно підсилювати сигнали, в яких є постійна складова.
Де:
V+ - неінвертуючий вхід;
V- - інвертуючий вхід;
Vout - вихід;
Vs+ - плюс джерела живлення (також може позначатися як VDD, VCC, або VCC+)
Vs-: мінус джерела живлення (також може позначатися як VSS, VEE, або VCC-).
Вказані п'ять виводів, має будь-який ОП, вони абсолютно необхідні для його функціонування. Окрім вказаних, деякі ОП можуть мати додаткові виводи, призначені для:
встановлення струму спокою;
частотної корекції;
балансування (корекції зсуву) нуля;
і ряду інших функцій.
Виводи живлення (Vs+ і Vs-) можуть бути позначені по-різному, але незалежно від позначень призначеня їхнє залишається одним і тим самим. Часто виводи живлення не малюють на схемі, щоб не захламлювати її неістотними деталями, при цьому, спосіб підключення цих виводів явно не вказується, або навіть вважається очевидним (особливо часто це відбувається, при зображенні одного ОП, з мікросхеми, що містить 4 ОП в одному корпусі, і має загальні виводи живлення для всіх чотирьох ОП). При позначенні ОП на схемах, можна міняти місцями інвертуючий і неінвертуючий входи, якщо це зручно; виводи живлення, як правило, завжди розміщують одним чином (позитивний вгорі).
Ідеальний ОП описується формулою (1) і має такі параметри:
1) нескінченно великий коефіцієнт підсилення з розімкненою петлею зворотного зв'язку Gopen-loop [2];
2) нескінченний великий вхідний опір входів V- і V+ (іншими словами, струм, що протікає через ці входи, рівний нулю);
3) нульовий вихідний опір виходу ОП;
4) нескінченно велика швидкість наростання напруги на виході ОП;
5) смуга пропускання: від постійного струму до безкінечності.
З перерахованих параметрів випливає властивість ідеального ОП, яка спрощує розгляд схем з його використанням: ідеальний ОП, охоплений негативним зворотним зв'язком, підтримує однакову напругу на своїх входах [3][4]. Тобто виконується рівність:
(2)
Класифікація ОП
[ред.]За типом елементної бази
На біполярних транзисторах
На польових транзисторах
[ред.]За галузю застосування
Операційні підсилювачі, що випускаються промисловістю, постійно удосконалюються, параметри ОП наближаються до ідеальних. Проте, поліпшити всі параметри одночасно технічно неможливо, або недоцільно через дорожнечу отриманого чипа. Для того, щоб розширити область застосування ОП, випускаються різні їх типи, в кожному з яких один або декілька параметрів є видатними, а інші на звичайному рівні (або навіть трохи гірші). Це виправдано, оскільки, залежно від сфери застосування, від ОП потрібне високе значення того або іншого параметра, а не всіх їх відразу. Звідси випливає класифікація ОП по областях застосування.
Індустріальний стандарт. Так називають широко вживані, дуже дешеві ОП загального застосування з середніми характеристиками. Приклад: Lm324 [1].
Прецизійні ОП мають дуже малу напругу зсуву, застосовуються в точних вимірювальних схемах. Зазвичай ОП на біполярних транзисторах по цьому показнику дещо кращі, ніж на польових. Також, від прецизійних ОП потрібна довготривала стабільність параметрів. Виключно малими зсувами володіють стабілізовані перериванням ОП. Приклад: Ad707 [2], у якого напруга зсуву становить 15 мкВ.
ОП з малим вхідним струмом. Всі ОП, що мають польові транзистори на вході, мають малий вхідний струм. Але серед них існують спеціальні ОП, - з виключно малим вхідним струмом. Щоб повністю реалізувати їхні переваги, при проектуванні пристроїв з їх використанням, необхідно навіть враховувати витік струму по друкованій платі. Приклад: Ad549 [3], у якого вхідний струмом становить 6 • 10-14 А.
