معرفی اسامی قطعات الکترونیک و تعاریف

 

معرفی کلی قطعات الکترونیکی

۱- آی سی

آی سی ها یا همان مدارات مجتمع (اینتگراتد سرکویت) انواع بسیار مختلفی دارند.

بعضی ها راه انداز بعضی تقویت کنند بعضی آشکارساز و بعضی ها مبدل هستند.

 

تکنولوژی الکترونیک با سرعتی فراتر از تصور در حال پیشرفت است.

آی سی ها را امروزه در صنایع نظامی کاربد بسار بسیار وسیعی داشته و داشته اند.

آی سی ها را امروزه به صورت smd یا ریز هم می سازند.

 

https://fapool.ir/file/51579/?ref=sbargh.ir

۲- ترانزیستور ها:

ترانزیستور ها نسل ماقبل آی سی ها بودند که با مزایایی که داشتند امروزه هم مورد استفاده قرار میگیرند!

انواع مختلفی از ترانزیستور ها وجود دارد که بازهم کارهای مختلفی را انجام می دهند مثل تقویت!

در واقع هرکاری را که آی سی میتواند انجام دهد ترانزیستور ها هم می توانند با این تفاوت که در مداراتی که با آی سی ساخته می شوند .

حجم مدار به شدت کوچک می شود. ترانزیستورها هم دو نمونه ساخته شدند نسل قدیم که bjt بودند و

نسل جدید که fet هستند.

البته امروزه هر دو نسل تولید می شوند.

 

 

۳-دیود ها:

دیود ها هم سال ها قبل ترانزیستورها هستند یعنی ترانزیستور ها در واقع از دیود ها ساخته می شوند.

انواع مختلفی هم دارند.کارهایی مختلفی هم انجام میدهند معمولا دانش آموزان دیود را به عنوان یکسو ساز می شناسند .

دیود ها انواع بسیار متعددی دارند که دیود های نورانی یا led ها بسیار جذاب هستند که بچه های کوچک بسیار دوست دارند.

 

معرفی اسامی قطعات الکترونیک
۴-سلف ها:

سلف یا بوبین یا سلونویید از پیچش یک سری دور از سیم مشخص بر روی یک هسته ساخته می شود.

امروزه بسیار کم از سلف ها استفاده میشود سلف ها حجیم هستند و در عین حال گران قیمت از کارهایی

که سلف ها انجام می دهند می توان در ساخت فیلترها ی فرکانسی یاد کرد.

 

۵- مقاومت:

مقاومت عنصری از الکترونیک هست که همیشه بوده و هست و به نسبت ارزانتر از همه هست.

انواع مختلفی از مقاومت ها وجود دارد که اهم های مختلفی دارند همچنین دارای وات های مختلفی هستند.

مقاومت های سیمی قبلا ساخته می شدند امروزه مقاومت های کربنی بیشتر مورد استفاده هستند.

 

 

مقاومت ها هم دو نمونه هستن(کلا) مقاومت های ثابت و مقاومت های متغیر

 

تعریف مقاومت الکتریکی به زبان ساده

 

 

معرفی اسامی قطعات الکترونیک

۶- خازن ها :

خازن ها هم به عنوان ذخایر انرژی الکتریکی شاید بتوان گفت در مدارها مورد استفاده قرار می گیرند.

خازن ها دارای انواع بسار متعددی هستن اما در کل مثل مقاومت ها به دو مدل ثابت و متغیر ساخته می شوند .

خازن های متغیر در مدارات فرکانسی استفاده می شوند و همچنین خازن ها ثابت هم به گونه های مختلف عدسی – سرامیکی و الکترولیتی تقسیم می شوند.

 

 

---

 

الکترونیک چیست ؟

الکترونیک یه علم میشه گفت جدید هستش که با توجه به جدید بودنش سرعتی فراتر از دیگر علوم داشته( از لحاظ پیشرفت).

علم الکترونیک به برسی قطعات الکترونیک, کاربرد های اونا در صنعت و زندگی روزمره میپردازه.

