Johdatus elektroniikkaan

Voitko edes kuvitella, millaista elämä olisi ilman älypuhelimia? Vain muutama vuosi sitten puhelimissa ei ollut internet-yhteyttä, eikä värillistä näyttöä. Sillä ei voinut edes soittaa musiikkia! Ja muutama vuosi ennen sitä... ...piti pysyä yhdessä paikassa, jos halusi käyttää puhelinta! Silloin tarvittiin paljon tavaraa kaikkiin niihin asioihin, joita voi nykyään tehdä puhelimella. Älypuhelimet, ja muu elektroniikka, ovat muuttaneet suuresti elintapojamme ja se kaikki alkoi - radiosta.

Vain hieman yli sata vuotta sitten keksijät onnistuivat lähettämään ensimmäisen kerran viestin ilman halki radioaaltoina, jotka voitiin muuttaa ääneksi! Musiikkia ja puhetta, lähetettynä pitkien matkojen takaa, ilman johtoja? Se oli kaikille aika ihmeellistä. Ensimmäiset radiovastaanottimet vaativat käyttäjältä kuulokkeiden käyttöä, koska signaali oli hyvin heikko. Sitten tuli John Ambrose Fleming, ja teki löydön, joka tulisi olemaan tärkeä.

Hän huomasi, että jos tavalliseen hehkulamppuun lisää toisen elektrodin, saa laitteen, joka pystyy vahvistamaan sähkövirtaa. Hänen keksintönsä - tyhjiöputki - teki radion kuuntelusta paljon mukavampaa ja pian radioasemilla oli lähetyksiä joka puolella maailmaa. Mutta tyhjiöputkella oli vielä lisää tarjottavanaan kuin radioäänien parantaminen. Tyhjiöputki ei ainoastaan vahvista sähköistä signaalia, vaan se voi myös toimia katkaisimena - kuin pienenä porttina - jonka voi sulkea tai avata, jotta sähkövirta pääsee läpi. Ennen tätä aikaa, sähköä oli pääasiassa käytetty energian siirtoon.

Mutta elektronien avulla sähköä alettiin käyttää myös tietojen lähettämiseen ja käsittelyyn. Yhdistämällä varovasti ryhmän tyhjiöputkia ja käyttämällä niiden kykyä katkaista virta päälle ja pois, numerot voitiin esittää sähköisinä signaaleina. Ja tämä johti ensimmäiseen tietokoneeseen. Sen rakentaminen kesti kolme vuotta, siinä käytettiin yli 17 000 tyhjiöputkea, ja vuonna 1946 se oli valmis: ENIAC. ENIAC suoritti matemaattisia laskelmia tuhat kertaa nopeammin kuin mikään muu laite siihen aikaan.

Ja sen vuoksi, se sai lempinimen "Giant Brain" - "Jättiaivo" - mikä sopi hyvin, koska se painoi yli kaksikymmentäviisi tonnia! Kehittääkseen ENIACia, tiedemiehet etsivät pienempiä ja kestävämpiä tyhjiöputkia. Mutta ei heitä auttanut parempi tyhjiöputki - vaan transistori! Transistori tekee kaiken saman kuin tyhjiöputki, mutta nopeammin, halvemmin ja luotettavammin. Ja siitä voi tehdä paljon pienemmän.

Transistori on tehty erityisestä materiaalista, jonka sähkönjohtokyky on johtimen ja eristimen välissä. Se on nimeltään puolijohdin. Puolijohtimet ovat kaiken nykyaikaisen elektroniikan perusta. 1970-luvulla transistorit olivat niin pieniä ja halpoja, että tuhansia niitä saatiin mahtumaan pieneen puolijohdinmateriaalista tehtyyn siruun - integroituun piiriin. Siitä asti tiedemiehet ovat pystyneet mahduttamaan enemmän ja enemmän transistoreja integroituihin piireihin - sirujen transistorimäärä on kaksinkertaistunut joka toinen vuosi.

Nykyään integroituja piirejä on tietokoneissa, lääketieteellisissä laitteissa, leluissa, jääkaapeissa, ja laitteessa, jota pitelet juuri nyt kädessäsi. Tosiasiassa tuo laite on enemmän kuin satatuhatta kertaa tehokkaampi kuin ENIAC oli. Ja hyvin pian sekin tullaan korvaamaan jollain, joka on vielä älykkäämpi ja tehokkaampi...