رفتن به مطلب

آشنایی با قطعات پرکاربرد رباتیک


Yamna 1

ارسال های توصیه شده

جلسه اول

jh2ddhjgegmoze9bqo13.jpg

مقاومت

 

 

مقاومت الکتریکی یک وسیله برای کم کردن جریان الکتریکی میباشد که باعث میشود عنصر نورانی ما در مدار نسوزد.در بعضي

 

جاها ما عمداً براي توليد گرما از مقاومت استفاده ميكنيم.

مثل مقاومت تنگستن لامپ يا سيم مقاومت داري كه در سماورهاي برقي يا بخاري برقي ها استفاده ميكنيم كه به آن المنت هم

 

می گویند.

 

حال با ذکر مثالی ساده این مسئله را شرح می دهیم؛ الكترونها در هادي براحتي نمي توانند حركت كنند زيرا در مسير حركت

 

آنها موانعي وجود دارد كه بطور ساده آنها را مقاومت هادي در برابر عبور جريان مي گوييم. هرچه قدر اين موانع كمتر باشد عبور

 

جريان بهتر صورت ميگيرد و مي گوييم جسم، هادي بهتري است.

 

اين موضوع نخستين بار توسط سيمون اهم يك فيزيكدان آلماني مطرح شد. به همين دليل واحد اندازه گيري مقاومت اهم است.

 

يك اهم عبارتست از مقدار مقاومتي كه اگر به دو سريك منبع ولتاژ يك ولتي وصل شود جريان يك آمپر از آن عبور كند.

کاربرد مقاومت الکتریکی:

غالبا از مقاومت ها برای نسوختن وسایل استفاده میگردد ولی کاربردهای فراوانی در طراحی مدارات دارد.

 

نکته مهم در قرار دادن مقاومت در مدار این است که فرقی نمیکند که پایه ها را از چه جهتی در مدار وارد کنیم، به عبارتی پایه

 

های مقاومت با هم فرقی ندارند.مقاومت ها در اندازه ها و شکل های مختلفی ساخته شده اند که بسته به نیاز از آنها استفاده

 

می شود.

در مقاومت های معمول که دارای ۴ حلقه رنگی هستند، سه رنگ ابتدایی که نزدیک به هم و با فاصله یکسان هستند، مقدار

 

مقاومت و رنگ آخری ظریب خطای مقاومت را مشخص می نماید. برای خواندن مقدار مقاومت از روی رنگ ها، نیاز است تا عدد

 

متناظر هر رنگ را بدانید که در تصویر زیر مشخص شده است. برای محاسبه عدد متناظر با رنگ اول را نوشته، سپس عدد

 

متناظر رنگ دوم را سمت راست عدد اول مینویسیم و به تعداد عدد متناظر با رنگ سوم در سمت راست عدد بدست آمده صفر

 

می گذاریم.

 

jeg70y01eyx82dooqpap.png0plhr1ge3tjzz4u3g4.jpg

 

مثلا اگر سه رنگ اول مقاومت به ترتیب “قهوه ای، قرمز، قرمز” باشند، عدد ۲۲۰۰ اهم بدست می آید که معادل ۲٫۲ کیلو اهم

 

است. (۲٫۲Kohm یا ۲k2)مقاومت گچی یا آجری:مقاومت های گچی، معمولا دارای مقدار بسیار کمی مقاومت الکتریکی (در حد چند

 

اهم یا چند صدم اهم) اما دارای توان بسار بالا هستند.

 

از آنجایی که هر چه مقاومت الکتریکی کمتر باشد، جریان گذرنده از قطعه بالاتر خواهد بود، بنابراین در مداراتی نظیر

 

شارژر های باتری های اسیدی و …که نیاز است برای تعدیل جریان بالا از مقاومت های با مقدار اهم پایین استفاده شود، از

 

مقاومت های گچی استفاده می کنیم.همچنین انواع دیگری از مقاومت های توان بالا موجود است که برای مهار کردن گرمای بالای

 

تولیدی، روی آن به هیت سینک آلومینیومی مجهز شده است.

 

یک نمونه از این مقاومت را در تصویر زیر میبینید. توان این مقاومت ۵۰ وات است.مقاومت SMD:در مقابل در مدارهای الکترونیکی

 

امروز نظیر مادربورد ها، گوشی های تلفن همراه و … از مقاومت های بسیار کوچکی استفاده

 

می شود که به مقاومت smd معروف هستند.SMD مخفف Surface mount device و به معنی قطعات نصب شده روی سطح می

 

باشد.

 

قطعات نصب سطحی ؛ قطعات الکترونیکی هستند که به مدار چاپی به روش فناوری نصب سطحی Surface-mount technology

 

متصل شده اند.

 

اندازه این قطعات همانطور که در تصویر زیر می بینید بسیار کوچک بوده و باعث اشغال فضای بسیار کمتری روی برد الکترونیکی می

 

شود.

jrc9llacvr4wyaz7zrrc.jpg

مقاومت شانه ای (آرایه ای)

 

2hme77j1sqrp8zg7kg.jpg

لینک به دیدگاه

جلسه دوم

 

 

gwsw65mw6peu0vdbcyc.jpg

 

خازن

خازن یا انباره (به انگلیسی: Capacitor) وسیله‌ای الکتریکی است که می‌تواند بار الکتریکی و انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند.

 

انواع مختلفی از خازن‌ها وجود دارد اما همه آنها شامل حداقل دو هادی هستند که توسط یک عایق، از یکدیگر جدا شده‌اند. نام

 

این هادی‌ها صفحات خازن است.

 

صفحات خازن می‌توانند از جنس فلز یا الکترولیت باشند. عایق دی الکتریک نیز لایه‌ای عایق است که بین صفحات خازن قرار

 

می‌گیرد و ظرفیت خازن را افزایش می‌دهد، و جنس آن می‌تواند از شیشه، آب، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد.

 

خازن‌ها کاربرد‌های وسیعی دارند. آنها به همراه مقاومت‌ها، در مدارات تایمینگ استفاده می‌شوند. همچنین از خازن‌ها برای صاف

 

کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود. از خازن‌ها در مدارات به‌عنوان فیلتر هم استفاده می‌شود. زیرا خازن‌ها به

 

راحتی سیگنالهای متناوب را عبور می‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم می‌شوند.

خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند.

 

با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود، برای ایجاد میدان‌های الکتریکی یکنواخت می‌توان از خازن استفاده کرد.

 

خازنها می‌توانند میدانهای الکتریکی را در حجم‌های کوچک نگه دارند؛ به علاوه می‌توان از آنها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد.

 

خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع

 

خازن در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف CC که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند. ساختمان داخلی

 

خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می‌شود:

 

 

الف – صفحات هادی

ب – عایق بین هادیها (دی الکتریک)

ساختمان خازن

 

هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود، تشکیل خازن می‌دهند. معمولا صفحات هادی خازن از

 

جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتا زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی الکتریک) از جنس هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ،

 

سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده می‌شود. هر چه ضریب دی الکتریک یک ماده عایق بزرگتر باشد آن دی

 

الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است. به عنوان مثال ، ضریب دی الکتریک هوا 1 و ضریب دی الکتریک اکسید آلومینیوم 7

 

می‌باشد. بنابراین خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم 7 برابر خاصیت عایقی هوا است.

انواع خازن

 

الف- خازنهای ثابت

 

ب- خازنهای متغیر

 

  • واریابل
  • تریمر

انواع خازن بر اساس شکل ظاهری آنها

 

  1. مسطح
  2. کروی
  3. استوانه‌ای

انواع خازن بر اساس دی الکتریک آنها

 

  1. خازن کاغذی
  2. خازن الکترونیکی
  3. خازن سرامیکی
  4. خازن متغییر

 

 

[TABLE]

[TR]

[TD][TABLE]

[TR]

[TD]SphericaCapacitance4.JPG[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]خازن کروی[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

خازن مسطح (خازن تخت)

 

دو صفحه فلزی موازی که بین آنها عایقی به نام دی الکتریک قرار دارد، مانند (هوا ، شیشه). با اتصال صفحات خازن به یک مولد

 

می‌توان خازن را باردار کرد. اختلاف پتانسیل بین دو سر صفحات خازن برابر اختلاف پتانسیل دو سر مولد خواهد بود.

ظرفیت خازن ©

 

نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن گویند؛ که مقداری ثابت است.

 

 

C = kε0 A/d

 

C = ظرفیت خازن بر حسب فاراد

 

Q = بار ذخیره شده برحسب کولن

 

V = اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت

 

 

ε0 = قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: 8.85 × 12-10 _ C2/N.m2

 

 

k (بدون یکا) = ثابت دی الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریبا برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند

 

شیشه و روغن

لینک به دیدگاه

جلسه سوم

 

 

 

دیود

 

Diode.jpg

دیود (به انگلیسی: Diode)، (نام‌های دیگر: «دوقطبی الکترونیکی»، «یکسوساز») قطعه ای الکترونیکی است که دارای دو سر می

 

باشد. دیود، جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می دهد (در این حالت، مقاومت دیود ایده‌آل، صفر است) و در جهت دیگر،

 

در مقابل گذر جریان از خود، مقاومت بسیار بالایی (در حدّ بینهایت) نشان می دهد. این خاصیّت دیود، باعث شده بود تا در

 

سال‌های اولیهٔ ساخت این قطعه ی الکترونیکی، به آن «دریچه» نیز اطلاق شود. در حال حاضر، رایج‌ترین گونهٔ دیود

 

از بلور مادّه‌های نیمه هادی ساخته می‌شود. دیود را از اتصال دو نیم‌رسانا از نوع P و N می سازند. به پایه ای که به نیمه هادی N

 

متصل است "کاتد" و به پایه ای که به نیمه هادی نوع P متصل است "آند" گفته می شود. لامپ های خلاء که نخستین دیودها

 

بودند، امروزه فقط در فنّاوری هایی که در ولتاژ بالا کار می‌کنند استفاده می‌شوند. دیود، اولین قطعه تولید شده با نیمه هادی ها

 

است.

مهم‌ترین کاربرد دیود، عبور جریان در یک جهت (به انگلیسی: diode's forward direction) و ممانعت در برابر گذر جریان در جهت

 

مخالف (به انگلیسی:reverse direction) است(یکسو سازی). درنتیجه می‌توان به دیود مثل یک شیر الکتریکی یکطرفه نگاه کرد.

 

این ویژگی دیود برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می‌شود.

