موضوعات مرتبط با الكترونيك و الكترومغناطيس

ساختمان قطعات دیجیتال

طبق قرار قبلی بر آن شدیم تا مبحث مدارهای مجتمع و قطعات دیجیتال را در پست های بعدی دنبال کنیم. عرض کردیم که بسیاری از خانواده های مختلف منطقی به صورت مدار های مجتمع در سطح تجاری عرضه شده اند. متداول ترین خانواده ها از این قرارند:

TTL - منطق ترانزیستور - ترانزیستور
ECL - منطق کوپل امیتر
MOS - منطق فلز - اکسید - نیمه هادی
CMOS - منطق فلز - اکسید - نیمه هادی مکمل

TTL یک خانواده متداول است که سالها مورد استفاده بوده و به عنوان استاندارد تلقی می شود. ECL در سیستم هایی که به سرعت عمل بالا نیاز دارند ترجیح داده می شوند. MOS برای مدار هایی که نیاز به تراکم بالا دارند مناسب است و CMOS در سیستم های کم مصرف به کار می رود.

خانواده منطقی ترانزیستور - ترانزیستور گونه تکامل یافته تکنولوژی قدیمی تریست که در آن از دیود و ترانزیستور برای ساخت گیت پایه NAND استفاده می شده است. این تکنولوژی منطق دیود ترانزیستور (DTL) خوانده می شده است. بعد ها برای بهبود عملکرد مدار به جای دیود از ترانزیستور استفاده شد و نام خانواده جدید ترانزیستور- ترانزیستور گذاشته شد.
علاوه بر نوع استاندارد TTL انواع دیگری از این خانواده عبارتند از TTL سرعت بالا -TTL توان پایین(یا کم مصرف)-TTL شوتکی -TTL شوتکی توان پایین و....
منیع تغذیه مدار های TTL پنج ولت و در دو سطح منطقی 0 و 3.5 ولت می باشد.

خانواده کوپل امیتر سریع ترین مدار های دیجیتال را به فرم مجتمع در اختیار می گذارند. ECL در مدار هایی مانند سوپر کامپیوتر ها و پردازنده های سیگنال که در آنها سرعت بالا ضرورت دارد بکار می رود. ترانزیستور ها در گیت های ECL در حالت غیر اشباح کار می کنند و رسیدن به تاخیر های انتشاری در حد 1 تا 2 نانو ثانیه در آنها میسر است.

منطق فلز- اکسید- نیمه هادی یک ترانزیستور تک قطبی ست که به جریان یک نوع حامل الکتریکی وابسته است. این حامل ها ممکن است الکترون (در نوع کانال n) یا حفره باشند. این بر خلاف ترانزیستور به کار رفته در گیت های TTL/ECL است که در عین عملکرد هر دو نوع حامل در آن وجود دارد.
یک MOS کانال p را PMOS و یک MOS کانال n را NMOS می نامند. معمولا در مدار هایی که فقط یک ترانزیستور MOS وجود دارد از NMOS استفاده می شود. در تکنولوژی CMOS هر دو نوع ترانزیستور که به شکل مکمل در تمام مدار ها بسته شده اند به کار رفته است . بزرگترین مزیت CMOS نسبت به دو قطبی تراکم بالای مدار ها در بسته بندی ساده بودن تکنیک ساخت و عملکرد مقرون به صرفه آن به دلیل مصرف توان کم است.

به علت مزایای بی شمار مدار های مجتمع انحصارا در تهیه انواع قطعات لازم در طراحی سیستم های کامپیوتر به کار می رود . برای درک سازمان و طراحی کامپیوتر ها آشنایی با انواع قطعات و اجزائ به کار رفته در مدار های مجتمع اهمیت دارد. به این دلیل اجزائ اصلی به همراه خواص منطقی آن تشریح شده است این اجزا مجموعه ای از واحد های عملیاتی دیجیتال را فراهم می کنند که در طراحی کامپیو تر های دیجیتال یه عنوان بلوک های ساختمان اصلی پایه به کار می روند.


