elektronikk

Elektronikken har sitt historiske utspring i fysiske eksperimenter med elektroner i vakuum, eksperimenter som blant annet ledet til oppdagelsen av røntgenstrålene, den fotoelektriske effekt, og i 1907 til oppfinnelsen av det første elektronrør. Dette ble innledningen til den første perioden i elektronikken. Etter hvert ble det utviklet stadig mer sinnrike radiorør til generering og forsterkning av elektriske signaler, og anvendelsen gikk gradvis i retning av stadig høyere frekvenser.

Under andre verdenskrig skjøt utviklingen virkelig fart, blant annet med utviklingen av klystroner og magnetroner for bølgelengder i centimeter- og desimeterområdet. Etter krigen kom vandrebølgerørene og varianter av disse, som tillater forsterkning av meget høye frekvenser med god virkningsgrad.

Den andre perioden innen elektronikken er kjennetegnet ved halvledernes dominans. Halvlederne har sitt historiske utgangspunkt i de krystalldiodene man brukte i radioteknikkens barndom til likeretting av de høyfrekvente signalene man fikk inn i antennen. Amerikanerne John Bardeen, W. H. Brattain og W. Shockley konstruerte i 1948 en elektronikkomponent som ble kalt transistor, og som i prinsippet bestod av to rygg-mot-rygg koblede krystalldioder. Transistorens funksjon hadde likhetspunkter med treelektroderøret (trioden), og dette dannet utgangspunktet for en utrolig utvikling innen halvlederelektronikken.

På grunn av transistorens lille volum, de lave spenningene som brukes, og den enkle og rimelige utformingen, kunne transistoren i løpet av kort tid utkonkurrere elektronrøret i de fleste sammenhenger hvor ikke høy effekt eller høye frekvenser var aktuelle. Spisskontakttransistoren ble i 1951 erstattet av sjikttransistoren, og i 1952 ble felteffekttransistoren (FET) lansert.

På løpende bånd er nye halvelementer blitt utviklet, også for høyere frekvenser og større effekter (maser, parametriske forsterkere, tunneldiodeforsterkere, Gunndioder osv.).

I 1960 ble planarteknologien lansert. Denne representerte egentlig ikke noe nytt fysisk fenomen, men et teknologisk fremskritt av stor rekkevidde ved at komponentene ble plassert i samme plan. Dette forenklet fremstillingen og førte til en høyt automatisert produksjon, samtidig som det tillot integrasjon av mange kretser på én og samme plate av grunnmaterialet (silisium, galliumarsenid). De fysiske dimensjonene av komponentene lot seg sterkt redusere ved planarteknikken, og begrepet mikroelektronikk fremstod. I 1963 fremstod en variant kalt MOS-teknologien (Metal–Oxide–Semiconductor), som forenklet fremstillingen vesentlig, og som i neste omgang muliggjorde MSI- og LSI-kretsene (Medium Scale Integration, Large Scale Integration). Disse siste kretsene er ekstremt kompakte, med opptil 1000 kretsfunksjoner per kvadratmillimeter av basismaterialet. Denne utviklingen førte etter hvert til blant annet minikalkulatorer, med regneytelser som tidligere overhodet ikke lot seg realisere.

Utviklingen innen miniatyrisering har gått svært raskt, og antallet transistorer som kan integreres på én brikke har økt svært raskt. I 1965 skrev Gordon More en artikkel hvor han hevdet at kompleksiteten for halvledere hadde blitt doblet hvert år siden 1959. På 1980-tallet viste det seg at dobling av ytelsen for mikroprosessorer skjedde hver 18. måned, og på 1990-tallet ble dette oppfattet som Moores lov.

Halvlederkomponenter kan produseres for bruk til stadig høyere frekvensområder, opp mot millimeterbølgeområdet. Optiske fibrer og optiske komponenter er etablert teknologi som stadig er under utvikling, og som særlig har en betydelig anvendelse innen telekommunikasjon.

Elektronikken får et stadig videre spektrum av anvendelser og representerer ved sitt bidrag innen telekommunikasjon og databehandling et av de mest betydelige samfunnsomformende elementene. Datautstyr med avansert elektronikk inngår også i stadig mer av det utstyret vi omgir oss med til daglig, fra instrumenter i kjøretøyer til implanterte høreapparater.

• mikroelektronikk
• transistor