电子产品
电子产品是一门科学和工程学科，研究并应用物理原理来设计，创建和操作操纵电子和其他电动颗粒的设备。电子设备是电气工程的子场，但它与之不同，因为它专注于使用晶体管，二极管和集成电路等主动设备来控制和放大电流的流动，并将其从一种形式转换为另一种形式，例如从交流电流（AC）到直流（DC）或从模拟到数字。电子产品还包括微电子，纳米电子，光电和量子电子产品的领域，这些场涉及在显微镜，纳米镜，光学和量子尺度上的电子设备的制造和应用。
电子产品对现代社会和文化的各个方面有深远的影响，例如沟通，娱乐，教育，医疗保健，工业和安全。电子产品进步的主要动力是半导体行业，该行业生产了电子设备和电路的基本材料和组件。半导体行业是全球经济中最大，最有利可图的部门之一，2018年的年收入超过4810亿美元。电子行业还涵盖了其他依赖电子设备和系统的领域，例如电子商务，例如电子商务，这些部门产生了超过的电子商务。 2017年的在线销售额为29万亿美元。
历史和发展
电子产品极大地影响了现代社会的发展。 1897年对电子的识别，以及随后的真空管发明，该发明可以扩大和纠正小型电信号，启用了电子和电子时代的领域。实际应用是从Ambrose Fleming发明的二极管和1900年代初的Lee de Forest的Triode开始，这使得通过非机械设备的无线电天线中的无线电信号进行了小型电压。
真空管（热阀）是第一个通过影响单个电子流来控制电流流动的首个活动电子组件，它们负责20世纪上半叶的电子革命，它们能够构建使用电流扩增的设备并纠正为我们提供广播，电视，雷达，长途电话等。电子产品的早期增长迅速，到1920年代，商业无线电广播和通信变得广泛，电子放大器已用于诸如长距离电话和音乐录制行业之类的不同应用中。
下一个重大技术步骤花了几十年的时间才出现，当时第一个工作点接触晶体管是约翰·巴登（John Bardeen）和沃尔特·霍尔特·霍尔特·布拉特（Walter Houser Brattain ）在1947年在贝尔实验室发明的。但是，真空管在微波和高力量领域发挥了领导作用直到1980年代中期，传输以及电视接收器。从那时起，固态设备几乎完全接管了。真空管仍然用于一些专业应用中，例如高功率RF放大器，阴极射线管，专业音频设备，吉他放大器和一些微波炉设备。
1955年4月， IBM 608是第一批使用无真空管的晶体管电路的IBM产品，被认为是第一个为商业市场生产的全透明计算器。 608包含3,000多个锗晶体管。小托马斯·J·沃森（Thomas J. Watson Jr.）命令所有未来的IBM产品在其设计中使用晶体管。从那时起，晶体管上几乎只用于计算机逻辑和外围设备。但是，早期的连接晶体管是相对庞大的设备，这些设备难以在大规模生产的基础上制造，从而将它们限于许多专业应用。
MOSFET （MOS晶体管）是由Mohamed Atalla和Dawon Kahng于1959年在贝尔实验室发明的。MOSFET是第一个真正的紧凑型晶体管，可以小型化和批量生产，以用于广泛用途。它的优势包括高可扩展性，可负担性，低功耗和高密度。它彻底改变了电子行业，成为世界上使用最广泛的电子设备。 MOSFET是大多数现代电子设备中的基本元素。
随着电路的复杂性的增长，出现了问题。一个问题是电路的大小。像计算机这样的复杂电路取决于速度。如果组件很大，则互连的电线必须长。电信号花了一些时间才能通过电路，从而减慢了计算机。杰克·基尔比（Jack Kilby）和罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）的综合电路发明通过将所有组件和芯片从半导体材料的同一块（整体）中取出，从而解决了这一问题。电路可以变小，制造过程可以自动化。这导致了将所有组件整合在单晶矽晶片上的想法，这导致了1960年代初期的小规模整合（SSI），然后在1960年代后期进行中等规模的整合（MSI），然后是VLSI 。 2008年，十亿晶体管处理器上市。
子场
设备和组件
电子组件是主动或被动的电子系统中的任何组件。组件通常通过焊接到印刷电路板（PCB）来连接在一起，以创建具有特定功能的电子电路。组件可以单独包装，也可以在更复杂的组中作为集成电路。被动电子组件是电容器，电感器，电阻器，而主动组件则是半导体设备。晶体管和晶闸管，控制电流在电子水平上。
电路类型
电子电路函数可以分为两个函数组：模拟和数字。特定的设备可能由具有两种类型的混合物的电路组成。由于它们的许多功能被数字化，因此模拟电路变得越来越普遍。
模拟电路
大多数模拟电子设备（例如无线电接收器）是由几种基本电路的组合构建的。模拟电路使用连续的电压或电流范围，而不是像数字电路一样离散级别。
到目前为止设计的不同模拟电路的数量是巨大的，尤其是因为“电路”可以定义为从单个组件到包含数千个组件的系统。
模拟电路有时称为线性电路，尽管许多非线性效应在混合器，调节器等中使用了许多非线性效应。模拟电路的好例子包括真空管和晶体管放大器，操作放大器和振荡器。