به توجه به شناخت تمام قطعات و نحوه عملکرد اونا ما میتونیم مدارهای مختلفی بسازیم که به دنبال اون دستگاههای جدید و پیشرفته به وجود میان.

مثل همین کامپیوتر!

در الکترونیک ما چند تا تعریف داریم که لازم میدونم که اونا رو بگم:

تعریف ولتاژ

ولتاژ رو اسمشو حتما شنیدید! ولتاژ به طور عامیانه تعداد الکترون های موجود در یک سیم رو میگن, اما تعریف علمیش میشه عاملی که باعث به وجود آمدن جریان الکتریکی میشه! با حرف لاتین v هم علامت گذاری میشه.

جریان الکتریکی یا آمپر

آمپر یا شدت جریان عبارت است از سرعت عبور الکترون ها از سیم!

تعریف علمیش میشه: به یک کولن الکتریسیته که از یک نقطه از سیم عبور می کنند یک آمپر میگیم و با حرف I هم مشخص میشه.

 

https://fapool.ir/file/42038/?ref=sbargh.ir

 

 توان یا وات

وات با ولت فرق میکنه بیشتر کسانی رو که من میبینم(عوام) اشباها ولت را با وات یکی می دونند.

که این اشتباست! وات یا همان توان عبارت است از مقدار کاری که دستگاه میتونه انجام بده- به طور عامیانه همون انرژی یا (زور) بهش میگن با حرف لاتین p هم مشخصسش میکنن!

طبق یک تعریف رسمی و متداول، هر شکلی از توان (الکتریکی، مکانیکی، گرمایی و..) برابر با نرخ انرژی یا کاری است که مصرف یا انجام می‌شود.

واحد استاندارد توان، «وات» (Watt) یا «ژول بر ثانیه» است.

توان الکتریکی یک بار، نرخ انرژی الکتریکی است که – از طریق یک مدار الکتریکی – به آن تحویل داده می‌شود و به شکل دیگری از انرژی (مانند گرما، نور، صدا، شیمیایی، جنبشی و..) تبدیل می‌شود.

توان را بر حسب کمیت‌های الکتریکی ولتاژ‌ و جریان، می‌توان با فرمول استاندارد زیر محاسبه کرد:

 

$$P=VI$$

 

که در آن، توان بر حسب وات،  ولتاژ بر حسب ولت و  $$I$$جریان بر حسب آمپر است.

 

معرفی اسامی قطعات الکترونیک

مقاومت الکتریکی

مقاومت الکتریکی همون طور که از اسمش پیداست عبارت است از مخالفت در برابر عبور جریان الکتریکی!

همه عناصر طبیعت یه مقاومتی دارن که عایق ها دارای بیشترین مقاومت هستند و

رسانا ها دارای کمترین مقاومت مقاومت را با اهم نشان می دهند.

رابطه بین مقاومت الکتریکی با ولتاژ الکتریکی و جریان الکتریکی رو قانون اهم میگن که بنیادی ترین قانون در رشته برق هست!

 

R=v/i

گاهی اوقات، یادآوری قانون اهم با استفاده از تصاویر آسان‌تر است.

مثلث قانون اهم زیر را در نظر بگیرید که کمیت‌های I ،V و R در سه راس آن قرار دارند.

ولتاژ در راس بالا و جریان و مقاومت در رئوس پایین قرار دارند.

موقعیت هر کمیت در این تصویر، همان مقادیر رابطه قانون اهم را نشان می‌دهد.

 

مثلث قانون اهم

 

فرم‌های مختلف قانون اهم بالا را می‌توان با شکل‌های زیر نشان داد.

 

شکل‌های مختلف قانون اهم

 

جریان گذرنده از هر قطعه یا عنصر الکتریکی که از «قانون اهم» پیروی می‌کند

(مانند کابل‌ها و مقاومت‌ها که ماهیت «اهمی» دارند)، متناسب با ولتاژ دو سر آن است.

همچنین، قطعاتی که چنین رابطه مستقمی بین جریان و ولتاژ آن‌ها برقرار نیست (مانند دیودها و ترانزیستورها)،

«غیراهمی» نامیده می‌شوند.

