Archive for the 'قطعات الکترونیکی' Category

سلف

سلف یک عنصر غیر فعال الکترونیکی است که می تواند انرژی الکتریکی را در مجاورت یک هادی و در داخل یک میدان مغناطیسی که به وسیله جریان الکتریکی موجود در هادی به وجود آمده، ذخیره کند. توانایی سلف برای ذخیره انرژی ضریب خود القایی گفته می شود و واحد آن نیز هانری می باشد.

یک سلف ایده آل دارای خود القایی است، اما مقاومت اهمی و خاصیت خازنی نداشته و انرژی را نیز تلف نمی کند. یک سلف واقعی را می توان معادل ترکیبی از مقداری خود القایی، مقداری مقاومت اهمی ناشی از مقاومت سیم و کمی نیز خاصیت خازنی در نظر گرفت. در یک فرکانس خاص که معمولاً خیلی بالاتر از فرکانس کار سلف قرار دارد، یک سلف واقعی رفتاری به مانند یک مدار رزونانس خواهد داشت. ( این حالت ناشی از خاصیت خازنی موجود در سلف می باشد ). سلف های دارای هسته مغناطیسی علاوه بر اتلاف انرژی در مقاومت اهمی سیم، ممکن است مقداری تلفات نیز در هسته خود داشته باشند که آن را تلفات هیسترزیس می نامند. همچنین در جریان های زیاد به دلیل غیر خطی بودن، ممکن است تقاوت های دیگری را نیز در مقایسه با رفتار یک سلف ایده ایده آل از خود نشان دهد.

 

خود القایی ( با واحد هانری ) در اثر شکل گیری میدان مغناطیسی حول یک حامل هادی جریان به وجود می آید و همواره با تغییرات جریان در هادی مقابله می کند. جریان الکتریکی در هادی ، یک شار مغناطیسی متناسب با جریان می سازد. بروز یک تغییر در این جریان موجب تغییر در شار مغناطیسی می شود که طبق قانون فارادی یک نیروی محرکه الکتریکی ( EMF ) در جهت عکس تولید کرده و این نیرو در مخالفت با این تغییر به وجود آمده، عمل می کند. ضریب خود القایی مقیاسی است برای اندازه گیری مقدار EMF تولید شده در ازای یک واحد تغییر در جریان. برای مثال یک سلف با ضریب خود القایی یک هانری، به ازای تغییر جریان با نرخ ۱ آمپر بر ثانیه، ۱ ولت EMF تولید می کند. تعداد حلقه ها، اندازه هر حلقه و جنس سیم پیچیده شده، همگی در خود القایی سلف مؤثرند. مثلاً شار مغناطیسی پیوندی میان حلقه ها می تواند با پیچیدن هادی به دور ماده ای با ضریب نفوذ پذیری بالا مانند آهن افزایش پیدا کند. این کار می تواند فرکانس را تا ۲۰۰۰ برابر افزایش دهد.

یک سلف معمولاً از یک سیم پیچ ساخته شده از یک ماده هادی – معمولاً سیم مسی – که بر روی هسته ای از هوا یا ماده ای فرومغناطیسی پیچیده شده، ساخته می شود. مواد تشکیل دهنده هسته با ضریب نفوذپذیری بیشتر از هوا، میدان مغناطیسی را افزایش داده و آن را کاملاً در سلف محبوس می کنند و به این وسیله باعث افزایش خود القایی می شوند. به منظور جلوگیری از ایجاد جریان گردابی، سلف های فرکانس پایین مانند ترانسفورماتور ها با هسته هایی از فولاد ورقه ورقه شده ساخته می شوند. در فرکانس های بالاتر از صوت، فریت های نرم به طور گسترده ای به عنوان هسته مورد استفاده قرار می گیرند زیرا بر خلاف آلیاژ های معمولی آهن که در فرکانس های بالا انرژی زیادی را تلف می کنند، تلفات زیادی ندارند و این به دلیل منحنی هیسترزیس باریک آن ها می باشد و اینکه مقاومت اهمی این نوع هسته ها از برقراری جریان گردابی جلوگیری می کند. سلف ها در شکل های مختلفی موجود می باشند. بیشتر آن ها به شکل یک سیم عایق شده ( سیم لاکی ) که بر روی یک بوبین از جنس فریت پیچیده شده است و دو سر سیم ها در بیرون آن آزاد هستند، ساخته می شوند و حال آنکه در بعضی دیگر، سیم پیچ به طور کامل در فریت قرار می گیرد که این گونه سلف ها را حفاظت شده ( shielded ) می نامند. دسته ای از سلف ها دارای هسته متغیر می باشند که این امکان، قابلیت تغییر دادن ضریب خودالقایی سلف را فراهم می سازد. گاهی برای مانع شدن از عبور فرکانس های بسیار بالا، سلف ها را به صورت یک استوانه از جنس فریت ساخته و بر روی سیم ( طوری که سیم از میان آن عبور کند ) قرار می دهند.

مشخصه های سلف

-خودالقایی

مهم ترین مشخصه سلف ، خود القایی آن می باشد . خود القایی یک سلف مخالفت آن سلف را در مقابل تغییر جریان الکتریکی نشان می دهد .

