elektronika (prema elektron), područje elektrotehnike i tehnologije koje obuhvaća proučavanje i primjenu gibanja elektrona u vakuumu, plinovima, poluvodičima i vodičima, širenje elektromagnetskih valova u prostoru te razvoj i proizvodnju elektroničkih elemenata, sklopova i sustava. U područje elektronike u širem smislu može se ubrojiti i proučavanje i primjena električnih izboja u plinovima (npr. u elektronskim cijevima punjenima plinom i sl.). Grane elektronike su: analogna elektronika koja se bavi kontinuiranim signalima (npr. kondenzatori, pojačala i radio prijamnici); digitalna elektronika koja se bavi diskretnim, najčešće binarnim signalima (0 i 1) i s pomoću logičkih sklopova čini temelj modernih računala; mikroelektronika koja se bavi malenim elektroničkim integriranim sklopovima (npr. mikroprocesori i računalne memorije), optoelektronika koja se bavi uređajima koji emitiraju, moduliraju, prenose ili detektiraju svjetlost ili drugo elektromagnetsko zračenje (npr. LED diode, fotodiode).
Elektronički elementi (sastavnica, komponenta) nedjeljivi je dio elektroničkoga sklopa koji ima određenu funkciju poput električnoga otpora, pohrane energije, pojačavanja ili upravljanja električnom strujom ili naponom.
Aktivni elektronički elementi omogućuju pojačavanje slabih signala, pretvorbu pohranjene energije, najčešće istosmjernog izvora napajanja, u vremenski promjenljive signale, npr. tranzistor i integrirani sklop. Često im je za rad potrebno vanjsko napajanje električnom energijom.
Pasivni elektronički elementi rabe se za filtriranje i mijenjanje oblika ili vrste signala ili za skladištenje energije (ne mogu pojačavati signale, za rad ne trebaju vanjsko napajanje električnom energijom), npr. otpornici, električni kondenzatori, električne zavojnice, diode, varistori. U njih se često ubrajaju i pretvornici za pretvorbu drugih fizikalnih pojava u elektronički oblik (npr. zvuka, svjetlosti, vibracija, topline, naprezanja, kemijskih pojava).
Elektronički sklop skup je elektroničkih elemenata spojenih u funkcionalnu cjelinu, a među najvažnijima su: pojačala, oscilatori, ispravljači i stabilizatori, impulsni i digitalni sklopovi, sklopovi za oblikovanje ili miješanje signala, za vremenska ograničavanja itd. Može biti analogni (npr. audiopojačalo), digitalni (npr. logički sklop) i mješoviti (analogno-digitalni pretvornici); također, može biti jednostavan (npr. svjetlosni senzor) ili složen (npr. mikroračunalo).
Među najvažnija područja elektronike treba ubrojiti: komunikacijske sustave (radijske i televizijske veze, kabelska televizija, komunikacijski sateliti, internet), mjerno-procesnu i industrijsku elektroniku (nadzor i upravljanje procesima, numeričko upravljanje strojevima, daljinsko mjerenje i upravljanje, alarmi i sigurnosni sustavi, industrijska robotika), uređaje za pomoć u administrativno-trgovačkim poslovima (automatske blagajne, strojevi za obradbu i arhiviranje podataka i teksta, prodajni terminali), medicinsku elektroniku (elektrodijagnostika, elektroterapija, kompjutorizirana tomografija, uređaji na načelu magnetske rezonancije, ultrazvučna dijagnostika, elektrostimulatori srca), integralni transport (nadzor i upravljanje kopnenim i zračnim putovima, distribucija prijevoznih sredstava, rezervacija mjesta i distribucija karata, regulacija prometa), energetske sustave (upravljanje procesima u proizvodnji energije, optimalizacija distribucije energije, nadzor energetskih sustava), istraživanje svemira i vojnu primjenu, elektroničku opremu za široku potrošnju (kućanski uređaji, osobna računala, pametni telefoni i narukvice, procesori specijalizirani za umjetnu inteligenciju, autonomne letjelice).
Brz razvoj elektroničke tehnologije i mikroelektronike, od izuma mikroprocesora, obilježava minijaturizacija i koncentracija elemenata na malom prostoru, što, uz povećanje brzine rada, omogućava izvedbu sklopova i sustava posve novih svojstava. To se najviše odnosi na područje računala, koje je minijaturizacijom i masovnom proizvodnjom prodrlo u sve oblike ljudske djelatnosti.
