vignette|Composants de circuits électroniques.
L'électronique est une branche de la physique appliquée, . Elle traite .
On parle d'électronique surtout quand les circuits électriques comportent des éléments amplificateurs et notamment des semi-conducteurs. Le terme électrotechnique recouvre en principe l'ensemble des applications de l'électricité, mais en français, on en exclut les domaines des télécommunications et des technologies de l'information., que l'on considère ainsi du domaine exclusif de l'électronique.
Les métiers de l'électronique se répartissent en domaines assez spécialisés, qui constituent chacun un domaine d'étude : électronique numérique, électronique de puissance
Généralités L'électronique est une discipline technique ou science de l'ingénieur, l'une des branches les plus importantes de la physique appliquée, auxiliaire dans la plupart des industries.
Le mot électronique, qui désigne d'abord les faits et théories relatifs à l'électron, prend un sens technique au milieu du . Les inventeurs qui ont développé les industries et techniques qui utilisent l'électricité , ont travaillé empiriquement, tandis que les savants élaboraient une théorie électronique de la matière. La notion d'« appareil électronique » surgit du classement des dispositifs de détection des ondes radio, dont les principaux sont le récepteur à cristal, un semi-conducteur dont la théorie est alors et le dernier le « détecteur électronique », dont le principe est directement lié au flux d'électrons issus de la cathode chauffée. Ce tube électronique permet l'amplification, dont tirent rapidement parti de nombreuses applications. Certaines, comme la radiodiffusion, vont diffuser leurs produits dans le grand public. Cette invention marque, pour la plupart des auteurs, le début de l'électronique comme spécialité.
La physique quantique donne les éléments pour comprendre le fonctionnement des semi-conducteurs. La découverte de l'effet transistor vers 1947, puis la fabrication de circuits à l'état solide séparent le sens courant de « électronique » de lélectron particule. L'usage considère les phénomènes impliquant des flux électroniques, comme l'arc électrique et l'effet corona et leurs applications, comme hors du champ de l'électronique.
La situation de l'électronique au sein de l'électrotechnique est imprécise. L'utilisation de semi-conducteurs est parfois un critère, d'autres auteurs estiment que l'électrotechnique s'occupe du transfert de la puissance, tandis que l'électronique étudie la transmission, par l'électricité, de l'information.. Cependant, l'étude de la transmission de l'information est largement indépendante de celle de l'électricité. Ses notions sont purement mathématiques. Elle communique avec l'électronique parce que celle-ci sert à convertir ces informations en signaux, mais n'a aucun besoin de connaître les lois physiques qui régissent l'électricité, déterminées dès le .. Seules la conception et la fabrication des composants électroniques peuvent mobiliser des ressources scientifiques plus récentes. Chaque domaine a développé les méthodes et les modèles mathématiques adaptés à son activité. L'électronique et l'électrotechnique sont étroitement mêlées et ne connaissent aucune séparation institutionnelle.
Énergie et signal électriques vignette|Un instrument électronique, l'oscilloscope, produit une représentation visuelle du signal électrique. Un système électronique se décompose en deux parties : l'une gère l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement et aux systèmes mécaniques, acoustiques, thermiques ou autres qu'il pilote ; l'autre traite les signaux porteurs d'information.
Le signal électrique est la tension électrique variable qui transporte l'information. La puissance correspondante est indifférente quand il s'agit de traitement du signal ; on la rend aussi faible que possible du moment que sa faiblesse ne compromet pas l'intégrité du signal.
Les traitements les plus complexes se font ainsi avec des courants faibles. Lorsque le système demande une sortie en puissance, il ne reste qu'à transformer au mieux la puissance de l'alimentation électrique en une puissance analogue au signal. Cette partie de l'électronique s'intéresse à l'efficacité : quelle partie de l'énergie consommée par l'alimentation se retrouve dans la sortie utile. Le développement des applications d'électronique mobile, où la consommation électrique se paie d'une diminution de l'autonomie, amène à se préoccuper de l'efficacité même si les puissances sont faibles.
L'électronique s'applique fréquemment au contrôle d'un système qui implique des grandeurs mécaniques ou d'autre nature. Des capteurs permettent la conversion des grandeurs impliquées en signal électrique, des actionneurs produisent les grandeurs physiques souhaitées
Une bonne partie des applications de l'électronique traite le signal provenant d'autres systèmes électroniques en direction d'autres systèmes électroniques.
Électronique et électrotechnique Selon la norme internationale, l'électrotechnique regroupe l'ensemble des applications de l'électricité, incluant l'électroniqueOutre le , voir . En français, on a tendance à séparer les deux spécialités. L'électrotechnique traiterait la production, la distribution, la conversion de l'énergie électrique ; elle s'occuperait des courants forts, tandis que l'électronique traiterait de courants faibles. Cette différenciation historique n'a plus de raison d'être. La gestion de l'énergie concerne de très faibles puissances quand il s'agit de dispositifs autonomes, tandis que la régulation des alimentations électriques et des moteurs et la conversion entre courants alternatifs et continus font appel à l'électronique avec de fortes puissances..
Électronique et société Les impacts de l'électronique sur la vie dans la société moderne sont majeurs.