-کیفیت

یک سلف با طول معینی از یک سیم هادی ساخته می شود . بنابراین دارای مقاومت نیز می باشد. بنابراین یک سلف واقعی از یک سلف ایده آل و یک مقاومت سری با آن تشکیل شده است . کیفیت یک سلف نسبت راکتانس سلف به مقدار مقاومت آندر فرکانسی خاص می باشد .

-ماکزیمم فرکانس کاری ( فرکانس رزنانس )

با افزایش فرکانس ، راکتانس سلف افزایش می یابد. در عمل این افزایش در امپدانس سلف تا فرکانس مشخصی صورت می گیرد و از این فرکانس به بالا اثر خازن های پراکنده در سلف ظاهر می گیردد و امپدانس سلف کاهش می یابد .

شبکه های سلفی

سلف ها در یک آرایش موازی که همگی اختلاف پتانسیل ( ولتاژ ) یکسانی دارند.اندوکتانس معادل (Leq ):

 

جریان در سلف های سری شده یکسان است، اما ولتاژ هر کدام از آن ها می تواند متفاوت باشد. مجموع اختلاف پتانسیل ها برابر است با ولتاژ کل.

 

 

ترانزیستور اثر میدان (FET)

همانگونه که از نام این المام مشخص است، پایه کنترلی آن جریانی مصرف نمی کند و تنها با اعامل ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه هادی جریان عبوری از FET کنترل می شود. به همین دلیل ورودی این مدار هیچ کونه اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی نمی گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد.

فت دارای سه پایه با نامهای درین D سورس S و گیت G  ( پایه گیت جریان عبوری از درین به سورس را کنترل می نماید )  است.

فت ها دارای دو نوع N کانال و P کانال هستند. در فت نوع N کانال زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان از درین به سورس عبور می کند . FET ها معمولاً بسیار حساس بوده و حتی با الکتریسیته ساکن بدن نیز تحریک می گردند. به همین دلیل نسبت به نویز بسیار حساس هستند.

در ترانزیستورهای JFET (ترانزیستور اثر میدانی پیوندی Junction Field Effect Transistor) 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.

نوع دیگر ترانزیستورهای اثر میدانی MOSFET ها هستند ( ترانزیستور اثر میدانی اکسید فلزی نیمه هادی -Metal-Oxide Semiconductor Field Efect Transistor ) . یکی از اساسی ترین مزیت های ماسفت ها نویز کمتر آنها در مدار است.

فت ها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند. برای تست کردن فت کانال N با مالتی متر ، نخست پایه گیت را پیدا می کنیم. یعنی پایه ای که نسبت به دو پایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق می توان پایه درین را از سورس تشخیص داد.

 

تست ترانزیستور BJT و تشخیص پایه های آن

طریقه شناسایی پایه های ترانزیستور توسط مولتی متر آنالوگ :

ابتدا مولتی متر را در رنج RX1 قرار داده و سپس به دنبال پایه ای می گردیم که به دو پایه ی دیگر راه بدهد . این پایه B ( بیس ) است و اگر این پایه به وسیله سیم قرمز شناسایی شود معرف نوع ترانزیستور PNP ویا اصطلاحاً مثبت است. و در صورتیکه توسط ترمینال مشکی تشخیص داده شود گویند که ترانزیستورNPN و یا منفی است .
حال پایه B و نوع ترانزیستور مشخص شده است . جهت تشخیص دو پایه ی دیگر مولتی متر را در رنج RX10K قرار داده و در هردو جهت این دو پایه را نسبت به هم تست می کنیم در جهتی که مولتی متر راه می دهد ترمینالی که B ( بیس ) را شناسایی کرده است E ترانزیستور را تشخیص می دهد . و طبعاً پایه بعدی کلکتور است.
چگونه ترانزیستور را تست کنیم ؟ابتدا یک ترانزیستور سالم را بررسی می کنیم:
یک ترانزیستور یا مثبت (pnp) و یا منفی (npn) می باشد . برای تشخیص تیپ ترانزیستور چندین روش وجود دارد .تیپ بعضی از ترانزیستورهارا از روی نامگذاری می توان مشخص نمود .
وبرای تشخیص از این راه باید سیستم های نامگذاری ترانزیستور را بشناسیم.
۱- سیستم نامگذاری ژاپنی:
نام گذاری ترانزیستور در این سیستم به شرح زیر است :
با ۲Sدر ابتداشروع و اگر حرف بعدی A و یا B باشدترانزیستور مثبت (PNP) میباشد پس ۲SAیعنی ترانزیستور مثبت بافرکانس کار بالا و ۲SB یعنی ترانزیستور مثبت (PNP )با فرکانس کار پائین می باشد.
مثال :
۲SA1015 این ترانزیستور از نوع مثبت با فرکانس کار زیاد می باشد.
ویا ۲SB941 این ترانزیستور از نوع مثبت با فرکانس کار پائین میباشد.اگر ترانزیستور با ۲SC و یا ۲SD شروع شود در این روش یعنی ترانزیستور منفی می باشد . ۲SCیعنی ترانزیستور منفی فرکانس بالا و ۲SD یعنی ترانزیستور منفی وبا فرکانس کار پائین است .