Мікропотужні і програмовані ОП мають малий струм споживання. Такі ОП не можуть бути швидкодіючими, оскільки малий споживаний струм і висока швидкодія — взаємовиключні вимоги. Програмованими називаються ОП, для яких всі внутрішні струми спокою можна задати за допомогою зовнішнього струму, що подається на спеціальний вивід ОП.
Потужні (сильнострумні) ОП, можуть віддавати великий струм в навантаження.
Високовольтні ОП. Всі напруги для них (живлення, синфазна вхідна, максимальна вихідна) значно більші, ніж для ОП широкого застосування.
Швидкодіючі ОП. Мають високу швидкість наростання і частоту одиничного підсилення. Такі ОП не можуть бути мікропотужними.
Можливі також комбінації даних категорій, наприклад, прецизійний швидкодіючий ОП.
3. как и 2
4. как и 2, +
Параметри за постійним струмом
Обмежене посилення: коефіцієнт Gopen-loop не нескінченний (типове значення 105 - 106,на постійному струмі). Цей ефект помітно виявляється лише у випадках, коли коефіцієнт передачі каскаду з ОП відрізняється від параметра Gopen-loop в невелике число разів (посилення каскаду відрізняється від Gopen-loop на 1 - 2 порядки, або ще менше).
Ненульовий вхідний струм (або, що майже те ж саме, обмежений вхідний опір): типові значення вхідного струму складають 10-9 - 10-12 А. Це накладає обмеження на максимальне значення опорів в ланцюзі зворотного зв'язку, а також на можливості узгодження по напрузі з джерелом сигналу. Деякі ОП, мають на вході додаткові кола, для захисту входу від надмірної напруги — ці кола, можуть значно погіршувати вхідний опір. Тому деякі ОП випускаються в захищеній і незахищеній версіях.
Ненульовий вихідний опір. Дане обмеження не має великого значення, оскільки наявність зворотного зв'язку, ефективно зменшує вихідний опір каскаду на ОП (практично, до скільки завгодно малих значень).
Ненульова напруга зсуву: вимога, про рівність вхідної напруги в активному стані, для реальних ОП виконується не зовсім точно — ОП прагне підтримувати між своїми входами не точно нуль вольт, а деяку невелику напругу (напруга зсуву). Іншими словами, реальний ОП поводиться як ідеальний ОП, у якого всередині, послідовно з одним із входів, включений генератор напруги, з ЕРС Uзм. Напруга зсуву — дуже важливий параметр, він обмежує точність ОП, наприклад, при порівнянні двох напруг. Типові значення Uзм складають 10-3 - 10-6 В.
Ненульове підсилення синфазного сигналу. Ідеальний ОП підсилює лише різницю вхідної напруги, сама напруга значення не має. В реальних ОП, значення вхідної синфазної напруги має деякий вплив на вихідну напругу. Даний ефект визначається таким параметром, як коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу (КОСС, англ. common-mode rejection ratio, CMRR), який показує, в скільки разів приріст напруги на виході менший, ніж приріст синфазної напруги на вході, що його викликала. Типові значення: 104 - 106.
Параметри за змінним струмом
Обмежена смуга пропускання. Будь-який підсилювач має обмежену смугу пропускання, але чинник смуги особливо значущий для ОП, оскільки вони мають внутрішню частотну корекцію, для збільшення запасу по фазі.
Ненульова вхідна ємність. Утворює паразитний фільтр низьких частот.
5. Підсилювач постійного струму призначений для підсилення повільно змінних сигналів та сигналів нульової частоти. Робочи смуга частот таких підсилювачів знаходиться в межах від 0 до fв.
В пілсилювачах постійного струму використовується беспосередній гальванічний зв’язок між каскадами, тому в схемі відсутні реактивні елементи, такі як котушки чи конденсатори.
При відсутності вхідного сигналу напруга на виході підсилювача Uвих = 0. Резистори R3, R4 складають дільник напруги з коефіцієнтом передачі:
Кд = R4 / (R3 – R4)
Коефіцієнт підсилення всієї схеми
К = Ко * Кд = Ко * R4 / (R3 + R4)
де Ко – коефіцієнт підсилення схеми без дільника.