مرضیه مو سی زاده
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

معرفی
ترانزیستور را معمولا به عنوان یکی از قطعات الکترونیک می‌‌شناسند. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم (سیلیکان) ساخته می‌شود.

کاربرد
ترانزیستور هم در مدارات الکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد. در آنالوگ می‌توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و ... استفاده کرد. کاربرد ترانزیستور در الکترونیک دیجیتال شامل مواردی مانند پیاده سازی مدار منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و ... می‌شود.

عملکرد
ترانزیستور از دیدگاه مداری یک عنصر سه‌پایه می‌‌باشد که با اعمال یک سیگنال به یکی از پایه‌های آن میزان 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.g

انواع
دو دسته مهم از ترانزیستورها BJT (ترانزیستور دوقطبی پیوندی) (Bypolar Junction Transistors) و FET (ترانزیستور اثر میدانی) (Field Effect Transistors) هستند. FET ‌ها نیز خود به دو دستهٔ Jfet‌ها (Junction Field Effect Transistors) و MOSFET‌ها (Metal Oxide SemiConductor Field Effect Transistor) تقسیم می‌شوند.

ترانزیستور دوقطبی پیوندی
در ترانزیستور دو قطبی پیوندی با اعمال یک جریان به پایه بیس جریان عبوری از دو پایه کلکتور و امیتر کنترل می‌شود. ترانزیستورهای دوقطبی پیوندی در دونوع npn و pnp ساخته می‌شوند. بسته به حالت بایاس این ترانزیستورها ممکن است در ناحیه قطع، فعال و یا اشباع کار کنند. سرعت بالای این ترانزیستورها و بعضی قابلت‌های دیگر باعث شده که هنوز هم از آنها در بعضی مدارات خاص استفاده شود.

ترانزیستور اثر میدانی(JFET)
در ترانزیستور اثر میدانی 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 تقریبا هیچ استفاده‌ای ندارند چون جریان دهی آنها محدود است و به سختی مجتمع می‌شوند.

ترانزیستور اثر میدانی(MOSFET)
این ترانزیستورها نیز مانند Jfet‌ها 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 ترنزیستورها نسبت به دما حساس است وتغییر می‌کند.بنابراین بیشتر در سوئیچینگ بکار می‌‌روند AMB

ترانزیستور چگونه کار می کند - ۱

اعمال ولتاژ با پلاریته موافق باعث عبور جریان از یک
پیوند PN می شود و چنانچه پلاریته ولتاژتغییر کند
جریانی از مدار عبور نخواهد کرد. اگر ساده بخواهیم به موضوع نگاه کنیم عملکرد یک ترانزیستور را می توان تقویت جریان دانست. مدار منطقی کوچکی را در نظر بگیرید که تحت شرایط خاص در خروجی خود جریان بسیار کمی را ایجاد می کند. شما بوسیله یک ترانزیستور می توانید این جریان را تقویت کنید و سپس از این جریان قوی برای قطع و وصل کردن یک رله برقی استفاده کنید.

موارد بسیاری هم وجود دارد که شما از یک ترانزیستور برای تقویت ولتاژ استفاده می کنید. بدیهی است که این خصیصه مستقیما" از خصیصه تقویت جریان این وسیله به ارث می رسد کافی است که جریان وردی و خروجی تقویت شده را روی یک مقاومت بیندازیم تا ولتاژ کم ورودی به ولتاژ تقویت شده خروجی تبدیل شود.

جریان ورودی ای که که یک ترانزیستور می تواند آنرا تقویت کند باید حداقل داشته باشد. چنانچه این جریان کمتر از حداقل نامبرده باشد ترانزیستور در خروجی خود هیچ جریانی را نشان نمی دهد. اما به محض آنکه شما جریان ورودی یک ترانزیستور را به بیش از حداقل مذکور ببرید در خروجی جریان تقویت شده خواهید دید. از این خاصیت ترانزیستور معمولا" برای ساخت سوییچ های الکترونیکی استفاده می شود.

