วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ ลักษณะงาน

วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ (เรียกว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมการสื่อสาร ) เป็นวิศวกรรมไฟฟ้าวินัยซึ่งใช้การไม่เชิงเส้นและการใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้า (เช่นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งทรานซิสเตอร์และไดโอด ) การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ , อุปกรณ์ , แผงวงจรไฟฟ้าของพวกเขาและระบบวินัยโดยทั่วไปยังออกแบบเรื่อย ๆชิ้นส่วนไฟฟ้าตามปกติในแผงวงจรพิมพ์

เครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นฟิลด์ภายในกว้างวิศวกรรมไฟฟ้าวิชาการเรื่อง แต่หมายถึงด้านวิศวกรรมกว้างที่ครอบคลุมฟิลด์เช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอะนาล็อก , ดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์ , อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ , ระบบฝังตัวและพลังงานไฟฟ้า เครื่องใช้ไฟฟ้าข้อเสนอวิศวกรรมกับการดำเนินการของการใช้หลักการและขั้นตอนวิธีการพัฒนาภายในสาขาที่เกี่ยวข้องหลายอย่างเช่นฟิสิกส์ของรัฐที่มั่นคง , วิศวกรรมวิทยุ , การสื่อสารโทรคมนาคม , ระบบควบคุม , การประมวลผลสัญญาณ , ระบบวิศวกรรม , วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ , วิศวกรรมการวัด , การควบคุมพลังงานไฟฟ้า , หุ่นยนต์ , และอื่น ๆ อีกมากมาย.

สถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) เป็นหนึ่งในองค์กรที่มีความสำคัญและมีอิทธิพลมากที่สุดสำหรับวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์อยู่ในสหรัฐอเมริกา ในระดับสากล International Electrotechnical Commission (IEC) จัดทำมาตรฐานสำหรับวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งพัฒนาโดยฉันทามติและด้วยผลงานของผู้เชี่ยวชาญ 20,000 คนจาก 172 ประเทศทั่วโลก

อิเล็กทรอนิคส์เป็นสาขาย่อยในสาขาวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้าที่กว้างขึ้น สามารถรับปริญญาทางวิชาการที่มีวิชาเอกวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ได้จากมหาวิทยาลัยบางแห่งในขณะที่มหาวิทยาลัยอื่น ๆ ใช้วิศวกรรมไฟฟ้าเป็นสาขาวิชา คำว่าวิศวกรไฟฟ้ายังคงใช้ในโลกวิชาการเพื่อรวมวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ [1]อย่างไรก็ตามบางคนเชื่อว่าคำว่าวิศวกรไฟฟ้าควรสงวนไว้สำหรับผู้ที่มีความเชี่ยวชาญในด้านพลังงานและวิศวกรรมไฟฟ้ากระแสสลับหรือไฟฟ้าแรงสูงในขณะที่บางคนคิดว่าพลังงานเป็นเพียงส่วนย่อยของวิศวกรรมไฟฟ้าที่คล้ายคลึงกับวิศวกรรมการกระจายพลังงานไฟฟ้า คำว่าวิศวกรรมไฟฟ้าใช้เป็นตัวบ่งชี้ในอุตสาหกรรมนั้น ๆ อีกครั้งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการเพิ่มขึ้นของหลักสูตรปริญญาแยกรายการใหม่ ๆ เช่นวิศวกรรมระบบและวิศวกรรมระบบการสื่อสารซึ่งมักจะตามมาด้วยหน่วยงานวิชาการที่มีชื่อคล้ายกันซึ่งโดยทั่วไปไม่ถือว่าเป็นสาขาย่อยของวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ แต่เป็นสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า [2] [3]

วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์เป็นอาชีพที่เกิดขึ้นจากการปรับปรุงทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมโทรเลขในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และอุตสาหกรรมวิทยุและโทรศัพท์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ผู้คนถูกดึงดูดมาที่วิทยุด้วยความหลงใหลทางเทคนิคที่เป็นแรงบันดาลใจอันดับแรกในการรับและส่งสัญญาณ หลายคนที่เดินเข้าไปในการออกอากาศในปี ค.ศ. 1920 เป็นเพียง 'มือสมัครเล่น' ในช่วงก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง[4]

