أسس الالكترونيات الصناعية

أسس الالكترونيات الصناعية

تعرف في الدرس السابقة على المواد شبه الموصلة و هي المكون الرئيسي للقطع المستخدمة في الدوائر الالكترونية و من أنواع المواد الشبه موصلة السيلكون و الجرمانيوم

تعرف المواد شبه الموصلة بالمواد التي تكون عازلة عند درجة الصفر المطلق بفعل الترابط القوي بين ذراتها و تزداد موصليتها بارتفاع درجة الحرارة حيث تعمل الحرارة على تفكيك الرابطة بين ذراتها.

عناصر الدوائر الالكترونية
الثنائي شبه الموصل ( الديود ) , الزينر ديود , الترانزستور , الثايرستور


الثنائي شبه الموصل ( الديود )
يتكون الثنائي شبه الموصل من بلورتين من المواد شبه الموصلة, إحداها شبه موصل موجب ( p ) و الأخر شبه موصل سالب ( n ) .

أطراف الثنائي شبه الموصل ( الديود )
• الطرف الموجب (p ) المصعد
• الطرف السالب ( n ) المهبط

طرق توصيل الثنائي شبه الموصل في الدوائر الالكترونية
1- طريقة الانحياز الأمامي:/- حيث يتم توصيل أطراف الثنائي مع مصدر للطاقة الكهربائية, الطرف الموجب للثنائي مع الطرف الموجب للبطارية و الطرف السالب مع الطرف السالب طبقا للشكل التالي, و في هذه الحالة يسمح الثنائي بمرور التيار الكهربائي من خلاله.


2- طريقة الانحياز العكسي:- ويتم توصيل أطراف الثنائي بشكل عكسي, أي طرف الثنائي الموجب مع الطرف السالب للبطارية و طرف الثنائي السالب مع الطرف الموجب للبطارية, و في هذه الحالة يبكون الثنائي ممانع للمرور التيار الكهربائي.








دوائر التقويم ( التوحيد )
تستخدم هذه الدوائر لتحويل التيار الكهربائي من التيار المتناوب إلى تيار مستمر, و تتركب هذه الدوائر من مجموعة من القطع الالكتروني من بينها الثنائي شبه الموصل.

وتقسم دارات التقويم إلى
1- دارة تقويم نصف موجه و يظهر الشكل التالي تركيب دارة التقويم نصف موجه و مكوناتها





2- دارة تقويم موجه كاملة يظهر الشكل التالي مكونات دارة التقويم و شكل الموجه الخارجة.







3- دارة التقويم ألجسري, يظهر الشكل التالي مكونات دارة





الاختلاف بين دوائر التقويم الثلاث هو شكل الموجة الخارجة و كفاءة الدائرة و أكثر أنواع الدوائر استخداما دارة التقويم ألجسري, و تستخدم دارة التقويم في السيارات حيث تستخدم في مولدات التيار المتناوب المستخدمة في السيارات.



الثنائي زينر ديود
يتشابه الثنائي زينر مع الثنائي العادي و لكن يختلف ببعض خصائصه حيث يتم إضافة شوائب إلى الثنائي شبه الموصل لنحصل على الثنائي زينر و الذي يتميز بخاصية التوصيل في حالة الانحياز العكسي تحت ثبات الفولطية

يستخدم زينر دايود في دوائر تنظيم الفولطية, و يظهر الشكل التالي رمز الثنائي زينر



الترانزستور

يعد الترانزستور من أهم العناصر الالكترونية, فهو يستخدم على نطاق واسع و يدخل في معظم التطبيقات العملية, و يتركب الترانزستور من ثلاث طبقات شبه موصلة,

ترانزستور ( p – n – p ) ترانزستور ( n – p – n )




يمكن أن تحدد طبيعة عمل الترانزستور في أي دارة الكترونية من الطريقة التي يتم توصيله فيها, و يتم اختيار التوصيلة عادة اعتمادا على ما هو مطلوب من الترانزستور, و يستخدم الترانزستور في بعض الدوائر كمفتاح on – off مثل استخدامه في دوائر الإشعال الالكتروني , و قد يستخدم الترانزستور في دوائر التضخيم مثل استخدامه في مكبرات الصوت .





الثايرستور

يتكون الثايرستور من أربع بلورات شبه موصلة ( p – n – p – n ) تشكل أربع طبقات تسمى الطبقة الموجبة الأولى بالمصعد و الطبقة الثانية بطبقة التحكم و الطبقة الثالثة بطبقة الحجز و الطبقة الأخيرة بطبقة المهبط.

و يتميز الثايرستور باحتوائه على ثلاث أطراف و هي المصعد, البوابة, المهبط.
ويستخدم الثايرستور في دوائر التحكم و التشغيل, و من أنواع الثايرستور مبدل التحكم السيلكوني, الدياك, الترياك