از لحاظ ساختاری می توان یک ترانزیستور را با دو دیود مدل کرد. همانطور که در مطلب قبل (اولین ترانزیستورها) اشاره کردیم ترانزستورهای اولیه از دو پیوند نیمه هادی تشکیل شده اند و بر حسب آنکه چگونه این پیوند ها به یکدیگر متصل شده باشند می توان آنها را به دو نوع اصلی PNP یا NPN تقسیم کرد. برای درک نحوه عملکرد یک ترانزیستور ابتدا باید بدانیم که یک پیوند (Junction) نیمه هادی چگونه کار می کند.

در شکل اول شما یک پیوند نیمه هادی از نوع PN را مشاهده می کنید. که از اتصال دادن دو قطعه نیمه هادی P و N به یکدیگر درست شده است. نیمه هادی های نوع N دارای الکترونهای آزاد و نیمه هادی نوع P دارای تعداد زیادی حفره (Hole) آزاد می باشند. بطور ساده می توان منظور از حفره آزاد را فضایی دانست که در آن کمبود الکترون وجود دارد.

اگر به این تکه نیمه هادی از خارج ولتاژی بصورت آنچه در شکل نمایش داده می شود اعمال کنیم در مدار جریانی برقرار می شود و چنانچه جهت ولتاژ اعمال شده را تغییر دهیم جریانی از مدار عبور نخواهد کرد (چرا؟).

این پیوند نیمه هادی عملکرد ساده یک دیود را مدل می کند. همانطور که می دانید یکی از کاربردهای دیود یکسوسازی جریان های متناوب می باشد. از آنجایی که در محل اتصال نیمه هادی نوع N به P معمولآ یک خازن تشکیل می شود پاسخ فرکانسی یک پیوند PN کاملآ به کیفیت ساخت و اندازه خازن پیوند بستگی دارد. به همین دلیل اولین دیودهای ساخته شده توانایی کار در فرکانسهای رادیویی - مثلآ برای آشکار سازی - را نداشتند.

معمولآ برای کاهش این خازن ناخاسته، سطح پیوند را کاهش داده و آنرا به حد یک نقطه می رسانند. (ادامه دارد ...)

ظاهرا اين موضوعات طرفداري نداره پس فرستادن پست هم بيهوده است

به نام خدا
سلام honarmand
لطفا اين حرف رو نزنيد.من بعد از مدتها دوباره سري به اين بخش زدم (مشغله نميذاشت)و دارم از مطالب شما استفاده مي كنم.يه سوال هم دارم اونم اينه كه آيا يه كتاب در مورد رياضي مهندسي سراغ نداريد ؟اگه داريد لطف كنيد و معرفي كنين.

khaiyam اطلاعات جالبي به من منتقل كردي . تشكر .

hazrate khayam ye soal besiar mohom va asasi ke barobachse ferdowsi hichki javabe dorost hesabi vasash nadasht
امواج الکترو مغناطیس چه گونه در فضا منتشر میشوند؟؟؟؟؟؟؟؟؟
begoo ta begam

من این مقاله رو برای کسا نی که میخوان کار های حساس ودقیق در زمینه الکترونیک انجام بدن گذاشتم امید وارم مورد توجه دوستان قرار بگیره
استفاده از لامینت برای تهیه مدار چاپی

مواد لازم: لامینت، طلق ترانسپرنت یا فیلم از روی نقشه مدار یا کاغذ کالک که نقشه مدار روی آن پرینت شده باشد.

مواد لازم برای چاپ مدار بر روی فیبر به روش لامینت:

1) لامینت به سطح مقطع مورد نیاز (لامينت ماده اي ژلاتيني و حساس به نور است که بين دو لايه طلقي شفاف نازک قرار گرفته است)

2) طلق ترانسپرنت یا فیلم و یا طرح چاپ شده مدار نگاتیو بر روی کاغذ کالک

3) اسید (پرکلرودوفر)، آب و ظرف پلاستیکی

شروع کار:

