V katerem koli elektronskem vezju naletimo na dve vrsti elektronskih komponent: tisto, ki se odziva na tok električna energija in bodisi shranjuje bodisi odvaja energijo. To so pasivne komponente. Lahko so linearne komponente z linearnim odzivom na električno energijo ali nelinearne komponente z nelinearnim odzivom na električno energijo.

Tisti, ki oskrbuje z energijo ali nadzira pretok energije. To so aktivne komponente. Zahtevajo, da se sproži zunanji vir energije in se običajno uporabljajo za ojačanje električnega signala. Oglejmo si vsako komponento podrobno.

3 pasivne linearne komponente:

Upor: Upor je elektronska komponenta, ki se uporablja za odpornost proti toku in povzroči zmanjšanje potenciala. Sestavljen je iz nizko prevodne komponente, ki jo na obeh koncih povezujejo prevodne žice. Ko tok teče skozi upor, upor absorbira električno energijo in se razprši v obliki toplote. Upor tako nudi upor ali nasprotovanje toku toka. Upor je podan kot

R = V / I, kjer je V padec napetosti na uporu in I tok, ki teče skozi upor. Moč, ki jo odvajamo, dobimo z:

P = VI.

Zakoni upora

Odpornost ‘R’, ki jo ponuja material, je odvisna od različnih dejavnikov

Odvisno od dolžine, l
V odvisnosti od območja prereza A se spreminja
Odvisno od narave materiala, določene z njegovo upornostjo ali specifično odpornostjo, ρ
Odvisno tudi od temperature
Ob predpostavki, da je temperatura konstantna, lahko upor (R) izrazimo kot R = ρl / A, kjer je R upor v ohmih (Ω), l je dolžina v metrih, A je površina v kvadratnih metrih in ρ je specifična Odpornost v Ω-mts

Vrednost upora se izračuna glede na njegov upor. Upor je nasprotovanje toku toka.

Dve metodi za merjenje vrednosti upora:

Uporaba barvne kode: Vsak upor je na svoji površini sestavljen iz 4 ali 5 barvnih pasov. Prve tri (dve) barve predstavljajo vrednost upora, medtem ko 4^th(tretja) barva predstavlja vrednost množitelja, zadnja pa toleranco.
Uporaba multimetra: preprost način za merjenje upora je uporaba multimetra za merjenje vrednosti upora v ohmih.

Upori v elektronskih vezjih

2 vrsti uporov:

Fiksni upori : Upori, katerih vrednost upora je fiksna in se uporabljajo za preprečevanje toka toka.
- Lahko so upori ogljikove sestave, ki so sestavljeni iz mešanice ogljika in keramike.
- Lahko so upori iz ogljikovega filma, ki so sestavljeni iz ogljikovega filma, naloženega na izolacijsko podlago.
Ogljikov upor
- Lahko so kovinski filmski upor, sestavljen iz majhne keramične palice, prevlečene s kovino ali kovinskim oksidom, pri čemer vrednost upora temelji na debelini prevleke.
Kovinski upori
- Lahko so upor z žico, ki je sestavljen iz zlitine, ovite okoli keramične palice in izolirane.
- Lahko so upori za površinsko montažo, ki je sestavljen iz uporovnega materiala, kot je kositrov oksid, nanešen na keramični čip.
Spremenljivi upori : Zagotavljajo razlike v vrednosti odpornosti. Običajno se uporabljajo pri delitvi napetosti. Lahko so potenciometri ali prednastavitve. Odpornost lahko spreminjate z nadzorom gibanja brisalcev. Spremenljivi upor ali spremenljivi upor, ki je sestavljen iz treh povezav. Običajno se uporablja kot nastavljiv delilnik napetosti. Je upor s premičnim elementom, nameščenim z ročnim gumbom ali ročico. Premični element se imenuje tudi brisalec in ustvarja stik z uporovnim trakom na kateri koli točki, ki jo izbere ročno krmiljenje.

