V ktoromkoľvek elektronickom obvode narazíme na dva typy elektronických komponentov: Jeden, ktorý reaguje na tok elektrická energia a buď ukladať alebo rozptýliť energiu. Toto sú pasívne komponenty. Môžu to byť lineárne komponenty s lineárnou odozvou na elektrickú energiu alebo nelineárne komponenty s nelineárnou odozvou na elektrickú energiu.

Ten, ktorý dodáva energiu alebo riadi tok energie. Toto sú aktívne komponenty. Vyžadujú spustenie externého zdroja energie a zvyčajne sa používajú na zosilnenie elektrického signálu. Pozrime sa podrobne na všetky komponenty.

3 pasívne lineárne komponenty:

Rezistor: Rezistor je elektronická súčiastka, ktorá sa používa na odolnosť proti prúdeniu prúdu a na zníženie potenciálu. Skladá sa z nízko vodivej súčasti spojenej vedením drôtov na oboch koncoch. Keď prúd preteká odporom, elektrická energia je odporom absorbovaná a rozptýlená vo forme tepla. Rezistor tak ponúka odpor alebo opozíciu voči toku prúdu. Odpor sa udáva ako

R = V / I, kde V je pokles napätia na odpore a I je prúd pretekajúci odporom. Rozptýlený výkon je daný:

P = VI.

Zákony odporu:

Odpor „R“ ponúkaný materiálom závisí od rôznych faktorov

Líši sa priamo podľa jeho dĺžky, l
Mení sa inverzne na jeho plochu prierezu, A
Závisí to od povahy materiálu špecifikovaného podľa jeho odporu alebo špecifického odporu, ρ
Závisí to aj od teploty
Za predpokladu, že teplota je konštantná, odpor (R) možno vyjadriť ako R = ρl / A, kde R je odpor v ohmoch (Ω), l je dĺžka v metroch, A je plocha v štvorcových metroch a ρ je špecifická Odpor v Ω-mts

Hodnota odporu sa počíta z hľadiska jeho odporu. Odpor predstavuje opozíciu voči prúdeniu prúdu.

Dve metódy na meranie hodnôt odporu:

Používanie farebného kódu: Každý rezistor pozostáva zo 4 alebo 5 farebných pásiem na jeho povrchu. Prvé tri (dve) farby predstavujú hodnotu rezistora, zatiaľ čo 4^th(tretia) farba predstavuje hodnotu multiplikátora a posledná predstavuje toleranciu.
Používanie multimetra: Jednoduchý spôsob merania odporu je použitie multimetra na meranie hodnoty odporu v ohmoch.

Rezistory v elektronických obvodoch

2 typy rezistorov:

Pevné rezistory : Rezistory, ktorých hodnota odporu je pevná a používajú sa na zabezpečenie opozície voči toku prúdu.
- Môžu to byť odpory uhlíkového zloženia, ktoré sú vyrobené zo zmesi uhlíka a keramiky.
- Môžu to byť rezistory z uhlíkového filmu, ktoré pozostávajú z uhlíkového filmu uloženého na izolačnom podklade.
Uhlíkový rezistor
- Môžu to byť rezistory s kovovým filmom, ktoré pozostávajú z malej keramickej tyče potiahnutej kovom alebo oxidom kovu, pričom hodnota odporu je riadená hrúbkou povlaku.
Kovové rezistory
- Môžu to byť drôtové vinuté rezistory, ktoré pozostávajú zo zliatiny omotanej okolo keramickej tyče a izolovanej.
- Môžu to byť povrchovo montované rezistory, ktoré pozostávajú z odporového materiálu, ako je oxid cínu, usadený na keramickom čipe.
Variabilné rezistory : Poskytujú zmeny v hodnote ich odporu. Spravidla sa používajú pri delení napätia. Môžu to byť potenciometre alebo predvoľby. Odpor je možné meniť riadením pohybu stierača. Variabilný odpor alebo premenný odpor, ktorý sa skladá z troch pripojení. Spravidla sa používa ako nastaviteľný delič napätia. Jedná sa o odpor s pohyblivým prvkom umiestneným ručným gombíkom alebo páčkou. Pohyblivý prvok sa tiež nazýva stierač, ktorý vytvára kontakt s odporovým pásom v ktoromkoľvek mieste, ktoré je vybrané manuálnym ovládaním.

