اموزش قطعات الکترونیک -

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.
بررسی فیزیکی

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 1 آمپر بر ثانیه، 1 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 2000 برابر افزایش دهد.
مدل هیدرولیکی

 

پاسخ : اموزش قطعات الکترونیک -

جریان الکتریکی را می توان با استفاده از یک تشبیه هیدرولیکی مدل سازی کرد. یک سلف را می توان به صورت یک چرخ طیار که تحت تاثیر یک توربین سنگین آبی می چرخد، تصور نمود. در ابتدا که جریان آب برقرار می شود، توربین در حالت ایستا قرار داشته و تا زمانی که کاملاً شروع به چرخش نکرده است، در برابر جریان آب ( جریان الکتریکی ) سد ایجاد می کند و فشار زیادی ( ولتاژ ) را در جهت عکس به وجود می آورد. همچنین زمانی که توربین در حال چرخش است، اگر وقفه ای ناگهانی در جریان آب به وجود آید، توربین همچنان با اینرسی به چرخش خود ادامه می دهد و فشار زیادی را در جهت ادامه یافتن جریان اعمال می کند.


ساختمان سلف

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، فريت 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.

انواع مختلفی از سلف
​

مشخصه هاي سلف

خودالقايي

مهم ترين مشخصه سلف ، خود القايي آن مي باشد . خود القايي يك سلف مخالفت آن سلف را در مقابل تغيير جريان الكتريكي نشان مي دهد .
كيفيت

يك سلف با طول معيني از يك سيم هادي ساخته مي شود . بنابراين داراي مقاومت نيز مي باشد. بنابراين يك سلف واقعي از يك سلف ايده آل و يك مقاومت سري با آن تشكيل شده است . كيفيت يك سلف نسبت راكتانس سلف به مقدار مقاومت آندر فركانسي خاص مي باشد .
ماكزيمم فركانس كاري ( فركانس رزنانس )

با افزايش فركانس ، راكتانس سلف افزايش مي يابد. در عمل اين افزايش در امپدانس سلف تا فركانس مشخصي صورت مي گيرد و از اين فركانس به بالا اثر خازن هاي پراكنده در سلف ظاهر مي گيردد و امپدانس سلف كاهش مي يابد .
بررسی سلف در مدار های الکتریکی

یک سلف با تغییرات جریان مخالفت می کند. سلف ایده آل در برابر جریان ثابت نباید از خود مقاومت نشان دهد اما به هر حال تنها مقاومت سلف های ساخته شده از ابررسانا ها می تواند صفر باشد. در حالت کلی، رابطه میان ولتاژ متغیر با زمان V(t) در یک سلف با اندوکتانس L و با جریان متغیر با زمان i(t) به صورت یک معادله دیفرانسیل بیان می شود:

​

وقتی که یک جریان متناوب سینوسی ( AC ) از سلف می گذرد، یک ولتاژ سینوسی در آن القا می شود. دامنه ولتاژ متناسب است با حاصلضرب دامنه جریان (IP ) و فرکانس جریان ( f ).

​

در این حالت، فاز جریان، 90 درجه از ولتاژ عقب تر است. اگر یک سلف به وسیله یک مقاومت با مقدار R به یک منبع جریان DC متصل شود، و سپس منبع جریان اتصال کوتاه گردد، رابطه دیفرانسیلی زیر نشان می دهد که جریان گذرنده از سلف، به صورت یک منحنی نمایی نزولی دشارژ می شود:

​

آنالیز مدار در حوزه لاپلاس وقتی در تحلیل مدار از تبدیل لاپلاس استفاده می شود، تبدیل امپدانس یک سلف ایده آل بدون جریان اولیه در حوزه s به صورت زیر نشان داده می شود:

​

L مقدار امپدانس و S فرکانس مختلط می باشد. اگر سلف جریان اولیه داشته باشد، آن را می توان به صورت های زیر نشان داد: 1-اضافه کردن یک منبع ولتاژ سری شده با سلف با مقدار زیر

(به یاد داشته باشید که پلاریته منبع بر خلاف جهت جریان اولیه باشد)

​

2- با اضافه کردن یک منبع جریان موازی با سلف با مقدار زیر:

شبکه های سلفی
L مقدار امپدانس و I0 جریان اولیه سلف می باشد
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.

