شناخت قطعات الکترونیک

مقاومت :

مقاومت، از قطعات معروف و پر کاربرد در الکترونیک است. این قطعه بسیار پرکاربرد بوده و تقریبا در تمام وسایل الکترونیکی اشکالی از آن یافت می شود. وظیفه مقاومت در مدار، ایجاد “مقاومت الکتریکی” در شاخه یا حلقه‌ای از مدار است. واحد اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی در سیستم SI ، “اهم” (OHM) است، بنابراین برای نشان دادن مقدار یک مقاومت، از واحد اهم استفاده می‌شود و برای مقادیر بزرگتر از کیلو اهم مگا اهم و … استفاده می‌شود.

مقاومت‌ها در شکل‌ها و بخصوص اندازه‌های گوناگونی یافت می‌شوند. در مدارهای بزرگ‌تر، نمونه‌های آزمایشی مدارها یا پروژه‌ها از مقاومت‌های بزرگ در حد یک چهارم وات یا یک هشتم وات استفاده می‌شود. این مقاومت‌ها همان پکیج معروف چند رنگ را دارند که مقدار آن‌ها را می‌توان با استفاده از نوار‌های رنگی رو آن متوجه شد.

در الکترونیک مقاومت را با حرف R (ابتدای کلمه Resistor) نشان می‌دهند.

خازن :

خازن‌ها نیز از قطعات پرکاربرد الکترونیکی هستند که وظیفه ذخیره انرژی الکترواستاتیکی را در میدان الکتریکی داخل خود بعهده دارند. خازن‌ها قطعات دو‌قطبی هستند و در اندازه‌ها و اشکال مختلف یافت می‌شوند.

خازن‌ها نیز مانند مقاومت‌ها در دو نوع کلی ثابت و متغیر عرضه شده‌اند.

خازن‌های ثابت: این خازن‌ها دارای ظرفیت معینی هستند که در وضعیت معمولی تغییر پیدا نمی‌کنند. خازن‌های ثابت را بر اساس نوع ماده دی الکتریک به کار رفته در آن‌ها تقسیم‌بندی و نام‌گذاری می‌کنند و از آنها در مصارف مختلف استفاده می‌شود. از جمله این خازن‌ها می‌توان انواع سرامیکی، میکا، ورقه‌ای(کاغذی و پلاستیکی)، الکترولیتی، روغنی، گازی و نوع خاص فیلم (Film) را نام برد. اگر ماده دی الکتریک طی یک فعالیت شیمیایی تشکیل شده باشد آن را خازن الکترولیتی و در غیر این صورت آن را خازن خشک گویند. خازن‌های روغنی و گازی در صنعت برق بیشتر در مدارهای الکتریکی برای راه‌اندازی و یا اصلاح ضریب قدرت به کار می‌روند. بقیه خازنهای ثابت دارای ویژگیهای خاصی هستند.

خازن‌های متغیر: به طور کلی با تغییر سه عامل می‌توان ظرفیت خازن را تغییر داد: “فاصله صفحات” ، “سطح صفحات” و “نوع دی الکتریک”. اساس کار خازن متغیر بر مبنای تغییر سطح مشترک صفحات خازن یا تغییر ضخامت دی الکتریک است، ظرفیت یک خازن نسبت مستقیم با سطح مشترک دو صفحه خازن دارد. خازن‌های متغیر عموماً ازنوع عایق هوا یا پلاستیک هستند. نوعی که به وسیله دسته متحرک (محور) عمل تغییر ظرفیت انجام می‌شود “واریابل” نامند و در نوع دیگر این عمل به وسیله پیچ‌گوشتی صورت می‌گیرد که به آن “تریمر” گویند. محدوده ظرفیت خازن‌های واریابل ۱۰ تا ۴۰۰ پیکو فاراد و در خازن‌های تریمر از ۵ تا ۳۰ پیکو فاراد است. از این خازنها در گیرنده‌های رادیویی برای تنظیم فرکانس ایستگاه رادیویی استفاده می‌شود.

دیود :

دیود؛ قطعه‌ای الکترونیکی و دارای دو سر است که جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌دهد(در این حالت مقاومت دیود ایده‌آل صفر است) و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بسیار بالایی (در حد بینهایت) نشان می‌دهد. این خاصیت دیود باعث شده بود تا در سال‌های اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی، به آن دریچه هم اطلاق شود. در حال حاضر رایج‌ترین نوع دیود از بلور مواد نیمه‌رسانا ساخته می‌شود. لوله‌های خلاء که اولین دیودها بودند امروزه فقط در تکنولوژی‌هایی که در ولتاژ بالا کار می‌کنند استفاده می‌شوند. جهت استاندارد عبور جریان از آند به کاتد می‌باشد.

مهمترین کاربرد دیود عبور دادن جریان در یک جهت و ممانعت در برابر عبور جریان در جهت مخالف (به انگلیسی: reverse direction) است. در نتیجه می‌توان به دیود مثل یک شیر الکتریکی یک طرفه نگاه کرد. این ویژگی دیود برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می‌شود.