Недоліком підсилювача постійного струму є дрейф нуля – повільна зміна вихідної напруги при відсутності вхідного сигналу (Uвх = 0). Дрейф нуля зумовлений нестабільністю напруги живлення, впливом температури та нестабільністю параметрів елементів схеми.
Підсилювачі постійного струму реалізують в мікросхемному виконанні і вони являються основою великого класу спеціалізованих аналогових схем – операційних підсилювачів.
Параметри за постійним струмом
Обмежене посилення: коефіцієнт Gopen-loop не нескінченний (типове значення 105 - 106,на постійному струмі). Цей ефект помітно виявляється лише у випадках, коли коефіцієнт передачі каскаду з ОП відрізняється від параметра Gopen-loop в невелике число разів (посилення каскаду відрізняється від Gopen-loop на 1 - 2 порядки, або ще менше).
Ненульовий вхідний струм (або, що майже те ж саме, обмежений вхідний опір): типові значення вхідного струму складають 10-9 - 10-12 А. Це накладає обмеження на максимальне значення опорів в ланцюзі зворотного зв'язку, а також на можливості узгодження по напрузі з джерелом сигналу. Деякі ОП, мають на вході додаткові кола, для захисту входу від надмірної напруги — ці кола, можуть значно погіршувати вхідний опір. Тому деякі ОП випускаються в захищеній і незахищеній версіях.
Ненульовий вихідний опір. Дане обмеження не має великого значення, оскільки наявність зворотного зв'язку, ефективно зменшує вихідний опір каскаду на ОП (практично, до скільки завгодно малих значень).
Ненульова напруга зсуву: вимога, про рівність вхідної напруги в активному стані, для реальних ОП виконується не зовсім точно — ОП прагне підтримувати між своїми входами не точно нуль вольт, а деяку невелику напругу (напруга зсуву). Іншими словами, реальний ОП поводиться як ідеальний ОП, у якого всередині, послідовно з одним із входів, включений генератор напруги, з ЕРС Uзм. Напруга зсуву — дуже важливий параметр, він обмежує точність ОП, наприклад, при порівнянні двох напруг. Типові значення Uзм складають 10-3 - 10-6 В.
Ненульове підсилення синфазного сигналу. Ідеальний ОП підсилює лише різницю вхідної напруги, сама напруга значення не має. В реальних ОП, значення вхідної синфазної напруги має деякий вплив на вихідну напругу. Даний ефект визначається таким параметром, як коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу (КОСС, англ. common-mode rejection ratio, CMRR), який показує, в скільки разів приріст напруги на виході менший, ніж приріст синфазної напруги на вході, що його викликала. Типові значення: 104 - 106.
6 . Операці́йний підси́лювач (рос. операционный усилитель, англ. operational amplifier, нім. Operationsverstärker m) — підсилювач постійного струму з диференційним входом, що має високий коефіцієнт підсилення. Призначений для виконання різноманітних операцій над аналоговими сигналами, переважно, в схемах з від’ємним зворотним зв’язком (ВЗЗ). Операційні підсилювачі застосовуються в різноманітних схемах радіотехніки, автоматики, інформаційно-вимірювальної техніки, - там, де необхідно підсилювати сигнали, в яких є постійна складова.
Де:
V+ - неінвертуючий вхід;
V- - інвертуючий вхід;
Vout - вихід;
Vs+ - плюс джерела живлення (також може позначатися як VDD, VCC, або VCC+)
Vs-: мінус джерела живлення (також може позначатися як VSS, VEE, або VCC-).
Вказані п'ять виводів, має будь-який ОП, вони абсолютно необхідні для його функціонування. Окрім вказаних, деякі ОП можуть мати додаткові виводи, призначені для:
встановлення струму спокою;
частотної корекції;
балансування (корекції зсуву) нуля;
і ряду інших функцій.
Розглянемо роботу ОП, як окремого диференційного підсилювача, тобто без включення в розгляд яких-небудь зовнішніх компонентів. В цьому випадку, ОП поводиться як звичайний підсилювач з диференційним входом, тобто його поведінка описується рівнянням:
(1)
де:
Vout - напруга на виході;
V+ - напруга на неінвертуючому вході;
V- - напруга на інвертючому вході;
Gopen-loop - коефіцієнт підсилення, при розімкнененій петлі зворотного зв'язку.