اندوکتانس معادل:

​

این روابط ساده، تا زمانی درست هستند که القای مغناطیسی متقابل بین سلف ها وجود نداشته باشد.
انرژی ذخیره شده:

انرژی ذخیره شده در سلف، برابر است با مقدار کار مورد نیاز برای برقراری جریان در سلف و ایجاد میدان مغناطیسی. و از رابطه زیر به دست می آید:

​

عملکرد در RF

در فرکانس های بالا، سلف های واقعی دارای اجزای پارازیتی می باشند و این باعث کاهش کارایی آن ها می شود. سیمی که سلف از آن ساخته شده است، دارای مقاومت اهمی بوده و این مقاومت، ضریب Q را کاهش می دهد. ظرفیت خازنی میان حلقه های سلف، باعث تغییر در عملکرد الکتریکی در نزدیکی فرکانس رزونانس سلف می شود. یک سلف را می توان در RF، با یک سلف ایده آل سری شده با یک مقاومت و یک خازن موازی شده با این دو المان نشان داد.

ضریب Q

یک سلف ایده آل، بدون در نظر گرفتن اندازه جریان موجود در سیم پیچی، فاقد تلفات می باشد. هر چند سلف های معمولی دارای مقاومت اهمی ناشی از فلز سیم پیچی هستند. از آنجایی که مقاومت سیم پیچی همانند یک مقاومت سری شده با سلف به نظر می رسد، معمولاً مقاومت سری نامیده می شود. مقاومت سری شده با سلف، جریان الکتریکی داخل سیم پیچ را به حرارت تبدیل می کند و به این ترتیب باعث افت کیفیت خودالقایی می شود. ضریب کیفیت ( یا Q ) یک سلف، نسبت رآکتانس سلفی به مقاومت اهمی در یک فرکانس معین بوده و معیاری برای سنجش بازدهی آن می باشد. هر قدر میزان ضریب کیفیت سلف بالاتر باشد، به رفتار یک سلف ایده آل و بدون تلفات نزدیکتر می شود. ضریب Q یک سلف، از طریق فرمول زیر به دست می آید که در آن R مقاومت الکتریکی داخلی و ωL رآکتانس سلفی و یا خازنی در فرکانس رزونانس می باشد.

​

با استفاده از یک هسته فرومغناطیسی، با همان میزان مس، خود القایی به شدت افزایش پیدا می کند. به هر حال هسته ها تلفاتی را که با افزایش فرکانس بیشتر می شوند، کاهش می دهند. نوع ماده هسته، برای بدست آوردن بهترین نتیجه در باند فرکانسی مورد نظر انتخاب می شود. در VHF یا فرکانس های بالاتر، از هسته هوا استفاده می شود. ممکن است در جریان های بالا، به دلیل کاهش چشم گیر خود القایی، سلف های پیچیده شده بر روی یک هسته فرومغناطیسی به اشباع روند. با استفاده از هسته هوا، می توان از این پدیده جلوگیری نمود. یک سلف با هسته هوا و با طراحی مناسب، می تواند دارای ضریب کیفیت برابر با چند صد باشد. یک سلف تقریباً ایده آل ( با Q میل کننده به سمت بی نهایت ) را می توان با غوطه ورکردن یک سیم پیچ ساخته شده از آلیاژ ابر رسانا در هلیوم مایع و یا نیتروژن مایع ساخت. این کار، سیم را فوق العاده خنک کرده و باعث از بین رفتن مقاومت اهمی سیم پیچ می شود. زیرا یک سلف ساخته شده از ابررسانا، واقعاً بدون تلفات بوده و می تواند مقدار زیادی انرژی الکتریکی را درون میدان مغناطیسی احاطه کننده، ذخیره کند.

 

پاسخ : اموزش قطعات الکترونیک -

دیود

مقدمه

دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می..دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بالایی نشان می..دهند. این خاصیت آنها باعث شده بود تا در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی ، به آن دریچه یا Valve هم اطلاق شود. از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می..سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و - به کاتد) آنرا آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می.شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می.شود که چیزی حدود 0.6 تا 0.6 ولت می..باشد.