به لحاظ الکتریکی، یک دیود، هنگامی جریان را از خود می‌گذراند که با برقرار کردن ولتاژ (بایاس کردن) در جهت درست (+ به آنُد و -

 

به کاتُد که به آن بایاس مستقیم گفته می شود) آن را آمادهٔ کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به رسانش

 

جریان الکتریکی نماید، ولتاژ آستانه یا ((threshold voltage) نامیده می‌شود که چیزی حدود ۰٫۶ تا ۰٫۷ ولت (برای

 

دیودهای سیلیکون) و ۰٫۲ تا ۰٫۳ ولت (برای دیود ژرمانیوم) می‌باشد. امّا هنگامی که ولتاژ معکوس به دیود متّصل شود، (+ به کاتُد

 

و - به آنُد که به آن بایاس معکوس می گویند) جریانی از آن، نمی‌گذرد؛ مگر جریان بسیار کمی که به «جریان نشتی» معروف است

 

و در حدود چند میکروآمپر یا حتّی کمتر می‌باشد. این مقدار جریان معمولاً در اغلب مدارهای الکترونیکی قابل چشم پوشی است و

 

تأثیری در رفتار سایر المان های مدار نمی‌گذارد. هرچه جنس بلور به‌کاررفته در ساخت دیود، به لحاظ ساختار، منظّم‌تر باشد، دیودْ

 

مرغوب‌تر و جریان نشتی، کمتر خواهد بود. مقدار جریان نشتی در دیود‌های با فنّاوری جدید، عملاً به صفر می‌گراید. امّا نکتۀ مهم

 

آنکه تمام دیودها یک آستانه برای بیشینه ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس، بیش از آن شود، دیود می‌سوزد (بلور ذوب

 

می‌شود) و جریان را در جهت معکوس نیز می‌گذراند. به این ولتاژ آستانه، «ولتاژ شکست» گفته می‌شود.

دیود وسیله ای است که از پیوند دو نیمه رسانا به وجود می آید و جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور داده و در جهت دیگر

 

در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بسیار بالایی نشان می‌دهد.

در حال حاضر رایج ترین نوع دیود از بلور مواد نیمه رسانا ساخته می شود. لوله های خلاء که اولین دیودها بودند، امروزه فقط در

 

تکنولوژی هایی که در ولتاژ بالا کار می کنند، استفاده می شوند.

 

از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی جریان را از خود عبور می دهد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و - به

 

کاتد) آن را 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 می‌باشد (برای دیودهای سیلیکون).

 

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.

 

کاربرد دیود

 

هرچه جنس کریستال به کار رفته در ساخت دیود از نظر ساختار منظم تر باشد، دیود مرغوبتر و جریان نشتی کمتر خواهد بود.

 

مقدار جریان نشتی در دیود های با تکنولوژی جدید عملا به صفر میل می کند. اما نکته مهم آنکه تمام دیودها یک آستانه برای

 

حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس بیش از آن شود دیود می‌سوزد (کریستال ذوب می شود) و جریان را در جهت

 

معکوس هم عبور می‌دهد. به این ولتاژ آستانه شکست دیود گفته می‌شود.

 

از این عناصر در فرایند یکسو سازی جریان متناوب استفاده میشود بطوریکه به کمک آنها میتوان جریان متناوب (AC) را به جریان

 

مستقیم (DC) تبدیل کرد. از دیگر کاربردهای دیود میتوان به استفاده در سیستمهای مخابرات نوری، نمایشگرهای دیجیتالی، باتری

 

های خورشیدی و ... اشاره داشت.

 

دیودها از نیمه هادی های نوع N و P ساخته می شوند . هرگاه دو کریستال نیمه هادی نوع N و P به هم اتصال یابند الکترونهای

 

آزاد نیمه هادی نوع N که در نزدیکی محل اتصال P–N قرار دارند به منطقه P نفوذ می نمایند و با حفره های کریستال نوع P ترکیب

 

می شوند و به این ترتیب حفره هایی از بین می روند و الکترونهای آزاد به صورت الکترون های ظرفیت درمی آیند . عبور یک الکترون

 

از محل اتصال سبب ایجاد یک جفت یون می شود زیرا وقتی الکترونی از ناحیه N به ناحیه P وارد می شود در ناحیه N یک اتم پنج

 

ظرفیتی الکترونی را از دست داده و به یون مثبت تبدیل می شود و در مقابل ، در ناحیه P یک اتم سه ظرفیتی الکترونی را دریافت

 

می کند و به یون منفی تبدیل می شود . به این ترتیب در اثر عبور تعداد زیادی الکترون از محل اتصال نیمه هادی ها ، در محل پیوند

 

تعداد زیادی یون مثبت و منفی ایجاد می شود . این یون ها در کریستال ثابت هستند زیرا به علت پیوند کووالانس بین الکترونهای

 

اتم ها ، نمی توانند مانند الکترونهای آزاد حرکت کنند . بنابراین در محل پیوند ناحیه ای به نام لایه تخلیه به وجود می آید که در آن

 

حامل های هدایت الکتریکی یعنی الکترونها و حفره ها وجود ندارند . به ناحیه تخلیه ، ناحیه سد هم گفته می شود . یون های

 

مثبت و منفی در ناحیه تخلیه سبب ایجاد میدان الکتریکی می شوند . این میدان الکتریکی با عبور الکترونهای آزاد از محل اتصال

 

مخالفت می کند . هرگاه میدان ایجاد شده به حدی برسد که مانع عبور الکترون از محل اتصال گردد حالت تعادل به وجود می آید و

 

به این صورت دیود کریستالی ساخته می شود . ولتاژ ایجاد شده در ناحیه تخلیه ، پتانسیل سد نامیده می شود . در شکل (1)

 

ساختمان دیود نمایش داده شده است .

1374939802_axdiod1.gif

 

شکل (1)

در این شکل یون های مثبت ومنفی در ناحیه تخلیه و میدان الکتریکی ایجاد شده بین یون ها و همچنین نیمه هادی های نوع N و P

 

به خوبی نمایش داده شده است . در این شکل دایره های سفید رنگ ، بیانگر حفره ها و دایره های دنباله دار قرمز رنگ ، بیانگر

 

الکترونهای آزاد در حال حرکت هستند . در ادامه می خواهیم به بررسی این موضوع بپردازیم که اگر ولتاژی به دو سر اتصال P–N

 

اعمال شود چه اتفاقی روی می دهد .

 

بایاس کردن اتصال P–N : هرگاه به دو سر اتصال P–N ولتاژی اعمال کنیم گوییم آن را بایاس نموده ایم . بایاس کردن اتصال P–N به

 

دو صورت مستقیم و معکوس انجام می گیرد .

 

بایاس مستقیم ( Forward Bias ) : اگر قطب مثبت منبع تغذیه را به نیمه هادی نوع P و قطب منفی منبع تغذیه را به نیمه هادی

 

نوع N وصل کنیم ، دیود را در بایاس مستقیم یا موافق قرار داده ایم . در شکل (2) بایاس مستقیم دیود نمایش داده شده است .

 

 

 

1374939848_axdiod2.gif

 

 

شکل (2)

هنگامی که میدان الکتریکی ناشی از منبع تغذیه ، میدان الکتریکی پتانسیل سد را خنثی می کند ، منطقه تخلیه و پتانسیل سد از

 

بین می رود و الکترونهای کریستال N به سمت محل پیوند رانده می شوند . این الکترونها وارد کریستال نوع P شده و در اثر ترکیب

 

با حفره ها به الکترون ظرفیت تبدیل می شوند . الکترونهای ظرفیت از حفره ای به حفره دیگر می روند تا به انتهای کریستال و

 

سرانجام به قطب مثبت منبع تغذیه می رسند . چنین به نظر می رسد که حفره ها در کریستال نوع P در خلاف جهت حرکت

 

الکترونها حرکت می کنند و جریانی را به وجود می آورند ، در حالی که عملاً آنها بدون حرکت هستند . در بایاس مستقیم دیود ، اگر

 

ولتاژ دو سر دیود را به تدریج از صفر افزایش دهیم ، در ابتدا جریان کمی از مدار عبور خواهد کرد . همین که ولتاژ دو سر دیود به

 

حدود ولتاژ تماس پیوند P–N رسید جریان شروع به افزایش می نماید . این ولتاژ حدی را ولتاژ آستانه هدایت دیود می گویند . در

 

شکل (3) منحنی مشخصه ولت – آمپر دیود در بایاس مستقیم نمایش داده شده است .

 

 

 

 

1374940051_axdiod3.gif

 

 

شکل (3)

بایاس معکوس ( Reverse Bias ) : اگر قطب مثبت منبع تغذیه را به کریستال نوع N و قطب منفی آن را به کریستال نوع P متصل

 

کنیم ، دیود را در بایاس معکوس یا مخالف قرار داده ایم . در شکل (44) بایاس معکوس دیود نمایش داده شده است .

 

1374940049_axdiod4.gif

 

شکل (4)

در این حالت الکترونهایی از قطب منفی منبع تغذیه وارد نیمه هادی نوع P می شوند و با حفره های مجاور ناحیه تخلیه ترکیب می

 

شوند و به این ترتیب سبب افزایش عرض ناحیه تخلیه در نیمه هادی نوع P می شوند . همچنین در نیمه هادی نوع N ، الکترونهای

 

اطراف ناحیه تخلیه جذب قطب مثبت منبع تغذیه می شوند و آن نواحی از الکترون تهی می شود و به این ترتیب در نیمه هادی نوع

 

N نیز عرض ناحیه تخلیه افزایش می یابد . با افزایش ناحیه تخلیه ، پتانسیل سد نیز افزایش می یابد و این افزایش پتانسیل سد

 

آنقدر ادامه می یابد تا پتانسیل سد با ولتاژ منبع تغذیه برابر شود و پس از آن عرض ناحیه تخلیه ثابت خواهد ماند . علت این امر این

 

است که زمانی که پتانسیل سد با ولتاژ منبع تغذیه برابر می شود در نیمه هادی نوع N ، نیروی دافعه بین یون های منفی و

 

الکترونهای قطب منفی منبع تغذیه مانع نزدیک شدن این الکترونها به ناحیه تخلیه می شود و در نتیجه عرض ناحیه تخلیه در این

 

نیمه هادی ثابت می ماند . همچنین در نیمه هادی نوع P نیز ، نیروی جاذبه بین یون های مثبت و الکترونهای اطراف ناحیه تخلیه ،

 

مانع دور شدن این الکترونها از این نواحی می شود و در نتیجه در این نیمه هادی نیز عرض ناحیه تخلیه ثابت می ماند . البته توجه

 

داشته باشید که در بایاس معکوس دیود ، جریان بسیار ضعیفی از دیود عبور می کند که جهت این جریان از طرف کاتد به طرف آند

 

