Wstęp do elektroniki

Czy możesz wyobrazić sobie życie ...bez smartfonów? Zaledwie kilka lat temu telefony nie miały połączenia z internetem ani kolorowego wyświetlacza. Nie można było nawet na nich posłuchać muzyki! A jeszcze wcześniej, trzeba było stać cały czas w jednym miejscu, jeśli chciało się porozmawiać przez telefon! W tamtych czasach ludzie potrzebowali dużo rzeczy, żeby robić to, co dziś umożliwiają nam telefony.

Smartfony i inne urządzenia elektroniczne zmieniły nasze życie na wiele sposobów. A wszystko zaczęło się od radia... Nieco ponad sto lat temu wynalazcom po raz pierwszy udało się przesłać wiadomość w formie fali radiowej, w powietrzu, a następnie przekształcić ją w dźwięk! Muzyka i mowa, przesyłane na duże odległości, bez żadnych kabli? To było prawie jak cud.

Do pierwszych odbiorników radiowych trzeba było używać słuchawek, bo sygnał był bardzo słaby. Wtedy pojawił się John Ambrose Fleming. Dokonał on odkrycia, które wkrótce okazało się bardzo ważne. A mianowicie zauważył, że jeśli weźmiemy zwykłą żarówkę i dodamy do niej drugą elektrodę, otrzymamy urządzenie, które jest w stanie wzmocnić natężenie prądu. Jego wynalazek - lampa elektronowa - znacznie uprzyjemnił słuchanie radia...

I wkrótce stacje radiowe nadawały swoje transmisje na całym świecie. Jednak lampa elektronowa miała do zaoferowania więcej, niż tylko poprawę jakości dźwięku w radiu. Lampa ta nie tylko wzmacnia sygnał elektryczny, ale może też pełnić rolę wyłącznika, przypominającego małą furtkę, którą można otwierać lub zamykać, aby umożliwić przepływ prądu. Wcześniej, elektryczności używano głównie do rozprowadzania energii. Ale dzięki elektronice elektryczność zaczęto stosować także do przekazywania i przetwarzania informacji.

Dzięki starannemu połączeniu kilku lamp elektronowych i wykorzystaniu ich zdolności do włączania i wyłączania prądu, sygnałów elektrycznych można było używać do prezentacji cyfr. To doprowadziło do stworzenia pierwszego komputera. Zbudowanie go zajęło trzy lata, wykorzystano ponad 17 000 lamp elektronowych i wreszcie w 1946 roku był gotowy: ENIAC. ENIAC wykonywał obliczenia matematyczne tysiąc razy szybciej, niż było w stanie zrobić to wtedy jakiekolwiek urządzenie. Dlatego nazwano go „wielkim mózgiem”, a nazwa była rzeczywiście odpowiednia, bo ważył on ponad dwadzieścia pięć ton!

Naukowcy chcieli udoskonalić ENIAC, więc szukali mniejszych i bardziej wytrzymałych lamp elektronowych. Ale to nie lepsze lampy pomogły usprawnić urządzenie. Z pomocą przyszedł...tranzystor! Tranzystor robi to, co robi lampa elektronowa, tyle że szybciej, taniej i bardziej niezawodnie. Może też być o wiele mniejszy.

Tranzystor jest wykonany ze specjalnego rodzaju materiału, którego przewodność elektryczna plasuje się pomiędzy przewodnikiem a izolatorem. Nazywamy go półprzewodnikiem. Na półprzewodnikach opiera się cała współczesna elektronika. Do lat 70- tych XX wieku tranzystory stały się już tak małe i tanie, że tysiące z nich mieściły się w jednym, miniaturowym układzie z materiału półprzewodnikowego: układzie scalonym. Od tamtego czasu naukowcom udawało się umieszczać coraz więcej tranzystorów w każdym układzie scalonym....

Liczba tranzystorów w każdym układzie podwajała się co dwa lata. Obecnie układy scalone są nieodłącznym elementem komputerów, sprzętu medycznego, zabawek, lodówek, ... a także urządzenia, które teraz trzymasz w dłoni. To urządzenie jest właściwie ponad sto tysięcy razy potężniejsze od komputera ENIAC. A wkrótce zastąpi je coś, co będzie jeszcze bardziej inteligentne i potężne...