​

ولتاژ معکوس

هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می..کنید (+ به کاتد و - به آند) جریانی از دیود عبور نمی.کند، مگر جریان بسیار کمی که به جریان نشتی یا Leakage معرف است که در حدود چند µA یا حتی کمتر می..باشد. این مقدار جریان معمولآ در اغلب مدارهای الکترونیکی قابل صرفنظر کردن بوده و تأثیر در رفتار سایر المانهای مدار نمی.گذارد. اما نکته مهم آنکه تمام دیودها یک آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس بیش از آن شود دیود می..سوزد و جریان را در جهت معکوس هم عبور می..دهد. به این ولتاژ آستانه شکست یا Breakdown گفته می.شود.

​

دسته بندی دیودها

در دسته بندی اصلی ، دیودها را به سه قسمت اصلی تقسیم می..کنند، دیودهای سیگنال (Signal) که برای آشکار سازی در رادیو بکار می..روند و جریانی در حد میلی آمپر از خود عبور می..دهند، دیودهای یکسو کننده (Rectifiers) که برای یکسو سازی جریانهای متناوب بکار برده می..شوند و توانایی عبور جریانهای زیاد را دارند و بالاخره دیودهای زنر (Zener) که برای تثبیت ولتاژ از آنها استفاده می.شود.
اختراع دیود پلاستیکی (plastic diode)

محققان فیزیک دانشگاه اوهایو (Ohio State University) توانستند دیود تونل پلیمری اختراع کنند. این قطعه الکترونیکی منجر به ساخت نسل آینده حافظه.های پلاستیکی کامپیوتری و چیپهای مدارات منطقی خواهد شد. این قطعات کم مصرف و انعطاف پذیر خواهند بود. ایده اصلی از سال 2003 که یک دانشجوی کارشناسی دانشگاه اوهایو ، سیتا اسار ، شروع به طراحی سلول خورشیدی پلاستیکی نمود بوجود آمد. تیم پژوهشی توسط پاول برگر (Paul Berger) ، پروفسور الکترونیک و مهندسی کامپیوتر و همچنین پروفسور فیزیک دانشگاه اوهایو رهبری می.شود.
​

 

پاسخ : اموزش قطعات الکترونیک -

ترانزیستور :


ترانزیستور :

مبحث ترانزیستور بسیار گسترده است . در اینجا به توضیحات کلی درباره این قطعه اکتفا می کنیم . دارای سه پایه بیس و کلکتور و امیتر است . دو تیپ دارد . مثبت (pnp) و منفی (npn) . در نوع مثبت به کلکتور ولتاژ منفی داده می شود و به امیتر مثبت . به پایه بیس هم که ورودی ترانزیستور تعبیر می شود پالس منفی داده می شود . در نوع منفی به کلکتور ولتاژ مثبت داده می شود و به امیتر منفی . به پایه بیس هم پالس مثبت داده می شود . کار ترانزیستور تقویت جریان است . اگر به بیس جریان ضعیفی داده شود ؛ مثلا 2 میلی آمپر و ضریب تقویت ( یا بتا یا hfe ) تراتزیستور هم 300 باشد , جریانی که از کلکتور و امیتر می گذرد می تواند تا 600 میلی آمپر باشد . مصرف کننده معمولا سر راه کلکتور و گاهی سر راه امیتر قرار داده می شود . به عبارت دیگر , مصرف کننده ما می تواند تا 600 میلی آمپر , از منبع تغذیه جریان بکشد ؛ در صورتی که قبل از تقویت فقط می توانست حداکثر 2 میلی آمپر بکشد . جنس ترانزیستورها سیلیسیم یا ژرمانیم است . در ترانزیستورهای سیلیسیومی نباید ولتاژ اعمال شده به بیس کمتر از ۷/۰ ( ۶/۰ تا ۷/۰ ) ولت باشد ( جریان هر چقدر که می خواهد باشد ) . به این ولتاژ , ولتاژ شکست می گویند . در ترانزیستورهای ژرمانیومی نباید ولتاژ اعمال شده به بیس کمتر از ۳/۰ ( ۲/۰ تا ۳/۰ ) ولت باشد . ترانزیستور انواع دیگری مثل ujt و fet و ... دارد که به علت کاربرد محدود از توضیح درباره آنها صرفنظر کردیم . ​

