الإلكترونيات الدقيقة

إن الإلكترونيات الدقيقة هي حقل فرعي من الإلكترونيات، وتتعلق بالدراسة والتصنيع الدقيق للتصاميم الإلكترونية الصغيرة جدًا، ومكونات الدوائر المصنوعة عادةً من مواد أشباه الموصلات.

يستخدم مهندسو الإلكترونيات الدقيقة معدات متخصصة، وتقنيات توصيل فريدة مثل: ربط الأسلاك بسبب الحجم الصغير غير المعتاد للمكونات والخيوط والوسادات.

مع تحسن التقنيات، استمر حجم المكونات الإلكترونية الدقيقة في الانخفاض، وبالتالي فالهدف من مهنة مهندس الإلكترونيات الدقيقة هو إيجاد طرق لتقديم أجهزة أصغر وأسرع وأرخص.

الإلكترونيات الدقيقة (بالإنجليزية: Microelectronics)‏ هي إحدى فروع علم الإلكترونيات. وترتبط الإلكترونيات الدقيقة بدراسة وتصنيع العناصر والمكونات الإلكترونية الدقيقة (كما يوحي اسمها) تصنيعاً دقيقاً، وهذا يعني غالباً -وليس دائماً- المكونات التي تدخل قياساتها في نطاق الميكرومتر أو أقل. تصنع هذه المكونات من مواد أشباه الموصلات. تتوفر العديد من المكونات التي تدخل في تصاميم الإلكترونيات الطبيعية في عناصر مكافئة من الإلكترونيات الدقيقة. وتتضمن الترانزستورات، المكثفات الكهربائية، المستحثات، المقاومات، الصمامات الثنائية (الديود)، العازل، الموصلات الكهربائية التي تجدها في معظم الإجهزة الإلكترونية الدقيقة.

تتكون الدارات المتكاملة الرقمية من ترانزستورات في الغالب. في حين تتكون الدوائر التناظرية عموماً من مكثفات ومقاومات. تستخدم المحثات في بعض الدوائر التناظرية ذات الترددات العالية، لكنها تحتل مساحة كبيرة في الدوائر ذات الترددات المنخفضة.

هندسة الإلكترونيات

هندسة الإلكترونيات أو الهندسة الإلكترونية (بالإنجليزية: Electronic Engineering)‏ ويطلق عليها أيضا اسم هندسة الاتصالات هي فرع الهندسة الكهربائية الذي يتعامل مع المكونات الكهربية الفعالة غير الخطيّة (مثل أشباه الموصلات خاصة الترانزستور والدايود والدوائر المتكاملة) بغرض تصميم الدوائر الالكترونية، الأجهزة، المعالجات الدقيقة، المتحكمات الدقيقة والأنظمة الإلكترونية. كما تعنى هندسة الإلكترونيات بتصميم المكونات الالكترونية الفعالة، عادة بالاعتماد على لوحة الدارات المطبوعة.

تٌعتبر هندسة الإلكترونيات فرع من الأصل الأكاديمي الأكبر الهندسة الكهربائية، لكنها تشمل مجال هندسي أوسع، يغطي العديد من المجالات الفرعية مثل الإلكترونيات التناظرية، الإلكترونيات الرقمية، الأنظمة المضمنة، الإلكترونيات الاستهلاكية والالكترونيات الصناعية.

تهتم هندسة الإلكترونيات بتنفيذ المبادئ والتطبيقات والخوارزميات المتطورة عن العديد من المجالات ذات الصلة، على سبيل المثال فيزياء الجوامد، هندسة البث، والاتصال عن بعد، ونظم التحكم، معالجة الإشارة، وهندسة الأنظمة وهندسة الحاسب الآلي، هندسة الأجهزة الدقيقة وتحكم الطاقة الالكترونية، والروبوتية وغيرها الكثير. تعتبر جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات وجمعية الهندسة والتقنية من أهم المنظمات وأكثرها تأثيرا في هندسة الإلكترونيات.

علاقة الهندسة الإلكترونية بالهندسة الكهربائية:

الالكترونيات هي حقل فرعي ضمن الموضوع الأكاديمي الأوسع الهندسة الكهربائية. في الشهادات الأكاديمية قد تذكر بعض الجامعات لفظ "هندسة الإلكترونيات"، في حين أن الجامعات الأخرى تكتفي بلفظ "الهندسة الكهربائية" في شهادتها الأكاديمية. لا يزال مصطلح مهندس كهربائي يستخدم في العالم الأكاديمي أثناء الإشارة لمهندس الهندسة الإلكترونية. ومع ذلك، فإن بعض الناس يرون أن مصطلح "مهندس كهربائي" ينبغي أن يكون مخصصا لأولئك المتخصصين في هندسة الطاقة والتيارات الكبيرة والجهد العالي، في حين يرى آخرون أن الطاقة هي موضوع فرعي في الهندسة الكهربائية. في السنوات الأخيرة هناك نمو في الدورات التي تمنح درجات مميزة لهذه الفروع الهندسة مثل " هندسة المعلومات "، " هندسة النظم " و " هندسة الاتصالات"، وما لحق ذلك من وجود أقسام أكاديمية بنفس الأسماء، والتي عادة لا تُعتبر مجالات فرعية لهندسة الإلكترونيات ولكن للهندسة الكهربائية.

