مختصری درباره الکترونیک

مختصری درباره الکترونیک
رشته الکترونیک یکی از شاخه های رشته برق می باشد که به طور خاص روی نیمه هادی ها متمرکز است.عناصر موجود در طبیعت از یک لحاظ به سه گروه رسانا(هادی)،نارسانا(عایق) و نیمه هادی قابل تقسیم هستند.
رساناها موادی هستند که جریان برق را از خود عبور می دهند؛مانند مس.
نارساناها موادی هستند که قابلیت عبور جریان برق را ندارند؛مانند چوب.
اما دسته سوم موادی هستند که در حالت عادی نارسانا بوده،اما با ایجاد شرایطی خاص می توان آنها را به رسانا تبدیل کرد.
پیش از پیدایش علم الکترونیک،قطعاتی که در زمینه برق مورد استفاده قرار می گرفت تنها از مواد رسانا و نارسانا ساخته می شد که به آنها قطعات الکتریکی می گویند.پس تا اینجا به طور ضمنی تفاوت برق(electricity) با الکترونیک(electronic) مشخص شد و آن اینکه در مبحث برق از عناصر رسانا و نارسانا برای ساخت قطعات استفاده می شود و در بحث الکترونیک از عناصر نیمه هادی برای این منظور استفاده می شود.خاصیت مخصوص نیمه هادی ها به سازندگان قطعات این امکان را می دهد که بتوانند روی عبور جریان از یک قطعه توسط عاملی الکتریکی کنترل داشته باشند.اما تا قبل از این کنترل عبور جریان به این وسیله ممکن نبود و باید از عوامل دیگری مانند عامل انسانی استفاده می شد.(مثلاً قطع و وصل کردن کلید)
مبحث قطعه سازی بحثی بسیار پیچیده و همراه با ظرافت های خاص می باشد که علاوه بر دانش الکترونیک در زمینه های علم مواد،شیمی و فیزیک نیز باید اطلاعاتی جامع داشته باشیم.ما در این مباحث برای شناخت الکترونیک تنها به معرفی قطعات و طرز کار آنها می پردازیم.با دانستن این موضوع می توان طرز کار مدارهای الکترونیکی که در واقع مجموعه ای به هم پیوسته از همین قطعات هستند را بررسی کرد که این بخشی از هدف علم الکترونیک است.
چون در مدارهای الکترونیکی از قطعات الکتریکی هم استفاده می شود،لذا در ابتدا به شرح مختصری راجع به هر کدام از این قطعات می پردازیم.
۱- مقاومت:عنصری(قطعه ای) است که اگر در دو سر آن یک اختلاف پتانسیل الکتریکی ایجاد کنیم(مثلاً به یک باطری وصل کنیم)از خود جریان عبور می دهد.
۲- خازن:عنصری است که قابلیت ذخیره انرژی الکتریکی در میدان الکتریکی را دارد.
۳- سیم پیچ،القاگر یا سلف:عنصری است که قابلیت ذخیره انرژی مغناطیسی در میدان مغناطیسی را دارد.
۴- منبع ولتاژ :قطعه ای است که وظیفه تولید پتانسیل الکتریکی را دارد.
• در طبیعت منبع جریان وجود ندارد و تمامی منابع جریان باید به صورت مصنوعی ساخته شوند که مدارهای مختلفی برای این منظور وجود دارد.
به دلیل تنوع زیاد قطعات،از ذکر نام دیگر عناصر خودداری می کنیم.اگر مداری تنها از این عناصر و سایر قطعات الکتریکی تشکیل شده باشد به آن مدار الکتریکی می گوییم؛و اگر علاوه بر این عناصر از قطعات نیمه هادی هم در مدار استفاده شده باشد به آن مدار الکترونیکی می گوییم.
عناصر ذکر شده همگی دارای دو پایه(دو سر) می باشند و وقتی در مدار قرار می گیرند جریان را از یک سر به سر دیگر خود انتقال داده و نقش خاص خود را در مدار ایفا می کنند.
معرفی عناصر نیمه هادی:
دیود:
ساده ترین قطعه نیمه هادی دیود است.دیود عنصری دو پایه است و مهمترین کاربرد آن در مدارات الکترونیکی،یکسو کنندگی جریان است؛یعنی جریان را فقط از یک سو عبور می دهد. بنابراین اگر در یک مدار با ثابت نگه داشتن بقیه عناصر،جهت دیود را عوض کنیم جریان قطع می شود.این در حالی است که مثلاً برای یک مقاومت فرقی نمی کند که در کدام جهت در مدار جاگذاری شود.
ترانزیستور:
ترانزیستور عنصری سه پایه است.مبنای کار در ترانزیستور کنترل جریان عبوری بین دو پایه از طریق پایه سوم است.در واقع ترانزیستور را می توان یک منبع جریان در نظر گرفت.پس از ترانزیستور دیگر قطعه ای به صورت مجزا تولید نشد؛بلکه همین قطعات با ابعادی بسیار کوچکتر و تکنولوژی ساختی متفاوت تشکیل مدارهای مجتمع(IC ها) را دادند.امروزه IC ها کاربردی بسیار وسیع در مدارات الکترونیک دارند.
تا اینجا اطلاعات مختصری راجع به قطعات الکتریکی و الکترونیکی فرا گرفتیم.امید است مورد استفاده علاقه مندان قرار گرفته باشد.در مباحث بعدی سعی مان بر آن است که به طور خاص روی هر قطعه متمرکز شویم و با جزئیات بیشتری به شرح آنها بپردازیم.