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{{出典の明記|date=2016-11-26}}
[[ファイルFile:Arduino ftdi chip-1.jpg|thumb|right|250px|電子部品の[[表面実装]]]]
'''電子工学'''（でんしこうがく、{{lang-en-short|Electronics}}）、もしくは'''エレクトロニクス'''は、様々さまざまな媒体や真空における[[電子]]の動きを制御して利用する[[科学]]および[[テクノロジー]]である。
 
== 歴史 ==
[[リー・ド・フォレスト]]が[[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した。
 
三極管は、[[電気信号]]を[[増幅]]可能な初の機械的でない[[能動素子]]である。この分野は1950年ごろまで、この分野は[[無線工学]]とほぼ同義であり、無線[[送信機]]と[[受信機]]、それらに使用する[[真空管]]を初はじめとする[[電子管]]についての設計や理論的研究が中心だった。
 
== エレクトロニクス ==
 
=== 電子素子と電子部品 ===
[[電子部品]]は、電子システム内で電子の振る舞いやそれに関わる力場に決まった形で影響を与え、システムが意図した機能を果たすようにするものである。電子部品は一般に何らかの[[配線部品]]（[[プリント基板]]に[[はんだ]]付けするなど）で相互接続され、[[増幅回路]]、[[発振回路]]、[[フィルタ回路]]など特定の機能を持った[[電子回路]]を構成する。電子部品は個別にパッケージングされる場合と、[[集積回路]]の形で複合的にパッケージングされる場合がある。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。
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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て、電流信号や電圧信号に変換する。
# 信号処理回路: - 組み合わされた電子素子により信号を操作し、解釈したり、変換したりする。
# 出力: - [[アクチュエータ]]や他の素子(（変換器も含む)）により、電流・電圧信号をシステム外の利用者にとって有用な形態に再変換する。
 
[[テレビ受像機]]を例にと挙げると、入力は[[アンテナ]]や[[ケーブルテレビ]]から得られた放送信号である。テレビ受像機内部の信号処理回路は、放送信号から[[輝度信号|輝度]]や[[色信号|色]]や[[音声信号|音声]]の情報を取り出す。出力は、電気信号を[[ブラウン管]]や[[スピーカー]]によって映像や音声の形態に変換することによって実現される。
 
電子回路や装置は、アナログとデジタルに分類される。両者の橋渡しを担当する[[アナログ-デジタル変換回路]]と、[[デジタル-アナログ変換回路]]もある。
 
==== アナログ回路 ====
{{Main|アナログ回路}}
[[ファイルFile:HitachiJ100A.jpg|right|thumb|250px|周波数可変[[インバータ]] J100（日立）]]
[[ラジオ]]受信機などの[[アナログ]]電子機器の多くは、数種類の基本回路の組み合わせで構成されている。[[アナログ回路]]は連続的な範囲の電圧を使う。
 
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==== デジタル回路 ====
{{Main|デジタル回路}}
[[デジタル回路]]はいくつかの離散的な電圧レベルをとる電子回路である。デジタル回路は[[ブール論理]]を物理的に実装した最も一般的な形態であり、全すべての[[デジタルコンピュータ]]の基盤である。ほとんどのデジタル回路は2つの電圧レベルをとり、"Low"(0) と "High"(1) として使用する。"Low" は0V付近ということが多く、"High" は電源電圧に依存して決まる。
 
[[コンピュータ]]、[[デジタル時計|デジタル]][[クォーツ時計]]、[[プログラマブルロジックコントローラ]]（生産工程の制御で使用）などは全すべて[[デジタル]]回路で構成されている。他には[[デジタルシグナルプロセッサ]]もある。
 
基本回路としては以下が挙げられる。
 
基本回路:
* [[論理回路]]
* [[加算器]]
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* [[シュミットトリガ]]
 