است و علت برقراری این جریان در دیود این است که در بایاس معکوس دیود ، در ناحیه تخلیه یک میدان الکتریکی قوی ایجاد می

 

شود . تحت تأثیر این میدان و نیز انرژی حرارتی محیط ، بعضی از پیوند های کووالانسی بین یون ها و اتم ها شکسته شده و

 

الکترونهایی آزاد می شوند . الکترونهای آزاد شده در خلاف جهت میدان حرکت کرده و خود را به قطب مثبت منبع تغذیه می رسانند

 

. بعضی از این الکترونها در طول مسیر خود با حامل های اقلیت نیمه هادی نوع N یعنی حفره ها ترکیب می شوند و در اثر شکسته

 

شدن پیوندها یی ، مجدداً همان تعداد الکترون آزاد می شود که به طرف قطب مثبت منبع تغذیه حرکت می کنند . هم زمان در نیمه

 

هادی نوع P نیز ، حامل های اقلیت که الکترونها هستند وارد ناحیه تخلیه شده و با حفره های ایجاد شده ترکیب می شوند و همان

 

تعداد الکترون از منبع تغذیه وارد نیمه هادی نوع P می شود و به این ترتیب جریان ضعیفی در دیود جاری می شود که به آن جریان

 

اشباع معکوس دیود می گویند . بنابراین ، این حامل های اقلیت نیمه هادی ها هستند که سبب برقراری جریان اشباع معکوس در

 

دیود می شوند . مقدار جریان اشباع معکوس دیود به درجه حرارت محیط وابسته است و پس از به اشباع رسیدن جریان معکوس

 

دیود ، افزایش ولتاژ معکوس در مقدار آن تأثیری ندارد . اما آیا می توان هر مقدار ولتاژ معکوسی را به دو سر دیود وصل کرد ؟ این

 

موضوع را در ادامه و تحت عنوان ولتاژ شکست معکوس دیود مورد بررسی قرار می دهیم .

 

ولتاژ شکست معکوس دیود : زمانی که ولتاژ معکوس دو سر دیود از یک مقدار مشخصی بیشتر شود جریان معکوس دیود به

 

سرعت و به شدت افزایش می یابد و این جریان زیاد ، حرارت زیادی در دیود تولید می کند که سبب سوختن دیود می شود . به

 

پدیده ای که در این حالت رخ می دهد پدیده شکست و به ولتاژی که در آن ، این پدیده آغاز می شود ولتاژ شکست معکوس دیود

 

می گویند . پدیده شکست دیود می تواند حاصل یکی از دو پدیده شکست ضرب بهمنی و یا شکست زنر باشد که در ادامه به

 

بررسی آنها می پردازیم .

 

پدیده شکست ضرب بهمنی : دیدیم که در بایاس معکوس دیود با زیاد شدن ولتاژ معکوس ، عرض ناحیه تخلیه بیشتر می شود و

 

همچنین شدت میدان الکتریکی در این ناحیه افزایش می یابد . حال اگر ولتاژ معکوس دیود به مقدار خاصی برسد ، در اثر میدان

 

الکتریکی قوی ایجاد شده ، حامل های اقلیت نیمه هادی نوع P در خلاف جهت میدان شروع به حرکت کرده و به سرعت شتاب

 

می گیرند . این حامل ها با شتاب گرفتن خود می توانند با شدت زیاد با یون ها و اتم های واقع در ناحیه تخلیه برخورد نموده و ضمن

 

شکستن پیوندهای کووالانس آنها ، تعدادی حامل جدید را نیز آزاد نمایند . حامل های جدید نیز تحت تأثیر میدان الکتریکی زیاد در

 

ناحیه تخلیه قرار گرفته و پس از برخورد با یون ها و اتم های دیگر ، حامل های بیشتری را از پیوندهای کووالانس آنها جدا می سازند

 

. بنابراین تعداد حامل هایی که می توانند در ایجاد جریان دخالت کنند بطور ناگهانی افزایش یافته و باعث افزایش سریع جریان می

 

شوند . این پدیده را که موجب افزایش ناگهانی جریان معکوس دیود می شود ، پدیده شکست ضرب بهمنی گویند .

 

پدیده شکست زنر : با زیاد شدن ولتاژ معکوس دیود ، شدت میدان الکتریکی در ناحیه تخلیه ممکن است به حدی برسد که بتواند

 

مستقیماً پیوندهای کووالانسی موجود در این ناحیه را شکسته و الکترونهای زیادی را آزاد نماید . در این حالت جدا شدن الکترونها

 

ناشی از برخورد سایر الکترونها با آنها نبوده ، بلکه ناشی از تأثیر مستقیم میدان الکتریکی ناحیه تخلیه بر آنها است . این پدیده نیز

 

باعث افزایش سریع جریان معکوس دیود می شود .

 

در شکل (55) منحنی مشخصه ولت – آمپر دیود در بایاس معکوس نمایش داده شده است .

 

1374940029_axdiod5.gif

 

شکل (5)

مقادیر حد در دیودها : برخی از کمیت های دیود اگر از میزان ماکزیمم بیشتر شوند به دیود آسیب می رسانند . مقادیر ماکزیمم این

 

کمیت ها مقادیر حد دیود نام دارند . برخی از مقادیر حد که در کتاب مشخصات دیودها آورده می شوند و با توجه به طراحی می

 

توان از آنها استفاده نمود عبارتند از :

 

1- حداکثر ولتاژ معکوس : حداکثر ولتاژی که در بایاس معکوس می تواند در دو سر دیود قرار گیرد بطوری که دیود آسیب نبیند ،

 

حداکثر ولتاژ معکوس دیود نام دارد . معمولاً چهار پارامتر برای حداکثر ولتاژ معکوس قید می شود که این چهار پارامتر عبارتند از :

 

الف ) حداکثر ولتاژ معکوس DC : حداکثر ولتاژ DC اعمال شده به دو سر دیود در بایاس معکوس که دیود می تواند تحمل کند را

 

حداکثر ولتاژ معکوس DC می گویند و آن را با VR نمایش می دهند .

 

ب) حداکثر ولتاژ معکوس مؤثر : حداکثر ولتاژ مؤثری که به صورت معکوس می تواند در دو سر دیود قرار گیرد به طوری که دیود آسیب

 

نبیند و آن را با (VR(rms نمایش می دهند .

 

ج ) ولتاژ معکوس قابل تحمل در وضعیت کار عادی : حداکثر ولتاژ معکوس قابل تحمل توسط دیود در وضعیت کار عادی را ولتاژ

 

معکوس قابل تحمل در وضعیت کار عادی می گویند و آن را با VRWM نمایش می دهند .

 

د ) ماکزیمم ولتاژ معکوس تکرار سیکل ها : حداکثر ولتاژ معکوسی که به صورت تکرار سیکل ها می تواند در دو سر دیود قرار بگیرد

 

بطوری که دیود آسیب نبیند را ماکزیمم ولتاژ معکوس تکرار سیکل ها می گویند و آن را با VRRM نمایش می دهند .

 

2- حداکثر جریان مستقیم : به حداکثر جریان DC یا متوسط که می توان از دیود در گرایش مستقیم عبور داد به گونه ای که دیود

 

آسیب نبیند حداکثر جریان مستقیم دیود می گویند و آن را با IF نمایش می دهند . در اثر عبور این جریان در محل اتصال P–N حرارت

 

ایجاد می شود . اگر در هوای آزاد ، حرارت ایجاد شده در دیود خوب دفع نشود دیود را روی گرماگیر نصب نمود .

 

3- حداکثر جریان تکرای : حداکثر جریانی که به صورت تکرار سیکل ها در بایاس مستقیم در دیود جاری می شود را حداکثر جریان

 

تکراری دیود می گویند و آن را با IFRMنمایش می دهند . در شکل (66) یک نمونه جریان تکراری نمایش داده شده است .

 

1374940196_axdiod6.gif

 

 

شکل (6)

4- حداکثر جریان لحظه ای : حداکثر جریانی که در زمان بسیار کوتاه ( حدود چند میکروثانیه ) می تواند از دیود عبور کند به گونه ای

 

که به دیود آسیب نرسد را حداکثر جریان لحظه ای دیود گویند و آن را با IFSM نمایش می دهند .

 

5- درجه حرارت محل پیوند : حداکثر حرارتی که در یک دیود ، در محل پیوند نیمه هادی های N و P می تواند ایجاد شود به طوری که

 

به دیود آسیب نرسد و آن را با Tj نمایش داده می شود .

 

انواع دیود : دیودها انواع مختلفی دارند که در ادامه به بررسی آنها می پردازیم .

 

دیود معمولی : دیودهای معمولی سیلیسیمی در بایاس مستقیم و به ازای ولتاژهای کمتر از 0.5 ولت جریانی را از خود عبور نمی

 

دهند . اگر ولتاژ بایاس بین 0.5 تا حدود 0.65 ولت شود ، جریان ضعیفی در دیود برقرار می شود و اگر ولتاژ بایاس بیشتر از این

 

مقدار شود جریان دیود به طور ناگهانی افزایش می یابد . بنابراین ولتاژ آستانه هدایت دیود معمولی سیلیسیمی حدود 0.65 ولت

 

می باشد . دیودهای معمولی ژرمانیومی دارای ولتاژ آستانه هدایت 0.2 ولت می باشند . این دیودها در بایاس مستقیم ، به ازای

 

ولتاژ بایاس کمتر از 0.1 ولت جریانی را از خود عبور نمی دهند و اگر ولتاژ بایاس بین 0.1 تا 0.2 ولت شود ، جریان ضعیفی در دیود

 

برقرار می شود و در صورتی که مقدار ولتاژ بایاس از 0.2 ولت بیشتر شود ، جریان دیود به طور ناگهانی افزایش می یابد . دیودهای

 

معمولی دارای ولتاژ شکست معکوس بالایی هستند که مقدار ولتاژ شکست معکوس هر نوع دیود توسط کارخانه سازنده آن

 

مشخص می شود . دیودهای معمولی ، از نظر شکل ظاهری انواع مختلفی دارند اما علامت اختصاری همه آنها یکسان است . در

 

شکل (7) علامت اختصاری دیود معمولی نمایش داده شده است .

