المان قطعات الکترونیکی به اجزای فیزیکی گفته می شود که در یک مدار الکترونیکی نقش دارند و باعث انجام عملیات مختلف الکتریکی یا الکترونیکی می شوند. این قطعات بسیار متنوع هستند و کارکرد آنها به گونه ای است که به هم وابسته اند. در اینجا ما قصد داریم شما را با اجزا و عناصر آنها آشنا کنیم.
معرفی قطعات الکترونیکی و ساختار آنها
قطعات الکترونیکی چهار جزء مهم دارند که عبارتند از:
⦁ مقاومت: قطعه ای است که در مقابل عبور جریان الکتریکی مقاومت میکند و واحد آن اُهم (Ω) است. مقاومت ها انواع مختلفی دارند که با رنگبندی خاصی شناسایی میشوند. ناگفته نماند که رابطه بین جریان، ولتاژ و مقاومت در قانون اُهم بیان شده است.
⦁خازن:میتواند بار الکتریکی و انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند. خازن ها شامل دو صفحه هادی هستند که توسط یک عایق از هم جدا شده اند. واحد آن فاراد (F) است. رابطه بین بار، ولتاژ و ظرفیت خازن در قانون خازن بیان شده است.
⦁ سلف: جزئی از قطعات است که میدان مغناطیسی را در خود ذخیره میکند. سلف ها شامل چندین حلقه سیم هستند که به صورت پیچیده قرار گرفته اند. واحد آن هِنری (H) است. در دانش فیزیک رابطه بین جریان، ولتاژ و القای سلف در قانون سلف بیان شده است.
⦁ ترانزیستور: قطعه ای است که به عنوان یک کلید یا یک تقویت کننده عمل میکند. ترانزستورها شامل سه پایه هستند که به نام های پایه، گِيت و کالکتور شناخته میشوند. همچنین ترانزستورها از دو نوع نيمه رسانای NPN و PNP هستند.
هر کدام از این قطعات اگر دچار نقض شوند، بایستی تعویض شود. اهمیت آنها ، یکسان تلقی شده است به همین دلیل وجود آنها در سیستم مورد نظر ضروری است.
در جدول زیر تعدادی از قطعات الکترونیکی به همراه عکس و شماتیک آمده اند:
| نام قطعه | شماتيك (علامت قطعه در مدار) | عكس قطعه |
| ديود نورانی (LED) |  |
 |
| كليد (SW) |  |
 |
| باطری |  |
 |
| خازن الكتروليتی |  |
 |
| خازن عدسی |  |
 |
| ديود |  |
 |
| بيزر (Buzzer) |  |
 |
| مقاومت |  |
 |
| مقاومت متغير / پتانسيومتر |  |
 |
| موتور الكتريكی |  |
 |
| فرستنده مادون قرمز |  |
 |
| گيرنده مادون قرمز |  |
 |
| (LDR) فتوسل |  |
 |
| سون سگمنت (7segment) |  |
 |
| ترانزيستور |  |
 |
| آی سی تقويت كننده (Op-Amp) |  |
 |
| آی سی تايمر 555 |  |
 |
| رگولاتور تغذیه |  |
 |
کاربرد هر کدام از المان های قطعات الکترونیکی در مدارها
قطعات الکترونیکی در بسیاری از دستگاه ها، سیستم ها و کاربردهای مختلف استفاده می شوند. برخی از این کاربردها عبارتند از:
موبایل و کامپیوتر: شامل ترانزستورها، مدارهای مجتمع، حافظه ها و غیره که برای پردازش، ذخیره و انتقال داده ها و سیگنال ها هستند که در این دستگاه ها استفاده میشوند.
لوازم خانگی برقی: مانند رله ها، کلیدها، فیوزها، ترانسفورماتورها و غیره که برای کنترل، تغذیه و حفاظت از دستگاه های برقی مانند چرخ گوشت، چای ساز، تلوزیون و مورد استفاده قرار میگیرند.
آمپلی فایرهای صوتی: ترانزستورها، خازن ها، سلف ها و غیره هستند که جهت تقویت و تغذيه سيگنال های صوتي کاربرد دارند.
پردازنده های ویدئویی: ترانزستورها، ديود و… هستند که از آنها برای نمایش و پردازش تصاویر ویدئوئي استفاده مي شود.
سوئيچ ها: همان رله ها، كلیدها، ترانزيستور ها هستند که در جهت روشن يا خاموش كردن جريان الكتريكي يا سيگنال های الكترونيكي استفاده مي شوند.
وقتی حرف از مدار میشود ، آشنا شدن با مدارها لازم است برای همین در ادامه به معرفی آنها می پردازیم.
چه مدارهایی با استفاده از قطعات الکترونیکی ساخته می شوند؟
انواع مدار ها عبارتند از:
مدار تقویت کننده: مداری است که سیگنال های الکتریکی را تقویت میکند، یعنی ولتاژ، جریان یا قدرت آنها را افزایش می دهد. برای این کار، از قطعات اکتیو مانند ترانزستورها، آپ‌اَمپ ها و … استفاده میشود.
مدار منطق: مداری است که سطح ولتاژ یا جریان را به عنوان دو حالت صفر و یک در نظر میگیرد و براساس قوانین منطق بولین عمل میکند. برای انجام این عملکرد، از قطعات اکتیو مانند ترانزستورها، ديود ها و آي سي های منطقي استفاده مي شود. از قطعات پسیو استفاده نمیکند.