Potenciometer

Potenciometer deli napetost v različna razmerja, odvisno od premičnih položajev. Uporablja se v različnih vezjih, kjer potrebujemo manj napetosti kot napetost vira.

Praktična uporaba spremenljivih uporov:

Včasih je treba načrtovati spremenljivo vezje enosmernega toka, ki bi lahko zelo natančno dobilo določeno napetost, recimo 1,5 volta. Tako je potencialni delilnik s spremenljivim uporom izbran tako, da lahko spremenimo napetost od 1 volta do 2 volta iz 12 voltne enosmerne baterije. Ne od 0 do 2 voltov, ampak 1 do 2 volta iz določenega razloga. Lahko uporabimo 10k lonec na 12-voltnem enosmernem toku in lahko dosežemo to napetost, vendar postane zelo težko prilagoditi lonec kot polni kot loka približno 300 stopinj . Če pa nekdo sledi spodnjemu vezju, lahko zlahka dobi to napetost, ker je celotnih 300 stopinj na voljo za samo 1 volt do 2 volta, ki ga je treba prilagoditi. Prikazano v vezju pod 1,52 voltov. Tako dobimo boljšo ločljivost. Ti enkrat nastavljeni spremenljivi upori se imenujejo prednastavljeni.

Potenciometer Praktično 3 Potenciometer Praktično 1

Kondenzatorji : Kondenzator je linearna pasivna komponenta, ki se uporablja za shranjevanje električnega naboja. Kondenzator na splošno zagotavlja odpornost proti toku toka. Kondenzator je sestavljen iz para elektrod, med katerimi je izolacijski dielektrični material.

Shranjeni naboj je podan z

Q = CV, kjer je C kapacitivna reaktanca in V uporabljena napetost. Ker je tok hitrost pretoka naboja. Zato je tok skozi kondenzator:

I = C dV / dt.

Ko je kondenzator priključen v enosmerni tokokrog ali ko skozi njega teče konstanten tok, ki je s časom konstanten (ničelna frekvenca), kondenzator preprosto shrani celoten naboj in nasprotuje toku toka. Tako kondenzator blokira enosmerni tok.

Ko je kondenzator priključen v izmenični tokokrog ali če skozi njega teče časovno spremenljiv signal (z ničelno frekvenco), kondenzator najprej shrani naboj in kasneje nudi upor proti toku naboja. Tako se lahko uporablja kot omejevalnik napetosti v izmeničnem tokokrogu. Ponujena upornost je sorazmerna s frekvenco signala.

2 Vrste kondenzatorjev

Fiksni kondenzatorji : Ponujajo fiksno reaktanco do toka toka. Lahko so kondenzator sljude, ki je sestavljen iz sljude kot izolacijskega materiala. Lahko so nepolarizirani keramični kondenzatorji, ki so sestavljeni iz keramičnih plošč, prevlečenih s srebrom. Lahko so elektrolitski kondenzatorji, ki so polarizirani in se uporabljajo tam, kjer je potrebna velika vrednost kapacitivnosti.

Fiksni kondenzatorji

Spremenljivi kondenzatorji : Ponujajo kapacitivnost, ki jo lahko spreminjamo s spreminjanjem razdalje med ploščami. Lahko so kondenzatorji z zračno režo ali vakuumski kondenzatorji.

Vrednost kapacitivnosti je mogoče prebrati neposredno na kondenzatorju ali pa jo dekodirati s pomočjo dane kode. Za keramične kondenzatorje velja 1^stdve črki označujeta vrednost kapacitivnosti. Tretja črka označuje število ničel, enota pa je v Pico Farad, črka pa tolerančno vrednost.

Induktorji : Induktor je pasivna elektronska komponenta, ki shranjuje energijo v obliki magnetnega polja. Na splošno je sestavljena iz prevodniške tuljave, ki nudi odpornost na uporabljeno napetost. Deluje na osnovnem principu Faradayevega zakona induktivnosti, po katerem se ustvari magnetno polje, ko tok teče skozi žico in razvita elektromotorna sila nasprotuje uporabljeni napetosti. Shranjeno energijo daje:

E = LI ^ 2. Kjer je L induktivnost, izmerjena v Henriesu, I pa tok, ki teče skozi to.