اما در روش نامگذاری اروپایی که را آوردن دو حرف دراول و سه عدد در آخر مانند BC337 تیپ ترانزیستور قابل تشخیص نیست . ویا در روش نامگذاری آمریکایی که با ۲N شروع و چند عدد در آخر مانند ۲N3055 نوع مثبت ویا منفی مشخص نمی شود .
برای تشخیص مثبت ویامنفی ترانزیستورها دیگر ضمن اینکه از دیتا شیت ها می توان استفاده کرد. در صورت داشتن یک ترانزیستور با همان شماره وسالم می توان به شرح زیر عمل کرد .ابتدا مولتی متر را روی RX1 قرار داده و دنبال پایه ای می گردیم که به دوپایه ی دیگر راه بدهد یعنی عقربه حرکت کند و معمولاً اهم کمتر از ۴۰ قابل قبول است . دراین حالت اگر مولتی متر آنالوگ (عقربه دار ) داشته باشیم و سیم قرمز مولتی متر به پایه ای که به دو پایه دیگر راه بدهد متصل کنیم ترانزیستور از نوع مثبت است وپایه ای که به دوپایه ی دیگر راه می دهد پایه ی بیس B می باشد .
و اگر سیم مشکی را به پایه ای متصل کنیم که به دو پایه ی دیگر رابدهد ترانزیستور منفی و پایه مشتر ک بیس B می باشد .برای تشخیص دو پایه دیگر چندین روش وجود دارد که فقط به دوروش ساده آن اشاره می کنم .اگر مولتی متر رنج RX10K داشته باشد می توان در این رنج به شرح زیر C کلکتور را از امیتر E تشخیص داد .

باید در این رنج دستمان به پایه های ترانزیستور تماس نداشته باشد .

در این حالت( RX10K) ترمینال مشکی مولتی متر را اگر به دو پایه دیگر متصل کنیم ( دست با پایه های ترانزیستور تماس نداشته باشد ) فقط در یک جهت عقربه منحرف می شود .

که در این حالت در ترانزیستور منفی سیم مشکی که بیس را تشخیص داد E امیتر را نیز در این حالت مشخص می کند .
و در ترانزیستور مثبت ترمینال قرمز که قبلاً بیس را تعین نموده است اکنون E امیتر را تعیین می کند .

حال که پایه های ترانزیستور را شناختیم چگونه آنرا تست کنیم تا بدانیم که قطعه صدرصد سالم است .
برای تشخیص صحت ترانزیستور بشرح زیر توجه فرمائید .

۱ – پایه بیس باید به دو پایه دیگر با مولتی متر آنالوگ و در رنج RX1 راه بدهد و اهم کمی را نشان دهد . طبیعی است که در این حالت دیود بیس امیتر درگرایش مستقیم است .
۲ – پایه بیس به دو پایه دیگر حتی در رنج RX1k هم راه ندهد یعنی هیچ گونه نشتی در این حالت قابل قبول نیست . دیود بیس امیتر در گرایش معکوس می باشد .
۳ – پایه های C کلکتور و E امیتر نیز در حالیکه مولتی متر در رنج RX1K قرار دارد از هردو سو نشتی ندارند پس در این حال نیز هیچ گونه نشتی  قابل قبول نیست ( دست با پایه های ترانزیستور نباید تمای داشته باشد . )

توجه : این آزمایش فقط در یک ترانزیستور ساده بدون دیود داخلی ویا مقاومت داخلی صحت دارد ودر ترانزیستوردارلینگتون نیز روش تست متفاوت است.

چگونه ترانزیستورهای معادل را انتخاب کنیم :برای انتخاب ترانزیستور معادل و یا جانشین مناسب آن به مهمترین پارامترهای آن توجه کنید .
۱ – ماکزیمم ولتاژ قابل تحمل EC
2 – ماکزیمم جریان گذر از EC
3 – توان ترانزیستور
۴ – ضریب تقویت ترانزیستور
۵ – فرکانس قطع ترانزیستور

نکات فوق الذکر در اکثر موارد باید مورد توجه باشد . اگر یک ترانزیستور خروجی هریزنتال و یا یک ترانزیستور سویچینگ تغذیه را انتخاب می کنیم تمام موارد فوق حتی به اضافه ظرفیت خازنی بین BC نیز باید مورد توجه قرار گیرد زیرا فرکانس کار هرچه بالاتر رود اهمیت ظرفیت خازنی ما بین پایه های ترانزیستور بیشتر می شود .
نکته مهمی که در انتخاب ترانزیستور های قدرت حائز اهمیت است مقدار جریان گذر از EC می باشد در این حالت انتخاب ترانزیستور جانشین باید به صورتی باشد که نه تنها تحمل جریان گذر را داشته باشد بلکه اندکی از ترانزیستور قبلی نیز بهتر بوده تا طول عمر بیشتری در مدار داشته باشد .
در انتخاب ترانزیستورهای طبقه هریزنتال علاوه بر توجه به جریان گذر اهمیت تحمل ولتاژ کار بالا بیشتر از ترانزستورهای سویچینگ است . زیرا همواره خروجیهای هریزنتال پیکهای ولتاژ بالاتر تولید می کنند . این بدان معنی نیست که در طبقه POWER SUPPLY یا منبع تغذیه ولتاژ کار ترانزیستور اهمیتی ندارد . به هر حال انتخاب ولتاژ کار با توجه به ماکزیمم دامنه پیکهای تولیدی اهمیت دارد . در ترانزیستورهای خروجی هریزنتال گاهی محدوده ولتاژ کار بالاتر از ۱۵۰۰V می باشد پس الزاماً باید ولتاژ کار این ترانزیستورها بالاتر از پیکهای تولیدی باشد تا تحمل کاردر این وضعیت را داشته باشد .