 

1374940177_axdiod7.gif

 

 

شکل (7)

در شکل (7) ، علامت مثلث ، جهت جریان قراردادی در دیود به ازای بایاس مستقیم را نشان می دهد . همچنین نیمه هادی نوع P

 

، آند و نیمه هادی نوع N ، کاتد نام گذاری شده است و شرط هدایت دیود این است که ولتاژ آند حداقل به اندازه ولتاژ آستانه

 

هدایت دیود ، بیشتر از کاتد باشد . معمولاً بر روی دیود ، پایه کاتد توسط یک نوار رنگی و یا یک نقطه مشخص می شود و گاهی نیز

 

بر روی دیود علامت اختصاری آن را درج می کنند که در این صورت تشخیص پایه های دیود مطابق شکل (7) می باشد . تعدادی از

 

دیودهای معمولی که کاربرد زیادی دارند دیودهای 1N4001 تا 1N4007 هستند . این دیودها در مدارهای مختلف از جمله در

 

مدارهای یکسوساز به وفور مورد استفاده قرار می گیرند . در جدول شماره (1) این دیودها از نظر مقادیر حد ، با یکدیگر مقایسه

شده اند .

 

 

[TABLE]

[TR]

[TD]حروف اختصاری[/TD]

[TD]1N4001[/TD]

[TD]1N4002[/TD]

[TD]1N4003[/TD]

[TD]1N4004[/TD]

[TD]1N4005[/TD]

[TD]1N4006[/TD]

[TD]1N4007[/TD]

[TD]واحد[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]VRRM

VRWM

VR[/TD]

[TD]50[/TD]

[TD]100[/TD]

[TD]200[/TD]

[TD]400[/TD]

[TD]600[/TD]

[TD]800[/TD]

[TD]1000[/TD]

[TD]ولت[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]VRSM[/TD]

[TD]60[/TD]

[TD]120[/TD]

[TD]240[/TD]

[TD]480[/TD]

[TD]720[/TD]

[TD]1000[/TD]

[TD]1200[/TD]

[TD]ولت[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]VR(rms)[/TD]

[TD]35[/TD]

[TD]70[/TD]

[TD]140[/TD]

[TD]280[/TD]

[TD]420[/TD]

[TD]560[/TD]

[TD]700[/TD]

[TD]ولت[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]IF[/TD]

[TD=colspan: 7]1[/TD]

[TD]آمپر[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]IFSM[/TD]

[TD=colspan: 7]30 ( برای یک سیکل )[/TD]

[TD]آمپر[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]Tj[/TD]

[TD=colspan: 7]– 65 to +175[/TD]

[TD]درجه سانتی گراد[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

 

جدول شماره (1)

 

در شکل (8) تصویری از چند دیود معمولی 1N4007 نمایش داده شده است .

 

 

1374940073_axdiod8.gif

 

 

شکل (8)

 

 

 

دیود زنر ( Zener Diode ) : دیود زنر هم مانند دیود معمولی از اتصال دو کریستال P و N ساخته می شود . جنس نیمه هادی های ا

 

این دیود از سیلیسیم بوده و در بایاس موافق مانند یک دیود معمولی سیلیسیمی عمل می کند . بر خلاف دیود های معمولی که

 

در بایاس مخالف ، در منطقه شکست آسیب می بینند ، دیودهای زنر به گونه ای ساخته می شوند تا بتوانند در منطقه شکست

 

کار کنند . وقتی ولتاژ بایاس مخالف دیود زنر را به تدریج افزایش دهیم ، در یک ولتاژ خاص دیود شروع به هدایت می کند. ولتاژی که

 

دیود زنر به ازای آن در بایاس معکوس هادی می شود به ولتاژ شکست زنر معروف است . در کارخانه های سازنده دیود زنر ، با

 

تنظیم میزان ناخالصی در این دیودها ، دیودهایی با ولتاژهای شکست مختلف ساخته می شوند . با هادی شدن دیود در ولتاژ

 

شکست دیود ، ولتاژ دو سر دیود تقریباً ثابت می ماند و جریان عبوری از دیود افزایش می یابد . از این خاصیت دیود زنر برای تثبیت

 

ولتاژ استفاده می شود . منحنی مشخصه ولت – آمپر دیود زنر شبیه به منحنی مشخصه ولت – آمپر دیود معمولی است . در

 

شکل (9) علائم اختصاری دیود زنر نمایش داده شده است .

1374940163_axdiod9.gif

 

 

شکل (9)

استاندارد ولتاژهای زنر : دیود زنر در ولتاژهای شکست مختلف مطابق استاندارد سری E ساخته می شود . دو سری استاندارد

 

E12 و E24 متداول تر است . ولتاژ زنر معمولاً از 2.4 ولت تا 200 ولت ساخته می شود. سری E12 دارای تلرانس 10 درصد و سری

 

E24 دارای تلرانس 55 درصد است . معمولاً تلرانس همراه با ولتاژ شکست بر روی دیود نوشته می شود . حرف C برای تلرانس 5

 

درصد و حرف D برای تلرانس 10 درصد به کار می رود .

 

توان دیودهای زنر : جریانی که در بایاس معکوس ، از دیود زنر عبور می کند اگر زیاد شود باعث سوختن دیود می شود . زیرا این

 

جریان باعث به وجود آمدن حرارت در محل پیوند P–N می شود . حداکثر جریانی که به ازای آن ، دیود معیوب نمی شود بستگی به

 

توان زنر و ولتاژ شکست زنر دارد . توان دیود زنر از رابطه زیر به دست می آید .

که در این رابطه PZ توان دیود زنر ، VZ ولتاژ شکست زنر و IZ حداکثر جریانی است که می تواند در بایاس معکوس از دیود زنر عبور

 

کند . بنابراین در صورت داشتن توان زنر و ولتاژ شکست آن ، می توان با استفاده از فرمول بالا حداکثر جریانی که می تواند در بایاس

 

معکوس از دیود عبور کند به طوری که دیود آسیب نبیند را به دست آورد . دیددهای زنر معمولاً برای توان های 0.15 وات تا 50 وات

 

ساخته می شوند . در شکل (10) یک نمونه دیود زنر توان پایین و در شکل (11) نیز یک نمونه دیود زنر توان بالا نمایش داده شده

 

است .

 

1374940123_axdiod10.gif

 

شکل (10)

1374940121_axdiod11.gif

 

شکل (11)

ضریب حرارتی دیود زنر : مقدار ولتاژ دیود زنر در اثر گرما تغییر می کند . کارخانجات سازنده برای هر دیود زنر ضریبی را تعیین می

 

کنند که این ضریب بیانگر این است که به ازای تغییر حرارت به اندازه یک درجه ، ولتاژ زنر چه تغییری می کند . این ضریب را ضریب

 

حرارتی دیود زنر می نامند . ضریب حرارتی دیود زنر با ولتاژ شکست 5.1 ولت تا 5.6 ولت تقریباً صفر است و برای ولتاژهای کمتر از

 

این مقدار ضریب حرارتی منفی و برای ولتاژهای بیشتر از این مقدار ضریب حرارتی مثبت می باشد .

 

دیود نور دهنده یا LED : واژه LED از عبارت Light Emitting Diode به معنای دیود منتشر کننده نور گرفته شده است . دیود نور

 

دهنده از دو نیمه هادی نوع N و P ساخته شده است . هرگاه این دیود در بایاس مستقیم قرار گیرد و جریان به اندازه کافی باشد ،

 

دیود از خود نور تولید می کند . نور تولیدی در محل اتصال نیمه هادی های N و P ایجاد می شود . رنگ نور تولیدی به جنس نیمه

 

هادی های استفاده شده در دیود بستگی دارد و این دیودها معمولاً دارای نورهایی به رنگ های آبی ، قرمز ، زرد ، نارنجی ، سفید

 

و سبز هستند . نور تولید شده ، نتیجه بعضی از ترکیبات بین الکترونها و حفره ها می باشد که به صورت پالس های نور ظاهر می

 

شود . لازم به تذکر است که این عمل برای دیودهای معمولی نیز اتفاق می افتد ولی در این دیودها فرکانس نور تولید شده به

 

اندازه ای است که نور قابل رؤیت نمی باشد . بیشترین نور در محل اتصال نیمه هادی های نوع N و P تولید می شود زیرا در این

 

محل ، الکترونها و حفره های بیشتری با یکدیگر ترکیب می شوند . در شکل (12) تصویری از چند LED و در شکل (13) علامت

 

اختصاری آن نمایش داده شده است .

 

1374940115_axdiod12.gif

 

شکل (12)

1374940143_axdiod13.gif

 

شکل (13)

 

در شکل (14) منحنی نور تولید شده توسط دیود نور دهنده ، نسبت به جریان عبوری از آن نمایش داده شده است . همانطور که

 

مشاهده می کنید این منحنی کاملاً خطی است . بنابراین به وسیله دیود نور دهنده می توان سیگنال های الکتریکی را به نور

 

تبدیل نمود و آنها را به روشهای مختلف از جمله با استفاده از فیبرهای نوری ارسال کرد و در انتهای مسیر مجدداً نور دریافت شده

 

را که بدون اعوجاج است به سیگنال های الکتریکی تبدیل نمود .

 

1374940169_axdiod14.gif

 

شکل (14)

مقدار نوری که از دیود نور دهنده خارج می شود به وسیله شکل فیزیکی آن کنترل می شود . شکل نیم کره ای قادر به خارج کردن

 

نور بیشتری است و به همین دلیل این شکل فیزیکی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد . اما استفاده از دیود نور دهنده مزایای

 

زیادی دارد از جمله کوچک بودن اندازه آن ، داشتن عمر کارکرد بالا ( حدود یکصد هزار ساعت ) ، داشتن سرعت بالا در قطع و وصل

 

نور ، تلفات حرارتی کم ، داشتن ولتاژ کار کم ( بین 1.7 تا 3.3 ولت ) ، مصرف جریان کم ( حدود چند میلی آمپر ) و داشتن توان کم (

 

حدود 10 تا 150 میلی وات ) .

لینک به دیدگاه

جلسه چهارم

ترانزیستور

 

ترانزیستور از دیدگاه مداری یک عنصر سه‌ پایه می‌‌باشد که با اعمال یک سیگنال به یکی از پایه‌های آنمیزان جریان عبور کننده از دو

 

پایه دیگر آن را می‌توان تنظیم کرد.

 

برای عملکرد صحیح ترانزیستور در مدار باید توسط المان‌های دیگر مانند مقاومت‌ها و ...، جریان‌ها و ولتاژهای لازم را برای آن فراهم

 

کرد و یا اصطلاحاً آن را بایاس کرد.

 

Transistor.jpg

این قطعه دارای سه پایه به نام های کلکتور (Collector) و بیس (Base) و امیتر (Emitter) می باشد.

 

معمولا کلکتور با حرف C و بیس با حرف B و امیتر با حرف E نمایش داده می شود.

 

گاهی اوقات این پایه ها در طرف مسطح آن مشخص شده اند. ترانزیستور دارای یک طرف صاف و یک طرف گرد می باشد. اگر طرف

 

گرد آن رو به روی شما باشد پایه ی کلکتور سمت چپ، بیس در وسط و امیتر در سمت راست خواهد بود.

