تحقیق الکترونیک

الکترونیک مطالعه و استفاده از وسائل الکتریکی ای می باشد که با کنترل جریان الکترون ها یا ذرات باردار الکتریکی دیگر در اسبابی مانند لامپ خلا و نیمه هادی ها کار می کنند. مطالعه محض چنین وسائلی ، شاخه ای از فیزیک است، حال آن که طراحی و ساخت مدار های الکتریکی جزئی از رشته های مهندسی برق، الکترونیک و کامپیوتر می باشد.

"الکترونیک" به طیف گسترده ای از الکتریسیته اطلاق می شود که با حرکت الکترونها در انواع مدارات نیمه هادی سر و کار دارد . اختراع ICها سبب آن شده است که دگر گونی های فراوانی در این علم پدیدار گشته و سیستمهای مدرن الکترونیکی از جمله مدارهای کنترل از راه دور ، ماهواره های فضایی ، رباتها و ... را پدید آورد.

در حال حاضر الکترونیک کلید فتح شگفتیهای جهان است و با تمام علوم و فنون موجود به نحوی پیوند خورده است . از وسائل ساده خانگی تا پیچیده ترین تکنیک های فضایی همه جا صحبت از تکنولوژی فراگیر الکترونیکی است و امروز صنعت مدرن بدون الکترونیک و تکنولوژی های وابسته به آن عملا مطرود و از کار افتاده است .

پیشرفت علم الکترونیک و وسعت حوزه عملکرد آن امروز بر همگان روشن است. علاوه بر وسائل الکترونیکی از جمله دستگاههای مخابراتی مثل رادیو ،تلویزیون ، ضبط صوت و تصویر ،انواع وسائل پزشکی ، صنعتی ،نظامی ، در دیگر وسائل غیر الکترونیکی هم ، کمتر وسیله ای را می توان یافت که الکترونیک در آن دخالتی نکرده باشد. از جمله در اتومبیل و صنایع حمل و نقل ، وسائل خانگی مثل ماشین لباسشوئی ،جاروبرقی و امثال آن نقش الکترونیک بسیار فعال و جالب توجه شده است.

مدار های الکتریکی:

المان های الکتریکی

مقاومت

خازن

سلف

ترانسفورماتور

دیود

ترانزیستور

IC

تقویت کننده های عملیاتی

مبدلها

اِلِکترونیک مطالعه و استفاده از وسائل الکتریکی ای می‌‌باشد که با کنترل جریان الکترون‌ها یا ذرات باردار الکتریکی دیگر در اسبابی مانند لامپ خلاء و نیمه‌رساناها کار می‌‌کنند. مطالعه محض چنین وسائلی، شاخه‌ای از فیزیک است، حال آن که طراحی و ساخت مدارهای الکتریکی جزئی از رشته‌های مهندسی برق، الکترونیک و رایانه می‌‌باشد.

سالهاست که واژه "الکترونیک" به طور مکرر در میان مردم استفاده می‌‌شود به طوریکه هر شخصی برداشت انفرادی خود را از این علم و یا موارد کاربردی آن مطرح می‌‌کند، اما به صورت کلی عمدتاً تعاریف و برداشتهایی که از این واژه عنوان می‌‌شود کامل نبوده و برداشتهای ظاهری عملا نمی‌تواند اهمیت و نفوذ روزافزون الکترونیک را در ارتباط باصنایع گوناگون بیان کند.

"الکترونیک" به طیف گسترده‌ای از الکتریسیته اطلاق می‌‌شود که با حرکت الکترونها در انواع مدارات نیمه هادی سر و کار دارد. اختراع آی‌سی (IC)ها سبب آن شده است که دگرگونی‌های فراوانی در این علم پدیدار گشته و سیستمهای مدرن الکترونیکی از جمله مدارهای کنترل از راه دور، ماهواره‌های فضایی، ربات‌ها و ... را پدید آورد.

امروزه الکترونیک کلید فتح شگفتیهای جهان است و با تمام علوم و فنون موجود به نحوی پیوند خورده است. از وسائل ساده خانگی تا پیچیده‌ترین تکنیک‌های فضایی همه جا صحبت از فناوری فراگیر الکترونیکی است و امروز صنعت نوین بدون الکترونیک و فناوری‌های وابسته به آن عملا مطرود و از کار افتاده است .

پیشرفت علم الکترونیک و وسعت حوزه عملکرد آن امروز بر همگان روشن است. علاوه بر وسائل الکترونیکی از جمله دستگاههای مخابراتی مثل رادیو، تلویزیون، ضبط صوت و تصویر، انواع وسائل پزشکی، صنعتی، نظامی، در دیگر وسائل غیرالکترونیکی هم، کمتر وسیله‌ای را می‌‌توان یافت که الکترونیک در آن دخالتی نکرده باشد. از جمله در خودرو و صنایع ترابری، وسائل خانگی مثل ماشین رختشوئی، جاروی برقی و امثال آن نقش الکترونیک بسیار فعال و جالب توجه شده است. با توجه به این مختصر می‌‌توان نتیجه گرفت که امروزه، دیگر الکترونیک دانش و یا تخصص ویژه افراد تحصیلکرده دانشگاهی و متخصصان این رشته نیست و بر همه افرادی که به نحوی با امور فنی درگیرند لازم است بفراخور حرفه خویش از این رشته اطلاعی داشته باشند.