از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی جریان را از خود عبور می‌دهد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و – به کاتد) آن‌را آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می‌شود که چیزی حدود ۰٫۶ تا ۰٫۷ ولت (برای دیودهای سیلیکون) می‌باشد. اما هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می‌کنید (+ به کاتد و – به آند) جریانی از دیود عبور نمی‌کند، مگر جریان بسیار کمی که به جریان نشتی معروف است که در حدود چند µA یا حتی کمتر می‌باشد. این مقدار جریان معمولآ در اغلب مدارهای الکترونیکی قابل صرف نظر کردن بوده و تأثیری در رفتار سایر المانهای مدار نمی‌گذارد. هرچه جنس کریستال به کار رفته در ساخت دیود از نظر ساختار منظم‌تر باشد، دیود مرغوب‌تر و جریان نشتی کمتر خواهد بود. مقدار جریان نشتی در دیودهای با تکنولوژی جدید عملاً به صفر میل می‌کند. اما نکته مهم آنکه تمام دیودها یک آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژمعکوس بیش از آن شود دیوید می‌سوزد (کریستال ذوب می‌شود) و جریان را در جهت معکوس هم عبور می‌دهد. به این ولتاژ آستانه شکست دیود گفته می‌شود.

سلف :

سلف قطعه‌ای الکترونیکی، غیرفعال (پسیو) و دوپایه است که به آن سیم‌پیچ یا القاگر نیز می‌گویند. عملکرد اصلی سلف، مقاومت در برابر تغییرات جریان الکتریکی می‌باشد. این قطعه معمولا از رسانایی مانند یک سیم که به صورت سیم پیچ درآمده و به دور هسته‌ای از جنس خاص پیچیده شده تشکیل می‌شود.

وقتی که جریانی از سیم پیچ می‌گذرد، انرژی به صورت میدان مغناطیسی در سیم پیچ ذخیره می‌شود. زمانی که شدت جریان تغییر کند، میدان مغناطیسی متغیر با زمان، ولتاژی را در هادی القا می‌کند و بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، این ولتاژ مانع از تغییر جریانی که در سیم پیچ قرار داشت می‌شود . مشخصه اصلی سلف خودالقایی یا اندوکتانس می‌باشد که واحد آن هانری است و با (H) نشان می‌دهند. اکثر سلفها هسته‌ای آهنربایی و ساخته شده از آهن یا فریت هستند که سیم پیچ به دور آنها بسته می‌شود و باعث افزایش میدان مغناطیسی و القاگری می‌شوند.
به همراه مقاومت‌ها و خازن‌ها، سلف‌ها یکی از سه عنصر خطی و غیر‌فعال تشکیل دهنده مدارهای الکترونیکی هستند. از سلف ها به طور وسیع در تجهیزاتی که با برق متناوب (AC) کار می‌کنند، استفاده می‌شود. نمونه دیگری از کاربردهای سلف در تجهیزات رادیو می‌باشد. از سلف‌ها برای جلوگیری از جریان متناوب نیز استفاده می‌شود؛ زیرا سلف جریان مستقیم (DC) را عبور می دهد اما مانع از عبور جریان متناوب می‌شود. از کاربردهای دیگر سلف می‌توان به استفاده از آنها در فیلترهای الکترونیکی به جهت جداسازی سیگنال‌ها از فرکانس‌های مختلف و در مدارهای تنظیم گیرنده های رادیو و تلوزیون نام برد.

ترانزیستور :

ترانزیستور یکی از مهمترین قطعات الکترونیکی می‌باشد. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم و ژرمانیم ساخته می‌شود. یک ترانزیستور در ساختار خود دارای پیوندهای پیوند نوع Nو پیوند نوع Pمی‌باشد.

ترانزیستورهای جدید به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند؛  ترانزیستورهای اتصال دوقطبی(BJT) و ترانزیستورهای اثر میدانی(FET). اعمال جریان درBJTها و ولتاژ در‌FETها بین ورودی و ترمینال مشترک رسانایی بین خروجی و ترمینال مشترک را افزایش می‌دهد، از این رو سبب کنترل جریان بین آن‌ها می‌شود. مشخصات ترانزیستورها به نوع آن بستگی دارد. لغت ترانزیستور به نوع اتصال نقطه‌ای آن اشاره دارد. در مدارهای آنالوگ، ترانزیستورها در تقویت کننده‌ها استفاده می‌شوند، مانند؛ تقویت کننده‌های جریان مستقیم، تقویت کننده‌های صدا، تقویت کننده‌های امواج رادیویی و منابع تغذیه تنظیم شده خطی. همچنین از ترانزیستورها در مدارات دیجیتال بعنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می‌شود، اما به ندرت به صورت یک قطعه جدا، بلکه به صورت بهم پیوسته در مدارات مجتمع یکپارچه به‌کار می‌روند. مداراهای دیجیتال شامل گیت‌های منطقی، حافظه با دسترسی تصادفی (RAM)، میکروپروسسورها و پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSPs) هستند. ترانزیستور می‌تواند به عنوان سوییچ نیز کار کند. ترانزستور سه پایه دارد.