 

جریان مستقیم و متناوب

تا به حال هر چه گفتیم راجع به جریان مستقیم بود یعنی جریانی که دامنه و جهت آن نسبت به زمان ثابت است به زبان ساده تر اینکه مقدار جریان عبوری از مدار و جهت حرکت الکترونها ثابت بوده و با گذشت زمان هیچ تغییری نمیکند.

 

https://fapool.ir/file/51177/?ref=sbargh.ir

 

جریان متناوب

تعریف : جریان متناوب جریانی است که مقدار و جهت آن نسبت به زمان دائماً در حال تغییر است. به زبان ساده تر اینکه مقدار جریان دائماً کم و زیاد میشود و جهت حرکت الکترونها هم عوض میشود (از ماکزیمم به صفر و از صفر به مینیمم میرسد).

سوال : چگونه مقدار جریان تغییر می کند در صورتیکه عناصر مدار ثابت هستند ؟

جواب : ولتاژ منبع تغذیه دائما در حال تغییر (متناوب ) است به همین جهت در مقدار جریان تاثیر می گذارد.

سوال : جهت الکترونها چگونه عوض می شود ؟

جواب : می دانید که الکترونها همیشه از قطب منفی به سمت مثبت حرکت می کنند .

در منبع تغذیه متناوب مثبت و منفی آن (پلاریته ) دائما در حال تغییر است یعنی اگر خروجی منبع تغذیه ما دو سیم داشته باشد مثلا به رنگهای قرمز و سیاه در یک لحظه زمانی سیم قرمز مثبت و سیم سیاه منفی است و

در لحظه ای دیگر عکس این حالت وجود دارد یعنی جای قطب مثبت و منفی دائما عوض می شود پس جهت حرکت الکترونها هم که از قطب منفی به مثبت است دائما عوض می شود .

معروف ترین جریان متناوب جریان متناوب سینوسی است .

 

جریان متناوب یا Alternative Current به صورت اختصار با AC نشان داده می شود.

در جریان متناوب بارهای الکتریکی به صورت متناوب در هر دو جهت به جریان در می آیند.

همچنین ولتاژ نیز به صورت دوره ای به دلیل تغییر جهت جریان برعکس می شود.

از جریان متناوب برای تامین برق منازل و ساختمان ها و…به وفور استفاده می شود.

 

 

سیکل چیست ؟

کوچکترین قسمت موج که دائماُ تکرار میشود یک سیکل نام دارد .

 

فرکانس چیست ؟

به تعداد سیکل هایی که در یک ثانیه تولید می شود فرکانس گویند که واحد آن هرتز است .

به طور خلاصه، فرکانس را می‌توان تعداد تکرار یک واقعه در واحد زمان تعریف کرد.

این تعریف که به فرکانسِ زمانی نیز موسوم است، به تقابل دو فرکانسِ زاویه‌ای و فرکانسِ فضایی تاکید دارد.

 

در نمایش موجی، به حدفاصل دو قله، یا دو دره یا یک قله و یک دره، دوره تناوب گفته می‌شود

 

بدیهی است که واحد دوره تناوب $$T$$ در سیستم استاندارد $$SI$$، ثانیه $$s$$ است. واحد فرکانس را به افتخار فیزیکدان آلمانی «هاینریش رودلف هرتز» (Heinrich Rudolf Hertz)، هرتز می‌نامند و با نماد $$Hz$$ نمایش می‌دهند ($$\mathrm{۱}Hz\equiv \mathrm{۱}\frac{\mathrm{۱}}{s}$$).

هاینریش رودلف هرتز (۱۸۹۴-۱۸۵۷)

به عنوان مثال اگر، قلب یک نوزاد تازه متولد شده با فرکانسِ ۱۲۰ بار در دقیقه تپش کند، دوره تناوب عمل تپش، یعنی مدت زمانی که ۱ عمل کامل تپش (انقباض و انباسط قلب) رخ می‌دهد ۰٫۵ ثانیه است (۶۰ تقسیم بر ۱۲۰). میزان نرخ نوسازی تصویر یا «رفرش‌رِیت» (Refresh Rate) که بر حسب فرکانس بیان می‌شود

 

https://fapool.ir/file/42848/?ref=sbargh.ir

 

نکته :

برقی که در خانه های ما استفاده میشود همین جریان متناوب است که فرکانس آن ۵۰ هرتز می باشد.

