电子工程
电子工程是电气工程的一个子学科，出现于 20 世纪初，其特点是额外使用有源元件（例如半导体器件）来放大和控制电流。以前，电气工程仅使用机械开关、电阻器、电感器和电容器等无源器件。
涵盖的领域包括：模拟电子、数字电子、消费电子、嵌入式系统和电力电子。它还涉及许多相关领域，例如固态物理、无线电工程、电信、控制系统、信号处理、系统工程、计算机工程、仪器仪表工程、电力控制、光子学和机器人技术。
电气与电子工程师协会（IEEE）是美国最重要的电子工程师专业机构之一；英国的同等机构是工程技术学会(IET)。国际电工委员会( IEC) 发布电气标准，包括电子工程标准。
历史与发展
随着 1897 年电子的出现以及随后真空管的发明，电子工程作为一门专业应运而生，真空管可以放大和校正微小的电信号，开创了电子领域的先河。实际应用始于1900 年代初安布罗斯·弗莱明 ( Ambrose Fleming)发明的二极管和李·德福雷斯特 (Lee De Forest)发明的三极管，这使得使用非机械设备检测小电压（例如来自无线电天线的无线电信号）成为可能。电子产品增长迅速。到 1920 年代初，商业无线电广播和通信开始普及，电子放大器被用于长途电话和音乐录音行业等多种应用。
第二次世界大战期间雷达和声纳等电子系统的大量开发以及随后的和平时期的消费革命进一步增强了该学科。
专业领域
电子工程有许多子领域。本节介绍一些最流行的。
电子信号处理涉及信号的分析和操作。信号可以是模拟信号，在这种情况下信号根据信息连续变化，也可以是数字信号，在这种情况下信号根据代表信息的一系列离散值变化。
对于模拟信号，信号处理可能涉及音频设备的音频信号的放大和滤波以及电信的射频信号的调制和解调。对于数字信号，信号处理可能涉及压缩、错误检查和错误检测以及纠正。
电信工程涉及通过同轴电缆、光纤或自由空间等介质传输信息。跨自由空间的传输需要将信息编码在载波中才能传输，这称为调制。流行的模拟调制技术包括幅度调制和频率调制。
一旦确定了系统的传输特性，电信工程师就会设计此类系统所需的发射器和接收器。这两者有时组合起来形成称为收发器的双向通信设备。发射机设计中的一个关键考虑因素是其功耗，因为这与其信号强度密切相关。如果发射机的信号强度不足，信号的信息将被噪声破坏。
航空电子工程和航空电信工程涉及航空航天应用。航空电信工程师包括从事飞机或地面设备机载航空电子设备工作的专家。该领域的专家主要需要计算机、网络、IT和传感器方面的知识。这些课程在民航技术学院等机构提供。
控制工程具有广泛的电子应用，从商用飞机的飞行和推进系统到许多现代汽车中的巡航控制。它在工业自动化中也发挥着重要作用。控制工程师在设计控制系统时经常使用反馈。
仪表工程涉及测量压力、流量和温度等物理量的设备的设计。此类仪表的设计需要对电子工程和物理学有很好的了解；例如，雷达枪利用多普勒效应来测量迎面而来的车辆的速度。同样，热电偶利用珀耳帖-塞贝克效应来测量两点之间的温差。
仪器仪表通常不单独使用，而是作为大型电气系统的传感器。例如，热电偶可用于帮助确保炉子的温度保持恒定。因此，仪表工程通常被视为控制工程的对应部分。
计算机工程涉及计算机和计算机系统的设计。这可能涉及新计算机硬件的设计、 PDA的设计或使用计算机来控制工业工厂。嵌入式系统的开发——为特定任务而设计的系统（例如移动电话）——也包括在该领域。该领域包括微控制器及其应用。计算机工程师也可能从事系统软件的工作。然而，复杂软件系统的设计通常属于软件工程领域，属于计算机科学，而计算机科学通常被认为是一门独立的学科。