很少有人会发现完全模拟的现代电路 - 如今，模拟电路可能会使用数字甚至微处理器技术来提高性能。这种类型的电路通常称为“混合信号”，而不是模拟或数字。
有时，由于具有线性和非线性操作的元素，因此很难区分模拟和数字电路。一个例子是比较器，该比较器的电压连续范围，但仅输出两个级别之一，如数字电路中。同样，超驱动的晶体管放大器可以采用具有两个级别输出的受控开关的特征。实际上，许多数字电路实际上被实现为类似于此示例的模拟电路的变体 - 毕竟，真实物理世界的所有方面本质上都是模拟的，因此仅通过约束模拟行为来实现数字效应。
数字电路
数字电路是基于许多离散电压水平的电路。数字电路是布尔代数的最常见物理表示，也是所有数字计算机的基础。对于大多数工程师来说，在数字电路的背景下，“数字电路”，“数字系统”和“逻辑”术语可以互换。大多数数字电路都使用标有“ 0”和“ 1”的两个电压级别的二进制系统。通常，逻辑“ 0”将是较低的电压，被称为“低”，而逻辑“ 1”称为“高”。但是，某些系统使用反向定义（“ 0”是“高”）或基于当前的。逻辑设计师经常会将这些定义从一个电路扭转到另一个电路，因为它们认为合适以促进其设计。级别为“ 0”或“ 1”的定义是任意的。
已经研究了三元（带有三个状态）的逻辑，并制作了一些原型计算机。批量生产的二元系统对使用三元逻辑的显著性较低。计算机，电子时钟和可编程逻辑控制器（用于控制工业过程）是由数字电路构建的。数字信号处理器是另一个示例，这些数字信号处理器是测量，过滤或压缩连续的现实世界模拟信号。 MOSFET等晶体管用于控制二元状态。
高度集成的设备：
设计
电子系统设计涉及复杂电子设备和系统（例如手机和计算机）的多学科设计问题。该主题涵盖了广泛的范围，从电子系统的设计和开发（新产品开发）到确保其适当的功能，服务寿命和处置。因此，电子系统设计是定义和开发复杂的电子设备以满足用户指定要求的过程。
由于电子理论的复杂性质，实验室实验是电子设备开发的重要组成部分。这些实验用于测试或验证工程师的设计并检测错误。从历史上看，电子实验室由位于物理空间中的电子设备和设备组成，尽管近年来趋势趋向于电子实验室仿真软件，例如CourcuitLogix ， Multisim和Pspice 。
计算机辅助设计
当今的电子工程师能够使用预制造的构件（例如电源，半导体设备，例如晶体管）和集成电路来设计电路。电子设计自动化软件程序包括示意图捕获程序和印刷电路板设计程序。 EDA软件世界中的流行名称是Ni Multisim， Cadence （ ORCAD ）， Eagle PCB和示意图， Mentor （PADS PCB和LOGIC示意图）， Altium （Protel），Labcentre Electronics（Proteus）， Geda ，Kicad， Kicad等。
负面质量
热管理
电子电路产生的热量必须消散，以防止立即失败并提高长期可靠性。热量耗散主要是通过被动传导/对流来实现的。实现更大耗散的手段包括散热器和风扇进行空气冷却，以及其他形式的计算机冷却，例如水冷却。这些技术使用热能的对流，传导和辐射。
噪音
电子噪声被定义为在有用的信号上超级不良的干扰，该信号倾向于掩盖其信息含量。噪声与电路引起的信号失真不同。噪声与所有电子电路有关。噪声可能是电磁或热产生的，可以通过降低电路的工作温度来降低噪声。其他类型的噪声（例如射击噪声）无法消除，因为它们是由于物理特性的限制。
包装方法
多年来，已使用了许多不同的连接组件方法。例如，早期电子设备经常使用点与木制面包板上的组件进行点接线以构建电路。 Cordwood的结构和电线包裹是其他使用的方法。现在，大多数现代电子产品现在都使用由FR4等材料制成的印刷电路板，或更便宜（耐用的）合成树脂键纸（ SRBP ，也称为Paxoline/Paxolin（商标）和FR2），其特征是棕色。近年来，与电子议会相关的健康和环境问题引起了人们的关注，特别是对于原定去欧洲市场的产品。
电气组件通常按以下方式安装：
行业
电子行业由各个部门组成。整个电子产品行业背后的核心驱动力是半导体行业，截至2018年，该行业的年销售额超过4810亿美元。最大的行业是电子商务，该行业在2017年产生了超过29万亿美元。这是制造最广泛的电子设备。是金属 - 氧化物 - 氧化型电场效应晶体管（MOSFET），估计有13 1960年至2018年之间生产的数十亿个MOSFET。在1960年代，美国制造商无法与索尼和日立等日本公司竞争，他们可以以较低的价格生产高质量的商品。然而，到1980年代，美国制造商成为了半导体开发和组装领域的世界领导者。
但是，在1990年代，随后，该行业压倒性地转移到了东亚（这是从1970年代的微芯片大规模生产开始的过程开始），随着丰富，廉价的劳动和不断增长的技术成熟程度，在那里广泛使用。
在三十年的时间里，美国半导体制造能力的全球份额从1990年的37％下降到2022年的12％。在制造技术中。
到那时，台湾已成为全球高级半导体的主要来源，由韩国，美国，日本，新加坡和中国遵循。
重要的半导体工业设施（通常是基于其他地方的领先生产商的子公司）在欧洲（尤其是荷兰），东南亚，南美和以色列。