Potenciometer

Potenciometer rozdeľuje napätie do rôznych proporcií v závislosti od jeho pohyblivých polôh. Používa sa v rôznych obvodoch, kde požadujeme menšie napätie ako napätie zdroja.

Praktické použitie premenných rezistorov:

Niekedy je potrebné navrhnúť obvod s premenlivým jednosmerným predpätím, ktorý by mal byť schopný veľmi presne získať určité špecifické napätie, napríklad 1,5 voltu. Rozdeľovač potenciálu s variabilným odporom je teda zvolený tak, že z 12 voltovej jednosmernej batérie je možné meniť napätie od 1 voltu do 2 voltov. Nie z 0 na 2 volty, ale 1 až 2 volty z konkrétneho dôvodu. Na 12-voltový jednosmerný prúd môžete použiť 10k potenciometr, ktorý môže toto napätie získať, ale je veľmi ťažké ho upraviť ako uhol úplného oblúka asi 300 stupňov. . Ak však niekto sleduje obvod pod ním, môže toto napätie ľahko získať, pretože celých 300 stupňov je k dispozícii na nastavenie iba od 1 voltu do 2 voltov. Zobrazené v obvode pod 1,52 voltu. Takto dosiahneme lepšie rozlíšenie. Tieto niekdajšie nastaviteľné rezistory sa nazývajú prednastavené.

Potenciometer praktický 3 Potenciometer praktický 1

Kondenzátory : Kondenzátor je lineárny pasívny komponent, ktorý sa používa na uskladnenie elektrického náboja. Kondenzátor vo všeobecnosti poskytuje reaktanciu na tok prúdu. Kondenzátor sa skladá z dvojice elektród, medzi ktorými je izolačný dielektrický materiál.

Uložený poplatok je daný číslom

Q = CV, kde C je kapacitná reaktancia a V je aplikované napätie. Pretože prúd je rýchlosť toku náboja. Preto je prúd cez kondenzátor:

I = C dV / dt.

Keď je kondenzátor zapojený do jednosmerného obvodu alebo keď ním preteká konštantný prúd, ktorý je konštantný v čase (nulová frekvencia), kondenzátor jednoducho uloží celé nabitie a postaví sa proti toku prúdu. Kondenzátor teda blokuje jednosmerný prúd.

Keď je kondenzátor pripojený k obvodu striedavého prúdu alebo ním preteká časovo premenný signál (s nenulovou frekvenciou), kondenzátor najskôr uloží náboj a neskôr ponúkne odpor proti toku náboja. Môže sa teda použiť ako obmedzovač napätia v obvode striedavého prúdu. Ponúkaný odpor je úmerný frekvencii signálu.

2 typy kondenzátorov

Pevné kondenzátory : Ponúkajú stálu reaktanciu na tok prúdu. Môžu to byť sľudový kondenzátor, ktorý sa skladá zo sľudy ako izolačného materiálu. Môžu to byť nepolarizované keramické kondenzátory, ktoré pozostávajú z keramických dosiek pokrytých striebrom. Môžu to byť elektrolytické kondenzátory, ktoré sú polarizované a používajú sa tam, kde sa vyžaduje vysoká hodnota kapacity.

Pevné kondenzátory

Variabilné kondenzátory : Ponúkajú kapacitu, ktorú je možné meniť zmenou vzdialenosti medzi platňami. Môžu to byť kondenzátory so vzduchovou medzerou alebo vákuové kondenzátory.

Kapacitnú hodnotu je možné načítať priamo na kondenzátore alebo ju možno dekódovať pomocou daného kódu. Pre keramické kondenzátory platí:^svdve písmená označujú hodnotu kapacity. Tretie písmeno označuje počet núl a jednotka je v Pico Farad a písmeno označuje hodnotu tolerancie.

Tlmivky : Induktor je pasívny elektronický komponent, ktorý uchováva energiu vo forme magnetického poľa. Spravidla sa skladá z vodičovej cievky, ktorá poskytuje odpor proti použitému napätiu. Funguje na základnom princípe Faradayovho zákona indukčnosti, podľa ktorého sa magnetické pole vytvára, keď prúd preteká vodičom a vyvinutá elektromotorická sila je proti použitému napätiu. Uložená energia je daná:

E = LI ^ 2. Kde L je indukčnosť nameraná v Henriesovi a ja je prúd, ktorý ňou preteká.