مهندسان الکترونیک با خلق وعملکرد سیستمهای بسیار متنوعی سر وکار دارند که به منظور برآوردن نیازها و خواسته‌های جامعه طراحی می‌‌شوند. مهندسان الکترونیک در ایجاد ماشینهایی که تواناییهای بشر را در زمینه جسمی یاری و در زمینه محاسباتی افزایش می‌‌دهند نقش مهمی دارند. بخشی از طراحی و ایجاد سیستمهای الکترونیکی به توانایی ساخت مدلهای ریاضی اجزاء و مدارهای الکتریکی بستگی دارد.

دیجیتال

یک تابع دیجیتال تابعی است که هم از نظر زمان و هم از نظر مقدار محدود شده باشد.

تبدیل فوریه نشان میدهد که اگر از یک سیگنال در زمان های کوچک تر از نصف عکس بیشترین فرکانس آن نمونه بردای شود میتوان آن سیگنال را دوباره بصورت دقیق باز سازی کرد. به این توابع توابع گسسته میگویند. از آنجا که دستگاه‌های کنونی قدرت تشخیص صد در صد یک سیگنال و ذخیره سازی آن را ندارند مقدار آن سیگنال گسسته را به چند مقدار خاص محدود میکنند.به اینگونه سیگنال ها سیگنالهای دیجیتال گفته میشود که حجم کمتر و دقت کمتری نسبت به سیگنال های گسسته و پیوسته اشغال میکنند. تکنولوژی دیجیتال سهم بسزایی در پیشرفت علم ذخیره ساری و پردازش سیگنال داشته اند.

تراشه یا مدارات مجتمع یا آی سی

دید کلی

درست همانطور که ترانزیستور با ارائه انعطاف پذیری ، سادگی و اطمینان پذیری بیشتر نسبت به لامپ خلا انقلابی در الکترونیک ایجاد کرد مدارهای مجتمع نیز کاربردهای تازه‌ای برای الکترونیک بوجود آورده‌اند که بوسیله قطعات مجزا امکان پذیر نموده است مجتمع سازی این امکان را فراهم ساخته که می‌توان مدارهای پیچیده شامل هزاران ترانزیستور ، دیود ، مقاومت و خازن را روی یک تراشه نیمه رسانای جای داد.

انواع مدارهای مجتمع برحسب کاربرد

مدار مجتمع خطی

یک IC خطی عمل تقویت یا سایر اعمال اساسا خطی را روی سیکنالها انجام می‌دهد نمونه‌ای از این مدارهای خطی عبارتند از: تقویت کننده‌های ساده ، تقویت کننده‌های عملیاتی و مدارهای مخابراتی قیاسی

مدار مجتمع دیجیتالی

شامل مدارهای منطقی و حافظه برای کاربرد در کامپیوترها ، حسابگرها ، زیرپرندازه‌ها ، امثال آن می‌باشند تا به حال بیشترین حجم ICها مربوط به حوزه دیجیتالی و به دلیل نیاز زیاد به این مدارها بوده است. از آنجایی که مدارهای دیجیتالی معمولا فقط به عملکرد «قطع و وصل» ترانزیستورها نیاز دارند شرایط طراحی مدارهای دیجیتالی مجتمع اغلب ساده‌تر از مدارهای خطی است.

انواع مدارهای مجتمع برحسب ساخت

مدارهای یکپارچه

مدارهای مجتمعی که بطور کامل روی یک تراشه نیمه رسانا (معمولا سیلسیوم) قرار می‌گیرند مدارهای یکپارچه نامیده می‌شود واژه یکپارچه از لحاظ ادبی به معنای «تک سنگی» بوده و به مفهوم آن است که کل مدار در یک قطعه واحد از نیمه رسانا جا داده می‌شود. مدارهای یکپارچه دارای این مزیت هستند که تمام عناصر در یک ساختار منفرد و محکم و با امکان تولید گروهی قرار می‌گیرند یعنی صدها مدار مشابه را می‌توان بطور همزمان روی یک پولک: S ساخت.

مدارهای آمیخته

هر گونه الحاقاتی به نمونه نیمه رسان مانند لایه‌های عایق کننده و الگوهای فلز کاری در سطح تراشه انجام می‌پذیرد. یک مدار آمیخته می‌تواند دارای یک یا چند مدار یکپارچه یا ترانزیستورهای جداگانه باشد که به همراه اتصالات داخلی مناسب به یک بستر با مقاومت‌ها ، خازنها ، و سایر عناصر مداری پیوند شده باشند. مدارهای آمیخته با داشتن عایق عالی بین عناصر امکان استفاده از مقاومت‌ها و خازنهای دقیق را فراهم می‌سازند.