Induktorske tuljave

Uporablja se lahko kot dušilka za odpornost na napetost in shranjevanje energije ali v kombinaciji s kondenzatorjem za oblikovanje uglašenega vezja, ki se uporablja za nihanja. V izmeničnih tokokrogih napetost vodi tok, ker vsiljena napetost zaradi nasprotovanja vzame tok v tuljavi.

2 pasivni nelinearni komponenti:

Diode: Dioda je naprava, ki omejuje pretok toka samo v eno smer. Dioda je na splošno kombinacija dveh različno dopiranih območij, ki tvorita križišče v presečišču, tako da stičišče nadzoruje pretok naboja skozi napravo.

6 vrst diod:

PN spojna dioda : Preprosta PN-spojna dioda je sestavljena iz polprevodnika p-tipa, nameščenega na polprevodniku n-tipa, tako da je med p in n-tipoma tvorjen spoj. Lahko se uporablja kot usmernik, ki omogoča tok v eno smer skozi pravilno povezavo.

PN-spojna dioda

Zenerjeva dioda : Je dioda, sestavljena iz močno dopirane p regije v primerjavi z n-regijo, tako da ne dopušča le pretoka toka v eno smer, temveč tudi tok v nasprotni smeri ob zadostni napetosti. Običajno se uporablja kot regulator napetosti.

Zenerjeva dioda

Predorska dioda : To je močno dopirana PN-spojna dioda, pri kateri tok upada z naraščajočo napetostjo naprej. Širina križišča se zmanjša z naraščajočo koncentracijo nečistoč. Narejen je iz germanija ali galijevega arzenida.

Tunelska dioda

Svetleča dioda : Gre za posebno vrsto PN-spojne diode, izdelane iz polprevodnikov, kot je galijev arzenid, ki oddaja svetlobo, ko se uporabi ustrezna napetost. Svetloba, ki jo oddaja LED, je enobarvna, torej enobarvna, kar ustreza določeni frekvenci v vidnem pasu elektromagnetnega spektra.

LED

Photo Diode : Gre za posebno vrsto PN-spojne diode, katere upor se zmanjša, ko nanjo pade svetloba. Sestavljen je iz PN-spojne diode, nameščene znotraj plastike.

Fotodioda

Stikala : Stikala so naprave, ki omogočajo pretok toka do aktivnih naprav. So binarne naprave, ki, ko je popolnoma vklopljeno, omogoča pretok toka in ko je popolnoma izklopljeno, blokirajo pretok toka. Lahko je preprosto stikalno stikalo, ki je lahko 2-kontaktno ali 3-kontaktno stikalo ali stikalo na tipko.

2 aktivni elektronski komponenti:

Tranzistorji : Tranzistorji so naprave, ki na splošno transformirajo upornost iz enega dela vezja v drugega. Lahko so nadzorovani z napetostjo ali tokom. Tranzistor lahko deluje kot ojačevalnik ali kot stikalo.

2 vrsti tranzistorja:

BJT ali bipolarni križni tranzistor : BJT je trenutno nadzorovana naprava, ki je sestavljena iz plasti polprevodniškega materiala tipa n, stisnjenega med dve plasti polprevodniškega materiala tipa p. Sestavljen je iz treh terminalov - oddajnika, baze in kolektorja. Spoj kolektor-osnova je manj dopiran v primerjavi s spojom emiter-osnova. Spoj oddajnik-osnova je pristranski, medtem ko je spoj kolektor-osnova v normalnem delovanju tranzistorja obrnjen nazaj.

Bipolarni križni tranzistor

FET ali tranzistor s efektom polja : FET je napetostno krmiljena naprava. Omični kontakti so zajeti z obeh strani palice n-tipa. Sestavljen je iz treh terminalov - Gate, Drain in Source. Napetost, ki se uporablja na vhodnem viru in priključku izpustni vir, nadzira pretok toka skozi napravo. Na splošno je naprava z visoko odpornostjo. Lahko je JFET (tranzistor s spojnim poljem), ki je sestavljen iz podlage n-tipa, na strani katere je naložena palica nasprotnega tipa ali MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), ki je sestavljen iz izolacijske plasti silicijevega oksida med kovinskim kontaktom vrat in podlago.