L'électronique, appliquée aux télécommunications, puis à l'informatique, participant et reliant presque toutes les productions industrielles, a élaboré des abstractions utiles dans la plupart des domaines techniques. Elle a profondément modifié la notion de signal ; ce concept, popularisé, sert soit en propre, soit comme métonymie non seulement dans l'activité industrielle, mais encore dans l'économie. Elle a produit le concept mathématique d'information, et absorbé celui, d'origine mathématique, d'algorithme.
L'électronique structure un système technique, que Marshall McLuhan appelle âge électronique. et Manuel Castells L'Ère de l'informationParis, ed. Fayard, trois volumes 1998-1999, réédité 2001.. Les auteurs qui commentent la « société de l'information » l'opposent le plus souvent à l'ère industrielle, que structure la circulation des objets produits en masse, bien que le développement de l'électronique corresponde à une production et une circulation plus massives d'objets matériels.
Alors que l'électronique entrait dans une phase de développement exponentiel , des auteurs ont systématisé les concepts de signal et d'information, ainsi que celui de rétroaction, également développé dans le cadre de l'électronique avec les systèmes bouclés, spécifiquement ., pour développer une théorie cybernétique débordant sur les sciences sociales, qui a largement pénétré dans le grand public par des ouvrages de science-fiction.
En une cinquantaine d'années, l'électronique a infiltré tous les secteurs de la société, ce qui a entraîné l'adaptation du système social afin que ses cohérences soient maintenues...
Ces adaptations concernent en particulier la production industrielle, où l'électronique de l'information, et le remplacement des automates par des robots entraînent une remise en cause du fordisme ; ., en accomplissant le projet du taylorisme de retirer de l'atelier les irrationnels humains en inscrivant les procédures de production dans la mémoire des machinesConclusion de .
Historique
L'électronique, au sens qu'a pris ce mot, remonte à l'invention du premier composant capable d'amplifier un signal électrique, et, par conséquent, d'entretenir une oscillation, la triode de Lee De Forest en 1907. Cette possibilité va transformer les télécommunications, télégraphe, téléphone et radiodiffusion, son premier domaine d'application, avant de se diffuser dans le domaine des machines à calculer, qui deviennent ordinateurs et dans celui des automates, qui contrôlent toute sorte de processus.
L'époque du tube vignette|upright=.75|Pentode 6146-B.
L'électronique surgit d'emblée comme une industrie. Les derniers inventeurs du comme Edison ou Bell ont prospéré grâce aux brevets, et ont construit de grandes organisations qui les exploitent et ferment la voie aux nouveaux arrivants. L'invention du tube électronique va donner lieu à des batailles juridiques, paralysantes jusqu'à la première Guerre mondiale. Les mesures d'urgence que prend le gouvernement américain en 1916 débloque la situation afin que l'industrie produise des systèmes de communication radio pour la marine. La paix revenue, ces capacités servent à lancer, à partir de 1920, la radiodiffusion, premier usage domestique de l'électronique. Pour maintenir leur position, les industries rivales, General Electric et AT&T, organisent des laboratoires de recherche où les ingénieurs appliquent les découvertes de la physique, et orientent la recherche plutôt vers le perfectionnement des produits existants, que vers l'exploration de nouvelles voies.
Dès l'application de l'électronique à la radiodiffusion émerge une électronique populaire construite par des radio-amateurs et des bricoleurs. Avec le poste à galène, c'est le seul à utiliser encore un semiconducteur. Des publications comme La radio mais c'est très simple, d'Eugène Aisberg, dont la première édition remonte à 1936, aident les amateurs à se perfectionner. Ce secteur fonctionne plus par échange de recettes et de procédés et expérimentation libre que par assimilation des résultats de la physique théorique. La guitare électrique émerge ainsi avant la fin des années 1920, suivie par une quantité d'instruments de musique comme le theremin ou les ondes Martenot..
L'époque du transistor vignette|upright=.75|Transistor 2N34 de 1953. L'utilisation des semiconducteurs ouvre l'époque de l'électronique à l'état solide, qui s'oppose à l'électronique à tubes par sa taille réduite et son fonctionnement à basse tension. L'électronique à l'état solide permet d'augmenter considérablement le nombre des composants sur un circuit de même taille, et consomme beaucoup moins d'énergie que le tube.
Ferdinand Braun avait décrit la diode à cristal dès 1878, mais l'invention du tube, plus susceptible d'une production industrielle, l'avait fait considérer comme obsolète. La physique quantique donne dans les années 1920 une théorie à la circulation des électrons dans les métaux et explique le phénomène ; les laboratoires Bell ont constituent un groupe d'étude en 1936. Des recherches analogues ont lieu en Allemagne, en Angleterre et dans d'autres pays.
La seconde Guerre mondiale mobilise les chercheurs pour le radar. Les tubes électroniques ne fonctionnent pas aux très hautes fréquences que les ingénieurs veulent atteindre, encourageant à reprendre les recherches sur les redresseurs à l'état solide, avec deux matériaux, le germanium et le silicium. À la paix, les laboratoires reprennent leurs travaux. Julius Edgar Lilienfeld avait déposé un brevet de dispositif à effet de champ en 1926, mais le principe exige de contrôler parfaitement la conductivité de la couche superficielle du cristal. La recherche sur l'état de surface débouche fortuitement sur un nouveau principe.