 

پاسخ : اموزش قطعات الکترونیک -

پتانسیومتر :


پتانسیومتر :
سه پایه دارد . مقاومتی است که با پیچاندن دسته آن مقاومت بین پایه وسط و کنار تغییر می کند . تغییرات مقاومت پایه های کناری نسبت به هم قرینه است ؛ یعنی اگر مقاومت نسبت به سمت چپ کم شود , به همان میزان نسبت به سمت راست افزایش می یابد . مقاومت بین دو پایه کناری همواره ثابت است و به اندازه عدد نوشته شده روی پتانسیومتر بستگی دارد . عدد روی پتانسیومتر حداکثر 3 رقمی است . دو رقم سمت چپ را می نویسیم و به اندازه رقم سوم مقابل آن صفر می گذاریم . عدد به دست آمده میزان مقاومت بر حسب اهم را نشان می دهد. اگر رقم سومی وجود نداشت , همان عدد دورقمی , مقاومت کل پتانسیومتر را نشان می دهد . برای مثال اگر روی پتانسیومتر نوشته بود 224 یعنی مقاومت آن 220000 اهم است ( 220 کیلواهم ) . اگر روی پتانسیومتر نوشته بود 56 یعنی مقاومت آن 56 اهم است. ​

 

پاسخ : اموزش قطعات الکترونیک -

اوپمپ :






نمونه ای از تقویت کننده های عملیاتی



تقويت كننده هاي عملياتي، تقويت كننده هاي كوپل مستقيم بوده، كه داراي گين

(Gian) خيلي زيادي مي باشند. كه مقدار اين گين را با كمك

مقاومت فيدبك مي توان كنترل نمود. اين تقويت كننده ها اكثراً در مدارات خطي بكار مي

روند و اغلب در مدارات غيرخطي نيز از آنها استفاده مي شود. يك تقويت كننده عملياتي

ايده آل بايستي شرايط زير را دارا باشد.




1) مقاومت ورودي آن بي نهايت باشد (Ri= ∞).
2) مقاومت خروجي آن صفر باشد (Ro= O).

3) گين ولتاژ حلقه باز آن بي نهايت باشد (Av= -∞).

4) عرض باند آن بي نهايت باشد (BW= ∞).

5) هنگامي كه اختلاف ولتاژ در ورودي صفر است، ولتاژ خروجي نيز صفر باشد.


6) منحني مشخصه آن با درجه حرارت تغيير نكند.
تقويت كننده هاي عملياتي اكثراً بصورت مدار مجتمع ساخته مي شوند.

اتصالات تغذيه تقويت كننده هاي عملياتي

تغذیه دوبل

براي استفاده از رنج كامل تقويت كننده هاي عملياتي، بايستي اين تقويت كننده ها با دو منبع تغذيه با ياس شوند، كه اين عمل معمولاً با استفاده از دو منبع تغذيه مجزا صورت مي گيرد. ولتاژ منبع اول نسبت به زمين (GND) برابر +VBB بوده در حاليكه ولتاژ منبع دوم نسبت به زمين برابر –VBB مي باشد كه غالباً مقدار اين ولتاژها +15 ولت و -15 ولت انتخاب مي شود.

معمولاً تقويت كننده هاي عملياتي جهت تغذيه دو پايه دارند، چون زمين به تقويت كننده عملياتي وصل نمي شود و فقط ولتاژهاي +VBB و –VBB به تقويت كننده عملياتي متصل مي شود. ولي با وجود اين تمام اتصالاتي كه بايستي زمين (GND) شوند، به نقطه بين دو منبع تغذيه زمين وصل مي گردند.