 

 

کاربرد ترانزیستور

 

این عناصر را میتوان در اکثر بردهای الکتریکی مشاهده کرد و کمتر مداری وجود دارد که از این قطعه الکتریکی بهره ای نبرده باشد.

 

مدارات تقویت کننده، گیت های منطقی، مدارات تولید فرکانس و ... همگی از وجود این قطعه پرکاربرد بهره می برند.

 

ترانزیستور مهمترین جزء مدارات مجتمع (IC) می باشد.

 

تکنولوژی ساخت نیمه هادی ها تا آنجا پیشرفت کرده که در یک قطعه مدار مجتمع به مساحت 1 سانتی متر مربع ممکن است

 

میلیون ها ترانزیستور به کار رفته باشد.

 

ترانزیستور ها در انواع مختلفی بر اساس ترکیب نیمه هادی های نوع N و P ساخته می شوند.

ویژگی های ترانزیستور

 

۱) ترانزیستور از عناصری به نام نیمه هادی مانند سیلیکون و ژرمانیوم ساخته می شود نیمه هادی ها جریان الکتریسیته را نسبتا

 

خوب(اما نه به اندازه ای خوب که رسانا خوانده شوند مانند مس و آلومنیوم و تقریبا بد اما نه به اندازه ای که عایق نامگذاری شوند

 

مانند شیشه) هدایت می کنند به همین دلیل به آنها نیمه هادی می گویند.

 

۲)عمل جادویی که ترانزیستور می تواند انجام دهد اینست که می تواند مقدار هادی بودن خود را تغییر دهد . هنگامی که لازم

 

است یک هادی باشد می تواند هدایت خوبی دشته باشد و هنگامی که لازم است تا به عنوان عایق عمل کند جریان بسیار کمی

 

را از خود عبور می دهد که می توان آن را ناچیز شمرد.

 

ناحیه کاری ترانزیستور

 

۱) ناحیه قطع

۲) ناحیه فعال(کاری یا خطی)

۳) ناحیه اشباع

ناحیه قطع: حالتی است که ترانزیستور در آن ناحیه فعالیت خاصی انجام نمی‌دهد.

ناحیه فعال : اگر ولتاژ B را افزایش دهیم ترانزیستور از حالت قطع بیرون امده و به ناحیه فعال وارد می‌شود در حالت فعال ترانزیستور

 

مثل یک عنصر تقریباً خطی عمل می‌کند.

حالت اشباع: اگر ولتاژ B را همچنان افزایش دهیم به ناحیه‌ای می‌رسیم که با افزایش جریان ورودی در B دیگر شاهد افزایش

 

جریان بین C و E نخواهیم بود به این حالت می‌گویند حالت اشباع و اگر جریان ورودی به B زیاد تر شود امکان سوختن ترانزیستور

 

وجود دارد.

ترانزیستور چگونه کار می کند

 

طرز کار ترانزیستور به اینصورت است، چنانچه پیوند BE را بصورت مستقیم بایاس (Bias به معنی اعمال ولتاژ و تحریک است) کنیم

 

بطوری که این پیوند PN روشن شود (برای اینکار کافی است که به این پیوند حدود ۰.۶تا ۰.۷ولت با توجه به نوع ترانزیستور ولتاژ

 

اعمال شود)، در آنصورت از مدار بسته شده میان E و C می توان جریان بسیار بالایی کشید. اگر به شکل دوم دقت کنید بوضوح

 

خواهید فهمید که این عمل چگونه امکان پذیر است.

در حالت عادی میان E و C هیچ مدار بازی وجود ندارد اما به محض آنکه شما پیوند BE را با پلاریته موافق بایاس کنید، با توجه به

 

آنچه قبلا” راجع به یک پیوند PN توضیح دادیم، این پیوند تقریبا” بصورت اتصال کوتاه عمل می کند و شما عملا” خواهید توانست از

 

پایه های E و C جریان قابل ملاحظه ای بکشید. (در واقع در اینحالت می توان فرض کرد که در شکل دوم عملا” لایه PN مربوط به BE

 

از بین می رود و بین EC یک اتصال کوتاه رخ می دهد.)

بنابراین مشاهده می کنید که با برقراری یک جریان کوچک Ib شما می توانید یک جریان بزرگ Ic را داشته باشید. این مدار اساس

 

سوئیچ های الکترونیک در مدارهای الکترونیکی است. بعنوان مثال شما می توانید در مدار کلکتور یک رله قرار دهید که با جریان مثلا

 

چند آمپری کار می کند و در عوض با اعمال یک جریان بسیار ضعیف در حد میلی آمپر – حتی کمتر – در مدار بیس که ممکن است

از طریق یک مدار دیجیتال تهیه شود، به رله فرمان روشن یا خاموش شدن بدهید.

 

کاربرد ترانزیستور

 

ترانزیستور هم در مدارات الکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد.

 

در مدارات آنالوگ ترانزیستور در حالت فعال کار می‌کند و می‌توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و…

 

استفاده کرد.

 

و در مدارات دیجیتال ترانزیستور در دو ناحیه قطع و اشباع فعالیت می‌کند که می‌توان از این حالت ترانزیستور در پیاده سازی مدار

 

منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و… استفاده کرد.

 

۱) در تقویت کننده ها (تقویت جریان)

۲) در تثبیت کننده ها

۳) به عنوان سوییچ استفاده میشود. (سوئیچ = کلید)

۴) در نوسان سازها (در مدارات اسیلاتور)

۵) در مدارات آشکارساز

۶) در مخلوط کننده ها (مدارات میکسر)

۷) درمدارات مدولاتور

 

 

انواع ترانزیستور

 

۱) ترانزیستور دوقطبی پیوندی (BJT )

۲) ترانزیستور پیوند اثر میدانی ( JFET )

۳) ترانزیستور اثر میدانی (FET )

۴) ترانزیستور اثر میدانی( MOSFET)

 

۱) ترانزیستور دوقطبی پیوندی (BJT)

 

 

ze6l00gs06rbn5wvsl9k.jpg

 

در ترانزیستور دو قطبی پیوندی با اعمال یک جریان به پایه B جریان عبوری از دو پایه C و E کنترل می‌شود.

 

ترانزیستورهای دوقطبی پیوندی در دونوع npn و pnpساخته می‌شوند.

 

بسته به حالت بایاس این ترانزیستورها ممکن است در ناحیه قطع، فعال و یا اشباع کار کنند. سرعت بالای این ترانزیستورها و

 

بعضی قابلیت‌های دیگر باعث شده که هنوز هم از آنها در بعضی مدارات خاص استفاده شود. امروزه بجای استفاده از مقاومت

 

وخازن و… در مدارات مجتمع تماماً از ترانزیستوراستفاده می‌کنند.

 

۱) 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.

 

۲) 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 قطعهٔ pnp

 

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

 

۲) ترانزیستور پیوند اثر میدانی ( JFET )

 

 

fp18m79gtlg7nu91dp0c.png

در ترانزیستورهای پیوند اثر میدانی (JFET) 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.

 

 

۳) ترانزیستور اثر میدانی(MOSFET)

 

 

 

1h6n34yf1hr1oo09nuo.png

 

این ترانزیستور نیز مانند JFET عمل می‌کنند با این تفاوت که جریان ورودی گیت آنها صفر است.همچنین رابطه جریان با ولتاژ نیز

 

متفاوت است.

 

این ترانزیستورها دارای دو نوع PMOS و NMOS هستند که تکنولوژی استفاده از دو نوع آن در یک مدار تکنولوژی CMOS نام دارد.

 

این ترانزیستورها امروزه بسیار کاربرد دارند زیرا براحتی مجتمع می‌شوند و فضای کمتری اشغال می‌کنند. همچنین مصرف توان

 

بسیار ناچیزی دارند.

 

به تکنولوژی‌هایی که از دو نوع ترانزیستورهای دوقطبی و Mosfet در آن واحد استفاده می‌کنند Bicmos می‌گویند.

 

البته نقطه کار این ترانزیستورها نسبت به دما حساس است وتغییر می‌کند. بنابراین بیشتر در سوئیچینگ بکار می‌‌روند.

 

 

۴) ترانزیستور اثر میدان ( FET )

 

 

FET.jpg

همانگونه که از نام این المان 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 گونه اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی

 

نمی گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد.

ماسفت دارای سه پایه با نام های درِین (D ) و سورس( S ) و گیت( G ) است که پایه گیت ، جریان عبوری از درین به سورس را

 

کنترل می نماید. 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.

ماسفت ها در ساخت فرستنده باند FM رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند.

 

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.

 

 

تشخیص پایه های ترانزیستور با استفاده از مولتی متر

 

همونطور که در شکل زیر میبینید، ترانزیستورها یه مدل دیودی دارن که به کمشون میشه پایه های ترانزیستور رو تشخیص داد.

 

%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84-%D8%AF%DB%8C%D9%88%D8%AF%DB%8C-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B2%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%B1%D9%87%D8%A7.png

خب حالا اگه موتی متر رو در حالت تست دیود بزارید با دو بار تست کردن میتونید پایه ها رو تشخیص بدید.

توجه ۱ : در حالت تست دیود با مولتی متر ولتاژ بین پایه BوE بیشتر از ولتاژ بین پایه های BوC هستش.

لینک به دیدگاه

جلسه پنجم

 

 

آپ امپ

 

Op_amp.jpg

آپ امپ ها از مطمئن ترین قطعات الکتریکی، هنگامی که نیاز به یک طبقه تقویت کننده در مدار

 

باشد، به شمار می روند که این نیاز را بر آورده می کنند.

در ساختمان این عناصر تعداد زیادی ترانزیستور قرار گرفته که آرایش به خصوص آنها باعث شده تا یک تقویت کننده با جریان ورودی

 

بسیار پایین و بهره ولتاژ بالا ایجاد شود.

کاربرد آپ امپ

 

یکی از کاربردهای این قطعه، تقویت کنندگی است. آپ امپ با داشتن دو ورودی و یک خروجی، اختلاف ولتاژ دو پایه ورودی خود را

 

با توجه به ضریب تقویت خود، تقویت کرده و در خروجی قرار می دهد.

 

کاربرد بسیار مهم آپ امپ خاصیت مقایسه کنندگی می باشد.

 

تا وقتی که ولتاژ پایه منفی آن از پایه مثبت بیشتر است، خاموش بوده و تقویت کنندگی ندارد و خروجی آن صفر است، به محض

 

اینکه مقدار پایه مثبت از منفی بیشتر شود روشن می شود.

