الکترونیک: تفاوت میان نسخه‌ها

 

مطالعه [[ادوات نیم‌رسانا|دستگاه‌های نیمه هادی]] و فن آوری مربوط به آن شاخه ای از [[فیزیک حالت جامد]] تلقی می‌شود، در حالی که طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی برای حل مشکلات عملی تحت [[مهندسی الکترونیک]] قرار دارد.

 

== مدارهای الکترونیکی ==

# تبدیل و توزیع توان الکتریکی

# اجراء عملیات خاص

هر کدام از این کاربردها با [[میدان الکترومغناطیسی]] و [[جریان الکتریکی]] سرو کار دارند. گرچه از انرژی الکتریکی در سال‌های انتهایی قرن ۱۹ برای انتقال پیام به وسیله [[تلگراف]] و [[تلفن]] استفاده می‌شد، اما بیشتر پیش‌رفت مربوط به علم الکترونیک پس از ساخت [[رادیو]] شکل گرفت. در یک نگاه ساده، یک سیستم الکترونیکی را می‌توان به سه بخش تقسیم کرد:

* ورودی: [[حسگر]]های الکترونیکی و مکانیکی (یا مبدل‌های انرژی). این تجهیزات سیگنال‌ها یا اطلاعات را از محیط خارج دریافت‌کرده و سپس آن‌ها را به جریان و ولتاژ ([[سیگنال (مهندسی برق)|سیگنال]]‌های الکتریکی) تبدیل می‌کند.

* پردازندهٔ سیگنال: این مدارها در واقع وظیفهٔ پردازش، تفسیر و تبدیل سیگنال‌های ورودی برای استفاده از آن‌ها در کاربرد مناسب را بر عهده دارد. معمولاً در این بخش پردازش سیگنال‌ها بر عهده پردازندهٔ سیگنال‌های [[دیجیتال]] است.

* خروجی: فعال‌کننده یا دیگر تجهیزات (مانند مبدل‌های انرژی) که سیگنال‌های ولتاژ یا جریان را به صورت خروجی مناسب در خواهند آورد (مانند راه انداختن یک موتور یا پخش صدا از بلندگو).

برای مثال، یک [[تلویزیون]] هر سه بخش بالا را دارد. ورودی تلویزیون سیگنال‌های پراکنده‌شده در هوا را دریافت‌کرده (به وسیله آنتن) و آن‌ها را به ولتاژ و جریان مناسب برای کار دیگر بخش‌ها تبدیل می‌کند. پردازش‌گر سیگنال پس از دریافت داده‌ها از ورودی اطلاعات مورد نیاز مانند میزان روشنایی، رنگ و صدا را از آن استخراج می‌کند. در نهایت، قسمت خروجی این اطلاعات را دوباره به صورت فیزیکی در خواهد آورد. این کار به وسیله یک [[لامپ اشعه کاتدی]] (در مدل‌های قدیمی) یا [[ال‌سی‌دی|نمایش‌گر ال‌سی‌دی]] برای نمایش تصویر و یک بلندگو برای پخش صدا انجام خواهد شد.

== تاریخچه قطعات الکترونیکی ==

[[لامپ خلأ|لامپ‌های خلاء]] یکی از اولین قطعات الکترونیکی بودند که در صنعت الکترونیک تا اواسط دههٔ ۱۹۸۰ میلادی حضور داشتند.<ref>Sōgo Okamura (1994). History of Electron Tubes. IOS Press. p. 5. {{ISBN|978-90-5199-145-1|en}}. Retrieved 5 December 2012.</ref>

از آن زمان به بعد، قطعات [[نیمه‌هادی|نیمه هادی]] بیش‌تر دنیای الکترونیک را در دست گرفت. با این‌حال، [[لامپ خلأ|لامپ‌های خلاء]] هنوز هم در برخی از دستگاه‌ها مانند [[تقویت‌کننده الکترونیکی|تقویت‌کننده]]‌های رادیویی قدرت بالا، لامپ‌های پرتوی کاتدی، تجهیزات صوتی تخصصی، تقویت‌کننده‌های گیتار و برخی از دستگاه‌های [[ریزموج|مایکروویو]] استفاده می‌شود.<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Electronics</ref>

