شناخت قطعات الکترونیکی (بخش دوم)

قطعات الکترونیکی فعال کدام‌اند؟

قطعات الکترونیکی فعال به منبع انرژی متکی هستند و می‌توان از طریق آنها جریان الکترون‌ها را کنترل کرد.

چکیده

ترانزیستور با کنترل ولتاژ اعمال‌شده به یک پایانه، جریانی را که از دو پایانه دیگر عبور می‌کند کنترل می‌کند. ترانزیستورها دو نوع دارند: یکی ترانزیستورهای پیوند دوقطبی (BJT) و دیگری ترانزیستورهای اثر میدانی (FET). در مدارهای الکترونیکی منبع تغذیه دی.سی بسیار ضروری است. قطعات اکترونیکی اصلی با منبع تغذیه دی.سی کار می‌کنند زیرا منبع تغذیه ثابتی است. باطری‌ها نیز نوعی از قطعات الکترونیکی هستند که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند.(آموزش برق ساختمان)

مدار مجتمع یا ای.سی قطعه الکترونیکی ویژه‌ای است که از هزاران ترانزیستور، مقاومت، دیود و سایر قطعات الکترونیکی که روی یک تراشه سیلیکونی کوچک سوار شده‌اند ساخته شده است. مدارهای مجتمع بلوک سازنده دستگاه‌های الکترونیکی امروزی مانند تلفن‌های همراه، رایانه‌ها و غیره هستند.

انواع قطعات الکترونیکی

قطعات الکترونیکی متعددی وجود دارند که در ساخت مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بدون این قطعات، طراحی مدار هرگز کامل نمی‌شود یا به‌خوبی کار نمی‌کند. قطعات الکترونیکی شامل مقاومت‌ها، دیودها، خازن‌ها، مدارهای مجتمع و غیره هستند. برخی از این قطعات شامل دو یا چند ترمینال یا پایانه هستند که روی برد مدار لحیم می‌شوند.

قطعات الکترونیکی ابزارهای پایه‌ای و جداگانه‌ای هستند که در هر سیستم الکترونیکی وجود دارند و در حوزه الکترونیک یا سایر شاخه‌های مرتبط نقش کلیدی را ایفا می‌کنند. این اجزا عناصر اصلی مورد استفاده در طراحی مدارهای الکتریکی و الکترونیکی هستند.

هر یک از قطعات الکترونیک دست کم دو پایانه دارند که به وسیله آنها به مدار متصل می‌شوند. قطعات الکترونیکی را می‌توان براساس کاربردهای آنها به سه دسته فعال، غیرفعال و الکترومکانیکی تقسیم‌بندی کرد. در مقاله «شناخت قطعات الکترونیکی (بخش نخست)» به قطعات الکترونیکی غیرفعال پرداختیم. در این مقاله و مقاله بعد به قطعات الکترونیکی فعال خواهیم پرداخت.

قطعات الکترونیکی فعال

این قطعات الکترونیکی به منبع انرژی متکی هستند و می‌توان از طریق آنها جریان الکترون‌ها را کنترل کرد. دسته‌ای از این قطعات نیمه‌هادی‌ها هستند مانند دیودها، ترانزیستورها،‌ مدارهای مجتمع، نمایشگرهای مختلف مانند LCDها، LEDها و CRTها و همچنین منابع تغذیه مانند باطری‌ها، سلول‌های PV و سایر منابع تغذیه ای.سی و دی.سی. در این مقاله و مقاله سوم به توصیف کلی هر یک از انواع این قطعات الکترونیکی می‌پردازیم.

دیود

دیود دستگاهی است که اجازه می‌دهد جریان در یک جهت برقرار شود و معمولاً با مواد نیمه‌هادی ساخته می‌شود. دیود دو ترمینال یا پایانه آند و کاتد دارد. از دیودها بیشتر برای تبدیل مدارها، مثلاً تبدیل مدار ای.سی به دی.سی استفاده می‌شود. دیودهای گوناگونی وجود دارند مانند دیودهای PN، دیودهای زنر، ال.ای.دی‌ها، فتودیودها و غیره.

ترانزیستور

ترانزیستور یک وسیله نیمه‌هادی با سه ترمینال یا پایانه است. بیشتر از آن به‌عنوان دستگاه سوئیچ و همچنین به‌عنوان تقویت‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترانزیستور با کنترل ولتاژ اعمال‌شده به یک پایانه، جریانی را که از دو پایانه دیگر عبور می‌کند کنترل می‌کند. ترانزیستورها دو نوع دارند: یکی ترانزیستورهای پیوند دوقطبی (BJT) و دیگری ترانزیستورهای اثر میدانی (FET). به علاوه ترانزیستورها ممکن است PNP یا NPN باشند.