Povijest elektronike
Iako je teško razgraničiti elektroniku od elektrotehnike, može se utvrditi da početci elektronike datiraju s kraja XIX. st. Thomas Alva Edison je 1883. gotovo slučajno ustanovio da se u vakuumu može uspostaviti tok elektrona, odnosno električna struja koja ne prolazi metalnim vodičima. Hendrik Antoon Lorentz definirao je 1895. nabijenu česticu, koju je nazvao elektron, a iste je godine Wilhelm Conrad Röntgen objavio otkriće »nepoznatih« zraka iz Crookesove cijevi. Joseph John Thomson 1897. i Robert Andrews Millikan nekoliko godina poslije su i eksperimentom dokazali postojanje elektrona. Karl Ferdinand Braun je pak 1897. konstruirao prvu katodnu cijev, a John Ambrose Fleming 1904. prvu elektronsku cijev, diodu. Užarena katoda emitirala je elektrone, koji su bili privučeni na anodu kada je ona bila na pozitivnom potencijalu, odn. bili odbijeni od nje kada je bila na negativnom potencijalu prema katodi. To svojstvo prve elektronske cijevi moglo se uporabiti za ispravljanje amplitudno moduliranoga radiosignala. Osnovna slabost toga izuma bila je potreba za razmjerno velikim naponom (signalom) na cijevi, što je onemogućivalo primjenu diode za komercijalno uporabljiv radioprijenos. Često se kao početak elektronike navodi 1906., kada je Lee De Forest konstruirao triodu, elektronsku cijev s tri elektrode: anodom, katodom i rešetkom koja je okruživala katodu. Mala promjena električnoga napona između katode i rešetke uzrokovala je veliku promjenu jakosti električne struje između katode i anode, pa su tako elektronske cijevi mogle pojačavati slabe signale.
Razdoblje do II. svjetskog rata obilježavala je ponajviše uporaba elektroničkih proizvoda u sredstvima komercijalnih komunikacija – radiju i televiziji. Prva javna demonstracija televizije održana je 7. IV. 1927. u kompaniji Bell Telephone Laboratories. Idućih godina televizijska je tehnika napredovala osobito zahvaljujući radovima Vladimira Kosme Zworykina (patent ikonoskopa – prve kvalitetne televizijske kamere) a prve televizijske postaje počele su emitirati 1929. U doba II. svjetskog rata napori istraživača elektroničara bili su usmjereni prema povećanju brzine (visokoj frekvenciji) signala, te prema pomoći elektronike u obradbi velike količine informacija. Usavršavali su se i praktično primjenjivali radar, metode i sustavi za izvlačenje korisnog signala iz šuma, digitalne tehnike prijenosa i obradbe signala, a poduzimali su se i prvi koraci u konstrukciji elektroničkih računala.
Za jednoga pokusa u prosincu 1947. ustanovljeno je da je na komadiću germanija, na koji su bile pritisnute dvije zlatne žice, električna struja u izlaznom krugu bila veća od električne struje u ulaznom krugu, odn. da se korisni signal može pojačati. William Bradford Shockley, John Bardeen i Walter Houser Brattain shvatili su važnost otkrića, iako je taj prvi tranzistor bio vrlo skromnih svojstava. Nedugo nakon toga Shockley je razradio teoriju spojnoga tranzistora, u kojem su žičani kontakti zamijenjeni pouzdanijim pn-spojem. To je bio početak razvoja poluvodičkih elektroničkih elemenata, koji je omogućio njihovu minijaturizaciju uz istodobno povećanje pouzdanosti rada.
Minijaturizacija i koncentracija što većega broja elektroničkih elemenata na malom prostoru dovela je do razvoja integriranih sklopova. Američki istraživači Jack Kilby i Robert Noyce došli su 1958. na ideju da bi se moglo na istu silicijsku pločicu, gdje su smješteni poluvodički elementi, smjestiti i međusobno spojiti u funkcionalnu cjelinu i druge, pasivne elemente elektroničkih sklopova (otpornike, kondenzatore, diode). Prvi takav komercijalno dostupan monolitni integrirani sklop proizveden je 1961. Pojavom integriranih sklopova započelo je razdoblje mikroelektronike. Čip je sklop visokoga stupnja integracije koji sadržava i nekoliko milijardi elemenata u jednoj cjelini.
