Elektroniikkapiireissä

Elektroniikkapiireissä tarkoitetaan sähköisiä verkkoja, joissa on useita komponentteja, joilla voidaan käsitellä, muuntaa tai siirtää sähköisiä signaaleja. Tyypillisiä komponentteja ovat vastukset, kondensaattorit, induktorit, diodit, transistorit ja integroidut piirit (IC). Piirit voivat olla analogisia, digitaalisia tai näiden yhdistelmiä. Niiden tehtävänä on muuttaa syötettyä signaalia, vahvistaa sitä, suodattaa kohinaa tai suorittaa loogisia toimintoja.

Elektroniikkapiirien analysointi ja suunnittelu perustuu perusperiaatteisiin kuten Ohmin lakiin ja Kirchhoffin lakeihin. Analogeissa piireissä signaalit ovat jatkuvia, digitaalisissa piireissä käytetään loogisia tasoja (0 ja 1) sekä kytkentöjä. Yleisiä suunnittelutyökaluja ovat Thevenin- ja Norton-yhteenveto sekä impedanssi ja taajuusvaste. Piirien toiminta mallinnetaan ja simuloidaan usein SPICE-ohjelmistoilla.

Piirien toteutuksessa ja prototypoinnissa käytetään sekä koekytkentälevyjä (breadboard) että painettuja piirilevyjä (PCB). Käytännön suunnittelussa kiinnitetään huomiota sähkökenttien ja parasiittisten vaikutusten minimoimiseen sekä signaalin eheydestä, erityisesti korkeita taajuuksia käsiteltäessä.

Elektroniikkapiirien sovelluksia ovat monenlaisia: viestintä, audio ja video, teollisuusautomaatio, voimansiirto, anturijärjestelmät sekä tietokoneet ja mobiililaitteet. Piirit voidaan rakentaa pienistä komponenttilohkoista tai integroiduista järjestelmistä, ja ne voivat muodostua sekä lineaarisista vahvistimista, suodattimista että digitaalisista logiikan portteista.

Turvallisuus ja standardit: Elektroniikkapiireillä on terveys- ja turvallisuusnäkökohdat; ESD-suojaus sekä suojaukset lyhyiltä virroilta. Valmistuksessa noudatetaan kansainvälisiä ja alueellisia standardeja sekä ympäristömääräyksiä, kuten RoHS ja REACH.