Инвертирующий усилитель
Инвертирующий усилитель
Инвертирует и усиливает напряжение (то есть умножает напряжение на отрицательную константу).
(Поскольку 
является виртуальной
землей)Третий резистор с сопротивлением, равным
(сопротивление
параллельно соединенных резисторов Rf и Rin),
устанавливаемый (при необходимости)
между неинвертирующим входом и землей,
уменьшает ошибку, возникающую из-за тока
смещения.
Если Rin =
0,
то схема реализует собой линейный
преобразователь ток-напряжение. Входное
сопротивление такой схемы определяется
коэффициентом усиления реального ОУ и
сопротивлением обратной связи по
формуле: 
,
где KA -
коэффициент усиления операционного
усилителя. Выходное напряжение получается
по формуле: 
7. как 6, токо
Неинвертирующий усилитель
Неинвертирующий усилитель
Усиливает напряжение (умножает напряжение на константу, большую единицы)
(на
практике — входное сопротивление
операционного усилителя: от 1 MОм до
10 TОм)
Третий резистор с сопротивлением, равным
(сопротивление
параллельно соединенных резисторов R1 и R2),
устанавливаемый (при необходимости)
между точкой подачи входного сигнала 
и
неинвертирующим входом, уменьшает
ошибку, возникающую из-за тока смещения.
8.как 6-7, только
Интегратор
Integrating amplifier
Интегрирует (инвертированный) входной сигнал по времени.
где
и 
—
функции времени, 
—
выходное напряжение интегратора в
момент времени t = 0.
Данный четырехполюсник можно также рассматривать как фильтр нижних частот.
9. как 6-7, только
Дифференциатор
Differentiating amplifier
Примечание: Не следует путать дифференциатор с дифференциальным усилителем (см. выше)
Дифференцирует (инвертированный) входной сигнал по времени.
где и — функции времени.
Данный четырехполюсник можно также рассматривать как фильтр высоких частот.
10. Підси́лювач (рос. усилитель, англ. amplifier, нім. Verstärker m) — пристрій, в якому здійснюється збільшення потужності вхідного сигналу за рахунок енергії допоміжногоджерела живлення. Залежно від виду енергії вхідного сигналу і джерела підсилювача поділяють на: електричні, механічні, гідравлічні, пневматичні. Найпоширеніші електричні підсилювачі[Джерело?].
В електротехніці за характером вхідного сигналу підсилювачі діляться на[1]: підсилювачі постійного та змінного струму, які в свою чергу, поділяються на підсилювачі:
низької частоти (ПНЧ) (діапазон частот від 10 Гц до 20 кГц);
високої частоти (ПВЧ) (діапазон частот від 20 кГц до 100 Мгц)
широкосмугові підсилювачі.
Операці́йний підси́лювач (рос. операционный усилитель, англ. operational amplifier, нім. Operationsverstärker m) — підсилювач постійного струму з диференційним входом, що має високий коефіцієнт підсилення. Призначений для виконання різноманітних операцій над аналоговими сигналами, переважно, в схемах з від’ємним зворотним зв’язком (ВЗЗ). Операційні підсилювачі застосовуються в різноманітних схемах радіотехніки, автоматики, інформаційно-вимірювальної техніки, - там, де необхідно підсилювати сигнали, в яких є постійна складова.
Де:
V+ - неінвертуючий вхід;
V- - інвертуючий вхід;
Vout - вихід;
Vs+ - плюс джерела живлення (також може позначатися як VDD, VCC, або VCC+)
Vs-: мінус джерела живлення (також може позначатися як VSS, VEE, або VCC-).
Вказані п'ять виводів, має будь-який ОП, вони абсолютно необхідні для його функціонування. Окрім вказаних, деякі ОП можуть мати додаткові виводи, призначені для:
встановлення струму спокою;
частотної корекції;
балансування (корекції зсуву) нуля;
і ряду інших функцій.