VLSI 设计工程 VLSI代表超大规模集成。它涉及集成电路和各种电子元件的制造。在设计集成电路时，电子工程师首先构建电路原理图，指定电气元件并描述它们之间的互连。完成后，VLSI工程师将原理图转换为实际布局，映射构建电路所需的 各种导体和半导体材料的层。
教育与培训
电子学是更广泛的电气工程学科中的一个子领域。电子工程师通常拥有电子工程专业的学位。此类学位的学习时间通常为三年或四年，完成的学位可能被指定为工程学士学位、理学学士学位、应用科学学士学位或技术学士学位，具体取决于大学。许多英国大学还提供研究生阶段的 工程硕士( MEng ) 学位。
一些电子工程师还选择攻读研究生学位，例如理学硕士、工程哲学博士或工程博士学位。一些欧洲和美国的大学正在将硕士学位作为第一学位，而工程师与研究生的区别往往很困难。在这些情况下，需要考虑经验。硕士学位可以包括研究、课程作业或两者的混合。哲学博士由重要的研究组成部分组成，通常被视为进入学术界的切入点。
在大多数国家，工程学士学位是迈向认证的第一步，学位课程本身是由专业机构认证的。认证使工程师能够合法地签署影响公共安全的项目计划。完成认证学位课程后，工程师必须满足一系列要求，包括工作经验要求，然后才能获得认证。一旦获得认证，工程师将被指定为专业工程师（在美国、加拿大和南非）、特许工程师或公司工程师（在英国、爱尔兰、印度和津巴布韦）、特许专业工程师（在澳大利亚和津巴布韦）的头衔。新西兰）或欧洲工程师（在欧盟大部分地区）。
电子学位通常包括物理、化学、数学、项目管理和电气工程特定主题的单元。最初，这些主题涵盖了电子工程的大部分（如果不是全部）子领域。然后，学生在学位结束时选择专注于一个或多个子领域。
该学科的基础是物理和数学科学，因为它们有助于获得此类系统如何工作的定性和定量描述。如今，大多数工程工作都涉及计算机的使用，并且在设计电子系统时使用计算机辅助设计和仿真软件程序是很常见的。尽管大多数电子工程师都会理解基本的电路理论，但工程师所采用的理论通常取决于他们所做的工作。例如，量子力学和固态物理学可能与从事VLSI工作的工程师相关，但与从事嵌入式系统工作的工程师很大程度上无关。
除了电磁学和网络理论之外，教学大纲中的其他内容都是电子工程课程特有的。电气工程课程还有其他专业，例如机器、发电和配电。此列表不包括作为学位先决条件的广泛的工程数学课程。[6] [7]
支持知识领域
电子工程的广泛性导致了大量专业支持知识领域的使用。
向量微积分的要素：散度和旋度；高斯和斯托克斯定理，麦克斯韦方程组：微分和积分形式。波动方程，坡印廷矢量。平面波：通过各种介质传播；反射和折射；相位和群速度；集肤深度。传输线：特性阻抗；阻抗变换；史密斯圆图；阻抗匹配；脉冲激励。波导：矩形波导中的模式；边界条件；截止频率；色散关系。天线：偶极天线；天线阵列；辐射方向图；互易定理，天线增益。
网络图：与图相关的矩阵；关联矩阵、基本割集和基本电路矩阵。求解方法：节点分析和网格分析。网络定理：叠加、戴维宁和诺顿最大功率传输、Wye-Delta 变换。使用相量进行稳态正弦分析。线性常系数微分方程；简单 RLC 电路的时域分析，使用拉普拉斯变换求解网络方程：RLC 电路的频域分析。2端口网络参数：驱动点和传递函数。网络状态方程。
电子器件：硅、本征硅和非本征硅的能带。硅中的载流子传输：扩散电流、漂移电流、迁移率、电阻率。载流子的产生和重组。pn 结二极管、齐纳二极管、隧道二极管、BJT、JFET、MOS 电容器、MOSFET、LED、引脚和雪崩光电二极管、激光器。器件技术：集成电路制造工艺、氧化、扩散、离子注入、光刻、n型管、p型管和双管型CMOS工艺。
