Эволюция электронных компонентов: от ламп до микросхем

Электронные компоненты (радиодетали)

Современный нам мир невозможно представить без огромного количества радио- и электроприборов, электронных устройств, которые неразрывно связаны с производственной, научной, культурной деятельностью человечества. Мобильная связь и интернет, телевидение и радио, автоматизация и робототехника, космические полёты и медицина, фантастические по своей сути исследования квантового мира, потенциально всемогущие нейросети и зарождающийся искусственный интеллект — всё это требует огромного количества самых разнообразных электронных компонентов, от «простейших» резисторов до сложнейших интегральных микросхем, от светодиодов до мощнейших SoC.

Предположительная история термина и его современное использование

Попробуем разобраться в самом понятии «электронные компоненты (радиодетали)», истории его возникновения, а также немного сориентироваться в классификации.

Исторический контекст термина радиодетали

Очевидно, что понятие «радиодетали» возникло в конце XIX — начале XX века, когда на стыке нескольких научных и инженерных дисциплин начали развиваться первые технологии радиосвязи. Мы умышленно опускаем вопрос «Кто первым придумал радио?», он видится не имеющим однозначного ответа, а потому второстепенным. Главное — радиоволны открыты, радио появилось! Ученые и инженеры во всём мире искали новые способы передачи информации на расстоянии без проводов, что привело к созданию радиотехники.

«Радио уничтожило расстояние и соединило невидимой, но крепкой связью все корабли и все города земли». — Сергей Колбасьев.

С развитием радиосвязи и электротехники в то время появилась необходимость в компонентах, которые могли бы обеспечивать передачу и приём радиоволн. Первоначально радиодетали использовались в радиоприемниках и радиопередатчиках, что способствовало быстрому развитию этой области. Это время также ознаменовалось бурным ростом интереса к электричеству и его возможностям.

В русской культуре изобретателем радио традиционно считается А.С.Попов

Первые радиодетали

Антенны

Одним из первых компонентов в радиотехнике стали антенны. Они служили для приема и передачи радиоволн. Первые антенны были простыми проводами, протянутыми на открытом воздухе, и их эффективность зависела от длины и высоты установки.

Детекторы

Детекторы играли ключевую роль в преобразовании радиоволн в слышимые сигналы. Первые устройства, такие как кристаллические детекторы, использовали минералы (например, галенит) для обнаружения радиосигналов. Эти детекторы были просты в использовании и доступны, но их чувствительность была ограничена.

Электронные лампы

С появлением электронных ламп в начале XX века радиодетали претерпели значительные изменения. Лампы позволили усиливать радиосигналы и стали основой для создания более сложных схем. Они использовались в радиопередатчиках и приемниках, открыв новые горизонты для радиосвязи.

Первые электронные компоненты

Понятие «радиодетали» постепенно вытеснялось термином «электронные компоненты», который начал формироваться в начале XX века и стал особенно актуальным во второй половине столетия в связи с развитием технологий и массовым производством электрических и электронных устройств. Актуальность этого термина была связана с необходимостью систематизации и стандартизации элементов, которые используются для создания электрических и электронных схем.

Вероятно, первыми электронными компонентами правильно будет назвать резисторы и конденсаторы. Эти простые компоненты начали широко использоваться с распространением первых электрических устройств, таких как телеграфы и телефоны. Наряду с радиолампами и детекторами, они стали основой для дальнейшего развития радиотехники и электроники.

Транзисторы

С приходом в 1947 году транзисторов в электронике произошли революционные изменения. Эти устройства значительно уменьшили размеры схем и повысили их эффективность. Использование транзисторов способствовало переходу от лампового к полупроводниковому оборудованию, что в свою очередь обогатило ассортимент электронных компонентов.

Технология производства транзисторов позволяла их массовое изготовление. Это привело к снижению стоимости компонентов и, соответственно, конечных устройств. 

Кроме того, с внедрением транзисторов началась стандартизация компонентов, что упростило проектирование и сборку электронных устройств.

Появление транзисторов открыло также путь к миниатюризации электрических схем. Это позволило создавать более сложные устройства с большим количеством функций, что стало основой для развития интегральных схем (ИС).

Первый транзистор, созданный в 1947 году.

Интегральные схемы и миниатюризация

С 1960-х годов началась эра интегральных схем (ИС). Интегральные схемы объединили множество электронных компонентов (транзисторы, резисторы, конденсаторы) на одном кристалле. Это позволило значительно уменьшить размеры устройств, что сделало их более портативными и удобными в использовании.

С появлением ИС стало возможным размещение сотен, тысяч и даже миллионов транзисторов на одном чипе. Это увеличило плотность компонентов и позволило создавать более сложные и мощные устройства.

Немаловажно, что производство интегральных схем стало осуществляться в больших объемах, что снизило себестоимость. Это сделало электронику более доступной для широких масс.

Первая работающая интегральная схема, 1958г.

Современный чипcет

Интегральные схемы позволили создавать сложные системы, такие как микропроцессоры и микроконтроллеры, что дало толчок к развитию вычислительной техники и автоматизации. Именно с появлением ИС стали возможны новые архитектуры вычислительных систем, такие как RISC и CISC, которые оптимизировали процесс обработки информации.

ИС стали основой и для цифровой электроники, что привело к появлению компьютеров, смартфонов и других современных устройств.

Современное использование термина радиодетали

Очевидно, что сегодня понятия «радиодетали» и «электронные компоненты» смешались до смысловой идентичности и практически всегда обозначают одно и то же. Первый вариант является более «народным» и характерен для разговорной речи, второй более официален. Будем использовать оба!