เพื่อขอบเขตขนาดใหญ่ที่มีระเบียบวินัยที่ทันสมัยของวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์เกิดออกมาจากโทรศัพท์วิทยุและโทรทัศน์การพัฒนาอุปกรณ์และจำนวนเงินที่มีขนาดใหญ่ของการพัฒนาระบบอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองของเรดาร์ , โซนาร์ระบบการสื่อสารและอาวุธที่ทันสมัยและระบบอาวุธ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเรื่องนี้รู้จักกันในชื่อวิศวกรรมวิทยุและในช่วงปลายทศวรรษ 1950 คำว่าวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์เริ่มปรากฏขึ้น [5]

การทำงานครั้งแรกทรานซิสเตอร์เป็นทรานซิสเตอร์จุดติดต่อคิดค้นโดยจอห์น Bardeenและวอลเตอร์ Brattain เจ้าของบ้านที่เบลล์แล็บในปี 1947 [6] MOSFET (โลหะออกไซด์สารกึ่งตัวนำฟิลด์ผลทรานซิสเตอร์หรือ MOS ทรานซิสเตอร์) ถูกคิดค้นในภายหลังโดยโมฮาเหม็ M AtallaและDawon Kahngที่ Bell Labs ในปี 1959 [7] [8] [9] MOSFET เป็นทรานซิสเตอร์ขนาดกะทัดรัดตัวแรกที่สามารถย่อส่วนและผลิตจำนวนมากเพื่อการใช้งานที่หลากหลาย [10] MOSFET ปฏิวัติอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ , [11] [12]กลายเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก [8] [13] [14]มอสเฟตเป็นองค์ประกอบพื้นฐานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยที่สุด [15] [16]

ในสาขาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์การออกแบบวิศวกรและทดสอบวงจรที่ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าคุณสมบัติของอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นตัวต้านทาน , ตัวเก็บประจุ , ตัวเหนี่ยวนำ , ไดโอดและทรานซิสเตอร์เพื่อให้เกิดการทำงานโดยเฉพาะอย่างยิ่ง วงจรจูนเนอร์ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้วิทยุที่จะกรองออกทั้งหมด แต่สถานีเดียวเป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของวงจรดังกล่าว

ในการออกแบบวงจรรวมวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์จะสร้างแผนผังวงจรที่ระบุส่วนประกอบไฟฟ้าและอธิบายการเชื่อมต่อระหว่างกันก่อน เมื่อเสร็จสิ้นวิศวกรVLSI จะแปลงแผนผังเป็นเลย์เอาต์จริงซึ่งจะแมปชั้นของวัสดุตัวนำและเซมิคอนดักเตอร์ต่างๆที่จำเป็นในการสร้างวงจร การแปลงจากแผนผังเป็นเลย์เอาต์สามารถทำได้โดยใช้ซอฟต์แวร์ (ดูการออกแบบอัตโนมัติแบบอิเล็กทรอนิกส์ ) แต่บ่อยครั้งต้องใช้การปรับแต่งโดยมนุษย์เพื่อลดพื้นที่และการใช้พลังงาน เมื่อเค้าโครงเสร็จสมบูรณ์สามารถส่งไปยังโรงงานผลิตเพื่อการผลิตได้

สำหรับระบบที่มีความซับซ้อนกลางวิศวกรอาจจะใช้VHDLการสร้างแบบจำลองสำหรับอุปกรณ์ Programmable Logic DevicesและFPGAs

แผงวงจรไฟฟ้า , FPGAsและส่วนประกอบไฟฟ้าอื่น ๆ นั้นจะสามารถชุมนุมกันอยู่บนแผงวงจรพิมพ์ในรูปแบบวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น วันนี้แผงวงจรพิมพ์ที่พบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่รวมทั้งโทรทัศน์ , คอมพิวเตอร์และเครื่องเล่นเพลง [17]

วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์มีหลายสาขาย่อย ส่วนนี้จะอธิบายถึงสาขาย่อยที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในสาขาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ แม้ว่าจะมีวิศวกรที่มุ่งเน้นเฉพาะในฟิลด์ย่อยเดียว แต่ก็มีหลายคนที่มุ่งเน้นไปที่การรวมกันของฟิลด์ย่อย

การประมวลผลสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์และการจัดการของสัญญาณ สัญญาณอาจเป็นแบบอะนาล็อกซึ่งในกรณีนี้สัญญาณจะแปรผันไปเรื่อย ๆ ตามข้อมูลหรือดิจิทัลซึ่งในกรณีนี้สัญญาณจะแตกต่างกันไปตามชุดของค่าที่ไม่ต่อเนื่องที่แสดงถึงข้อมูล

สำหรับสัญญาณอนาล็อกการประมวลผลสัญญาณอาจเกี่ยวข้องกับการขยายและการกรองสัญญาณเสียงสำหรับอุปกรณ์เครื่องเสียงหรือการปรับและdemodulationสัญญาณสำหรับการสื่อสารโทรคมนาคม สำหรับสัญญาณดิจิตอล, การประมวลผลสัญญาณอาจเกี่ยวข้องกับการบีบอัด , การตรวจสอบข้อผิดพลาดและข้อผิดพลาดการตรวจจับของสัญญาณดิจิตอล

วิศวกรรมโทรคมนาคมเกี่ยวข้องกับการส่งผ่านของข้อมูลผ่านช่องทางเช่นสายเคเบิลแกนร่วม , ใยแก้วนำแสงหรือพื้นที่ว่าง

การส่งข้ามพื้นที่ว่างต้องการข้อมูลจะถูกเข้ารหัสเป็นคลื่นพาหะในการสั่งซื้อที่จะเปลี่ยนข้อมูลให้เป็นความถี่ที่เหมาะสมสำหรับการส่งนี้เป็นที่รู้จักกันการปรับ ที่เป็นที่นิยมอนาล็อกเทคนิคการปรับรวมถึงการปรับความกว้างและการปรับความถี่ การเลือกมอดูเลตมีผลต่อต้นทุนและประสิทธิภาพของระบบและปัจจัยทั้งสองนี้จะต้องได้รับการปรับสมดุลอย่างรอบคอบโดยวิศวกร

เมื่อกำหนดลักษณะการส่งของระบบแล้ววิศวกรโทรคมนาคมจะออกแบบเครื่องส่งและตัวรับที่จำเป็นสำหรับระบบดังกล่าว สองคนนี้บางครั้งจะรวมกันในรูปแบบอุปกรณ์การสื่อสารแบบสองทางที่รู้จักกันเป็นตัวรับส่งสัญญาณ การพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบของเครื่องส่งสัญญาณของพวกเขาคือการใช้พลังงานเช่นนี้เป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับพวกเขาความแรงของสัญญาณ หากความแรงของสัญญาณเครื่องส่งสัญญาณไม่เพียงพอข้อมูลของสัญญาณจะได้รับความเสียหายจากเสียงรบกวน

การบิน - วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และการบินวิศวกรรมโทรคมนาคม,พวกเขาวิจัยและการทำงานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการบินและอวกาศ topics.Aviation- วิศวกรโทรคมนาคมรวมถึงกลุ่มของผู้เชี่ยวชาญที่มีข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับการบิน (เช่นอุตุนิยมวิทยาข้อมูลบางข้อมูลที่เฉพาะเจาะจง ฯลฯ ) ผ่านแพลตฟอร์มที่มีอยู่ (เช่น AFTN เป็นต้น) ในการจำหน่ายเครื่องบินเองหรือชิ้นส่วนอื่น ๆ จะถูกส่งไปประจำการที่สนามบิน ผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ต้องส่วนใหญ่เป็นความรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ , เครือข่าย , ไอทีและฟิสิกส์งาน .Their อยู่ในองค์กรและ บริษัท ในอากาศและ space.Before ระหว่างและหลังจากที่เที่ยวบินเครื่องบินต้องการอุปกรณ์และแพลตฟอร์มที่พบมากของความต้องการดังกล่าว เป็นระบบข้อมูลการนำทางการสื่อสารและการตรวจสอบ (CNS) แน่นอนว่าอุปกรณ์ดังกล่าวต้องมีการติดตั้งการว่าจ้างการบำรุงรักษาและการซ่อมแซมซึ่งเป็นงานที่ร้ายแรงสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการบินอิเล็กทรอนิกส์ที่สนาม airports.These จะมีการเสนอที่มหาวิทยาลัยแตกต่างกันเช่นการบินพลเรือนวิทยาลัยเทคโนโลยี [18][19]

แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับสัญญาณที่ส่งในช่องสัญญาณ (มีสายหรือไร้สาย) ซึ่งรวมถึงพื้นฐานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสายส่งและท่อนำคลื่นเสาอากาศประเภทและการใช้งานกับคลื่นความถี่วิทยุ (RF) และไมโครเวฟ การใช้งานมีให้เห็นอย่างแพร่หลายในสาขาย่อยอื่น ๆ เช่นวิศวกรรมโทรคมนาคมการควบคุมและเครื่องมือวัด

วิศวกรรมการควบคุมมีความหลากหลายของการใช้งานจากการบินและระบบขับเคลื่อนของเครื่องบินพาณิชย์ที่จะควบคุมการล่องเรือในปัจจุบันที่ทันสมัยมากรถยนต์ นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม

วิศวกรควบคุมมักจะใช้ประโยชน์จากข้อเสนอแนะในการออกแบบระบบการควบคุม ตัวอย่างเช่นในรถยนต์ที่มีระบบควบคุมความเร็วคงที่ความเร็วของรถจะถูกตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและป้อนกลับไปที่ระบบซึ่งจะปรับกำลังขับของเครื่องยนต์ให้เหมาะสม ในกรณีที่มีข้อเสนอแนะเป็นประจำสามารถใช้ทฤษฎีการควบคุมเพื่อพิจารณาว่าระบบตอบสนองต่อข้อเสนอแนะดังกล่าวอย่างไร

การใช้เครื่องมือทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบของอุปกรณ์ในการวัดปริมาณทางกายภาพเช่นความดัน , การไหลและอุณหภูมิ อุปกรณ์เหล่านี้เป็นที่รู้จักกันเป็นเครื่องมือ

การออกแบบของเครื่องมือดังกล่าวต้องมีความเข้าใจที่ดีของฟิสิกส์ที่มักจะขยายเกินทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นปืนเรดาร์ใช้เอฟเฟกต์ Dopplerเพื่อวัดความเร็วของยานพาหนะที่กำลังมาถึง ในทำนองเดียวกันเทอร์โมคัปเปิลใช้เอฟเฟกต์ Peltier – Seebeckเพื่อวัดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างจุดสองจุด

บ่อยครั้งที่เครื่องมือวัดไม่ได้ใช้ด้วยตัวเอง แต่เป็นเซ็นเซอร์ของระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่นอาจใช้เทอร์โมคัปเปิลเพื่อช่วยให้อุณหภูมิของเตาคงที่ ด้วยเหตุนี้วิศวกรรมเครื่องมือวัดจึงมักถูกมองว่าเป็นส่วนหนึ่งของวิศวกรรมควบคุม [20]

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์เกี่ยวข้องกับการออกแบบคอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์ นี้อาจเกี่ยวข้องกับการออกแบบของใหม่ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ , การออกแบบของพีดีเอหรือการใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมโรงงานอุตสาหกรรม การพัฒนาระบบฝังตัว - ระบบที่สร้างขึ้นสำหรับงานเฉพาะ (เช่นโทรศัพท์มือถือ) รวมอยู่ในฟิลด์นี้ด้วย ฟิลด์นี้ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์และแอพพลิเคชั่น วิศวกรคอมพิวเตอร์อาจจะทำงานบนระบบของซอฟแวร์ อย่างไรก็ตามการออกแบบระบบซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนมักเป็นโดเมนของวิศวกรรมซอฟต์แวร์ซึ่งโดยปกติถือว่าเป็นระเบียบวินัยที่แยกจากกัน

VLSI การออกแบบทางวิศวกรรม VLSIย่อมาจากการรวมขนาดใหญ่มากเกี่ยวข้องกับการประดิษฐ์ IC และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์มักมีวุฒิการศึกษาระดับปริญญาตรีสาขาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ความยาวของการศึกษาระดับปริญญาดังกล่าวมักจะเป็นสามหรือสี่ปีและการศึกษาระดับปริญญาเสร็จอาจจะกำหนดให้เป็นวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต , ปริญญาตรีวิทยาศาสตร์บัณฑิต , ปริญญาตรีสาขาวิทยาศาสตร์หรือปริญญาตรีสาขาเทคโนโลยีขึ้นอยู่กับมหาวิทยาลัย มหาวิทยาลัยในสหราชอาณาจักรหลายแห่งเปิดสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต ( MEng ) ในระดับบัณฑิตศึกษา

บางวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ยังเลือกที่จะไล่ตามระดับปริญญาโทปริญญาเช่นวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต , ปรัชญาดุษฎีบัณฑิตสาขาวิศวกรรมหรือเครื่องกลปริญญาเอก ระดับปริญญาโทกำลังเปิดตัวในมหาวิทยาลัยในยุโรปและอเมริกาบางแห่งเป็นระดับแรกและการสร้างความแตกต่างของวิศวกรที่มีการศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาและระดับสูงกว่าปริญญาตรีมักเป็นเรื่องยาก ในกรณีเหล่านี้จะต้องคำนึงถึงประสบการณ์ด้วย ปริญญาโทอาจประกอบด้วยการวิจัยหลักสูตรหรือส่วนผสมของทั้งสองอย่าง ปรัชญาดุษฎีบัณฑิตประกอบด้วยองค์ประกอบการวิจัยที่สำคัญและมักถูกมองว่าเป็นจุดเริ่มต้นของสถาบันการศึกษา

ในประเทศส่วนใหญ่การศึกษาระดับปริญญาตรีด้านวิศวกรรมเป็นขั้นตอนแรกสู่การรับรองและหลักสูตรปริญญานั้นได้รับการรับรองโดยองค์กรวิชาชีพ การรับรองช่วยให้วิศวกรสามารถลงนามในแผนสำหรับโครงการที่มีผลต่อความปลอดภัยสาธารณะได้อย่างถูกกฎหมาย [21]หลังจากจบหลักสูตรปริญญาที่ได้รับการรับรองวิศวกรจะต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดหลายประการรวมถึงข้อกำหนดด้านประสบการณ์การทำงานก่อนที่จะได้รับการรับรอง เมื่อได้รับการรับรองวิศวกรจะได้รับการกำหนดตำแหน่งวิศวกรมืออาชีพ (ในสหรัฐอเมริกาแคนาดาและแอฟริกาใต้) วิศวกรแบบชาร์เตอร์หรือวิศวกรรวม (ในสหราชอาณาจักรไอร์แลนด์อินเดียและซิมบับเว) วิศวกรมืออาชีพชาร์เตอร์ (ในออสเตรเลียและ นิวซีแลนด์) หรือวิศวกรยุโรป (ในสหภาพยุโรปส่วนใหญ่)

ระดับในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปรวมถึงหน่วยครอบคลุมฟิสิกส์ , เคมี , คณิตศาสตร์ , การบริหารจัดการโครงการและหัวข้อที่เฉพาะเจาะจงในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า ในขั้นต้นหัวข้อดังกล่าวครอบคลุมสาขาย่อยของวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่หากไม่ใช่ทั้งหมด จากนั้นนักเรียนเลือกที่จะเชี่ยวชาญในสาขาย่อยอย่างน้อยหนึ่งสาขาเมื่อจบการศึกษาระดับปริญญา

พื้นฐานของระเบียบวินัยคือวิทยาศาสตร์ของฟิสิกส์และคณิตศาสตร์เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ช่วยให้ได้รับทั้งรายละเอียดเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณว่าระบบดังกล่าวจะทำงานอย่างไร ปัจจุบันงานวิศวกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการใช้คอมพิวเตอร์และเป็นเรื่องธรรมดาที่จะใช้โปรแกรมซอฟต์แวร์การออกแบบและการจำลองโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ แม้ว่าวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะเข้าใจทฤษฎีวงจรพื้นฐาน แต่โดยทั่วไปแล้วทฤษฎีที่วิศวกรใช้นั้นขึ้นอยู่กับงานที่พวกเขาทำ ยกตัวอย่างเช่นกลศาสตร์ควอนตัมและฟิสิกส์สถานะของแข็งอาจเกี่ยวข้องกับผู้ทำงานวิศวกรVLSIแต่ไม่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่จะทำงานร่วมกับวิศวกรระบบฝังตัว

นอกเหนือจากแม่เหล็กไฟฟ้าและทฤษฎีเครือข่ายแล้วรายการอื่น ๆ ในหลักสูตรยังเป็นหลักสูตรวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะ ไฟฟ้าหลักสูตรวิศวกรรมมีความเชี่ยวชาญพิเศษอื่น ๆ เช่นเครื่องจักร , การผลิตกระแสไฟฟ้าและการจัดจำหน่าย รายการนี้ไม่รวมหลักสูตรคณิตศาสตร์วิศวกรรมที่ครอบคลุมซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นของปริญญา [22] [23]