 

ترانزیستور دوقطبی پیوندی (BJT)

ترانزیستور یک قطعه الکترونیکی فعال بوده و از ترکیب سه قطعه n و p بدست می‌آید که از ترزیق حاملین بار اقلیت در یک پیوند با گرایش مستقیم استفاده می‌کند و دارای سه پایه به نامهای بیس (B)، امیتر (E) و کلکتور (C) می‌باشد و چون در این قطعه اثر الکترونها و حفره‌ها هر دو مهم است، به آن یک ترانزیستور دوقطبی گفته می‌شود.

 

انواع ترانزیستور پیوندی

PNP
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 pnp می‌توان به سادگی آنها را به ترانزیستور پرکاربردتر npn مربوط ساخت.

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 شدیدا 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 بنابراین 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.

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 حاملهای 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.

نحوه اتصال ترازیستورها

اتصال بیس مشترک
در این اتصال پایه بیس بین هر دو بخش ورودی و خروجی مدار مشترک است. جهتهای انتخابی برای جریان شاخه‌ها جهت قراردادی جریان در همان جهت حفره‌ها می‌شود.

اتصال امیتر مشترک
مدار امیتر مشترک بیشتر از سایر روشها در مدارهای الکترونیکی کاربرد دارد و مداری است که در آن امیتر بین بیس و کلکتور مشترک است. این مدار دارای امپدانس ورودی کم بوده، ولی امپدانس خروجی مدار بالا می‌باشد.

اتصال کلکتور مشترک
اتصال کلکتور مشترک برای تطبیق امپدانس در مدار بکار می‌رود، زیرا برعکس حالت قبلی دارای امپدانس ورودی زیاد و امپدانس خروجی پائین است. اتصال کلکتور مشترک غالبا به همراه مقاومتی بین امیتر و زمین به نام مقاومت بار بسته می‌شود.

تاریخچه ترانزیستور (Transistor)

در اواسط قرن نوزدهم با فراگیر شدن رادیو و تلویزیون ضرورت بهبود بخشیدن به کیفیت لامپهای دیودی وتریودی احساس گردید . تا اینکه در ۲۳ دسامبر ۱۹۴۷ ترانزیستور توسط سه فیزیکدان به نامهای شاکلی؛باردین وبرتین به صنعت الکترونیک معرفی گردید.
اولین ترانزیستور دنیا از یک نارسانای مثلثی تشکیل شده که توسط دوسوزن طلا به نیمه رسانای ژرمانیم متصل میشود .این ترانزیستور عکس لامپهای دیودی برای به گرما احتیاج نداشت وسریعا به کار می افتاد و همچنین بسیار سبکتر و ارزانتر از لامپهای دیودی بود .
بدین ترتیب شاکلی و همکاران وی به کمک فیزیک نیمه رسانا انقلابی را در عرصه الکترونیک پدید اوردند وبه پاس این اختراع مهم این محققان مفتخر به دریافت جایزه نوبل گردیدند.

ترانزیستور به سرعت روند تکاملی خود را طی مینمود به طوریکه در سال ۱۹۴۸ ترانزیستور صفحه ای ساخته شد. امروزه ترانزیستورها عموما pnp,npn هستند که بعنوان کلید قطع و وصل جریان ویا بعنوان تقویت کننده در مدارات لکترونیکی استفاده می شوند. در سالهای ۱۹۵۰ و ۱۹۷۰ به دلیل استفاده از ترانزیستور حجم وسایل الکترونیکی بسار کوچک شد به همین دلیل به واژه میکروالکترونیک متدول گردید.
میکروالکترونیک نیز بسرعت رشد می کرد .بطوریکه امروزه با استفاده از فن سا ختمان اکسید فلز می توان تعداد زیادی از ترانز یستورها را بر روی یک نیمه رسانا جا داد. امروزه از اکسیدهای نیمه رسانا مانند اکسید روی در ترانزیستورهای با سرعت انتقال بالا استفاده می گرد ( ترانزیستورهای FET) .

کریستال (Crystal)

یکی از مهمترین و پرکاربردترین قطعات در صنعت الکترونیک ، کریستال های کوارتزه که البته کارشون هم بسیار مهم و قابل تقدیره!

اساساً کریستالها دو خاصیت مهم رو میتونن داشته باشن ؛ یکی خاصیت پیزو الکتریک و دیگری خاصیت پیرو الکتریک !

خاصیت پیزو الکتریک یعنی اینکه کانی کریستال تحت یک تنش یا فشار ، الکتریسیته تولید بکنه و یا برعکس ؛ تحت یک میدان الکتریکی ( الکتریسیته ) کرنش کرده و نوسان کنه !