در مدار های الکترونیکی آپ امپ را به شکل زیر نمایش می دهند.

 

f7bsaxq1xhio2iup04x.jpg

همانگونه که در تصویر فوق می بینید ، آپ امپ ها معمولا دارای 5 پایه شامل 2 ورودی تفاضلی ، تغذیه + ، تغذیه – و خروجی

 

هستند. آپ امپ ها دارای یک ورودی + یا Non-Inverting ( غیر معکوس کننده ) و یک ورودی – یا Inverting ( معکوس کننده )

 

هستند. همانگونه که از نام ورودی ها پیداست در صورتی که ورودی + را به زمین وصل کنیم ، هر موجی که به پایه ورودی – (

 

معکوس کننده ) وصل کنیم ، در خروجی یک موج با اختلاف فاز 180 درجه با دامنه تقویت شده خواهیم

 

داشت و در صورتی که ورودی – را به زمین وصل کنیم و به پایه + یا غیر معکوس کننده یک موج اعمال کنیم ، در خروجی موجی با

 

دامنه تقویت شده و اختلاف فاز 0 خواهیم داشت.

به صورت کلی خروجی آپ امپ برابر است با ولتاژ ورودی غیر معکوس کننده – ولتاژ ورودی معکوس کننده * گین آپ امپ . در واقع

 

آپ امپ مقدار ولتاژ ورودی – را از مقدار ولتاژ ورودی + کسر می کند و اختلاف حاصل را تقویت می کند یعنی تقویت کننده تفاضلی

 

Differential Amplifier .

لینک به دیدگاه

جلسه ششم

 

فرستنده مادون قرمز

 

RI%20S.jpg

فرستنده مادون قرمز نوعی LED است که برای فرستادن نورهای نامرئی از آن استفاده می شود. این نور ها با ولتاژی مشخص به

 

سمت محل مورد نظر ارسال میگردند.

امواج مادون قرمز را توسط چشم انسان نمي توان ديد و فقط توسط چشم مسلح قابل رؤيت است. به اين صورت كه اگر با دوربين

 

عكاسي یا موبايل به فرستنده اي كه روشن است نگاه كنيم نور بنفش رنگي از آن ساطع مي شود كه ديده مي شود.

 

فرستنده ها نیاز به مدار خاصی برای راه اندازی ندارند، فقط برای محدود کردن جریان ورودی به آنها باید یک مقاومت حدود 100

 

اهمی را با آن به صورت سری در مدار قرار داد.

 

 

کاربرد فرستنده مادون قرمز

 

فرستنده مادون قرمز كاملا مشابه LED معمولي است با اين تفاوت كه بجاي نور مرئي اشعه مادون قرمز توليد مي كند. حتما در

 

جلوي كنترل هاي تلويزيون يا وسايل صوتي تصويري كه در منزل وجود دارد اين فرستنده ها را ديده ايد.

لینک به دیدگاه

استاد ممنون

خط به خط خوندم و کلی یاد گرفتم و البته روی خیلیهاشون کامنت دارم و خواهم پرسید

البته پوزش میخوام چون سوادشو ندارم و میخوام یاد بگیرم میپرسم:hanghead:

چند تا سوال دارم و مسخرم نکنید خب نمیدونم :icon_pf (34):

1: تو یک طرح مثلا یک تقویت کننده یا آمپلیفایر ! چرا میتونم مقاومتهای اولیه رو بردارم به جاش سوزن ته گرد! بذارم و بینشون با یک تکه سیم یک پل بریج بزنم بار منفی بدم ؟ یعنی به یک ورودی رو با یک خروجی کوپل کنم ؟ و برگردونم ؟ این کار من تاثیرات خیلی زیادی داره ، مثلا یکیش اینه با شدت جریان و حتی ولتاژ خیلی پایین میتونم به همون اندازه کانالهای خروجی ران بگیرم و.............

مثلا یک گله ترانزیستور رو مچل کردم یک تقویت کننده ساختم اما برای گرفتن حداکثر خروجی از من 75 آمپر میخواد :icon_pf (34): چی میشه که با این تکنیک همین تقویت کننده با هفت هشت آمپر و حداکثر توان خروجی میده ؟چه اتفاقی میوفته ؟ همون راندمانو داره چرا ؟

گاهی هم بین وردی ماسفتها یا هر ترانزیستور دیگه همین پل رو میزنم و و یکی در میون میکنم ، یعنی یکی ورودی و یکی خروجی و روی پلی که زدم دوباره یکطرفش میکنم ، دقیقا چی میشه این وسط ؟ فرض کنید یک مرحله رو دور میزنم دراصل و ماسفتها رو یکی در میون برعکس بذارم و بینشون جریانهای نامنظم بذارم ........ نمیدونم تونستم برسونم یا نه :icon_pf (34):

سوال دوم : من تو سوال اولم یک آمپلیفایر رو مثال زدم اما اگر همه اینارو بریزیم دور و به جاش یک فرستنده در نظر بگیریم ! (بذارید به حساب حرف کودکانه که از آمپلی فایر پریدم رو یک فرستنده )که نه آنالوگه نه دیجیتال و کارش اینه که به تعداد مشخصی از دیتای مادر کوپل میشه و دیگه قابل سرچ شدن نیست! و اینجا برعکس اون مثال اول عمل میکنیم و امواج رو اینقدر کوچیک و پخش میکنیم که اصلا قابل شناسایی نیستن به جز اون یک یا ده تا گیرنده مادر ! خب یک چیزی میفرسته و یک چیزی هم باید بگیره اما نه به شکلی که فرستنده های معمول عمل میکنن و با یک کد ،دیتای مشخص ، یک فیدبک ، و.........بشه بهش متصل شد

اینجا با سر و ته کردن یکی در میون چه اتفاقی میوفته که هیچی نمیتونه تشخیصش بده و سیگنالشو بگیره ؟ فقط یک گیرنده با عملکرد معکوس اون میتونه کاملا بهش کوپل بشه و باهاش در ارتباط باشه وگرنه ............

انگار هر موجی ارسال میکنه دور خودش میچرخه و با هر بار چرخش ریز تر و ریز تر و در نهایت پخش میشه به صورت نامنظم به سمت های مختلف

چه اتفاقی میوفته ؟ این پل زدنه ! این سرو ته کردنه ، این دور زدن یک یا دو مرحله چیکار میکنه دقیقا ؟

یا مثال برای یک چیزی که اسم نمیبرم ولی کارش کشف در فضای اطرافه !! چطور میشه من بتونم با این تکنیک ساده حداقل 300 کیلومتر جلوتر از خودمو کامل بگردم و کوچیکو بزرگ دیتا بگیرم و داشته باشمو تشخیص بدم ولی تو 10 کیلومتری من !!!! حتی چیزی نتونه منو ببینه یا ازم فیدبکی بگیره ؟ و فقط اون تعدادی که باهاشون کوپل شدم منو دارن و در نهایت یک جایی یک دیتای مادر داره که گیرنده عملکرد منه و میتونه هر چی من دارم داشته باشه و تازه بهم کمکم بکنه

ولی این مادره کاملا برعکس سیستم من رو داره و یک عدد خیلی خیلی (اصلا نگرد نیست) کوچیک رو به یک سطح خیلی بزرگ تبدیل کنه ! چطوری این اتفاق میوفته ؟ این کار چه شکلی همچین تاثیر شگفت انگیزی میذاره ؟

میدونید افرادی که در حال گشتن تو فضا تا ارتفاع مشخصی هستند و اگر کل تمرکزشون رو بذارن و یکی از اون ریز ترین ها رو پیدا کنن چی دستگیرشون میشه ؟ صدای تق و توق ریزی که بهشون میگه معلوم نیست ولی یجای کره زمین در حال بارون و رعدو برقه

چون ما رعدو میشنویم و برقو میبینیم ولی تو یک اسکوپ زمینی با برد بالا یا پایین و آنتهای شبکه ای میشه برقم شنید

البته اون پایین معمولا چیزی پیدا نمیکنن و فقط در حال تغییر کانالن ولی اگر درصد خطا یا یک میدون مشخص رو در نظر بگیریم که قسمت خاصی رو با چند پردازش گر میگرده هم تنها چیزی که دستگیرش میشه صدای برقه که اینو با آنتن رادیوی معمولی خونگی هم میشه پیدا کرد :ws28: و هزاران هزار صدای تق تق ریز فقط گیرشون میاد و روی صفحه هم که چیزی نیست

من میخوام بدونم دقیقا چی میشه و سعی کردم خیلی باز و سادش کنم سوالامو ولی اگر موفق نشدم مفهوم رو برسونم و به نظر متنام یک مشت شرو ور و پرتوپلا میاد عذرخواهی میکنم و عفو کنیدو نادیده بگیرید

:icon_gol::icon_gol::icon_gol::icon_gol::icon_gol::icon_gol:

لینک به دیدگاه

اینکارو تو یک شبیه ساز انجام دادم و دور فاصله و نوع اون هدف خط کشیدم

چه قصه ای داره که اگر سرشو برگردونه با دید چشمی میتونه منو ببینه ولی تو صفحه و سرچهای بلندو کوتاهش منو نداره ؟ اینقدر خطرناک بهش چسبیدم که اگر بهش سنگ هم پرتاب کنم تیکه های سنگ که از اصابت خرد شده به خودمم میگیره :ws28: در صورتی که اصلا نیازی نیست و من از فاصله N صد کیلومتری هم میتونم کشفش کنم و بدون اینکه تشخیص بده گودی بای............

من فقط چند ثانیه میتونم قابل تشخیص باشم و این چند ثانیه بدرد اون نمیخوره .......... مثل یک پارازیت یک لحظه میامو غیب میشم

اگر سوالم مفهوم داشت عکس میگیرم میذارم

لینک به دیدگاه

جلسه هفتم

 

LED1-600x330.png

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LED (دیود نورانی)

 

دیود نورانی (نور افشان) یا LED (که مخفف Light Emitting Diode است) یک قطعهٔ الکترونیک از خانوادهٔ دیود ها است. در زبان

 

محاورهٔ الکترونیک گاهی آنرا لِد (به انگلیسی: Led) نیز گویند. ال‌ئی‌دی‌های تک رنگ همانند بقیه دیودها دارای دو پایهٔ آنُد و کاتُد

 

هستند. ال‌ئی‌دی‌های دو رنگ (یا بیشتر) دارای یک پایهٔ مشترک (معمولاً کاتد، معروف به «کاتُد-مشترک») و به ازای هر رنگ یک

 

پایهٔ دیگر (معمولاً آند) هستند.