یعنی جریانی که از یک لامپ عبور می کند ثانیه ای ۱۰۰= ۵۰×۲ بار صفر می شود پس چه انتظاری دارید حتماُ انتظار دارید که لامپ در هر ثانیه ۱۰۰ بار خاموش و روشن شود

ولی این عمل صورت نمی گیرد چون لامپ بر اساس گرما تولید نور میکند اگر بخواهیم که یک لامپ را ثانیه ای صد بار خاموش و روشن کنیم باید بتوانیم در یک ثانیه صد بار لامپ را گرم و صد بار سرد کنیم .

ولی گرما چیزی نیست که در مدت ۱ صدم ثانیه صفر شود پس مدتی طول میکشد که دفع شود و تا آن مدت لامپ دوباره روشن می شود .

---

آی سی ها:

معرفی اسامی قطعات الکترونیک

IC از دو کلمه انگلیسی (integrated circuit) گرفته شده که به معنی مدارهای مجتمع می باشند

مدارهای الکتریکی ازتعداد زیادی قطعه یا المان الکتریکی تشکیل شده اند که فضای زیادی را اشغال می کنند.

اختراع مدارهای مجتمع این مشکل مدارات الکتریکی و نیز کا هش توان الکتریکی بالای آنها را جبران کرد.

از دیگر مزایای مدارات مجتمع سرعت بالای آن نسبت به مدارات الکتریکی است.

 

مدارات مجتمعی که شامل ترانزیستورهای دوقطبی (BJT: Bi Junction Transistor) باشند را با نام Transistor Transistor Logic) TTL)

و مدارات مجتمعی که شامل ترانزیستورهای NMOS و PMOS هستند را(Cmos(Complementry Metal Oxide Semiconductorمی نامند.

 

ترکیب این دو تکنولوژی را با نام BiCmos می‌شناسند.

در مقابل مدارهای مجتمع، مدارهای گسسته وجود دارند که شامل قطعاتی مجزا هستند که به هم روی یک برد متصل شده‌اند.

 

https://fapool.ir/file/41938/?ref=sbargh.ir

 

در ساخت ICها طراحان سعی می‌کنند تا حد امکان از ترانزیستور استفاده کنند.

مثلاً بجای خازن از از ترانزیستور در بایاس معکوس استفاده می‌کنند.

و یا در جایی دیگر که مقاومت بزرگی نیاز دارند مثلاً در حد مگا اهم باز از ترانزیستور استفاده می‌کنند.

چون در حجمی که مقاومت می‌گیرد می‌توان چند ترانزیستور جای داد.

 

بعضی از IC‌ها به گونه‌ای از لایه‌های سیلیکون بهره می‌برند که می‌توانند حتی به عنوان حافظه مورد استفاده قرار گیرند.

نمونه‌ای از این ICها PROM نام دارد (حافظهٔ قابل برنامه‌ریزی فقط‌خواندنی: Programmable Read Only Memory)

همانگونه که از اسم این نوع تراشه معلوم است فقط اطلاعات آن قابل خواندن است و امکان تغییرات در آن وجود ندارد.

از این نوع ای سی برای مدارات اصلی کامپیوتر نیز استفاده می‌شود همان قسمت از حافظه که به آن ROM نیز می‌گویند.

 

۲- ترانزیستور ها:

ترانزیستور را معمولاً به عنوان یکی از قطعات الکترونیک می‌‌شناسند. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم (سیلیکان) ساخته می‌شود.

 

 

کاربرد

ترانزیستور هم در مدارات الکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد.

در آنالوگ می‌توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و … استفاده کرد.

کاربرد ترانزیستور در الکترونیک دیجیتال شامل مواردی مانند پیاده سازی مدار منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و … می‌شود.