پیرو الکتریک هم یعنی اینکه ؛ کانی کریستال ، تحت حرارت ، الکتریسیته تولید بکنه که البته بعضی از کریستالها این خاصیت رو دارند و عکسی که اول این مطلب گذاشتم ربطی به اونها نداره! این عکس مربوط به کریستالهای کوارتزه که بیشترین استفاده رو در صنعت دارند! وظیفه اونها نگهداشتن فرکانس مدارهای نوسانساز ، روی یک فرکانس خاص هستش و این به دلیل خاصیت پیزو الکتریکی کانی سازنده این قطعه یعنی کوارتز (Silicon Oxide ) ، هستش!

وقتی که کریستال در مدار نوسان‌ساز قرار میگیره ، فقط نوسانی تولید میشه که خاص خودش هست و به اصطلاح میگیم که فرکانس رزونانس کریستال تقویت شده و در نتیجه ، در خروجی نوسان ساز یا اسیلاتور ، فرکانس تقویت شده ، همان بسامد رزونانس کریستال خواهد بود . مسئله مهم دیگه اینه که کریستالها ، نسبت به تغییرات دما ، حساسیت خیلی کمی دارند و به وسیله اونها میتونیم اسیلاتورهایی بسازیم که فرکانس کارشون با تغییر دما ، عوض نشه و ثابت باقی بمونه ؛ این خاصیت کریستال سبب شده که این قطعه ، مهمترین المان در صنعت مخابرات باشه چرا که فقط به واسطه اونها میشه مدارهای فرستنده بسیار با ثبات ساخت!!! علاوه بر کاربرد کریستال در مخابرات ، این قطعه در ساخت ساعت های بسیار دقیق هم به کار میره ، کریستال های کوارتز یکی از مهمترین بخش صنعت میکرو کنترلر و کامپیوتر هم هستند چون زمان سنجی ، یکی از قسمتهای مهم مدارهای کامپیوتریه و دقیق بودن اونها فقط با کریستال فراهم میشه!

نماد کریستال در نقشه مدارات الکترونیکی به این شکله :

 

 

LED چیست؟

LED مخفف واژه Light Emitting Diode به معنای دیود ساتع کننده نور است.

به طور مختصر LED یک قطعه پراستفاده در الکترونیک است که انرژی الکتریکی را به انرژی نورانی تبدیل می کند LED مزایای زیادی نسبت به لامپ دارد از جمله:

* توان کم (چیزی در حدود ۲ تا ۲۰ میلی وات)
* نور زیاد
* اشغال فضای کم
* عمر زیاد
* ولتاژ کم(۲تا۵/۵ ولت)
* متمرکز کردن نور

LED ها در مدار همیشه به طور سری قرار می گیرند. در وصل کردن LED به منبع تغذیه یک مقاومت هم با آن سری کنید تا جریان زیاد به آن آسیب نرساند چون LED ها ظریف و گران هستند.

در اتصال LED به مدار قطب ها را رعایت کنید چون LED یک المان قطبی است.

در LED پایه منفی کوتاه تر و سمت پایه منفی صاف است و همچنین وقتی از بالا به داخل آن نگاه می کنیم فلز بلند تر که وسط آن گودی دارد به پایه منفی وصل است.

LED ها رنگ ها و اشکال مختلفی دارند که عبارتند از: آبی-قرمز-کهربایی-نارنجی-سفید-سبز- زرد –دورنگ و چشمک زن

Color Potential Difference
Infrared 1.6 V
Red 1.8 V to 2.1 V
Orange 2.2 V
Yellow 2.4 V
Green 2.6 V
Blue 3.0 V to 3.5 V
White 3.0 V to 3.5 V
Ultraviolet 3.5 V

LED های چشمک زن: این LED ها به ظاهر معمولی اند ولی در داخل این LED ها مدار مجتمعی قرار دارد که فرکانسی ایجاد می نماید و باعث چشمک زدن آن می شود.

LED ها معمولا دارای ۲ پایه هستند که انواع ۳پایه آن نیز در بازار یافت می شود LED های ۳پایه دارای دو رنگ هستند که پایه کاتد در آن مشترک است.

LED ها در سایز های مختلفی ساخته می شود که معروفترین آن۳MMو ۵MM است

روش نام گذاری دیودها (D)