 

تاریخچه

 

 

اولین ال‌ئی‌دی‌های تولید صنعتی در ۱۹۶۲ میلادی و تنها با رنگ قرمز (ترکیب آلمینیوم، گالیم و آرسناید) وارد بازار شدند.

 

ال‌ئی‌دی‌های سبز، آبی، زرد و نارنجی در دههٔ ۷۰ میلادی تولید شدند. بهرهٔ نوری ال‌ئی‌دی‌ها رفته‌رفته افزایش یافت تا اینکه در

 

دههٔ ۸۰ و اوایل دههٔ ۹۰ میلادی ال‌ئی‌دی‌ها به صورت گروهی و با کارایی بسیار بالا وارد بازار شدند. ال‌ئی‌دی‌های اولیه به علت

 

بهرهٔ پایینشان تنها در مدارات الکتروینیکی استفاده می‌شدند. اثرگذاری نوری ال‌ئی‌دی‌های سفید امروزی تا ۳۰ لومن بر وات و

 

ال‌ئی‌دی‌های رنگی تا ۵۰ لومن بر وات است و پیش‌بینی می‌شود تا ۱۰۰ لومن بر وات نیز برسد.ال‌ئی‌دی‌ها از پدیدهٔ الکترولومینانس

 

برای تولید نور بهره می‌برند.

 

 

برتری

 

 

 

دیودهای نورافشان برتری‌های بسیاری بر منابع نور سنتی دارند که مصرف کمتر، عمر بیشتر،استحکام بیشتر، اندازهٔ کوچکتر و

 

سرعت بیشتر در خاموش و روشن شدن از آن جمله اند.

 

 

 

کاربردها

 

 

 

دیودهای نورافشان مصارف متفاوتی در نورپردازی شهری، علائم عبور و مرور و چراغ‌های امروزی خودرو دارند.همچنین اندازهٔ بسیار

 

کوچک آنها باعث شده است تا در نمایشگرهای گرافیکی نسل جدید بکار روند.سرعت بسیار بالای آنها در خاموش و روشن شدن

 

کاربردهای ویژه‌ای در فناوری مخابرات برای آنها به ارمغان آورده است.با توجه به اینکه ال‌ئی‌دی‌ها می‌توانند نورهای رنگی مختلفی

 

تولید کنند، در نورپردازی‌های تزئینی کاربر دارند.

 

 

از سوی دیگر این لامپ‌ها نور مخرب ماورای بنفش تولید نمی‌کنند و به همین سبب در موزه‌ها برای روشنایی اشیاء قیمتی به کار

 

می‌روند.

 

به علت توان مصرفی پایینشان می‌توان از آن‌ها در روشنایی اضطراری استفاده کرد. در چراغ‌های راهنمایی و رانندگی، طول عمر،

 

ضریب اطمینان روشنایی، درخشندگی بالا و دید در روز اهمیت زیادی دارند و به همین علت ال‌ئی‌دی‌ها برای این منظور بسیار

 

مناسبند.

 

بسیاری از شرکت‌های معتبر خودروسازی، در چراغ راهنما، خطر و برخی چراغ‌های داخلی خودروهایشان از لامپ ال‌ئی‌دی

 

استفاده می‌کنند.

 

پایه ها

 

 

همانطور که در شکل زیر مشخص است.*پایه کاتد یا منفی LED بصورت تخت مشخص شده در حالیکه سایر اطراف

 

آن دایره ای شکل است*پایه کاتد(منفی) در داخل LED ضخیم تر از پایه آند(مثبت) است

 

re40rbsnlzn01riqk8q0.png

 

 

 

 

*معمولا کارخانه سازنده پایه آند (مثبت) را بلند تر می سازد

 

 

LED های RGB:

1u7gyt4buq0z7pwc04.jpg

 

 

 

 

LED های مادون قرمز

 

 

 

این LED ها بجای نور مرئی، از خود نور مادون قرمز ساطع می کنند. این نوع LED ها در موارد مختلفی از جمله دوربین های دید در

 

شب، فرستنده های کنترل از راه دور مادون قرمز، شناسایی اشیاع و فواصل در کنار سنسور های مادون قرمز مورد استفاده قرار

 

می گیرند.

لینک به دیدگاه

جلسه هشتم

 

رله (Relay)

 

رله چیست؟

 

electricity%20%28insco.mihanblog.com%29.gif

 

 

 

 

 

 

رله یک قطعه الکترونمکانیکی است که وظیفه قطع یا وصل کردن مسیر جریان را بر عهده دارد. در حقیقت رله همانند یک کلید عمل

 

می کند که قطع یا وصل کردن آن توسط یک سیم پیچ (بوبین رله) انجام می شود. بدین صورت که با اعمال ولتاژ مناسب به سیم

 

پیچ، آهنربای الکتریکی در داخل رله شکل می گیرد که سبب اتصال کلید می شود. همچنین با قطع جریان سیم پیچ، آهنربا از بین

 

رفته و فنر موجود در داخل رله، کلید را به حالت اولیه (قطع) بر میگرداند. تصویر متحرک زیر دید روشنی از نحوه کارکرد رله به شما

 

خواهد داد.

relay.gif

 

رله ها در انواع مختلف برای کاربرد های وسیعی تولید می شوند. از رله ها معمولا برای راه امدازی وسایل برقی پرمصرف توسط

 

مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. رله مصرف کننده را از مدار کنترل ایزوله می کند و به طراح کمک می کند صرفنظر از ولتاژ

 

کاری مدار، وسایل الکتریکی با طیف ولتاژ و جریان کاری متفاوت را راه اندازی کند.

 

 

 

نمای یک رله در مدار

 

 

ساختار رله :

 

رله‌ها به طور عجیبی ساده هستند.در هر رله چهار قسمت وجود دارد:

 

1)آهنربای الكتریكی

2)تیغه یا armature كه می‌تواند به وسیله‌ی آهنربای الكتریكی جذب شود.

3)فنر

4)و یك سری اتصالات الكتریكی شكل زیر چهار قسمت رله را در حین عمل نشان می‌دهد.

 

 

relay-intro.jpg

می‌توانید مشاهده كنید كه رله ازدو مدار جدا و كاملاً مستقل از هم تشكیل شده است.اولی در پایین قرار دارد و آهنربای الكتریكی

 

را تحریك می‌كند. وقتی كه كلید بسته است،سیم‌پیچ به آهنربای الكتریكی تبدیل می شود و تیغه را جذب می‌كند(آبی) و تیغه به

 

عنوان یك كلید برای مدار دوم عمل می‌كند.وقتی كه آهنربای الكتریكی فعال می‌شود،تیغه مدار دوم را كامل می‌كند و لامپ روشن

 

می‌شود.وقتی كه آهنربا فعال نیست،فنر تیغه را دور می‌كند و مدار ناكامل باقی می‌ماند در نتیجه در این حالت لامپ خاموش

 

است.

وقتی كه رله ها را خریداری می‌كنید باید نسبت به چند متغیر دقت داشته باشید.

 

1.ولتاژ و جریانی كه برای حركت دادن تیغه لازم است.

2.ولتاژ و جریان بیشینه‌ای كه می‌تواند در تیغه و اتصالات آن به وجود آید.

3.تعداد تیغه‌ها(به طور كلی 1 یا 2 تا)

4.تعداد اتصالات تیغه‌ها(به طور كلی 1‌یا 2 تا- رله نشان داده شده در اینجا دو تا دارد كه یكی استفاده نشده)

5.این‌كه اتصال(اگر فقط یك امكان اتصال وجود داشته باشد) معمولاً باز(NO" (normally open "یا معمولاً بستهNC" (normally closed " است.

 

كار‌برد‌های رله

حسن رله‌ها این است كه با استفاده از توان كم كه مثلاًاز سوئیچ داشبورد یا یك مدار كم ‌توان می‌آید، مداری با توان بسیار بیشتر

 

را وصل می‌كنند مثلاً به وسیله‌ی رله و با استفاده از ولتاژی معادل 5v و جریانی معادل 50mA می‌توان مداری با ولتاژv AC 120 و

 

2A را وصل كرد.

 

رله ها در وسایل خانگی (مثل موتور یا چراغ) كه به وسیله‌ی یك كنترل الكتریكی روشن می‌شوند رایج هستند. رله‌ها همچنین در

 

ماشین‌ها رایج می‌باشند چرا كه باید جریان بسیار زیادی (به وسیله‌ی این رله‌ها ) از ولتاژی به میزان 12v گرفته شود.

 

در ماشین‌های مدل جدید، سازنده‌ها برای راحت‌تر شدن تعمیر و نگهداری، استفاده از تركیبی از رله‌ها را در جعبه‌‌‌‌ی فیوز آغاز

 

كرده‌اند.

 

مثلاً 6 جعبه‌ی سفیدرنگ در این شكل (كه مربوط به جعبه‌ی فیوز Ford Windstarمی‌شود)همگی رله اند.

در جاهایی كه باید توان زیادی ایجاد شود،رله‌ها معمولاً به صورت آبشاری به كار می‌روند به طوری كه یك رله‌ی كوچك، توان لازم را

 

برای یك رله‌ی بسیار بزرگتر ایجاد می‌كند و رله ی دوم مداری با توان بیشتر را وصل می‌كند.

 

رله‌ها همچنین می‌توانند برای اجرا كردن جبر بولی استفاده شوند.

 

Relay_symbols.gif

 

 

 

200px-Relay_principle_horizontal_new.gif

 

 

 

Relay.jpg

 

 

 

رله زمانی

رله زمانی به تنهایی برای حفاظت تأسیسات الکتریکی کاربرد ندارد، بلکه همراه با رله ‏سنجشی برای حفاظت شبکه الکتریکی

 

استفاده می‌گردد. زمان استعمال رلهٔ زمانی در مواقعی است که تأخیری عمدی در عمل کلیدزنی (قطع و وصل با فرکانس بسیار

 

پایین) در شبکه مورد نظر باشد. ‏

 

رله جهت یاب

از رله جهت یاب، برای کنترل و سنجش جهت توان و نیرو در شبکه الکتریکی و یا قسمتی از شبکه جریان متناوب استفاده

 

می‌شود. این رله از آن جهت نقش تعیین کننده‌ای در شبکه دارد که تعیین جهت نیرو برای حفاظت محلی و ‏سلکتیو در اغلب

 

شبکه‌ها کاملاً ضروری و لازم است. به کمک رله جهت یاب می‌توان فقط ‏آن قسمت از شبکه که خسارت دیده و معیوب شده را از

 

مدار خارج کرد. حتی می‌توان از این ‏رله جهت حفاظت ژنراتور و توربین در موقع برگشت تواننیز استفاده نمود

لینک به دیدگاه
  • 2 هفته بعد...