Koristeći se iskustvima računalne tehnike iz doba elektronske cijevi i diskretnih poluvodičkih elemenata (tranzistora), istraživači razmjerno malene i tada nepoznate tvrtke Intel iz Californije, Fred Faggin i Marcian Hoff, izradili su 1971. prvi mikroprocesor, a 1972. obznanili novi proizvod – mikroračunalo, osnovano na novoj koncepciji i izvedbi integriranoga sklopa na jednoj silicijskoj pločici. Time je otvoreno novo razdoblje sprege mikroelektronike i računalstva. Od tada pa nadalje, osim u poboljšanju svojstava integriranih sklopova, proizvođači se utrkuju u poboljšanju svojstava mikroprocesora, pa je zanimljivo pratiti njihov razvoj, od modela 8080 (1974., 6000 tranzistora, 8 bita, 2 MHz) do modela Pentium Pro (1995., 5 500 000 tranzistora, 32 bita, 66 MHz), Pentium 4 (2000., 42 000 000 tranzistora, 2 GHz), Intel Westmere (2010., 995 000 000 tranzistora, 3,33 GHz) i Zen 3 (2020., 35 290 000 000 tranzistora, 4,9 GHz).
Analogni mobitel pojavio se 1979. kao ugradbeni uređaj za vozila, od 1993. mogle su se slati tekstovne (SMS, od engl. Short Message System) i slikovne poruke (MMS, od engl. Multimedia Messaging Service), a razvijena je i mogućnost pristupa internetu.
Elektronika u XXI. st. povezuje se sa softverom, postaje prilagodljiva, inteligentna, bežična i sveprisutna. Pametni telefon (engl. smartphone) sa zaslonom osjetljivim na dodir, kamerama i različitim mjernim osjetilima (digitalni kompas, svjetlomjer) mobilni je telefon koji se može rabiti i kao džepno računalo.
Elektronika u Hrvatskoj
Prva radiotelegrafska centrala osnovana je u Puli (1909), a radiotelegrafska postaja izgrađena je u Zagrebu (1918). Tehnička visoka škola osnovana je u Zagrebu 1919. i u njoj su (1921/22) pri Elektroinženjerskom odjelu uvedena četiri predmeta iz područja elektrotehnike, odn. elektronike: Enciklopedija elektrotehnike (predavač Rajmund Fantoni), Uredba električnih centrala i mreža (Edgar Montina), Bežična telegrafija (Robert Tijanić) i Teoretska elektrotehnika (→ josip lončar).
Radioklub – Zagreb osnovan je 1924. kad je ujedno počelo izdavanje časopisa Radio-šport, a 1926. počela je s radom prva radijska postaja, Radiopostaja Zagreb (350 W, 857 kHz). Nakon II. svjetskog rata, osnovano je 1946. u Zagrebu poduzeće »Rade Končar« (industrijska elektronika), 1948. Radioindustrija (poslije RIZ – elektroakustika, odašiljači, elektronički mjerni uređaji, tranzistori i integrirani sklopovi), 1949. »Nikola Tesla« (telekomunikacijski uređaji), 1963. ATM – Automatizacija i tehnika mjerenja (elektronička oprema za automatiku i procesna mjerenja), a 1970-ih pojavili su se i TRS – Tvornica računskih strojeva (računala i blagajne) u Zagrebu i Digitron u Bujama (kalkulatori i računala). Institut Ruđer Bošković, koji se u početku intenzivno bavio istraživanjima u području elektronike, osobito »brze« elektronike, osnovan je 1950., emitiranje televizijskoga programa iz zagrebačkog studija počelo je 1956., prvi digitalni telefonski sustav proizveden je 1977. u poduzeću »Nikola Tesla«, a 1981. puštena je u promet prva elektronička automatska telefonska centrala. Sveučilišni računski centar (SRCE) uspostavio je internetsku vezu Hrvatske sa svijetom 1992. u sklopu projekta izgradnje Hrvatske akademske i istraživačke mreže (CARNet) koji je postao ustanova 1995. Projekt e-građani od 2014. omogućuje korisnicima besplatno, jednostavno i brzo komuniciranje s javnom upravom. Elektroničko uredsko poslovanje postalo je obvezno 2023.