MOSFET

TRIACS ali SCR : SCR ali silicijev usmerjevalni usmernik je triselna naprava, ki se običajno uporablja kot stikalo močnostna elektronika . Gre za kombinacijo dveh diod nazaj na hrbtu, ki imajo 3 spoje. Tok skozi SCR teče zaradi napetosti, ki se uporablja na anodi in katodi, in se nadzoruje z napetostjo, ki deluje na priključku Gate. Uporablja se tudi kot usmernik v izmeničnih tokokrogih.

SCR

To je torej nekaj pomembnih komponent v katerem koli elektronskem vezju. Poleg teh aktivnih in pasivnih komponent obstaja še ena komponenta, ki je v vezju nujno potrebna. To je integrirano vezje.

Kaj je integrirano vezje?

DIP IC

Integrirano vezje je čip ali mikročip, na katerem je izdelanih na tisoče tranzistorjev, kondenzatorjev, uporov. Lahko je IC ojačevalnika, IC časovnika, IC generatorja valovnih oblik, IC pomnilnika ali IC mikrokrmilnika. Lahko je analogna IC z neprekinjenim spremenljivim izhodom ali digitalna IC, ki deluje na nekaj določenih plasteh. Temeljni gradniki digitalnih IC so logična vrata.

Na voljo je v različnih paketih, kot sta Dual in Line Package (DIP) ali Small Outline Package (SOP) itd.

Praktična uporaba uporov - potencialni delilniki

Potencialni delilniki se pogosto uporabljajo v elektronskih vezjih. Zato je zaželeno, da bi njegovo temeljito razumevanje zelo pomagalo pri oblikovanju elektronskih vezij. Namesto da bi napetosti matematično izpeljali z uporabo Ohmovega zakona, bi lahko naslednji primer z oceno v razmerju hitro dobil približno napetost, medtem ko bi upošteval naravo raziskav in razvoja.

Ko sta dva upora enake vrednosti (npr. 6K za R1 in R2) povezani prek dovoda , skozi njih bo tekel enak tok. Če je merilnik nameščen čez dovod, prikazan na diagramu, bo zabeležil 12v glede na tla. Če je merilnik nato postavljen med tla (0v) in sredino obeh uporov, bo prebral 6v. Nato se napetost akumulatorja deli na polovico. Tako je napetost na R2 za tla = 6v

Potencialni delilec 1

podobno

2. Če spremenite vrednosti upora na 4K (R1) in 8K (R2), bo napetost v sredini 8v za zemljo.

Potencialni delilec 2

3. Če spremenite vrednosti upora na 8K (R1) in 4K (R2), bo napetost v središču 4v za zemljo.

Potencialni delilec 3

Napetost v središču je bolje določiti z razmerjem med vrednostma uporov, čeprav lahko po Ohmovem zakonu izračunamo, da dobimo enako vrednost. Primer-1 je bilo razmerje 6K: 6K = 1: 1 = 6v: 6v, razmerje Case-2 4k: 8k = 1: 2 = 4v: 8v in razmerje Case-3 8k: 4k = 2: 1 = 8v: 4v

Zaključek : -Če se zgornja vrednost upora zmanjša v potencialnem delilniku, se napetost v središču poveča (glede na tla). Če se spodnja vrednost upora zmanjša, potem napetost v sredini pade.

Matematično toda napetost v središču je vedno mogoče določiti z razmerjem med vrednostma uporov, ki je zamudno in je podano s slavno ohmsko formulo V = IR

Oglejmo si primer-2

V = {napajalna napetost / (R_1.+ R_dva)} X R2

V = {12v / (4K + 8K)} R2

= (12/12000) x 8000

V = 8v