مدارهای مجتمع

مدار مجتمع یا ای.سی قطعه الکترونیکی ویژه‌ای است که از هزاران ترانزیستور، مقاومت، دیود و سایر قطعات الکترونیکی که روی یک تراشه سیلیکونی کوچک سوار شده‌اند ساخته شده است. مدارهای مجتمع بلوک سازنده دستگاه‌های الکترونیکی امروزی مانند تلفن‌های همراه، رایانه‌ها و غیره هستند. مدارهای مجتمع آنالوگ یا دیجیتال هستند.

بیشتر مدارهای مجتمعی که در مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، تقویت‌کننده عملیاتی یا آپ‌امپ، تایمر،‌ مقایسه‌کننده، سویچ ای.سی و قطعاتی از این قبیل هستند. مدارهای مجتمع را می‌توان بسته به کاربرد آنها به دو دسته خطی و غیرخطی طبقه‌بندی کرد.

دستگاه‌ نمایش

ال.سی.دی (LCD) یا صفحه نمایش کریستال مایع، یک فناوری صفحه نمایش تخت است که بیشتر از آن در مانتیورهای رایانه، نمایشگرهای تلفن‌ همراه،‌ ماشین حساب و غیره استفاده می‌شود. این فناوری از دو فیلتر و الکترود پولاریزه استفاده می‌کند تا نور را به‌طور انتخابی فعال یا غیرفعال کند تا از ورقه بازتابنده به چشم بیننده برسد.

صفحه نمایش 16X2 LCD پرکاربردترین ماژول در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی است. این نوع نمایشگر شمال ۲ سطر و ۱۶ ستون است که به همین دلیل به آن نمایشگر الفبایی می‌گویند. این نوع نمایشگر برای نمایش تا حداکثر ۳۲ کاراکتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سی.ار.تی (CRT) یا فناوری نمایش لوله اشعه کاتدی نیز بیشتر در تلویزیون‌ها و صفحات نمایش رایانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و براساس حرکت یک پرتو الکترونیکی به جلو و عقب در پشت صفحه کار می‌کند. سی.ار.تی یک لوله خلاء دراز است که در آن سطحی صاف دارای چند جزء خارجی مانند یک تفنگ الکترونی، پرتو الکترونی و یک صفحه فسفری وجود دارد.

منبع تغذیه

منابع تغذیه مختلفی که در مدارها مورد استفاده قرار می‌گیرند منابع تغذیه مدارها دی.سی و باتری‌ها هستند.

منبع تغذیه دی.سی

در مدارهای الکترونیکی منبع تغذیه دی.سی بسیار ضروری است. قطعات اکترونیکی اصلی با منبع تغذیه دی.سی کار می‌کنند زیرا منبع تغذیه ثابتی است. منابع تغذیه مختلفی که در مدار برای تأمین جریان مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارت‌اند از ای.سی به دی.سی، SMPS، رگولاتورهای خطی و غیره. در برخی مدارها که ولتاژ ۱۲ولتی یا ۵ولتی نیاز است از یک آداپتور دیواری به‌عنوان جایگزین منبع تغذیه دی.سی استفاده می‌شود.

باطری

باطری‌ها نوعی از قطعات الکترونیکی هستند که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند. از باطری برای تبدیل انرژی شیمیایی به الکتریکی و تأمین برق وسایل الکترونیکی مختلف مانند تلفن همراه، چراغ قوه، لپ‌تاپ و غیره استفاده می‌شود.

باطری از یک یا چند سلول تشکیل شده است و هر سلول یک آند، کاتد و الکترولیت دارد. باطری‌ها در اندازه‌های مختلف موجود هستند و به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم می‌شود. باطری‌های اولیه را می‌توان تا زمانی که برق آنها تخلیه شود استفاده کرد و سپس باید آنها را دور انداخت اما باطری‌های ثانویه را می‌توان پس از خالی‌ شدن آنها نیز دوباره مورد استفاده قرار دارد. باطری‌های مورد استفاده در مدارهای الکتریکی از نوع V1.5  AA یا V9  PP3 هستند.

رله

از کلیدهای الکترومغناطیسی مانند رله‌ها (relay) برای به کار انداختن مدارهای الکترونیکی یا الکترومکانیکی استفاده می‌شود. یک رله برای کار خود از مقدار جریان کمتری استفاده می‌کند بنابراین به‌طور کلی از آنها برای تغییر جریان‌های کم در مدار کنترل استفاده می‌شود.

اما از رله‌ها می‌توان برای کنترل جریان‌های الکتریکی زیاد نیز استفاده کرد. یک سوئیچ رله می‌تواند با جریان کمتری کار کند و مداری دیگر را هم روشن کند. رله‌ها یا به حالت جامد هستند یا الکترومکانیکی.