مدار فرکانس: مداری است که با فرکانس خاصی عمل میکند و برای تولید، پالس، فیلتر، تقسيم يا تشخيص سيگنال های فركانسي استفاده مي شود. برای این کار، از دو نوع قطعه پسيو و اكتيو مانند خازن ها، سلف ها، ديود ها، ترانزستور ها و آپ آمپ ها استفاده مي شود.
مدار چاپی: این مدار قطعات را با استفاده از سيم ها يا خطوط رسانا بر روي يك صفحه نيمة هادي يا فلزي به يكديگر وصل كرده است. به این صورت که در این مدل مدار از قطعات مورد استفاده با تعداد پایه كم و با سایز كوچك استفاده مي شود.
مراحلی که برای اتصال قطعات الکترونیکی طی می شود
این مراحل که توسط یک مهندس انجام میشود عبارتند از:
- بررسی و برنامه‌ریزی: در این مرحله، مهندس لازم است که نیازهای سیستم را تحلیل کند و برنامه‌ریزی لازم را برای اتصال قطعات انجام دهد.
- طراحی مدار: مهندس در این مرحله باید مدار الکترونیکی را طراحی کند که شامل قطعات مورد نیازو اتصالات بین آنها است. مهارت و حرفه ای بودن خود را می تواند نشان دهد.
- خرید قطعات: باید ابزار مورد نیاز خریداری شود. این شامل انتخاب قطعات، سفارش دادن و پرداخت هزینه‌های مربوط به آنها است. پیدا کردن یک فروشنده خوب باید در اولویت باشد.
- تست و بررسی قطعات: قبل از اتصال قطعات، لازم است که این اتصالات تست شوند و از صحت عملکرد آنها اطمینان حاصل شود.
- اتصال قطعات: در این مرحله، مهندس باید قطعات الکترونیکی را با استفاده از روش‌های مختلفی مانند جوشکاری، سیم کشی یا استفاده از کانکتورها به هم متصل کند. در این مرحله امنیت کار حرف اول را میزند.
- تست نهایی: پس از اتصال قطعات، یک مهندس خوب باید سیستم را تست کرده و عملکرد آن را بررسی کند. بهتر است برای اینکار زیاد عجله نکند.
- رفع اشکال: در صورت وجود هر گونه خطا یا عدم عملکرد صحیح، مهندس بایستی مشکل را تشخیص داده و آن را رفع کند. این مرحله فرصتی است برای اینکه مهارت خود را در این حرفه نشان دهد.
- نگهداری و تعمیر: پس از اتصال قطعات، مهندس مسئول نگهداری و تعمیر سیستم است و باید در صورت نیاز به تعمیرات و نگهداری دوره‌ای اقدام کند.
لازم است که بدانیم موقعیت مکانی مهندس در زمان اتصال این قطعات بسیار مهم است به گونه ای که تاثیر مستقیم بر عملکرد و کارایی سیستم دارد. همچنین، در هنگام اتصال باید دسترسی آسان داشته باشد و جایگاهی مناسب برای تعمیر و نگهداری در نظر گرفته شود.
شرکت های سازنده قطعات سیستمی و مقایسه آنها
در این قسمت قصد داریم شما را با انواع شرکت های تولید کننده قطعات الکترونیکی مورد نیاز سیستم آشنا کنیم.
- شرکت‌های بزرگ تولید کننده میکروسسورها و میکروکنترلرها مثل شرکت های Intel، AMD، ARM و Microchip.
- شرکت‌های سازنده حافظه‌های الکترونیکی مانند Samsung، Micron و SK Hynix.
- شرکت‌هایی که کار آنها تولید قطعات الکترونیکی پهنای باند و سیستم‌های ارتباطی مانند Qualcomm، Broadcom و Ericsson است.
- شرکت‌های تولید کننده قطعات مخابراتی مانند Huawei، Nokia و ZTE.
- شرکت‌های تولید کننده قطعات سیستمی الکترونیکی مورد نیاز خودرو مانند Bosch، Continental و Denso.
- شرکت‌هایی که توانایی تولید کردن قطعات با قابلیت ایجاد صوت و تصویر را دارند مانند Sony، LG و Samsung.
- شرکت‌هایی که قطعات الکترونیک صنعتی می سازند مانند Siemens، ABB و Schneider Electric.
- شرکت‌های تولید کننده اجزاهای الکترونیکی مصرفی مانند Panasonic، Philips و Toshiba.
- شرکت‌های تولید کننده قطعات سیستمی پزشکی مانند Medtronic، Johnson & Johnson و GE Healthcare.
- شرکت‌های تولید کننده قطعات مورد نیاز با جنبه نظامی و دفاعی مانند Lockheed Martin، Raytheon و Northrop Grumman.
جمع بندی و نتیجه گیری
بنابراین نقش و شناخت عناصر و المان قطعات الکترونیکی در سیستم های مورد نیاز انسان بسیار مهم است و رشته ای که به تجزیه و تحلیل این المان ها میپردازد، رشته مهندسی قطعات الکترونیکی است. فعالیت در این عرصه با توجه به اهمیتی که دارد، دشوار بوده و قطعا نیازمند تجربه و مطالعات فراوان است.