روش ژاپنی: در این روش نامگذاری، از عدد ۱ و حرف S که به دنبال آن می آید استفاده می شود. و سپس تعدادی شماره خواهد آمد که مراجعه به جدول می توان مشخصات الکتریکی آن را به دست آورد در این روش، جنس و نوع دیود مشخص نمی باشد. به عنوان مثال دیود ۱S3010A، دیود زنراست (درموارد زیادی برای دیودهای زنر حرف A را در انتهای شماره ها می آورند) و دیود ۱S310 یک دیود معمولی و دیود ۱S2049 دیود واراکتور می باشد.
روش اروپایی: در روش اروپایی، تا سال ۱۹۶۰ تمامی دیودها را با حروف OA با تعدادی شماره به دنبال آن مشخص می کردند که با مراجعه به جدول می توانستیم مشخصات الکتریکی آن را بدست آوریم. مانند: دیود OA34 اما از سال ۱۹۶۰ به بعد این روش نامگذاری تغییر کرد. نحوه تغییر بدین صورت بود: دیودهایی که بیشتر در مدارات رادیو و تلویزیون به کار می روند، با دو حرف و سه شماره مشخص می شوند و دیودهایی که کاربرد آنها در مدارات مخصوص می باشد با سه حرف و دو شماره معین می گردند. در ذیل روش نامگذاری دو حرفی و سه شماره ای خواهد آمد:
حرف اول جنس نیمه هادی به کار رفته در دیود را مشخص می کند، اگر دیود از جنس رژمانیوم باشد با حروف A و اگر از جنس سیلیسیم باشد با حروف B مشخص می نمایند.
حرف دوم: یکی از حروف زیر می باشد که نوع دیود را مشخص می کند:
-A دیود معمولی یکسو ساز
- B دیود و اراکتور
- Y دیود یکسو کننده قدرت
- Z دیود زنر
بعد از حروف، شماره هایی آورده می شود که می توان با مراجعه به جدول مشخصات الکتریکی آن را بدست آورد. به عنوان مثال:
دیود معمولی یکسو کننده ژر مانیومی: AA116
دیود معمولی یکسو کننده سیلیسیمی: BA316
روش آمریکایی: در این روش نام دیود با ۱N شروع می شود و پس از آن تعدادی شماره می آید که با دانستن این عدد و مراجعه به جدول مشخصان دیودها، می توان سایر مشخصات آنرا بدست آورد.

دیود (Diode)

نیمه هادی ها
نیمه هادی ها اجسامی هستند که از نظر رسانایی بین هادی و عایق قرار دارند . در وسایل الکترونیکی مثل دیود و ترانزیستور نیمه هادی های سیلیسیم و ژرمانیوم استفاده می شود . این نیمه هادی ها ۴ ظرفیتی هستند . نمونه ای از این نیمه هادی ها کربن ، سیلیسیم ، ژرمانیوم و اکسید مس می باشد .
دیود


اگر اتم های سیلیسیم یا ژرمانیوم بطور منظم کنار هم قرار گیرند ، شبکه ی کریستالی بوجود می آورند که در فضای ۳ بعدی هر اتم با ۴ اتم اطرافش فاصله ی مساوی خواهد داشت .
۴ الکترون فسفر با اتم های اطراف پیوند کوالانسی می دهد و یک الکترون آزاد باقی می ماند . هر چه مقدار ناخالصی بیش تر باشد تعداد الکترون های آزاد بیش تر است . چون بار الکترون منفی است به این نیمه هادی نوع N می گویند .
۳ الکترون بور یا الکترون های ژرمانیوم پیوند کوالانسی می دهد و یک جای خالی برای الکترون چهارم باقی می ماند ، به جای خالی الکترون حفره می گویند . چون حفره بارش مثبت است به این نیمه هادی نوع P می گویند .
دیود از اتصال یک نیمه هادی نوع N و یک نیمه هادی نوع P بوجود می آید و با حرف D نشان داده می شود .

بایاس

اتصال یک قطعه الکترونیکی به منبع تغذیه ی DC را بایاس می گویند .
انواع بایاس دیود :
۱- بایاس مستقیم : اگر دیود با رعایت پلاریته به منبع تغذیه بسته شود بایاس مستقیم است .
۲- بایاس معکوس : اگر دیود بدون رعایت پلاریته به منبع تغذیه وصل شود بایاس معکوس یا مخالف می باشد .
انواع دیود
۱- دیود رکتیفایر – دیودی است که برق متناوب را به برق مستقیم تبدیل می کند . دیودهای یکسوساز برای فرکانس برق شهر استفاده می شود .
۲- دیود زینر ( زنر) – برای تثبیت ولتاژ استفاده میشود.این دیود اگر در بایاس مستقیم قرار گیرد مثل دیود معمولی عمل میکند ،اما اگر در بایاس معکوس قرار گیرد ،حتی اگر ولتاژش از ولتاژ شکست معکوس بیشتر شود ،نمیسوزد بلکه ولتاژ دوسرش ثابت میماند.(همیشه دیود زینر در مدار به صورت معکوس قرار میگیرد)
۳- دیود نورانی (LED) : دیود نورانی یا LED اگر در بایاس معکوس قرار گیرد روشن نمیشود اما در بایاس مستقیم با عبور جریان از خود نور می دهند ، به عنوان لامپ کم مصرف در مدارات الکترونیک استفاده میشود.ولتاژ مجاز دیود نورانی ۱/۵ولت و جریان مجازش ۱۸-۲۰ میلی آمپر است
۴- دیود نوری (فتو دیود ) – این دیود در مدار به صورت معکوس قرار میگیرد و سد پتانسیل آن با تابش نور شکسته میشود و جریان عبور میکند.
هرچه شدت نور تابیده شده بیش تر باشد جریان معکوس بیش تر است .
۵- دیود خازنی – نوعی دیود است که در مدار به صورت معکوس استفاده میوشد با افزایش ولتاژ معکوس عرض منطقه تخلیه افزایش می یابد و در نتیجه مقدار ظرفیت خازنی کاهش می یابد ایده اصلی استفاده از ورکتور تغییر ظرفیت با اعمال ولتاژ متغیر است .همینطوربرای تثبیت فرکانس در نوسان ساز ها استفاده می شود .
۶- دیود تانلی – مانند یک مقاومت منفی عمل می کند .