برای شروع کار لازم است از طرح مورد نظرتان یک پرینت نگاتیو داشته باشید. پرینت نگاتیو را می توانید بر روی کاغذ کالک شفاف چاپ کنید یا به یکی از روش‌های عکاسی، به کمک یک فروشگاه مهرسازی از آن فیلم بگیرید. توجه نمایید که نقشه مدار چاپ شده شما حتماً باید نگاتیو باشد. (محل نوارهای مسی و خطوط خالی و بقیه جاهای مدار سیاه باشد) فیبر مسی را با سمباده نرم و یا با شستن، کاملاً تمیز و عاری از چربی نمایید. در یک جای کاملاً تاریک لامینت را از پوشش سیاه رنگ خود در آورید. توجه شود که این کار حتماً باید در یک محیط عاری از نور و تاریک انجام شود. همانطورکه می بینید دو طرف لامینت یک لایه چسبیده شده که یکی از دیگري نرمتر است. آن را جدا کرده و لامینت را روی سطح مسی بچسبانید و کاملاً ماساژ دهید تا هیچ حبابی در زیر آن جمع نشود. اگر جایی هم دیدید هوا زیر لامینت قرار دارد با یک سوزن هوا را از آن خارج کنید.

فیلم و یا طلق چاپ شده از روی مدار را روی لامینت بگذارید و تنظیم نمایید. توجه داشته باشید که هنوز یک لایه به لامینت چسبیده است. یک شیشه دیگر روی طرح چاپی بگذارید تا کاملاً طرح به سطح لامینت بچسبد. تمام مراحل گفته شده باید در تاریکی انجام شود.

اکنون آنها را بدون اینکه تکان بخورند زیر نور خورشید برده و به مدت 5 الی 10 دقیقه زیر نور خورشید بگذارید. دوباره به تاریک خانه برگردید و لایه دوم را از روی لامینت جدا نمایید. این لایه از لایه قبلی زخیم تر است.

مقدار یک قاشق غذا خوری پودر سفید رنگ ظهور لامینت را در یک لیوان آب حل نمایید. فیبر مدار را در آب بیاندازید و به آرامی تکان دهید تا طرح مدار ظاهر شود. (یعنی لامینت هایی که به آنها نور نتابیده کاملاً پاک شود) حالا فیبر را زیر آب کاملا بشویید و با دست به آرامی روی آن بکشید تا لیزی حاصل از ماده ظهور از روی سطح مسی کاملا پاک شود. حال پس از خشک کردن کامل فیبر ، آن را از تاریک خانه خارج کنید. اکنون فیبر آماده اسیدکاری است.

بعد از اتمام اسید کاری برای پاک کردن لامینت باقی مانده روی سطح مسی، با رعایت ایمنی، از محلول سود سوزآور استفاده نمایید.

اول از همه به شما دوست عزیز که در مورد امواج الکترومغناطیس سئوال کرده بودید می پرسم که آیا این سایت را دیدید:

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

در صفحه چهارم این صفحه (4تا next بزنی) اگر آن بار منفی که به طور فرضی به یک فنر بسته شده ( به خاطر اینکه یک حرکت تناوبی برای الکترون شبیه سازی کند) با موس بگیری وبکشی و بعد ول کنی می بینی که بارهای دیگری که در این دنیا وجود دارند و البته چند شرط محدود کننده وجود دارد، دلشان می خواهد مثل آن بار بالا و پایین بروند.
خودم هم در مورد این امواج، سئوالها دارم. اما یک چیز را میدانم که امواج الکترو مغناطیسی مثل تمام قوانین کشف شده یا نشده این دنیا از زمان دایناسورها وجود داشته و کاری که انسان در قرنهای معاصر کرده این بوده که به موجودیت چنین مسائلی در طبیعت پی برده ؛ از آنجایی که خودم این سئوالات را مانند شما از چند نفر پرسیدم و آنها هم نمی دانستند ، به نظر می رسد مانند خدا که در کتابهای دینی گفته شده از آثارش باید به وجودش پی برد، امواج الکترو مغناطیس را هم از آثارش باید پی برد.
اگر کسی چیز بیشتری می داند یا حرفهای من غلط بود ، خواهش می کنم به من بگوید.

خیلی هزینه بر هست ... روش پرینتر لیزری و اتو خیلی بهتر و راحتر و صد البته ارزونتره ...