مدار الکترونیکی

مدار الکترونیکی ساختاری است که جریان الکتریکی را جهت انجام عملکردهای مختلف از جمله تقویت سیگنال ، محاسبه و انتقال داده هدایت و کنترل می کند. این شامل چندین مولفه مختلف مانند مقاومت ، ترانزیستور ، خازن ، سلف و دیود و …. می باشد.

 

در بخش سوم مقاله به بررسی اجمالی ۲ نوع  دیگر ازانواع قطعات الکترونیکی و برای هر نوع ، در مورد ترکیب ، نحوه کار ، عملکرد و اهمیت آنها مطالبی ارائه میشود.

ترانزیستور

سلف

4:ترانزیستور

یکی از مهمترین اجزای مدار الکترونیکی ، ترانزیستورها هستند.ترانزیستورها انقلابی در زمینه الکترونیک ایجاد کرده اند. این وسایل نیمه هادی کوچک با سه ترمینال اکنون بیش از پنج دهه است که وجود دارند. آنها اغلب به عنوان تقویت کننده و دستگاه های سوئیچینگ استفاده می شوند. شما می توانید آنها را رله و بدون هیچ قسمت متحرک تصور کنید زیرا آنها می توانند بدون هیچ حرکتی چیزی را “روشن” یا “خاموش” کنند.

A. ترکیب ترانزیستور

 

در آغاز از ژرمانیم برای ساخت ترانزیستورهایی استفاده شد که بسیار حساس به دما بودند. با این حال امروزه ، آنها از سیلیکون ساخته شده اند. زیرا ترانزیستورهای سیلیکون بسیار مقاوم در برابر دما هستند و ساخت آنها ارزان تر است. دو نوع مختلف ترانزیستور اتصال دو قطبی (BJT) وجود دارد ، NPN و PNP. هر ترانزیستور دارای سه پایه به نام های Base (b) ، کالکتور (c) و Emitter (e) است. NPN و PNP به لایه های مواد نیمه هادی استفاده شده برای ساخت ترانزیستور اشاره دارد.

 

B: عملکرد و اهمیت

ترانزیستورها در اکثر مدارهای الکترونیکی به عنوان سوئیچ و تقویت کننده عمل می کنند. طراحان اغلب از یک ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ استفاده می کنند زیرا برخلاف یک سوئیچ ساده ، می تواند جریان کوچکی را به یک جریان بسیار بزرگتر تبدیل کند. اگرچه می توانید از یک سوئیچ ساده در یک مدار معمولی استفاده کنید ، اما یک مدار پیشرفته در مراحل مختلف ممکن است به مقادیر مختلفی از جریان نیاز داشته باشد.

کاربردهای ترانزیستور

کاربرد ترانزیستور در سمعک

یکی از معروف ترین کاربردهای ترانزیستور در سمعک است. معمولاً میکروفون کوچکی در سمعک امواج صوتی را برمی دارد و آنها را به پالس یا جریان الکتریکی نوسانی تبدیل می کند. وقتی این جریان ها از طریق ترانزیستور عبور می کنند ، تقویت می شوند. پالس های تقویت شده سپس از طریق یک بلندگو عبور می کنند و آنها را دوباره به امواج صوتی تبدیل می کنند. بنابراین ، شما می توانید یک نسخه کاملاً بلندتر از صدای اطراف را بشنوید.

کاربرد ترانزیستور در کامپیوترها و ماشین حساب ها

همه ما می دانیم که کامپیوترها اطلاعات را با استفاده از زبان باینری “صفر” و “یک” ذخیره و پردازش می کنند. با این حال ، اکثر مردم نمی دانند که ترانزیستورها نقشی اساسی در ساخت چیزی بنام دروازه های منطقی دارند که ستون اصلی برنامه های رایانه ای هستند. ترانزیستورها اغلب به دروازه های منطقی متصل می شوند تا قطعه ای منحصر به فرد  به نام فلیپ فلاپ ساخته شود. در این سیستم ، ترانزیستور “روشن” می ماند حتی اگر جریان پایه را حذف کنید. اکنون هر زمان جریان جدیدی از آن عبور می کند ، روشن یا خاموش می شود. بنابراین ، یک ترانزیستور می تواند هنگام خاموش بودن یک صفر یا هنگامی که روشن است یک صفر را ذخیره کند که این اصل کار رایانه ها است.