همچنين هر تقويت كننده عملياتي دو ورودي دارد؛ يكي ورودي مثبت كه با V+ و ديگري ورودي منفي كه با V

تقویت کننده های عملیاتی
​

تقویت کننده های عملیاتی به اختصار آپ امپ نامیده می شو ند.و به صورت مدار مجتمع در دسترس می باشند.این تقویت کننده ها از پایداری بالایی برخوردارند.، و با اتصال ترکیب مناسبی از عناصر خارجی مثل مقاومت،خازن،دیود و غیره به آنها،می توان انواع عملیات خطی و غیر خطی را انجام داد.





از ویژگیهای اختصاصی تقویت کننده های عملیا تی ورودی تفاضلی و بهره بسیار زیاد است.



این المان الکترونیکی اختلاف میان ولتاژهای ورودی در پای های مثبت و منفی را در خروجی با تقویت بسیار با لایی آشکار می سازد.حتی اگر این اختلاف ولتاژ کوچک نیز باشد.،آنرا به سطح قابل قبولی از ولتاژ* در خروجی تبدیل می کند.به شکل مداری این المان در زیر توجه کنید.



این المان همواره دارای دو پایه مثبت و منفی در ورودی،این دو پایه ورودی مستلزم یک پایه در خروجی هستند.

پایه ورودی مثبت را در اصطلاح لاتین noninverting و پایه منفی را inverting می گویند.




نحوه عملکرد op_amp



این المان بسته به وضعیت پایه های ورودی و خروجی دارای شرایط و عملکرد متفاوتی خواهد شد که در زیر به توضیح راجع به این وضعیت ها می پردازیم.
اگر inverting > noninverting باشد.خروجی به سمت منفی VSS اشباع می شود.منظور از منفی VSS مقدار منفی ولتاژ تغذیه آیسی است. مثلا اگر ولتاژ ورودی 5 ولت باشد و ورودی پایه منفی دارای ولتاژی بزرگتر از ورودی پایه مثبت باشد.خروجی به سمت منفی 5 ولت به اشباع می رود.

اگر inverting < noninverting باشد.خروجی به سمت مثبت VSS اشباع می شود.مثلا اگر تغذیه آیسی 5 ولت باشد.و ورودی پایه مثبت دارای ولتاژی بزرگتر از پایه منفی باشد.خروجی به سمت مثبت 5 ولت به اشباع می رود.به شکل توجه کنید این شکل گویای همه مطالب است.همانطور که مشاهده می کنید.،هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی مثبت باشد.خروجی به اشباع مثبت VSS می رود.و همچنین هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی منف با شد خروجی به منفی VSS می رود.

منظور از اختلاف ولتاژ ،اختلاف بین ورودی مثبت از منفی است.



بدون قرار دادن فیدبک از خروجی به ورودی، ماکزیمم اشباع در خروجی با کمترین اختلاف ولتاژ* در پایه های مثبت و منفی ورودی بوجود می آید.در این حالت مدار شما بسیار نویز پذیر است.

در حالت ایده آل منظور حالت غیر عملی است.،در این حالت op-amp ها دارای مقاومت ورودی بی نهایت تقویت سیگنال ورودی در خروجی به صورت بی نهایت و مقاومت خروجی صفر هستند.

در حالت واقعی گین یا تقویت بین ولتاژ های مثبت و منفی ورودی محدود می شود.

بین پایه های ورودی و خروجی آپ امپ جریانی وجود ندارد.و این تنها ولتاژ ورودی است که خروجی را کنترل می کند.

استفاده از فیدبک در آپ امپ

با استفاده از فیدبک می توانید میزان تقویت ولتاژ های ورودی در خروجی را تعیین کنید.فیدبک می تواند.،از خروجی به هر یک از پایه های مثبت و منفی صورت گیرد.در آپ امپ اغلب فیدبک از خروجی به پایه منفی صورت می گیرد این نوع فیدبک را فیدبک منفی یا negative feedback می نامند.

با استفاده از فرمول زیر می توانید. میزان تقویت یا گین(gain) را در این نوع از فیدبک به راحتی محاسبه کنید.



در فرمول فوق Rf همان مقاومت فیدبک است.که در شکل زیر با نام R2 و از خروجی به پایه منفی ورودی زده شده است.منظور از Rin نیز مقاومت ورودی است.،که در شکل زیر با نام R1 می باشد.