แม่เหล็กไฟฟ้า

องค์ประกอบของแคลคูลัสเวกเตอร์ : ไดเวอร์เจนซ์และขด ; เกาส์และสโต๊คทฤษฎีบท , สมการแมกซ์เวล : ความแตกต่างและรูปแบบหนึ่ง สมการคลื่น , Poynting เวกเตอร์ คลื่นเครื่องบิน : การแพร่กระจายผ่านสื่อต่างๆ การสะท้อนและการหักเหของแสง ; ขั้นตอนและกลุ่มความเร็ว ; ความลึกของผิว สายส่ง : ความต้านทานลักษณะ ; การแปลงอิมพีแดนซ์ แผนภูมิ Smith ; การจับคู่ความต้านทาน ; กระตุ้นชีพจร ท่อนำคลื่น : โหมดในท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยม; เงื่อนไขขอบเขต ; ตัดความถี่ ; ความสัมพันธ์ระหว่างการกระจายตัว เสาอากาศ: เสาอากาศไดโพล ; อาร์เรย์เสาอากาศ ; รูปแบบการแผ่รังสี แลกเปลี่ยนทฤษฎีบทกำไรเสาอากาศ [24] [25]

การวิเคราะห์เครือข่าย

กราฟเครือข่าย: เมทริกซ์ที่เกี่ยวข้องกับกราฟ อุบัติการณ์ชุดตัดพื้นฐานและเมทริกซ์วงจรพื้นฐาน วิธีการแก้ปัญหา: การวิเคราะห์ปมและตาข่าย ทฤษฎีบทเครือข่าย: การซ้อนทับ, การถ่ายโอนพลังงานสูงสุดของ Thevenin และ Norton, การแปลงไวย์ - เดลต้า [26]การวิเคราะห์รูปซายน์แบบคงที่โดยใช้เฟสเซอร์ สมการเชิงอนุพันธ์สัมประสิทธิ์คงที่เชิงเส้น การวิเคราะห์โดเมนเวลาของวงจร RLC อย่างง่ายการแก้สมการเครือข่ายโดยใช้การแปลงลาปลาซ : การวิเคราะห์โดเมนความถี่ของวงจร RLC พารามิเตอร์เครือข่าย 2 พอร์ต: จุดขับและฟังก์ชั่นการถ่ายโอน สมการสถานะสำหรับเครือข่าย [27]

อุปกรณ์และวงจรอิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ : แถบพลังงานในซิลิคอนซิลิกอนภายในและภายนอกซิลิกอน การขนส่งผู้ให้บริการในซิลิคอน: กระแสการแพร่กระจายกระแสดริฟต์ความคล่องตัวความต้านทาน การสร้างและการรวมตัวกันของผู้ให้บริการ ไดโอดทางแยก pn , ซีเนอร์ไดโอด , ไดโอดอุโมงค์ , BJT , JFET , ตัวเก็บประจุ MOS , MOSFET , LED , พินและไดโอดภาพถล่ม , เลเซอร์ เทคโนโลยีอุปกรณ์: กระบวนการผลิตวงจรรวม , ออกซิเดชั่น, การแพร่, การฝังไอออน , โฟโตลิโทกราฟี, n-tub, p-tub และกระบวนการ CMOS แบบแฝด [28] [29]

วงจรอนาล็อก : วงจรเทียบเท่า (สัญญาณขนาดใหญ่และขนาดเล็ก) ของไดโอด, BJT, JFET และ MOSFET วงจรไดโอดอย่างง่ายการตัดการหนีบการเรียงกระแส ความเสถียรของการให้น้ำหนักและไบแอสของทรานซิสเตอร์และแอมพลิฟายเออร์ FET เครื่องขยายเสียง: ขั้นตอนเดียวและหลายขั้นตอนความแตกต่างการดำเนินงานข้อเสนอแนะและกำลัง การวิเคราะห์เครื่องขยายเสียง การตอบสนองความถี่ของเครื่องขยายเสียง ง่ายสหกรณ์แอมป์วงจร ฟิลเตอร์ ออสซิลเลเตอร์ไซน์; เกณฑ์การสั่น การกำหนดค่าทรานซิสเตอร์เดี่ยวและ op-amp เครื่องกำเนิดฟังก์ชันและวงจรสร้างคลื่นอุปกรณ์จ่ายไฟ [30]