۷- دیود آشکار ساز –این دیود برای آشکار نمودن صدا در رادیو و آشکار سازی صدا وتصویر در تلوزیون به کار میرود این دیود ها برای فرکانس های بالاتر از برق شهر به کار میرود .
۸- پین دیود (PIN ) – در فرکانسهای بالاتر از ۱MHZ خاصیت یک مقاومت متغیر را دارد .مقدار مقاومت را می توان توسط جریان مستقیمی که از دیود می گذرد تغییر داد .
۹- پل دیود : مدارات الکترونیک با ولتاژ dc کار میکنند پس باید برق شهر به ولتاژdc تبدیل کرد به عمل تبدیل ولتاژ AC به DC یکسو سازی میگویند . پل دیود به همراه ترانس کاهنده ،مقاومت، دیود زینروخازن صافی عمل یکسوسازی را انجام میدهند .
تست دیود (با اهم متر دیجیتال)


برای تست دیود با اهمتر دیجیتالی ابتدا رنج سلکتور را در علامت دیود قرار دهید بعد پایه ای مثبت اهمتر را به پایه آند دیود و پایه ای منفی اهمتر را به کاتد دیود بزنید اگر در صفحه نمایش اعدد ۰٫۷ یا ۰٫۳ نمایش داده شد فعالا دیود سالم است حال جای پایه ها را جابه جا کنید یعنی پایه ای مثبت اهمتر به پایه ای کاتد دیود و پایه منفی اهمتر به پایه مثبت دیود وصل کنید اگر در صفحه نمایش عدد ۱ یا عدد باطری را دیدید دیود سالم است اگر از هر دو طرف عدد ۰٫۳ یا ۰٫۷ نمایش داد شد دیود شما اتصال کوتاه است و معیوب مباشد و اگر از هر دو طرف عدد ۱ یا عدد باطری نمایش داده شد دیود شما قطع میبشد و معیوب میباشد.
تست دیود (با اهم متر آنالوگ):
اهم متر را در رنج R×۱۰ قرار میدهیم .اگر وقتی فیش ها را به دو سر دیود زدیم عقربه حرکت کرد(دربایاس مستقیم قرار دارد) و با عوض کردن فیش ها عقربه حرکت نکرد(در بایاس معکوس قراردارد) نشان دهنده این است که دیود سالم است .
اگر با اتصال اهم متردر دوجهت عقربه حرکت نکند دیود قطع است ،اگر با اتصال اهم متر به دو سر دیود در دو جهت عقربه حرکت کند دیود اتصال کوتاه شده است.

کاربرد ها

مهم‌ترین کاربرد عملی دیود تبدیل جریان الکتریکی متناوب به مستقیم است. در بسیاری از آداپتورها جریان برقی که بوسیله ترانس کاهش پیدا کرده‌است به کمک یک دیود (یکسو سازی نیم موج)، دو دیود ( در ترانس با ثانویه سه سر ) یکسوسازی تمام موج و یا با چهار دیود ( در ترانس با ثانویه دو سر ) یکسو سازی تمام موج انجام می شود . توجه داشته باشید که ولتاز یکسویه پس از این دیود ها، فرکانس ریپل به میزان دو برابر فرکانس متناوب ( در حالت تمام موج ) را دارد و جهت مستقیم شدن کامل ولتاز بایستی خازن صافی با ولتاژ مجاز، ظرفیت بالا ( با توجه به مقدار جریان مصرفی ) و با رعایت پلاریته و بعد از پل دیود نصب شود.

در گیرنده‌های ای ام (مانند رادیو در باند اس دبلیو و آی ام و سیگنال تصویر تلویزیون آنالوگ) دیود نقش آشکارساز را دارد بطوری که سیگنال میانی (آی اف) پس از تقویت در بخش تقویت فرکانس میانی وارد یک دیود می‌شود و خروجی آن سیگنال نهایی قابل استفاده‌است. گرچه معمولا به جای دیود از ترانزیستور استفاده می شود تا یک طبقه تقویت صورت گرفته باشد و دیود بیس-امیتر ترانزیستور عملا کار آشکار سازی را هم انجام خواهد داد.

در موارد خاص هنگامی که برای روشن کردن وسایل الکتریکی تنها دسترسی به جریان الکتریکی مستقیم باشد برای جلوگیری از سوختن وسیله الکتریکی بر اثر اتصال معکوس سیم مثبت و منفی، از یک دیود در ابتدای مسیر جریان برق استفاده می‌کنند. اگر این دیود در مسیر مثبت جریان با مصرف کننده در حالت سری باشد به آن دیود رکتیفایر می گویند. ولی اگر بصورت موازی با مصرف کننده و به شکل معکوس قرار گرفته باشد به آن دیود محافظ در بایاس معکوس می گویند. از نوعی دیود به نام زنر در ساخت نوعی رگولاتور(تنظیم کننده ولتاژ) استفاده می شود.