模拟电路：二极管、BJT、JFET 和 MOSFET 的等效电路（大信号和小信号）。简单的二极管电路，削波，钳位，整流。晶体管和 FET 放大器的偏置和偏置稳定性。放大器：单级和多级、差分、运算、反馈和功率。放大器分析；放大器的频率响应。简单的运算放大器电路。过滤器。正弦振荡器；振荡标准；单晶体管和运算放大器配置。函数发生器和波形整形电路、电源。
数字电路：布尔函数（NOT、AND、OR、XOR、...）。逻辑门数字 IC 系列（DTL、TTL、ECL、MOS、CMOS）。组合电路：算术电路、代码转换器、多路复用器和解码器。时序电路：锁存器和触发器、计数器和移位寄存器。采样和保持电路、ADC、DAC。半导体存储器。微处理器 8086：架构、编程、存储器和 I/O 接口。
信号和系统：拉普拉斯变换、连续时间和离散时间傅里叶级数、连续时间和离散时间傅里叶变换、z 变换的定义和性质。抽样定理。线性时不变（LTI）系统：定义和属性；因果关系、稳定性、脉冲响应、卷积、极点和零点频率响应、群延迟和相位延迟。通过 LTI 系统进行信号传输。随机信号和噪声：概率、随机变量、概率密度函数、自相关、功率谱密度以及向量和函数之间的函数类比。
电子控制系统
基本控制系统组成；框图描述，框图简化——梅森规则。开环和闭环（负单位反馈）系统以及这些系统的稳定性分析。信号流图及其在确定系统传递函数中的用途；LTI 控制系统和频率响应的瞬态和稳态分析。稳态抗扰和噪声敏感性分析。
LTI 控制系统分析和设计的工具和技术：根轨迹、劳斯-赫尔维茨稳定性准则、伯德图和奈奎斯特图。控制系统补偿器：超前和滞后补偿元件、比例积分微分（PID）控制元件。使用零阶保持和 ADC实现连续时间系统的离散化以实现数字控制器。数字控制器的局限性：混叠。LTI控制系统状态变量表示及状态方程求解。在频域和时域中实现状态空间的非线性动力系统的线性化。MIMO LTI 系统的可控性和可观测性的基本概念。状态空间实现：可观察和可控的规范形式。阿克曼状态反馈极点配置公式。全阶和降阶估计器的设计。
通讯
模拟通信系统：幅度和角度调制和解调系统、这些操作的频谱分析、超外差噪声条件。
数字通信系统：脉冲编码调制(PCM)、差分脉冲编码调制(DPCM)、增量调制(DM)、数字调制 – 幅度、相移和频移键控方案（ASK、PSK、FSK）、匹配滤波器接收器、带宽考虑以及这些方案、 GSM、TDMA的错误概率计算。
专业团体
电气工程师著名的专业机构美国电气和电子工程师协会(IEEE) 和英国工程技术协会(IET)。工程技术学会 (MIET) 的成员作为电气和计算机工程师在欧洲获得专业认可。IEEE 声称产出了全球 30% 的电气和电子工程文献，拥有超过 430,000 名会员，每年在全球举办超过 450 场 IEEE 主办或共同主办的会议。SMIEEE是美国 公认的专业称号。
项目工程
对于大多数不参与系统设计和开发前沿的工程师来说，技术工作只占他们所做工作的一小部分。大量时间还花在与客户讨论建议、准备预算和确定项目时间表等任务上。许多高级工程师管理着一个由技术人员或其他工程师组成的团队，因此，项目管理技能非常重要。大多数工程项目都涉及某种形式的文档，因此强大的书面沟通能力非常重要。
电子工程师的工作场所就像他们所做的工作类型一样多种多样。电子工程师可能在制造工厂的原始实验室环境、咨询公司的办公室或研究实验室中工作。在他们的工作生涯中，电子工程师可能会发现自己监督着各种各样的人，包括科学家、电工、程序员和其他工程师。
技术技能的过时是电子工程师严重关注的问题。因此，加入和参与技术协会、定期审阅该领域的期刊以及持续学习的习惯对于保持熟练程度至关重要，这在消费电子产品领域更为重要。