วงจรดิจิตอล : ฟังก์ชั่นบูลีน ( ไม่ใช่ , และ , หรือ , XOR , ... ) ลอจิกเกตตระกูล IC ดิจิทัล ( DTL , TTL , ECL , MOS , CMOS ) วงจรผสม: วงจรเลขคณิตแปลงรหัสmultiplexersและถอดรหัส วงจรต่อเนื่อง : สลักและฟลิปฟลอปตัวนับและชิฟต์รีจิสเตอร์ ตัวอย่างและถือวงจรADCs , DACs ความทรงจำที่เซมิคอนดักเตอร์ ไมโครโปรเซสเซอร์ 8086 : สถาปัตยกรรมการเขียนโปรแกรมหน่วยความจำและการเชื่อมต่อ I / O [31] [32]

สัญญาณและระบบ

คำนิยามและคุณสมบัติของLaplace transformต่อเนื่องเวลาและต่อเนื่องทางเวลาชุดฟูริเยอย่างต่อเนื่องเวลาและต่อเนื่องทางเวลาแปลงฟูเรีย , Z-เปลี่ยน การสุ่มตัวอย่างทฤษฎีบท Linear Time-Invariant (LTI) Systems : คำจำกัดความและคุณสมบัติ เวรกรรม, ความเสถียร, การตอบสนองของอิมพัลส์, คอนโวลูชั่น, เสาและการตอบสนองความถี่ศูนย์, ความล่าช้าของกลุ่ม, การหน่วงเฟส การส่งสัญญาณผ่านระบบ LTI สัญญาณสุ่มและสัญญาณรบกวน: ความน่าจะเป็น , ตัวแปรสุ่ม , ฟังก์ชันความหนาแน่นของความน่าจะเป็น , ความสัมพันธ์อัตโนมัติ, ความหนาแน่นของสเปกตรัมกำลัง , การเปรียบเทียบฟังก์ชันระหว่างเวกเตอร์และฟังก์ชัน [33] [34]

ระบบควบคุม

ส่วนประกอบของระบบควบคุมพื้นฐาน ปิดกั้นคำอธิบายแผนภาพการลดลงของบล็อกไดอะแกรม - กฎของเมสัน ระบบวงเปิดและวงปิด (ข้อเสนอแนะความสามัคคีเชิงลบ) และการวิเคราะห์เสถียรภาพของระบบเหล่านี้ กราฟการไหลของสัญญาณและการนำไปใช้ในการกำหนดฟังก์ชันการถ่ายโอนของระบบ การวิเคราะห์ชั่วคราวและสถานะคงที่ของระบบควบคุม LTI และการตอบสนองความถี่ การวิเคราะห์การปฏิเสธการรบกวนในสภาวะคงที่และความไวของเสียงรบกวน

เครื่องมือและเทคนิคในการวิเคราะห์ LTI ระบบการควบคุมและการออกแบบ: รากตำแหน่ง, Routh-Hurwitz เสถียรภาพเกณฑ์ , ลางบอกเหตุและNyquist แปลง ตัวชดเชยระบบควบคุม: องค์ประกอบของการชดเชยตะกั่วและความล่าช้าองค์ประกอบของการควบคุมตามสัดส่วน - ปริพันธ์ - อนุพันธ์ (PID) การแยกแยะระบบเวลาต่อเนื่องโดยใช้การระงับเพื่อเป็นศูนย์และ ADC สำหรับการใช้งานตัวควบคุมดิจิทัล ข้อ จำกัด ของคอนโทรลเลอร์ดิจิทัล: นามแฝง การแสดงตัวแปรสถานะและการแก้สมการสถานะของระบบควบคุม LTI Linearization ของระบบพลวัตที่ไม่ใช่เชิงเส้นพร้อมการรับรู้สถานะพื้นที่ทั้งในโดเมนความถี่และเวลา แนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับความสามารถในการควบคุมและการสังเกตได้สำหรับระบบ MIMO LTI การตระหนักถึงพื้นที่ของรัฐ: รูปแบบบัญญัติที่สังเกตได้และควบคุมได้ สูตรของ Ackermannสำหรับการจัดตำแหน่งเสาข้อเสนอแนะของรัฐ การออกแบบใบสั่งแบบเต็มและตัวประมาณคำสั่งซื้อที่ลดลง [35] [36]