بنابر فرمول فوق اگر Rf برابر صفر باشد دیگر تقو یتی وجود ندارد.،و GAIN برابر یک می شود.در این حالت ولتاژ خروجی برابر ولتاژ *ورودی است.در این وضعیت آپ امپ تنها به صورت یک بافر مجزا کننده یا ISOLATE کننده جریان ورودی از خروجی عمل می کند.شکل زیر نشان می دهد چگونه خروجی بدون استفاده از مقاومت به پایه منفی ورودی فیدبک زده شده است.





آپ امپ در حالت مقایسه گری یا Comparator



در این حالت کوچکترین اختلاف بین ولتاژ های ورودی تقویت شده و در خروجی نمایان می شود.

در این وضعیت خروجی زمانی high یا سوییچ می شود.که مقدار ولتاژ* در پایه inverting یا منفی به سطح ولتاژ* در پایه noninverting یا مثبت برسد.این ولتاژ در شکل زیر برابر vref است.

از این نوع مدار جهت مقایسه ولتاژ های ورودی به خصوص در سنسورها استفاده می شود.

در این مدار به جای مقاومت R2 می توانید از پتانسیومتر جهت تعیین ولتاژ* Vref و تنظیم آن به صورت دلخواه استفاده کنید.









تقویت کننده مستقیم (noninverting amplifier)





در این حالت ورودی منفی یا inverting توسط مقاومت R1 زمین می شو د.و فیدک نیز از خروجی توسط مقاومت R2 به ورودی منفی فیدبک داده می شود.در این حالت خروجی کاملا هم فاز با ورودی خواهد بود.







تغذیه Op-Amp



در بعضی موارد Op-Amp ها نیاز به دو منبع تغذیه مثبت و منفی دارند.

اگر ما مایل باشیم که تنها از خروجی مثبت آپ امپ استفاده کنیم.در واقع منظور ولتاژ های مثبت در خروجی است.در این حالت می بایست منفی Vss را به زمین متصل کنیم.ولتاژ* مثبت را تنها به پایه تغذیه مثبت وصل کنیم.

در این حالت شما بایستی از دو باطری یا از یک منبع تغذیه دوتایی مثبت و منفی استفاده کنید.

در لینک زیر می توانید.یک مدار ساده تغذیه دوبل را تجربه کنید.

تغذیه دوبل 5 ولت



نکاتی راجب به Op-Amp



هیچگاه تغذیه مثبت و منفی آپ و امپ را به صورت معکوس وصل نکنید.،با این کار Op-Amp خواهد سوخت.

تغذیه ورودی های مثبت و منفی می بایست.از مقادیر ورودی در پایه های inverting و noninverting بیشتر باشد.سیگنال های ورودی و خروجی را توسط خازنهای 1.0ufتا 0.1uf زمین کنید تا از تاثیر نویز در مدار خود جلوگیری کنید.



در حالت ایده آل آپ امپ ها دارای مقاومت ورودی بالا و در نتیجه جریان ورودی در حد صفر و مقاومت خروجی صفر می باشند.همچنین در این حالت ولتاژ* در ورودی های مثبت و منفی با یکدیگر مساوی هستند.

​

 

پاسخ : اموزش قطعات الکترونیک -

IC :
​

Click here to view the original image of 640x640px and 241KB.
​

حروف اختصاری IC از دو کلمه انگلیسی integrated circuit به معنی مدار مجتمع گرفته شده است. پیش از اخترا ع IC ،مدارهای الکترونیکی ازتعداد زیادی قطعه یا المان الکتریکی تشکیل می*شدند. این مدارات فضای زیادی را اشغال می*کردند و توان الکتریکی بالایی نیز مصرف می*کردند. و این، امکان بوجود آمدن نقص و عیب در مدار را افزایش می*داد. همچنین سرعت پایینی هم داشتند. IC ، تعداد زیادی عناصر الکتریکی را که بیشتر آنها ترانزیستور هستند، در یک فضای کوچک درون خود جای داده است و همین پدیده است که باعث شده امروزه دستگاه*های الکترونیکی کاربرد چشمگیری در همه جا و در همه زمینه*ها داشته باشند.