خواندن ظرفیت خازن (C)

ظرفیت

ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌‌باشد. باید گفت که ظرفیت خازن یک کمیت فیزیکی است و به ساختمان خازن وابسته است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد نابراین استفاده از واحدهای کوچک‌تر نیز در خازنها مرسوم است. میکروفاراد µF، نانوفاراد nF و پیکوفاراد pF واحدهای کوچک‌تر فاراد هستند.

معرفی چهار واحد بسیار مشهور

۱)میلی(m): میلی یعنی هزارم(۳-۱۰). مثلاً وقتی می گوییم یک میلی متر یعنی یک هزارم متر و وقتی می گوییم ده میلی فاراد یعنی ۰۱۰/۰ (۲-۱۰) فاراد.

۲)میکرو(µ): میکرو یعنی میلیونیوم(۶-۱۰). مثلاً ۶/۳µF یعنی ۰۰۰۰۰۶۳/۰ فاراد.

۳)نانو(n): نانو یعنی میلیاردیوم(۹-۱۰). مثلاً ۳nF یعنی ۰۰۰۰۰۰۰۰۳/۰ فاراد.

۴)پیکو(p): پیکو یعنی تریلیونیم(۱۲-۱۰). مثلاً ۶۳pF یعنی ۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۶۳/۰ فاراد.

کد رنگی خازن‌ها

در خازن‌های پلیستر برای سالهای زیادی از کدهای رنگی بر روی بدنه آنها استفاده می‌شد. در این کدها سه رنگ اول ظرفیت را نشان می‌دهند و رنگ چهارم تولرانس(درصد خطا) را نشان می‌دهد . برای مثال قهوه‌ای – مشکی – نارنجی به معنی ۱۰۰۰۰ پیکوفاراد یا ۱۰ نانوفاراد است. خازن‌های پلیستر امروزه به وفور در مدارات الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این خازنها در برابر حرارت زیاد معیوب می‌شوند و بنابراین هنگام لحیمکاری باید به این نکته توجه داشت.

ترتیب رنگی خازن‌ها به ترتیب از ۰ تا ۹ به صورت زیر است:

سیاه، قهوه ای، قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، بنفش، خاکستری، سفید.

خازن‌ها با هر ظرفیتی وجود ندارند. بطور مثال خازن‌های ۲۲ میکروفاراد یا ۴۷ میکروفاراد وجود دارند ولی خازن‌های ۲۵ میکروفاراد یا ۱۱۷ میکروفاراد وجود ندارند. دلیل اینکار چنین است :

فرض کنیم بخواهیم خازن‌ها را با اختلاف ظرفیت ده تا ده تا بسازیم. مثلاً ۱۰ و ۲۰ و ۳۰ و. .. به همین ترتیب. در ابتدا خوب به‌نظر می‌رسد ولی وقتی که به ظرفیت مثلاً ۱۰۰۰ برسیم چه رخ می‌دهد ؟

مثلاً ۱۰۰۰ و ۱۰۱۰ و ۱۰۲۰ و. .. که در اینصورت اختلاف بین خازن ۱۰۰۰ میکروفاراد با ۱۰۱۰ میکروفاراد بسیار کم است و فرقی با هم ندارند پس این مساله معقول به‌نظر نمی‌رسد. برای ساختن یک رنج محسوس از ارزش خازن‌ها، می‌توان برای اندازه ظرفیت از مضارب استاندارد ۱۰ استفاده نمود. مثلاً ۷/۴ – ۴۷ – ۴۷۰ و. .. و یا ۲/۲ – ۲۲۰ – ۲۲۰۰ و.. .

تشخیص مقدار خازن ها

در خازنهای الکترولیتی که ظرفیت بسیار بالایی دارند که ظرفیت همه ی آنها بر روی بدنه شان نوشته شده است(بر حسب mF). این نوع خازنها قطبی هستند یعنی دارای سر مثبت و سر منفی هستند که معمولاً سر منفی بر روی بدنه خازن مشخص شده است و باید دقت کرد که سر منفی و مثبت اشتباه وصل نشوند چون در این صورت مایع الکترولیت داخل آن به گاز تبدیل می شود و احتمالاً باعث منفجر شدن خازن می شود و یا از خازن خارج می شود در این صورت ظرفیت خازن تا حد زیادی کم خواهد شد و دیگر خازن به درد نمی خورد.

در خازن های عدسی و پلی استر معمولاً عدد ۱، ۲ یا ۳ رقمی بر روی بدنه آنها درج شده است که مقدار ظرفیت این نوع خازن را مشخص می کنند و نحوه تشخیص ظرفیت بدین صورت است: اگر عدد ۱ یا ۲ رقمی بر روی بدنه این خازنها درج شده بود همان عدد مقدار ظرفیت خازن بر حسب pF (پیکو فاراد) ، و اگر عدد ۳ رقمی بر روی بدنه آنها نوشته شده بود، (مثلاً ۲۲۳) دو رقم سمت چپ را می نویسیم (یعنی ۲۲) و به جای شماره رقم سمت راست صفر می گذاریم (یعنی ۲۲۰۰۰) و این عدد بیانگر مقدار خازن بر حسب pF است.