電子工学
[Wikipedia|▼Menu]
電子部品の表面実装

電子工学(でんしこうがく、: electronics[1])は、電気工学の一部ないし隣接分野である。

様々な領域の範囲にまたがるものであるため定義は緩やかだが、概ね電子の真空中や固体物質中の挙動から生じる現象を工学的に利用するものと言える。これらは電子デバイスと呼ばれ、例えば次のようなものである。

半導体素子または電子管等による能動素子で構成される増幅動作(回路)またはスイッチング動作(回路)スイッチング動作から論理演算回路に関する領域が発展した。

メーザーレーザーの高周波発振

プラズマの利用

電気磁気現象による情報記録も、論理演算のデジタル情報記録と磁気記録素子の微細化により電子工学の領域と認識されるようになった。

超伝導材料、ジョセフソン素子

ブラウン管液晶・プラズマによる表示装置

量子コンピューターに用いられる量子演算素子

通信、信号処理、電子計算機による情報処理、制御、計測など、応用分野を技術的に担保する技術分野である。
総論
他分野との関係

電気工学と対比させた場合、電気工学が電気現象全般を対象とするのに対し、[2]電子工学は能動素子による増幅動作、スイッチング動作をはじめ、前述のような部分に焦点を当てている点が特徴である。[1]歴史的経緯から電子工学の起点は小電力の通信、信号処理が対象領域であったが、大電力用素子のパワーエレクトロニクスの発展により電力制御用途にも利用範囲が拡大している。

半導体、磁性体、誘電体等の物性を利用するため物性物理学材料科学と関係が深い。また製造技術においては物理化学が応用される。

応用面では回路の構成において電子回路学が存在する。[3][4][5]
歴史

能動素子をはじめとする前述各分野を電子工学の領域として扱うとするならば、その起源は後述の通り20世紀初頭に求めることが出来る。日本語の語としての「電子工学」は、1940年の日本工学大会における電気学会会長八木秀次の講演題目「電子工学の躍進」が初出とみられる。この講演で八木は「今後、電子管の応用は目覚ましく発展する。無線・電話・ラジオ・写真伝送・テレビジョンをはじめとして、国民の日常生活にまで侵入すると予期される」と述べており、電子管(真空管)による能動素子を念頭に置いていたものと考えられる[6]

リー・ド・フォレストが機械的でなく電気的に増幅可能な能動素子の真空管である三極管を発明した1906年ごろ、電気工学から電子工学が派生的に出現した。[7]1950年頃まで通信工学とほぼ同義であり、通信用途での送信機受信機の回路構成、それらに使用する真空管についての研究が中心であった。固体増幅素子としては1920年代からの先駆的研究に続き、1947-48年にトランジスタが発明されている。[8][9][10]1959年にはシリコンでのプレーナー技術が開発され、[11]集積回路開発への道が開かれた。集積回路はデジタル型の論理演算による電子計算機の発展につながり、今日の情報社会の基となった。

高周波発振については、電子管による高周波大出力発信分野の利用のほか、1950年代にメーザー、レーザーが開発され、量子力学による電子のエネルギー準位間の遷移を基にしたデバイスが登場した。またスイッチング動作の周波数源としての水晶振動子(1921年)、圧電素子による周波数フィルタ(1960年代?)等も電子工学の範疇と考えられる。

パワーエレクトロニクス分野[12]ではサイリスタ(1957年)の登場により、[13]小電力信号で大電力電流が制御可能となったことが起源である。

超電導材料を絶縁体を挟んで接合したジョセフソン素子は1962年に発明されている。[14]高速スイッチング動作、磁気検出への利用が可能である。[15]

表示装置の分野では1897年にブラウン(ドイツ)が陰極線管を発明し、それを元に1907年にロージング(ロシア)が映像表示装置を発明した。1968年に液晶ディスプレイが、[16]1970年代初頭にプラズマディスプレイが開発された。[17][18]

電磁的情報記録では磁気記録としてポールセンワイヤーレコーダー(1898年)が登場し、1907年には直流バイアス方式が発明され、情報記録への利用はこの頃に起源を求めることが出来る。[19]その後記録媒体が磁気テープ(1940年代前半実用化)、[20][21]ハードディスク(1956年登場[22])に移っている。磁気記録は当初は電子工学の分野とは意識されなかったが、記録容量の拡大に伴って磁区が微細化して磁性体の微視的な挙動に研究の関心が移ったことから、次第に電子工学の範疇と認識されるようになった。情報記録方式としては交流バイアス方式(1938年)、垂直磁気記録方式(1975年)が登場している。[23][24]この他情報記録デバイスとして半導体素子から発展したフラッシュメモリー(NOR型1980年、NAND型1986年発明[25])も存在する。[26][27]情報記録媒体自体は物理的なものであるが、読み出しに前述のレーザーを用いるものとしてレーザーディスク (LD)、コンパクトディスク (CD)、DVDブルーレイディスク (BD)[28]がある。
電子回路と電子機器

以下では電子工学の応用としての電子回路と電子機器について述べる。
電子機器と電子部品

電子機器はその機能を実現する機能ブロックとしての電子回路の集まりとして構成されている。電子回路は増幅回路発振回路フィルタ回路など意図した機能を果たすように構成されている。電子回路は回路素子が個別の部品として何らかの配線部品プリント基板はんだ付けするなど)で相互接続され実装される場合と、集積回路の形で複合的に実現される場合がある。個別部品としてよく見られる電子部品としては、コンデンサ抵抗器ダイオードトランジスタなどがある。電子部品はトランジスタやサイリスタなどの能動素子と、抵抗器やコンデンサなどの受動素子に分類される。個別部品と集積回路は排他的な物ではなく、機能として必要に応じて使い分けられる。同じ基板上に併存することもある。
回路の種類

電子機器・システムは次の部分に分けられる。
入力 -
電子的・機械的なセンサ(または変換器)で、温度圧力、電磁場等の物理量をシステムの外部から取得し、電流信号や電圧信号に変換する。


次ページ
記事の検索
おまかせリスト
▼オプションを表示
ブックマーク登録
mixiチェック!
Twitterに投稿
オプション/リンク一覧
話題のニュース
列車運行情報
暇つぶしWikipedia

Size:69 KB
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
担当:undef