 

انواع  ترانزیستور

 ترانزیستور دارلینگتون

یک ترانزیستور Darlington از دو ترانزیستور اتصال قطبی PNP یا NPN ساخته شده است که در کنار هم قرار گرفته اند. این نام از مخترع آن سیدنی دارلینگتون گرفته شده است. تنها هدف ترانزیستور دارلینگتون تحویل گرفتن جریان زیاد از جریان پایه کم است. این ترانزیستورها را می توانید در ابزاری پیدا کنید که نیاز به افزایش جریان زیاد در فرکانس پایین مانند تنظیم کننده های برق ، درایورهای نمایشگر ، کنترل کننده های موتور ، سنسورهای نور و لمس ، سیستم های هشدار و تقویت کننده های صوتی دارند.

ترانزیستورهای IGBT و MOSFET

ترانزیستورهای دو قطبی عایق بندی شده (IGBT) اغلب به عنوان تقویت کننده و سوئیچ در ابزارهای مختلف از جمله اتومبیل های برقی ، قطارها ، یخچال ها ، تهویه مطبوع و حتی سیستم های استریو استفاده می شود. از طرف دیگر ، ترانزیستورهای اثر میدانی – اکسید فلزی – نیمه هادی (MOSFET) معمولاً در مدارهای مجتمع برای کنترل سطح توان دستگاه یا ذخیره اطلاعات استفاده می شوند.

5:سلف

قطعه الکترونیکی سلف ، همچنین به عنوان راکتور شناخته می شود ، یک جزء منفعل از مدار است که دارای دو ترمینال است. این دستگاه انرژی را در میدان مغناطیسی خود ذخیره می کند و هر زمان که لازم باشد آن را به مدار باز می گرداند. مشاهده شد که وقتی دو سلف بدون لمس در کنار هم قرار می گیرند ، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سلف اول بر سلف دوم تأثیر می گذارد. این یک موفقیت اساسی بود که منجر به اختراع اولین ترانسفورماتورها شد.

A. ترکیب

سلف شامل یک سیم پیچ سیم مسی است. اندوکتانس مستقیماً با تعداد دورهای سیم پیچ متناسب است. با این حال ، گاهی اوقات ، سیم پیچ به اطراف ماده فرومغناطیسی مانند آهن ، آهن ورقه شده و آهن پودر می شود تا اندوکتانس را افزایش دهد. متأسفانه اتصال مدار القایی در یک مدار مجتمع کار دشواری است ، بنابراین معمولاً با مقاومت جایگزین می شوند.

B – چگونه کار می کند؟

هر زمان که جریان از طریق یک سیم عبور کند ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. با این حال ، شکل منحصر به فرد سلف منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی بسیار قوی تر می شود. این میدان مغناطیسی قدرتمند ، به نوبه خود ، در برابر جریان متناوب مقاومت می کند ، اما اجازه می دهد جریان مستقیم از آن عبور کند. این میدان مغناطیسی انرژی را نیز ذخیره می کند.

یک مدار ساده را انتخاب کنید که شامل یک باتری ، یک سوئیچ و یک لامپ است. لحظه ای که سوئیچ را روشن می کنید لامپ به شدت درخشان می شود. یک سلف به این مدار اضافه کنید. به محض روشن کردن سوئیچ ، لامپ از روشن به کم نور تغییر می کند. از طرف دیگر ، هنگامی که سوئیچ خاموش است ، فقط برای کسری از ثانیه قبل از خاموش شدن کامل ، بسیار روشن می شود.