جلسه نهم

موتور الکتریکی

 

 

موتور های الکتریکی انواع و اقسام متفاوتی دارند و در تمام صنایع و وسایل روزمره ی زندگی انسان ها به یکی از ضروری ترین نیاز

 

ها تبدیل شده اند. موتور های الکتریکی به دلیل را اندازی آسان تر نسبت به سایر موتور های دیگر و قابلیت های بالاتر کنترلی در

 

وسایل با دقت بالا بیشترین استفاده را نسبت به سایر موتور ها دارند. اما با توجه به تنوع در نوع این موتور ها روش های کنترلی

 

برای این موتور ها نیز بسیار متنوع است.میکروکنترلر ها یکی از رایج ترین قطعات الکترونیکی ای هستند که مهندسان به وسیله ی

 

آنها موتور های الکتریکی را کنترل می کنند. اما از آنجایی که یک موتور الکتریکی بعضا به جریان و ولتاژ به مراتب بالاتری نسبت به

 

آنچه که در توان میکرو کنترلر است نیاز دارد، میکروکنترلر ها خود به تنهایی برای کنترل یک موتور الکتریکی به کار نمی روند، بلکه

 

همراه با یک قطعه ی الکترونیکی دیگر که به آن در اصطلاح راه انداز (Driver) می گویند، برای کنترل موتور به کار گرفته می

 

شوند.درایور ها نیز باز هم انواع و اقسام متفاوتی دارند و بسته به توانی که ما نیاز داریم نوع آنها نیز متفاوت می شود.اما چند نوع

 

درایور که از معروف ترین و پرکاربرد ترین نوع درایور های موتور های الکتریکی هستند در زیر معرفی و راه اندازی خواهند شد.اما

 

قبل از راه اندازی این موتورها کمی راجع به سه نوع موتور الکتریکی خاص صحبت کرده و سپس کار راه اندازی را شروع می

 

کنیم. موتور های DC :موتور های DC به موتور هایی گفته می شود که با جریان مستقیم(Direct Current) کار می کنند.این نوع از

 

موتور ها از پرکاربرد ترین نوع در بین سایر موتور های الکتریکی هستند.موتور های DC خود نیز دارای انواع متفاوتی هستند که در

 

این جا در بحث ما نیست.در شکل زیر یک نوع موتور DC می بینید.همواره در موتور های DC این مساله جالب بوده است که این

 

موتور ها در عین حال که از نظر راه اندازی بسیار ساده بوده و تنها کافی است یک ولتاژ با جریان مناسب در دو سر این نوع موتور ها

 

فراهم کنیم تا به چرخش خود شروع کنند ولی مسائل کنترلی در مورد این موتور ها همواره از چالش های الکترونیک بوده است.

 

چرا که این موتور ها به تنهایی و بدون استفاده از هیچ وسیله ی خارجی ایی از قابلیت های کنترلی ایده آلی برخوردار

 

نیستند.منظور از جمله ی بالا این است که اگر شما نیاز داشته باشید که موتور DC شما مثلا ۱۰ درجه با سرعت مشخصی بچرخد

 

چیزی نیست که از عهده ی موتور به تنهایی و بدون استفاده از کنترل کننده های خارجی امکان پذیر باشد. حال برای

 

اینکه یک موتور DC را بتوانیم با یک میکروکنترلر راه اندازی کنیم، نیاز به درایورهایی مثل L298 یا L293 یا BA6219 و … داریم.

jqn7cdxiz7fbmuvg1uvc.jpg

لینک به دیدگاه
  • 3 هفته بعد...

جلسه دهم

 

 

آی سی

 

hbykcgd3e8wpbxj91e.jpg

 

{mosimage IC } از دو کلمه انگلیسی (integrated circuit) گرفته شده که به معنی مدارهای مجتمع می باشند مدارهای الکتریکی ازتعداد زیادی قطعه یا

 

المان الکتریکی تشکیل می‌شدند که فضای زیادی را اشغال می کنند اختراع مدارهای مجتمع این مشکل مدارات الکتریکی و نیز کا هش توان الکتریکی بالای آنها

 

را جبران کرد از دیگر مزایای مدارات مجتمع سرعت بالای آن نسبت به مدارات الکتریکی است حال برای آشنایی بیشتر به بررسی یکی از این IC ها که دارای

 

کاربرد زیادی نیز می باشد خواهیم پرداخت

IC Timer 555

 

یکی از پرکاربردترین آی سی هایی است که برای مصارف زیادی قابل استفاده است که دارای دقت فوق العاده زیاد و خطای کم می باشد این IC که به Timer IC

 

مشهور است بیشتر در مدارات ایجاد پالس با فرکانس های متفاوت استفاده می گردد البته از دیگر کاربردهای آن کنترل پهنای پالس، مدارات تایمر و فرستنده و

 

گیرنده وغیره.... هم می توان اشاره کرد مشخصات کامل پایه های آن در شکل آمده است که در دو حالت آستابل و مونو آستابل کار می کند

 

 

در حالت مونو استابل تولید و شکل پالس توسط پایه شماره 2 قابل کنترل است و اما در حالت آستابل در صورتی که تغذیه مثبت و منفی آن که مطابق شکل در

 

پایه های 1و4و8 (ولتاژ تغذیه این آی سی چیزی بین 5 تا 15 ولت و حداکثر 18 ولت است) واتصال خازن و مقاومت درپایه های 2 و 6 و77 صورت پذیرد به طور

 

خودکار و بدون تحریک پالسهای ثابتی را ایجاد می کند خروجی آی سی که می توان پالس را از آن دریافت کرد در هر دو صورت پایه شماره 3 می باشد

لینک به دیدگاه
  • 2 هفته بعد...

جلسه یازدهم

 

سلف چیست ؟

 

h25lh2y845w4gqobirv0.jpg

 

 

سلف ( inductor ) که به نام هایی مانند پیچه ( کویل Coil ) ، راکتور ( reactor ) ، سیم پیچ و بوبین نیز شناخته می

 

شود ، یک المان الکترونیکی 2 پایه غیر فعال (Passive) است که در مقابل تغییرات جریان الکتریکی از خود مقاومت

 

نشان می دهد . سلف دارای یک رسانا مانند سیم است که به صورت پیچه ( سیم پیچ ) درآمده است . هنگام عبور

 

جریان از سلف ، انرژی به صورت میدان مغناطیسی موقت در کویل ( پیچه ) ذخیره می شود . هنگامی که جریان

 

سلف تغییر می کند ، مقدار میدان مغناطیسی اطاف سلف نیز دچار تغییراتی می شود و این تغییرات باعث بوجود

 

آمدن یک اختلاف پتانسیل در رسانا می شوند و باعث بوجود آمدن یک جریان در جهت مخالف تغییرات جریان بوجود

 

آمده می گردد .مشخصه هر سلف را با نام اندوکتانس می شناسند و واحد اندوکتانس هانری است و با حرف H

 

نمایش داده می شود. اندوکتانس نسبت ولتاژ به نرخ تغییرات جریان می باشد. سلف یکی از 3 المان اصلی خطی و

 

غیر فعال مداری است ( سلف – خازن – مقاومت ) . یکی از عوامل موثر در اندکتانس سلف ها جنس هسته سلف

 

می باشد. هرچه هسته سلف نفوذپذیری مغناطیسی بیشتری داشته باشد اندوکتانس سلف بیشتر می شود.

 

سلف ممکن است فاقد هسته باشد یا به عبارتی Air Core یا با هسته هوا باشد. برخی سلف ها نیز از موادی مانند

 

فریت و آهن به عنوان هسته بهره می برند که باعث افزایش میدان مغناطیسی و در نهایت باعث افزایش اندوکتانس

 

سلف می گردد.

 

عمل ژنراتوری

 

عکس پدیده مزبور یعنی موتوری عمل ژنراتوری است . به همان ترتیبی که بر سیم حامل جریان در یک میدان مغناطیسی نیرو وارد

می شود . چنانچه یک سیم هادی را در یک میدان مغناطیسی به نحوی حرکت دهیم که خطوط قوای مغناطیسی را قطع نماید

 

تولید جریان می شود که به آن جریان القائی گویند.

 

 

همانند خازن سیم پیچ هم قابلیت شارژ و دشارژ دارد. با این فرق که انرژی در سیم پیچ به صورت الکترو مغناطیسی ذخیره می

 

شود. در صورتی که انرژی ذخیره شده در خازن از نوع الکترواستاتیکی است.

 

self.jpg

 

 

لینک به دیدگاه
  • 1 ماه بعد...

جلسه دوازدهم

 

 

کریستال (crystal)

 

 

 

 

 

wjelxprmnjyv2w314xz2.jpg

 

 

کریستال، یک اسیلاتور (نوسان ساز) الکترونیکی است. قطعه ای با دو پایه که با قرار گرفتن در مدار، سیگنال الکتریکی با فرکانس

 

بسیار دقیق تولید می کند.فرکانس این سیگنال با توجه به مقدار اسمی کریستال -که روی برنه آن درج شده- تولید می شود. البته

 

دقت کریستال ها هم متفاوت بوده و در کارهایی که نیاز به دقت بسیار بالاتر است، از کریستال های دقیق تر استفاده می شود.

 

مثلا اگر در یک مدار دماسنج بخواهیم برای تولید کلاک مورد نظر میکرو از یک کریستال استفاده کنیم، دقت آن خیلی برایمان مهم

 

نیست اما در مدار ساعت، دقت هر چه بیشتر کریستال، لازم و ضروریست.

 

کریستال smd :

 

مانند سایر قطعات الکترونیکی ، کریستال نیز دارای پکیج smd می باشد که ظاهر آن تا حدود زیادی شبیه به نوع عادی آن بوده و

 

نوع پایه آن متفاوت است.

 

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:

 

Crystal2.gif

دو نمونه ساده اسیلاتور کریستالی هم براتون میذارم :

Oscillator1.gif

Oscillator2.gif

درباره کریستالهای کوارتز این مطلب رو هم اضافه کنم که ؛ بنابر تئوری میشه در همه رنجهای فرکانس رادیویی اونو تولید کرد ولی

 

محدودیتهای موجود خلاف این رو سبب میشن ! فرکانس کار یک کریستال بستگی فراوانی به جنس و ظرافت اون داره و هر چه

 

فرکانس بالاتر باشه کانی کریستال باید ظریفتر برش بخوره . معمولا کریستالهایی که ساخته میشن فرکانسشون بین 4 تا

 

40 مگاهرتز هست و لزومی هم نداره که فراتر از این محدوده ساخته بشه ؛ چون به واسطه مدارهای مقسم و چند برابر کننده ،

 

میتونیم فرکانسشون رو کم و زیاد کنیم !

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...