高集積部品:としては以下が挙げられる。
 
* [[マイクロプロセッサ]]
* [[マイクロコントローラ]]
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=== 放熱 ===
[[ファイルFile:Low efficiency fins.png|right|thumb|250px|熱設計支援ソフトウェア (FloTherm) によるヒートシンクのシミュレーション]]
{{See also|ヒートシンク}}
電子回路は[[熱]]を発生するため、誤動作を防ぎ長期間の信頼性を確保するには放熱が重要となる。放熱技法としては[[ヒートシンク]]や[[送風機|ファン]]による空冷、[[CPUの冷却装置|コンピュータの放熱]]に見られる[[水冷]]などがある。放熱システムの設計にあたっては、[[対流]]、[[熱伝導]]、熱エネルギー[[放射]]などを利用する。
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=== CAD（コンピュータ支援設計） ===
[[ファイルFile:FreePCB screenshot.png|right|thumb|250px|プリント基板設計用EDAソフトの例（FreePCB）]]
{{Main|EDA (半導体)}}
今日のエレクトロニクス設計技師は、[[電源回路]]、[[半導体素子]]（[[トランジスタ]]など）、[[集積回路]]といった既存の要素を組み合わせて[[電子回路]]を[[回路設計|設計]]する。その際に使用する[[EDA (半導体)|EDA]]（電子設計自動化）ソフトウェアは、回路エディタ機能や[[プリント基板]]設計機能を備えている。
 
=== 組み立て技法 ===
[[ファイルFile:Cordwoodcircuit.agr.jpg|right|thumb|300px250px|コードウッド型配線]]
電子部品を相互接続するに当たっては、様々さまざまな技法が長年使われてきた。例えば、初期の電子システムでは部品を木製の板（[[ブレッドボード]]）に固定し、それらを[[空中配線]]することで回路を構成していた。他にもコードウッド型配線（図参照）や[[ワイヤラッピング]]などが古くから使われてきた。現在では[[FR4|ガラスエポキシ基板]]などの[[プリント基板]]が主流で、より安価な紙フェノール基板（黄色から茶色の色が特徴）も使われている。近年、電子機器の健康や環境への影響が懸念されるようになってきており、特に[[欧州連合]](EU)向けの電子機器については[[RoHS]]指令や[[WEEE指令]]が2006年7月に施行されている。
 
== 工学 ==
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=== 他学問との関係 ===
[[電気工学]]と対比させた場合、電気工学で扱う[[発電]]、[[送電]]、[[電力]]の制御や応用といったものを[[強電]]と言いい、電子工学で扱うものは[[弱電]]と言いう。
 
今日、ほとんどのエレクトロニクス技術では[[半導体素子]]を使って電子を制御するため、半導体素子やそれに関連する工学、[[物理学]]と関係が深い。より応用に近い[[電子回路]]の設計や構築は電気工学と関係が深い。
 
電子工学に熟達するには、回路解析の[[数学]]にも熟達する必要がある。回路解析は、回路内の特定の点の電圧（電位）や特定経路を通る電流といった値を変数として、一般に連立一次方程式から値を求める技法を指す。このための解析ツールとして、[[SPICE (ソフトウェア)|SPICE]]回路シミュレータなどがある。また、電子工学の理論には[[電磁気学]]も重要である。
 
=== 下位区分 ===
電子工学は以下のような下位区分を含む。
 
* [[信号処理]]
* [[通信工学]]
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=== 教育 ===
日本では、[[大学]]や[[高等専門学校]]、[[工業高校]]など技術系学校の[[学科 (学校)|学科]]名（の固有名詞）の一1つとして「'''電子工学科'''」が定着している。電子工学科では、電子工学のみならず、電気工学全般を学ぶが、従来の「電気工学科」に比べて、情報通信関連の教科に重点が置かれる。
 
== 団体 ==
; 学会
:* [[IEEE]] (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
:* [[電子情報通信学会]]
; 業界団体▼
 
:* [[電子工業会|EIA]]（アメリカ電子工業会）
▲業界団体
:* JEITA（[[電子工情報技術産業協会|EIA]]（アメリカ電子工業会）
* JEITA（[[電子情報技術産業協会]]）
 
== 脚注・出典 ==
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* [[電子工作]]
 
== 外部リンク ==
{{Commonscat|Electronics}}
* [http://www.jeita.or.jp/japanese/index.htm 社団法人電子情報技術産業協会（JEITA）]
132 ⟶ 134行目:
 
{{テクノロジー}}
{{DEFAULTSORT:てんしこうかく}}
[[Category:電子工学|*]]
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