به جرات می توان گفت که ترانزیستور قلب تپنده الکترونیک است.

 

عملکرد

ترانزیستور از دیدگاه مداری یک عنصر سه‌پایه می‌‌باشد که با اعمال یک سیگنال به یکی از پایه‌های آن میزان جریان عبور کننده از دو پایه دیگر آن را می‌توان تنظیم کرد.

برای عملکرد صحیح ترانزیستور در مدار باید توسط المان‌های دیگر مانند مقاومت‌ها و … جریان‌ها و ولتاژهای لازم را برای آن فراهم کرد و یا اصطلاحاً آن را بایاس کرد.

 

انواع

دو دسته مهم از ترانزیستورها BJT (ترانزیستور دوقطبی پیوندی) (Bypolar Junction Transistors) و FET (ترانزیستور اثر میدان) (Field Effect Transistors) هستند.

ترانزیستورهای اثزمیدان یا FET‌ها نیز خود به دو دسته ی ترانزیستور اثر میدان پیوندی(JFET) و MOSFET‌ها (Metal Oxide SemiConductor Field Effect Transistor) تقسیم می‌شوند.

 

https://fapool.ir/file/42858/?ref=sbargh.ir

 

ترانزیستور دوقطبی پیوندی

در ترانزیستور دو قطبی پیوندی با اعمال یک جریان به پایه بیس جریان عبوری از دو پایه کلکتور و امیتر کنترل می‌شود. ترانزیستورهای دوقطبی پیوندی در دونوع npn و pnp ساخته می‌شوند. بسته به حالت بایاس این ترانزیستورها ممکن است در ناحیه قطع، فعال و یا اشباع کار کنند. سرعت بالای این ترانزیستورها و بعضی قابلیت‌های دیگر باعث شده که هنوز هم از آنها در بعضی مدارات خاص استفاده شود.

اصول عملکرد دو ترانزیستور PNP و NPN دقیقاً مشابه یکدیگر است.

تنها تفاوت این دو نوع ترانزیستور در پلاریته منبع تغذیه بایاس آن‌ها است که مخالف یکدیگر است.

شکل زیر ساختار ترانزیستور دو قطبی و نمادهای مداری آن‌ها را نشان می‌دهد.

 

در شکل بالا، جهت قراردادی جریان بین ترمینال بیس و ترمینال امیتر نیز نشان داده شده است. مشابه نماد دیودها، جهت پیکان‌ها همیشه از ناحیه مثبت نوع P به ناحیه منفی نوع N است.

 

معرفی اسامی قطعات الکترونیک

ترانزیستور اثر میدان پیوندی

در ترانزیستورهای JFET(Junction Field Effect Transistors( در اثر میدان، با اعمال یک ولتاژ به پایه گیت میزان جریان عبوری از دو پایه سورس و درین کنترل می‌شود.

ترانزیستور اثر میدانی بر دو قسم است:

نوع n یا N-Type و نوع p یا P-Type. از دیدگاهی دیگر این ترانزیستورها در دو نوع افزایشی و تخلیه‌ای ساخته می‌شوند.

نواحی کار این ترانزستورها شامل “فعال” و “اشباع” و “ترایود” است این ترانزیستورها تقریباً هیچ استفاده‌ای ندارند چون جریان دهی آنها محدود است و به سختی مجتمع می‌شوند.

نمادها و اتصالات اصلی هر دو پیکربندی JFETها در شکل زیر نشان داده شده است.

نمادها و اتصالات JFET

«کانال» نیمه‌هادی ترانزیستور اثر میدان پیوندی، یک مسیر مقاومتی است که ولتاژ‌ $$V_{DS}$$ سبب عبور جریان $$I_D$$ از ترانزیستور می‌شود.

از آن‌جایی که ماهیت کانال مقاومتی است، یک ولتاژ‌ کاهشی در طول کانال ایجاد می‌شود که با حرکت از ترمینال درین به ترمینال سورس، مثبت بودن ولتاژ‌ کاهش می‌یابد.