Виводи живлення (Vs+ і Vs-) можуть бути позначені по-різному, але незалежно від позначень призначеня їхнє залишається одним і тим самим. Часто виводи живлення не малюють на схемі, щоб не захламлювати її неістотними деталями, при цьому, спосіб підключення цих виводів явно не вказується, або навіть вважається очевидним (особливо часто це відбувається, при зображенні одного ОП, з мікросхеми, що містить 4 ОП в одному корпусі, і має загальні виводи живлення для всіх чотирьох ОП). При позначенні ОП на схемах, можна міняти місцями інвертуючий і неінвертуючий входи, якщо це зручно; виводи живлення, як правило, завжди розміщують одним чином (позитивний вгорі).
Ідеальний ОП описується формулою (1) і має такі параметри:
1) нескінченно великий коефіцієнт підсилення з розімкненою петлею зворотного зв'язку Gopen-loop [2];
2) нескінченний великий вхідний опір входів V- і V+ (іншими словами, струм, що протікає через ці входи, рівний нулю);
3) нульовий вихідний опір виходу ОП;
4) нескінченно велика швидкість наростання напруги на виході ОП;
5) смуга пропускання: від постійного струму до безкінечності.
З перерахованих параметрів випливає властивість ідеального ОП, яка спрощує розгляд схем з його використанням: ідеальний ОП, охоплений негативним зворотним зв'язком, підтримує однакову напругу на своїх входах [3][4]. Тобто виконується рівність:
(2)
Класифікація ОП
[ред.]За типом елементної бази
На біполярних транзисторах
На польових транзисторах
[ред.]За галузю застосування
Операційні підсилювачі, що випускаються промисловістю, постійно удосконалюються, параметри ОП наближаються до ідеальних. Проте, поліпшити всі параметри одночасно технічно неможливо, або недоцільно через дорожнечу отриманого чипа. Для того, щоб розширити область застосування ОП, випускаються різні їх типи, в кожному з яких один або декілька параметрів є видатними, а інші на звичайному рівні (або навіть трохи гірші). Це виправдано, оскільки, залежно від сфери застосування, від ОП потрібне високе значення того або іншого параметра, а не всіх їх відразу. Звідси випливає класифікація ОП по областях застосування.
Індустріальний стандарт. Так називають широко вживані, дуже дешеві ОП загального застосування з середніми характеристиками. Приклад: Lm324 [1].
Прецизійні ОП мають дуже малу напругу зсуву, застосовуються в точних вимірювальних схемах. Зазвичай ОП на біполярних транзисторах по цьому показнику дещо кращі, ніж на польових. Також, від прецизійних ОП потрібна довготривала стабільність параметрів. Виключно малими зсувами володіють стабілізовані перериванням ОП. Приклад: Ad707 [2], у якого напруга зсуву становить 15 мкВ.
ОП з малим вхідним струмом. Всі ОП, що мають польові транзистори на вході, мають малий вхідний струм. Але серед них існують спеціальні ОП, - з виключно малим вхідним струмом. Щоб повністю реалізувати їхні переваги, при проектуванні пристроїв з їх використанням, необхідно навіть враховувати витік струму по друкованій платі. Приклад: Ad549 [3], у якого вхідний струмом становить 6 • 10-14 А.
Мікропотужні і програмовані ОП мають малий струм споживання. Такі ОП не можуть бути швидкодіючими, оскільки малий споживаний струм і висока швидкодія — взаємовиключні вимоги. Програмованими називаються ОП, для яких всі внутрішні струми спокою можна задати за допомогою зовнішнього струму, що подається на спеціальний вивід ОП.
Потужні (сильнострумні) ОП, можуть віддавати великий струм в навантаження.
Високовольтні ОП. Всі напруги для них (живлення, синфазна вхідна, максимальна вихідна) значно більші, ніж для ОП широкого застосування.
Швидкодіючі ОП. Мають високу швидкість наростання і частоту одиничного підсилення. Такі ОП не можуть бути мікропотужними.
Можливі також комбінації даних категорій, наприклад, прецизійний швидкодіючий ОП.