تاريخ:

انبثقت فكرة تكريس علم الإلكترونيات كمجال منفصل بسبب التحسينات التقنية في صناعة تلجراف أواخر القرن التاسع عشر، وصناعات الراديو والتلفاز أواخر القرن العشرين، فانجذب الناس للراديو بسبب بهاء تصنيعه، وكان يستقبل في البداية ثم بعد أذلك أصبح يرسل الاشارات، وكان أغلب من يذهبون للبث الإذاعي "هواه" وذلك في الفترة قبل الحرب العالمية الأولى.

بعبارة أعم، فإن تخصص الهندسة الالكترونية وُلد من تطوير معدات الهاتف والراديو والتلفاز، بجانب عدد كبير من الأجهزة الالكترونية التي طُورت أثناء الحرب العالمية الثانية مثل رادار والسونار وأنظمة الاتصال والذخائر المتقدمة وأنظمة التسليح،

وكان المصطلح باسم "هندسة الراديو" انذاك. إلا أن بدأ مصطلح الهندسة الإلكترونية في الظهور، أخذت هندسة الإلكترونيات استقلاليتها عن هندسة الكهرباء بداية في المملكة المتحدة عام 1960 م.
علم الالكترونيات
Crystal Clear app kdict.png مقالة مفصلة: الكترونيات
يهتم علم الالكترونيات بتصميم واختبار الدوائر الإلكترونية بالاستعانة بالخصائص الكهرومغناطيسية للعناصر الكهربية مثل المقاومة والمكثف والمحث وترانزستور بغرض تحقيق وظيفة محددة. أحد الأمثلة علي هذه الدوائر دائرة التوليف، التي تسمح لمستخدم الراديو بترشيح كل المحطات ما عدا محطة.

يقوم مهندسو الالكترونيات في تصميم الدوائر المتكاملة أولا ببناء مخطط الدائرة الذي يحدد المكونات الكهربائية ويصف الترابط بينها. وبعد الانتهاء، يقوم مهندسو دارة التكامل الفائق بتحويل المخطط إلى تصميمات فعلية، ترسم طبقات الموصلات وأشباه الموصلات المتنوعة واللازمة لبناء الدائرة. التحويل من التخطيط إلى التصميم يمكن أن يتم عن طريق البرمجيات (انظر أتمتة التصميم الإلكتروني) ولكن في كثير من الأحيان يتطلب الأمر توليف بشري دقيق لتقليل مساحة واستهلاك الطاقة. وبمجرد الانتهاء من التصميم، يمكن إرساله إلى مصنع تصنيع نبائط أشباه الموصلات.

بالنسبة لأنظمة التعقيد المتوسط فقد يستخدم المهندسون نمذجة في إتش دي إل لأجهزة المنطق القابلة للبرمجة ومصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة.

ويمكن بعد ذلك تجميع الدوائر المتكاملة ومصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة وغيرها من المكونات الكهربائية الأخرى على لوحات الدوائر المطبوعة لتشكيل دوائر أكثر تعقيدا. وفي الوقت الحالي توجد لوحات الدوائر المطبوعة في معظم الأجهزة الإلكترونية بما في ذلك أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر ومشغلات الصوت.

المجالات الفرعية:

الهندسة الإلكترونية لديها العديد من المجالات الفرعية. وسيأتي وصف لبعض أشهر هذه المجالات. وبرغم وجود مهندسين يركزون بشكل حصري على مجال فرعي، إلا أن هناك أيضا العديد من الذين يركزون على مزيج من المجالات الفرعية.

معالجة الإشارات والتي تتعامل مع تحليل والتلاعب بالإشارات. والتي يمكن أن تكون إشارات تناظرية تختلف بشكل مستمر وفقا للمعلومات. أو إشارات رقمية تختلف وفقا لسلسلة من القيم المنفصلة التي تمثل المعلومات.

وفيما يتعلق بالإشارات التناظرية، قد تشمل معالجة الإشارة تضخيم وترشيح الإشارات السمعية للمعدات السمعية أو تضمين وإزالة تضمين إشارات الاتصال عن بعد. أما فيما يتعلق بالإشارات الرقمية، قد تنطوي معالجة الإشارات على الضغط، والتحقق من الأخطاء والكشف عنها وتصحيحها.

هندسة الاتصال عن بعد والتي تتعامل مع نقل المعلومات عبر قناة مثل الكابل المحوري أو الألياف البصرية أو الفراغ.