بعدها، با پیشرفت میکروالکترونیک، قطعات کوچک‌شده و به اشکال امروزی درآمدند. امروزه، مدارها تا حدّ زیادی از حالت [[سخت‌افزار رایانه|سخت‌افزار]]<nowiki/>ی خارج شده و با بهره‌گیری از [[میکروکنترولر]] یا چیپ‌های «[[مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر|FPGA]]» و پیش‌رفت روزافزون آن‌ها پیش‌تر کارهای [[نرم‌افزار|نرم‌افزاری]] پیاده می‌شود.

== ریز کنترل‌گر ==

{{اصلی|ریزکنترل‌گر}}

قطعاتی مثل [[ترانزیستور]]، [[مدار مجتمع|آی‌سی]]، [[خازن]]، [[دیود]]، [[مقاومت (قطعه الکتریکی)|مقاومت]] و غیره در مدارهای الکترونیکی به‌کار می‌رود.

== انواع مدارهای الکترونیکی ==

[[مدار الکترونیکی|مدار]]های الکترونیکی را می‌توان به دو گروه تقسیم کرد: [[الکترونیک آنالوگ|آنالوگ]] و [[دیجیتال]]. یک دستگاه الکترونیکی ممکن است که از یک گروه یا ترکیبی از این دو گروه مداری تشکیل شده باشد.

اغلب دستگاه‌های الکترونیکی آنالوگ مانند گیرنده‌های رادیویی از ترکیب چند مدار ساخته شده‌اند. مدارهای آنالوگ با سطح ولتاژهای متنوع (و پیوسته‌ای) سر و کار دارد. مدارهای دیجیتال تنها دو سطح ولتاژ در آن‌ها تعریف شده‌است.

مدار دیجیتال، از حضور حدّاقل یک قطعهٔ دیجیتالی در کنار سایر قطعات ساخته می‌شود.

در این نوع، هستهٔ اصلی مدار یک میکروپروسسور یا میکروکنترل‌گر یا یک «IC» است که با سیگنال‌های گسسته (یا همان دیجیتال) و پیوسته (یا همان آنالوگ) به‌صورت هم‌زمان یا مجزّا در ارتباط است.

مدارهای آنالوگ صرفاً از قطعات غیر دیجیتالی مثل خازن و مقاومت و سلف و … تشکیل شده‌اند که فقط با سیگنال‌های آنالوگ کار می‌کنند.

منبع تغذیه یا باتری نقش پمپ محرّک مدار را ایفاء می‌کند که باعث می‌شود جریان از سمت پتانسیل بشده‌ان در مدار جاری‌شده و با عبور از قطعه‌ها به پتانسیل کم‌تر برود.

جریان فقط در یک مدار بسته برقرار می‌شود و اگر در یک محل از مدار فاصله‌ای بیفتَد، جریان قطع خواهد شد.

به این حالت '''مدار باز''' (open circuit) گفته می‌شود.

اگر مدار را بدون حضور هیچ قطعه‌ای ببندیم و دو سر منبع ولتاژ را با یک سیم به‌هم وصل کنیم، در اثر این اتفاق و بنابر قانون اهم به دلیل صفر بودن مقاومت، جریان بی‌نهایت از سیم گذشته و منبع تغذیه و سیم را خواهند سوخت.

به این حالت '''مدار اتصال کوتاه''' (Short Circuit) گفته می‌شود.

== جستارهای وابسته ==

* [[فوتونیک]]

== منابع ==

{{پانویس|۲}}

{{شاخه‌های الکترونیک}}

{{فناوری}}

[[رده:الکترونیک]]