การสื่อสาร

ระบบการสื่อสารแบบแอนะล็อก: แอมพลิจูดและแอมพลิจูดมุมและระบบดีมอดูเลชันการวิเคราะห์สเปกตรัมของการดำเนินการเหล่านี้สภาวะเสียงรบกวนของซูเปอร์เฮเทอโร

ระบบการสื่อสารดิจิทัล: การมอดูเลตรหัสพัลส์ (PCM), การมอดูเลตรหัสพัลส์ที่แตกต่างกัน (DPCM), การมอดูเลตเดลต้า (DM), การมอดูเลตแบบดิจิทัล - แอมพลิจูด, รูปแบบการเปลี่ยนเฟสและความถี่ ( ASK , PSK , FSK ), จับคู่ - รับตัวกรองการพิจารณาแบนด์วิดธ์และความน่าจะเป็นของการคำนวณผิดพลาดสำหรับรูปแบบเหล่านี้, GSM , TDMA [37] [38]

หน่วยงานวิชาชีพที่ควรทราบสำหรับวิศวกรไฟฟ้า ได้แก่Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) และInstitution of Electrical Engineers (IEE) (ปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็นInstitution of Engineering and Technologyหรือ IET) สมาชิกของสถาบันวิศวกรรมและเทคโนโลยี (MIET) ได้รับการยอมรับอย่างมืออาชีพในยุโรปในฐานะวิศวกรไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ (เทคโนโลยี) IEEE อ้างว่าผลิตวรรณกรรม 30 เปอร์เซ็นต์ของโลกในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า / อิเล็กทรอนิกส์มีสมาชิกมากกว่า 430,000 คนและจัดการประชุมที่ได้รับการสนับสนุนหรือให้การสนับสนุน IEEE มากกว่า 450 การประชุมทั่วโลกในแต่ละปี SMIEEEเป็นชื่อวิชาชีพที่ได้รับการยอมรับในสหรัฐอเมริกา

สำหรับวิศวกรส่วนใหญ่ที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการออกแบบและพัฒนาระบบที่ล้ำสมัยงานด้านเทคนิคจะคำนวณเพียงเศษเสี้ยวของงานที่พวกเขาทำ นอกจากนี้ยังใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับงานต่างๆเช่นการพูดคุยข้อเสนอกับลูกค้าการจัดเตรียมงบประมาณและการกำหนดกำหนดการของโครงการ วิศวกรอาวุโสหลายคนจัดการทีมช่างเทคนิคหรือวิศวกรคนอื่น ๆ และด้วยเหตุนี้ทักษะการจัดการโครงการจึงมีความสำคัญ โครงการวิศวกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับเอกสารบางรูปแบบและทักษะการสื่อสารเป็นลายลักษณ์อักษรจึงมีความสำคัญมาก

สถานที่ทำงานของวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์นั้นแตกต่างกันไปตามประเภทของงานที่พวกเขาทำ วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์สามารถพบได้ในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการที่เก่าแก่ของโรงงานประดิษฐ์สำนักงานของ บริษัท ที่ปรึกษาหรือในห้องปฏิบัติการวิจัย ในช่วงชีวิตการทำงานวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์อาจพบว่าตัวเองมีหน้าที่ดูแลบุคคลต่างๆมากมายรวมถึงนักวิทยาศาสตร์ช่างไฟฟ้าโปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์และวิศวกรคนอื่น ๆ

ความล้าสมัยของทักษะทางเทคนิคเป็นปัญหาสำคัญสำหรับวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ การเป็นสมาชิกและการมีส่วนร่วมในสมาคมเทคนิคการทบทวนวารสารในสาขาเป็นประจำและนิสัยในการเรียนรู้อย่างต่อเนื่องจึงมีความสำคัญต่อการรักษาความสามารถ และส่วนใหญ่จะใช้ในด้านผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค [39]

• เทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟ้า
• อภิธานศัพท์วิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
• ดัชนีบทความวิศวกรรมไฟฟ้า
• วิศวกรรมสารสนเทศ
• รายชื่อวิศวกรไฟฟ้า
• เส้นเวลาของวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์