Indukčné cievky

Môže sa použiť ako tlmivka, ktorá ponúka odpor aplikovanému napätiu a akumuluje energiu, alebo sa môže použiť v kombinácii s kondenzátorom na vytvorenie vyladeného obvodu, ktorý sa používa na kmitanie. V striedavých obvodoch vedie napätie prúd, pretože vynútenému napätiu trvá určitý čas, kým sa v cievke vytvorí odpor v dôsledku odporu.

2 pasívne nelineárne komponenty:

Diódy: Dióda je zariadenie, ktoré obmedzuje tok prúdu iba v jednom smere. Dióda je všeobecne kombináciou dvoch rôzne dopovaných oblastí tvoriacich križovatku na križovatke tak, že križovatka riadi tok náboja cez zariadenie.

6 typov diód:

Dióda PN Junction : Jednoduchá prechodová dióda PN sa skladá z polovodiča typu p namontovaného na polovodič typu n tak, že sa vytvorí spojenie medzi typmi p a n. Môže byť použitý ako usmerňovač, ktorý umožňuje správne prúdenie prúdiť jedným smerom.

Dióda PN spojenia

Zenerova dióda : Je to dióda zložená zo silne dopovanej p oblasti v porovnaní s n-oblasťou, takže umožňuje nielen prúdenie prúdom v jednom smere, ale umožňuje prúdenie aj v opačnom smere, pri použití dostatočného napätia. Spravidla sa používa ako regulátor napätia.

Zenerova dióda

Tunelová dióda : Je to vysoko dotovaná prechodová dióda PN, kde prúd klesá so zvyšujúcim sa dopredným napätím. Šírka spoja sa zmenšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou nečistôt. Je vyrobený z germánia alebo gália arzenidu.

Tunelová dióda

Dióda vyžarujúca svetlo : Jedná sa o špeciálny typ prechodovej diódy PN vyrobenej z polovodičov ako je Gallium Arsenide, ktorá emituje svetlo, keď sa použije vhodné napätie. Svetlo emitované LED je monochromatické, to znamená jednej farby, zodpovedajúce konkrétnej frekvencii vo viditeľnom pásme elektromagnetického spektra.

A LED

Foto dióda : Je to špeciálny typ spojovacej diódy PN, ktorej odpor klesá, keď na ňu dopadá svetlo. Skladá sa z prechodovej diódy PN umiestnenej vo vnútri plastu.

Fotodióda

Prepínače : Prepínače sú zariadenia, ktoré umožňujú tok prúdu do aktívnych zariadení. Sú to binárne zariadenia, ktoré keď sú úplne zapnuté, umožňujú tok prúdu a keď sú úplne vypnuté, blokujú tok prúdu. Môže to byť jednoduchý páčkový prepínač, ktorým môže byť 2-kontaktný alebo 3-kontaktný spínač alebo tlačidlový spínač.

2 aktívne elektronické komponenty:

Tranzistory : Tranzistory sú zariadenia, ktoré všeobecne transformujú odpor z jednej časti obvodu na druhú. Môžu byť riadené napätím alebo prúdom. Tranzistor môže fungovať ako zosilňovač alebo ako prepínač.

2 typy tranzistorov:

BJT alebo bipolárny tranzistor : BJT je prúdom riadené zariadenie, ktoré sa skladá z vrstvy polovodičového materiálu typu n vloženého medzi dve vrstvy polovodičového materiálu typu p. Skladá sa z troch terminálov - vysielač, základňa a kolektor. Spojenie kolektor-základňa je v porovnaní so spojením emitor-základňa menej dotované. Križovatka emitor-báza je predpätá dopredu, zatiaľ čo križovatka kolektor-báza je pri normálnej prevádzke tranzistora spätne predpätá.

Tranzistor bipolárneho spojenia

FET alebo tranzistor s efektom poľa : FET je zariadenie riadené napätím. Ohmické kontakty sa odoberajú z dvoch strán lišty typu n. Skladá sa z troch terminálov - Gate, Drain a Source. Napätie privedené na bránu-zdroj a svorku odtoku-zdroj riadi tok prúdu cez zariadenie. Spravidla ide o zariadenie s vysokou odolnosťou. Môže to byť JFET (spojovací poľný tranzistor), ktorý sa skladá zo substrátu typu n, na strane ktorého je uložená tyč opačného typu, alebo MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), ktorý pozostáva z izolačnej vrstvy oxidu kremičitého medzi kovovým kontaktom brány a substrátom.