رله الکترومکانیکی یا EMR شامل سیم‌پیچ، قاب، کنتاکت، آرمیچر و فنر است. قاب رله از قسمت‌های مختلف محافظت می‌کند و آرمیچر قطعه متحرک رله است. سیم یا سیم‌پیچ مسی در رله به دور یک میله فلزی پیچیده می‌شود تا میدان مغناطیسی ایجاد کند و آرمیچر را به حرکت درآورد. قطعات رسانا در رله مانند کنتاکت‌ها برای بستن و باز کردن مدار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

رله جامد یا SSR را می‌توان با سه مدار مانند مدار ورودی، مدار خروجی و مدار کنترل ساخت. مدار ورودی همان سیم‌پیچ است، مدار کنترل مانند دستگاه اتصال مدراهای ورودی و خروجی عمل می‌کند و مدار خروجی نقش کنتاکت را در یک رله الکترومکانیکی دارد. این نوع رله بسیار محبوب است زیرا در مقایسه با رله‌های الکترومکانیکی ارزان، قابل اعتماد و بسیار سریع هستند.

ال.ای.دی

اصطلاح ال.ای.دی در اینجا مخفف دیود نورگسیل (light-emitting diode) است. این وسیله نیمه‌هادی برای انتشار نور در هنگام عبور جریان مورد استفاده قرار می‌گیرد. حامل‌های بار مانند الکترون‌ها در ماده نیمه هادی این دیود ترکیب می‌شوند و نور تولید می‌کنند. از آنجایی که نور در ماده نیمه‌هادی جامد تولید می‌شود، می‌توان به این ای.ای.دی‌ها دستگاه‌های حالت جامد گفت.

ماده مورد استفاده برای ساخت برخی ال.ای.دی‌ها ایندیوم گالیوم نیترید یا InGaN است. این نوع ال.ای.دی نوری با روشنایی زیاد در رنگ‌های سبز، آبی و ماورا بنفش دارد. ماده آلومینیوم گالیوم ایندیوم فسفات یا AlGaInP نیز در ساخت ال.ای.دی‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که روشنایی بالا دارند و در رنگ‌های نارنجی، زرد و قرمز موجودند. ال.ای.دی گالیوم فسفر یا GaP نیز در رنگ‌های سبز و زرد موجود است.

کاربردهای ال.ای.دی از تلفن‌های همراه گرفته تا تابلوهای نمایشگر بزرگ مختلف هستند و برای مصارف تبلیغاتی و همچنین لامپ‌های خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حال حاضر استفاده از این دستگاه‌ها به دلیل ویژگی‌های خارق‌العاده آنها به‌شدت رو به افزایش است. این دستگاه اندازه بسیار کوچکی دارد و برق کمی مصرف می‌کند.

جمع‌بندی

قطعات الکترونیکی فعال شامل نیمه‌هادی‌ها هستند مانند دیودها، ترانزیستورها،‌ مدارهای مجتمع، نمایشگرهای مختلف مانند LCDها، LEDها و CRTها و همچنین منابع تغذیه مانند باطری‌ها، سلول‌های PV و سایر منابع تغذیه ای.سی و دی.سی. دیود دستگاهی است که اجازه می‌دهد جریان در یک جهت برقرار شود. ترانزیستور یک وسیله نیمه‌هادی با سه ترمینال یا پایانه است. بیشتر از آن به‌عنوان دستگاه سوئیچ و همچنین به‌عنوان تقویت‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بیشتر مدارهای مجتمعی که در مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، تقویت‌کننده عملیاتی یا آپ‌امپ، تایمر،‌ مقایسه‌کننده، سویچ ای.سی و قطعاتی از این قبیل هستند. از کلیدهای الکترومغناطیسی مانند رله‌ها (relay) نیز برای به کار انداختن مدارهای الکترونیکی یا الکترومکانیکی استفاده می‌شود. با کدام یک از این قطعات الکترونیکی پیشتر کار کرده‌اید؟ تجربه خود را در کامنت برای ما نبویسید. در مقاله شناخت قطعات الکترونیکی (بخش سوم) با سایر قطعات الکترونیکی فعال آشنا خواهید شد

منبع: Elprocus

مترجم: بهناز دهکردی

در دنیای کسب‌وکار امروز، تحصیلات دانشگاهی برای حفظ ارزش شما به‌عنوان نیروی کار بااستعداد و کارآمد کافی نیستند. برای‌ اینکه مزیت رقابتی شخصی خود را حفظ کنید، باید بر آموزش مستمر و مادام‌العمر خود سرمایه‌گذاری کنید. خانواده بزرگ مجتمع فنی تهران هرساله به هزاران نفر کمک می‌کند تا در مسیر شغلی خود پیشرفت کنند.

اگر شاغل هستید و وقت ندارید در دوره‌های آموزشی حضوری شرکت کنید، مجتمع فنی تهران گزینه‌هایی عالی برای آموزش مجازی، آنلاین، آفلاین و ترکیبی ارائه می‌دهد. با شرکت در دوره‌های کوتاه‌مدت مجتمع فنی تهران و دریافت مدارک معتبر و بین‌المللی می‌توانید با اعتماد به نفس مسیر ترقی را طی کنید و در سازمان خود به مهره‌ای ارزشمند تبدیل شوید.

 «شناخت قطعات الکترونیکی (بخش نخست)»