در نتیجه، پیوند PN یک بایاس معکوس بزرگ در ترمینال درین و یک بایاس معکوس کوچکتر در ترمینال سورس خواهد داشت.

بایاس سبب تشکیل یک «لایه تخلیه یا تُنُکی» در کانال می‌شود که عرض آن با بایاس افزایش می‌یابد.

 

انواع ترانزیستور پیوندی

شامل سه لایه نیم هادی که دو لایه کناری از نوع p و لایه میانی از نوع n است و

مزیت اصلی آن در تشریح عملکرد ترانزیستور این است که جهت جاری شدن

حفره‌ها با جهت جریان یکی است.

npn

شامل سه لایه نیم‌ هادی که دو لایه کناری از نوع n و لایه میانی از نوع p است.

پس از درک ایده‌های اساسی برای قطعه ی pnp می‌توان به سادگی آنها را به

ترانزیستور پرکاربردتر npn مربوط ساخت.

 

https://fapool.ir/file/51993/?ref=sbargh.ir

 

ساختمان ترانزیستور پیوندی:

ترانزیستور دارای دو پیوندگاه است. یکی بین امیتر و بیس و دیگری بین بیس و کلکتور.

به همین دلیل ترانزیستور شبیه دو دیود است.

دیود سمت چپ را دیود بیس _ امیتر یا صرفاً دیود امیتر و دیود سمت راست را دیود کلکتور _ بیس یا دیود کلکتور می‌نامیم.

میزان ناخالصی ناحیه وسط به مراتب کمتر از دو ناحیه جانبی است.

این کاهش ناخالصی باعث کم شدن هدایت و بالعکس باعث زیاد شدن مقاومت این ناحیه می‌گردد.

امیتر که به شدت آلائیده شده، نقش گسیل و یا تزریق الکترون به درون بیس را به عهده دارد.

بیس بسیار نازک ساخته شده و آلایش آن ضعیف است و لذا بیشتر الکترونهای تزریق شده از امیتر را به کلکتور عبور می‌دهد.

میزان آلایش کلکتور کمتر از میزان آلایش شدید امیتر و بیشتر از آلایش ضعیف بیس است و کلکتور الکترونها را از بیس جمع‌آوری می‌کند.

ترانزیستورهای دوقطبی قطعات تنظیم‌کننده جریان هستند که مقدار جریان گذرنده از امیتر به کلکتور آن‌ها با اندازه ولتاژ بایاس اعمالی به پایه بیس متناسب است و به همین دلیل، مانند یک سوئیچ کنترل‌شده جریان کار می‌کنند.

جریان ترمینال بیس جریان‌های بزرگتر کلکتور را کنترل می‌کند و این اساس کار ترانزیستور است.

 

 

بازسازی اولین ترانزیستور جهان

طرز کار ترانزیستور پیوندی:

طرز کار ترانزیستور را با استفاده از نوع npn مورد بررسی قرار می‌دهیم.

طرز کار pnp هم دقیقا مشابه npn خواهد بود، به شرط اینکه الکترونها و حفره‌ها با یکدیگر عوض شوند.

در نوع npn به علت تغذیه مستقیم دیود امیتر ناحیه تهی کم عرض می‌شود،

در نتیجه حامل های اکثریت یعنی الکترونها از ماده n به ماده p هجوم می‌آورند.

 

حال اگر دیود بیس _ کلکتور را به حالت معکوس تغذیه نمائیم، دیود کلکتور به علت بایاس معکوس عریض‌تر می‌شود.

الکترونهای جاری شده به ناحیه p در دو جهت جاری می‌شوند، بخشی از آنها از پیوندگاه کلکتور عبور کرده، به ناحیه کلکتور می‌رسند

و تعدادی از آنها با حفره‌های بیس بازترکیب شده و به عنوان الکترونهای ظرفیت به سوی پایه خارجی بیس روانه می‌شوند، این مولفه بسیار کوچک است.

معرفی اسامی قطعات الکترونیک / منبع : دنیای صنعت برق

https://fapool.ir/file/52083/?ref=sbargh.ir