MOSFET

TRIACS alebo SCR : SCR alebo kremíkom riadený usmerňovač je trojkoncové zariadenie, ktoré sa zvyčajne používa ako prepínač výkonová elektronika . Je to kombinácia dvoch zadných diód s 3 prechodmi. Prúd cez SCR preteká z dôvodu napätia privádzaného cez anódu a katódu a je riadený napätím privádzaným cez terminál Gate. Používa sa tiež ako usmerňovač v striedavých obvodoch.

SCR

Toto sú teda niektoré z dôležitých komponentov v akomkoľvek elektronickom obvode. Okrem týchto aktívnych a pasívnych komponentov je tu ešte jeden komponent, ktorý má v obvode zásadné využitie. To je integrovaný obvod.

Čo je integrovaný obvod?

DIP IC

Integrovaný obvod je čip alebo mikročip, na ktorom sú vyrobené tisíce tranzistorov, kondenzátorov, rezistorov. Môže to byť IC zosilňovača, IC časovača, IC generátora kriviek, IC pamäte alebo IC mikrokontroléra. Môže to byť analógový integrovaný obvod s nepretržitým premenlivým výstupom alebo digitálny integrovaný obvod pracujúci v niekoľkých definovaných vrstvách. Základnými stavebnými kameňmi digitálnych integrovaných obvodov sú logické brány.

Môže byť k dispozícii v rôznych balíkoch, ako napríklad Dual in Line Package (DIP) alebo Small Outline Package (SOP) atď.

Praktické použitie rezistorov - deliče potenciálu

V elektronických obvodoch sa často používajú rozdeľovače potenciálov. Preto je žiaduce, aby ich dôkladné pochopenie toho významne pomohlo pri navrhovaní elektronických obvodov. Namiesto matematického odvodenia napätí pomocou Ohmovho zákona by bol nasledujúci príklad pomerovým hodnotením schopný rýchlo získať približné napätie pri zohľadnení povahy práce v oblasti výskumu a vývoja.

Keď sú dva odpory rovnakej hodnoty (napr. 6K obidva pre R1 a R2) pripojený cez zdroj , bude cez ne tiecť rovnaký prúd. Ak je merací prístroj umiestnený na napájacom zdroji znázornenom na diagrame, zaregistruje sa na zem 12 V. Ak je potom merací prístroj umiestnený medzi zemou (0v) a stredom dvoch rezistorov, bude čítať 6v. Napätie batérie sa potom rozdelí na polovicu. Teda napätie na R2 pre zem = 6v

Oddeľovač potenciálu 1

Podobne

2. Ak sa hodnoty odporu zmenia na 4K (R1) a 8K (R2), napätie v strede bude pre zem 8v.

Potenciálny rozdeľovač 2

3. Ak sa hodnoty odporu zmenia na 8K (R1) a 4K (R2), napätie v strede bude pre zem 4v.

Oddeľovač potenciálu 3

Napätie v strede je lepšie určené pomerom dvoch hodnôt odporu, hoci je možné vypočítať podľa Ohmovho zákona výpočet, aby sa dospelo k rovnakej hodnote. Prípad 1 bol pomer 6K: 6K = 1: 1 = 6v: 6v, pomer Prípad 2 2k: 8k = 1: 2 = 4v: 8v a pomer Prípad 3 8k: 4k = 2: 1 = 8v: 4v

Záver : -V deliči potenciálov, ak je znížená hodnota horného odporu, potom napätie v strede stúpa (týkajúce sa zeme). Ak je znížená dolná hodnota odporu, potom napätie v strede klesá.

Matematicky ale napätie v strede sa dá vždy určiť pomerom dvoch hodnôt odporu, ktorý je časovo náročný a je daný slávnym vzorcom Ohmovho zákona V = IR

Pozrime sa na príklad-2

V = {napájacie napätie / (R₁+ R._dva)} X R2

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

= (12/12000) x 8000

V = 8v