آیا تا کنون کلمه مدارات مجتمع را شننیده اید؟ آیا هیچ آگاهی در مورد آن دارید؟ در این پست اطلاعاتی در این رابطه به شما عزیزان ارائه خواهیم داد.

مدار های دیجیتال با مدارهای مجتمع ساخته می شوند. یک مدار مجتمع ( یا آی سی ) یک کریستال کوچک نیمه هادی به نام تراشه است. که قطعات الکترونیکی را برای گیت های دیجیتال در خود دارد. اتصالات داخل تراشه مدار مورد نیاز را به وجود می آورند. تراشه در داخل یک محفظه پلاستیک و یا سرامیک جاسازی می شود. و اتصالات آن با سیم های طلایی نازک به پایه های خارجی جوش داده می شود تا مدارات مجتمع به وجود آیند.

تعداد پایه ها ممکن است از 14 پایه در بسته های کوچک تا 100 پایه یا بیشتر در بسته های بزرگتر تغییر کند. هر مدار مشترک یا آی سی دارای یک مشخصه عددی ست که روی سطح بسته بندی آن برای شناسایی چاپ میشود. هر سازنده یک کتابچه راهنما یا کاتالوگ با شرح دقیق و تمام اطلاعات لازم در باره آی سی های ساخت خود را چاپ می کند.

باپیشرفت تکنولوژی مدار های مجتمع تعداد گیت هایی که می تووانست در یک تراشه جای گیرد به میزان قابل توجه ای افزایش یافت. تراشه هایی که دارای چند گیت داخلی بودند و آن دسته که چند صد گیت دارا بودند در بسته هایی با ظرفیت یا مقیاس کوچک متوسط یا بزرک جای داده شده اند.

مدار های مجتمع با مقیاس کوچک (ssi) دارای چند گیت مستقل در یک بسته واحد هستند. ورودی ها و خروجی های گیت ها مستقیما به پایه های بسته متصل اند. تعداد گیت ها معمولا کمتر از 10 و محدود به تعداد پایه ها در آی سی می باشند.

قطعات مجتمع با مقیاس متوسط (msi) دارای تقریبا 10 الی 200 گیت در هر بسته می باشند. این وسیله ها معمولا توابع دیجیتال ساده همچون دیکدر ها - جمع کننده ها و ثبات ها را اجرا می نمایند.

مدار ها یا وسایل مجتمع با مقیاس بزرگ (lsi) بین 200 تا چند هزار گیت در هر بسته دارند. این بسته ها سیستم های دیجیتالی همچون پردازنده ها- تراشه های حافظه و ماژول های قابل بر نامه ریزی را شامل می شوند.

قطعات مجتمع با مقیاس بسیار بزرگ (vlsi) حاوی هزاران گیت در یک بسته اند. مثال هایی از این گروه عبارتند از آرایه های بزرگ حافظه/ تراشه های پیچیده ریز کامپیو تر ها. Vlsi ها به دلیل کوچکی و ارزانی انقلابی در تکنولوژی ساجت سیستم ها کامپیو تری به وجود آورده و به طراحان امکان ساخت و ایجاد ساختار هایی را دادند که قبلا اقتصادی نبودند.



مدار های مجتمع نه تنها بر اساس عملکرد منطقی شان طبقه بندی می شوند بلکه از نظر تکنولوژی خاص مدار هایی که به آن تعلق دارند نیز دسته بندی می گردند. تکنولوژی به کار رفته در مدار را خانواده منطقی دیجیتال می خوانند. هر خانواده منطقی مدار الکترونیکی پایه خاصی را داراست که مدار ها و و توابع دیجیتال پیچیده تر بر اساس آن تهیه می شوند.

مدار پایه در هر تکنولوژی یک گیت Nand/nor و یا معکوس کننده است.

در نام گذاری تکنولوژی ار قطعات الکترونیکی به کار رفته در ساخت مدار پایه معمولا استفاده می شود. بسیاری از خانواده های مختلف منطقی به صورت مدار های مجنمع در سطح تجاری عرضه شده اند. متداول ترین خانواده ها در زیر معرفی شده اند: