V jakémkoli elektronickém obvodu narazíme na dva typy elektronických součástek: Jeden, který reaguje na tok elektrická energie a buď ukládat nebo rozptýlit energii. Jedná se o pasivní komponenty. Mohou to být lineární komponenty s lineární odezvou na elektrickou energii nebo nelineární komponenty s nelineární odezvou na elektrickou energii.

Ten, který dodává energii nebo řídí její tok. Jedná se o aktivní komponenty. Vyžadují spuštění externího zdroje energie a obecně se používají k zesílení elektrického signálu. Podívejme se na každou součást podrobně.

3 pasivní lineární komponenty:

Rezistor: Rezistor je elektronická součást, která se používá k odolávání toku proudu a ke snížení potenciálu. Skládá se z málo vodivé součásti spojené vodivými dráty na obou koncích. Když proud protéká rezistorem, je elektrická energie rezistorem absorbována a rozptýlena ve formě tepla. Rezistor tak nabízí odpor nebo opozici vůči toku proudu. Odpor je uveden jako

R = V / I, kde V je pokles napětí na odporu a I je proud protékající odporem. Rozptýlený výkon je dán vztahem:

P = VI.

Zákony odporu:

Odpor „R“ nabízený materiálem závisí na různých faktorech

Liší se přímo na jeho délce, l
Mění se nepřímo na jeho průřezové ploše, A
Závisí na povaze materiálu specifikovaného jeho měrným odporem nebo měrným odporem, ρ
Záleží také na teplotě
Za předpokladu, že teplota je konstantní, lze odpor (R) vyjádřit jako R = ρl / A, kde R je odpor v ohmech (Ω), l je délka v metrech, A je plocha v metrech čtverečních a ρ je specifická Odpor v Ω-mts

Hodnota rezistoru se počítá z hlediska jeho odporu. Odpor je opozice vůči toku proudu.

Dvě metody měření hodnot odporu:

Použití barevného kódu: Každý rezistor se skládá ze 4 nebo 5 barevných pásem na jeho povrchu. První tři (dvě) barvy představují hodnotu rezistoru, zatímco 4^th(třetí) barva představuje hodnotu multiplikátoru a poslední představuje toleranci.
Použití multimetru: Jednoduchý způsob měření odporu je použití multimetru k měření hodnoty odporu v ohmech.

Rezistory v elektronických obvodech

2 typy rezistorů:

Pevné rezistory : Rezistory, jejichž hodnota odporu je pevná a používají se k zajištění opozice vůči toku proudu.
- Mohou to být odpory z uhlíkového složení, které jsou vyrobeny ze směsi uhlíku a keramiky.
- Mohou to být rezistory z uhlíkového filmu, které se skládají z uhlíkového filmu uloženého na izolačním substrátu.
Uhlíkový rezistor
- Mohou to být kovové filmové rezistory, které se skládají z malé keramické tyče potažené kovem nebo oxidem kovu, přičemž hodnota odporu je řízena tloušťkou povlaku.
Kovové rezistory
- Mohou to být drátově vinuté rezistory, které se skládají ze slitiny omotané kolem keramické tyče a izolované.
- Mohou to být povrchově montované rezistory, které se skládají z odporového materiálu, jako je oxid cínu, uloženého na keramickém čipu.
Variabilní rezistory : Poskytují variaci v hodnotě jejich odporu. Obvykle se používají při dělení napětí. Mohou to být potenciometry nebo předvolby. Odpor lze měnit ovládáním pohybu stěrače. Proměnný odpor nebo proměnný odpor, který se skládá ze tří připojení. Obecně se používá jako nastavitelný dělič napětí. Jedná se o rezistor s pohyblivým prvkem umístěným pomocí ručního knoflíku nebo páky. Pohyblivý prvek se také nazývá stěrač, který vytváří kontakt s odporovým proužkem v kterémkoli bodě, který je vybrán ručním ovládáním.

Potenciometr

Potenciometr rozděluje napětí do různých proporcí v závislosti na jeho pohyblivých polohách. Používá se v různých obvodech, kde požadujeme menší napětí než napětí zdroje.

Praktické použití proměnných rezistorů:

Někdy je nutné navrhnout obvod s proměnlivým stejnosměrným předpětím, který by měl být schopen velmi přesně získat určité specifické napětí, řekněme 1,5 voltu. Rozdělovač potenciálu s proměnným odporem je tedy zvolen tak, že lze měnit napětí od 1 voltu do 2 voltů z 12voltové stejnosměrné baterie. Ne z 0 na 2 volty, ale 1 až 2 volty ze zvláštního důvodu Jeden může použít 10k hrnec přes 12-voltový stejnosměrný proud a může dostat toto napětí, ale je velmi obtížné nastavit hrnec jako plný úhel oblouku asi 300 stupňů . Pokud však někdo sleduje obvod níže, může toto napětí snadno získat, protože celých 300 stupňů je k dispozici pouze pro nastavení 1 až 2 voltů. Zobrazeno v obvodu pod 1,52 voltů. Takto získáme lepší rozlišení. Tyto jednorázové proměnné odpory se nazývají přednastavené.

Potenciometr praktický 3 Potenciometr praktický 1

Kondenzátory : Kondenzátor je lineární pasivní součást, která se používá k ukládání elektrického náboje. Kondenzátor obecně poskytuje reaktanci na tok proudu. Kondenzátor se skládá z dvojice elektrod, mezi nimiž je izolační dielektrický materiál.

Uložený poplatek je dán

Q = CV, kde C je kapacitní reaktance a V je aplikované napětí. Protože proud je rychlost toku náboje. Proto je proud přes kondenzátor:

I = C dV / dt.

Když je kondenzátor připojen do stejnosměrného obvodu nebo když jím protéká konstantní proud, který je konstantní s časem (nulová frekvence), kondenzátor jednoduše uloží celý náboj a postaví se proti toku proudu. Kondenzátor tedy blokuje DC.

Když je kondenzátor připojen do obvodu střídavého proudu nebo ním prochází časově proměnný signál (s nenulovou frekvencí), kondenzátor nejprve uloží náboj a později nabídne odpor toku náboje. Lze jej tedy použít jako omezovač napětí v AC obvodu. Nabízený odpor je úměrný frekvenci signálu.

2 typy kondenzátorů

Pevné kondenzátory : Nabízejí pevnou reaktanci na tok proudu. Mohou to být slídový kondenzátor, který se skládá ze slídy jako izolačního materiálu. Mohou to být nepolarizované keramické kondenzátory, které se skládají z keramických desek potažených stříbrem. Mohou to být elektrolytické kondenzátory, které jsou polarizované a používají se tam, kde je vyžadována vysoká hodnota kapacity.

Pevné kondenzátory

Variabilní kondenzátory : Nabízejí kapacitu, kterou lze měnit změnou vzdálenosti mezi deskami. Mohou to být kondenzátory vzduchové mezery nebo vakuové kondenzátory.

Hodnotu kapacity lze číst buď přímo na kondenzátoru, nebo ji lze dekódovat pomocí zadaného kódu. U keramických kondenzátorů platí, že 1^Svatýdvě písmena označují hodnotu kapacity. Třetí písmeno označuje počet nul a jednotka je v Pico Farad a písmeno označuje hodnotu tolerance.

Induktory : Induktor je pasivní elektronická součástka, která ukládá energii ve formě magnetického pole. Obvykle se skládá z vodičové cívky, která nabízí odpor proti aplikovanému napětí. Funguje na základním principu Faradayova zákona indukčnosti, podle kterého se magnetické pole vytváří, když proudem protéká vodič a vyvinutá elektromotorická síla je proti použitému napětí. Uložená energie je dána:

E = LI ^ 2. Kde L je indukčnost měřená v Henries a já je proud, který protéká.

Indukční cívky

Může být použit jako tlumivka, která nabízí odpor proti aplikovanému napětí a akumulaci energie, nebo může být použita v kombinaci s kondenzátorem k vytvoření vyladěného obvodu, který se používá pro oscilace. Ve střídavých obvodech vede napětí proud, protože vynucené napětí nějakou dobu trvá, než se v cívce vytvoří proud v důsledku opozice.

2 pasivní nelineární komponenty:

Diody: Dioda je zařízení, které omezuje tok proudu pouze v jednom směru. Dioda je obecně kombinací dvou různě dotovaných oblastí tvořících spojení na křižovatce tak, že spojení řídí tok náboje zařízením.

6 typů diod:

Dioda PN Junction : Jednoduchá přechodová dioda PN se skládá z polovodiče typu p namontovaného na polovodič typu n tak, že se vytvoří spojení mezi typy p a n. Může být použit jako usměrňovač, který umožňuje tok proudu v jednom směru prostřednictvím správného připojení.

Dioda PN Junction

Zenerova dioda : Je to dioda složená ze silně dotovaného p regionu ve srovnání s n-regionem, takže umožňuje nejen dostatečný proud, ale pouze tok proudu v jednom směru, ale také umožňuje tok proudu v opačném směru. Obvykle se používá jako regulátor napětí.

Zenerova dioda

Tunelová dioda : Jedná se o silně dopovanou PN spojovací diodu, kde proud klesá se zvyšujícím se dopředným napětím. Šířka spojení se zmenšuje se zvyšující se koncentrací nečistot. Je vyroben z germania nebo galium arsenidu.

Tunelová dioda

Světelná dioda : Jedná se o speciální typ přechodové diody PN vyrobené z polovodičů, jako je gallium arsenid, který při použití vhodného napětí vyzařuje světlo. Světlo vyzařované LED je monochromatické, tj. Jednobarevné, odpovídající konkrétní frekvenci ve viditelném pásmu elektromagnetického spektra.

LED dioda

Foto dioda : Jedná se o speciální typ přechodové diody PN, jejíž odpor klesá, když na ni dopadá světlo. Skládá se z přechodové diody PN umístěné uvnitř plastu.

Fotodioda

Přepínače : Přepínače jsou zařízení, která umožňují tok proudu do aktivních zařízení. Jsou to binární zařízení, která při úplném zapnutí umožňují tok proudu a při úplném vypnutí blokují tok proudu. Může to být jednoduchý přepínací spínač, kterým může být 2-kontaktní nebo 3-kontaktní spínač nebo tlačítkový spínač.

2 aktivní elektronické komponenty:

Tranzistory : Tranzistory jsou zařízení, která obecně transformují odpor z jedné části obvodu na druhou. Mohou být řízeny napětím nebo proudem. Tranzistor může fungovat jako zesilovač nebo jako spínač.

2 typy tranzistorů:

BJT nebo bipolární tranzistor : BJT je proudově řízené zařízení, které se skládá z vrstvy polovodičového materiálu typu n vloženého mezi dvě vrstvy polovodičového materiálu typu p. Skládá se ze tří terminálů - vysílače, základny a kolektoru. Spojení kolektor-základna je ve srovnání s křižovatkou emitor-základna méně dotované. Spojení emitor-základna je předpjaté dopředu, zatímco spojení kolektor-základna je při normálním provozu tranzistoru předpjaté.

Bipolární tranzistor

FET nebo tranzistor s efektem pole : FET je zařízení řízené napětím. Ohmické kontakty jsou převzaty ze dvou stran lišty typu n. Skládá se ze tří terminálů - Gate, Drain a Source. Napětí přivedené přes bránu-zdroj a svorku odtoku-zdroj řídí tok proudu zařízením. Je to obecně zařízení s vysokou odolností. Může to být JFET (přechodový tranzistor s efektem pole), který se skládá ze substrátu typu n, na jehož straně je uložena tyč opačného typu, nebo MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), který se skládá z izolační vrstvy oxidu křemíku mezi kovovým kontaktem brány a substrátem.

MOSFET

TRIACS nebo SCR : SCR nebo Silicon Controlled Rectifier je tříkoncové zařízení, které se obecně používá jako switch in výkonová elektronika . Jedná se o kombinaci dvou zadních diod se 3 spoji. Proud skrz SCR teče kvůli napětí aplikovanému přes anodu a katodu a je řízen napětím aplikovaným přes terminál Gate. Používá se také jako usměrňovač ve střídavých obvodech.

SCR

Toto jsou tedy některé z důležitých komponent v každém elektronickém obvodu. Kromě těchto aktivních a pasivních součástí existuje ještě jedna součást, která má v obvodu zásadní význam. To je integrovaný obvod.

Co je integrovaný obvod?

DIP IC

Integrovaný obvod je čip nebo mikročip, na kterém jsou vyrobeny tisíce tranzistorů, kondenzátorů a rezistorů. Může to být integrovaný obvod zesilovače, integrovaný obvod časovače, integrovaný obvod generátoru vln, integrovaný obvod paměti nebo integrovaný obvod mikrokontroléru. Může to být analogový integrovaný obvod s nepřetržitým proměnným výstupem nebo digitální integrovaný obvod pracující v několika definovaných vrstvách. Základními stavebními kameny digitálních integrovaných obvodů jsou logické brány.

Může být k dispozici v různých balíčcích, jako je Dual in Line Package (DIP) nebo Small Outline Package (SOP) atd.

Praktická aplikace rezistorů - děliče potenciálu

V elektronických obvodech se často používají děliče potenciálu. Proto je žádoucí, aby důkladné pochopení toho samého výrazně pomohlo při navrhování elektronických obvodů. Namísto matematického odvození napětí pomocí Ohmova zákona, v následujícím příkladu poměrným hodnocením, bychom byli schopni rychle získat přibližné napětí při současném zohlednění povahy výzkumu a vývoje.

Když jsou dva rezistory stejné hodnoty (např. 6K oba pro R1 a R2) připojeno přes zdroj , protéká jimi stejný proud. Pokud je měřič umístěn napříč zdrojem zobrazeným na schématu, zaregistruje 12v týkající se země. Pokud je pak měřič umístěn mezi zemí (0v) a středem dvou odporů, bude číst 6v. Napětí baterie se poté rozdělí na polovinu. Napětí napříč R2 pro zem = 6v

Potenciální dělič 1

Podobně

2. Pokud se hodnoty rezistoru změní na 4K (R1) a 8K (R2), bude napětí ve středu 8v pro zem.

Potenciální dělič 2

3. Pokud se hodnoty odporu změní na 8K (R1) a 4K (R2), bude napětí ve středu 4v pro zem.

Potenciální dělič 3

Napětí ve středu je lépe určeno poměrem dvou hodnot rezistorů, ačkoli lze podle Ohmsova zákona vypočítat, aby se dospělo ke stejné hodnotě. Případ 1 byl poměr 6K: 6K = 1: 1 = 6v: 6v, poměr případu 2 4k: 8k = 1: 2 = 4v: 8v a poměr případu 3 8k: 4k = 2: 1 = 8v: 4v

Závěr : -V děliči potenciálu, pokud je hodnota horního odporu snížena, pak napětí ve středu stoupá (týkající se země). Pokud je nižší hodnota odporu snížena, napětí ve středu klesá.

Matematicky ale napětí ve středu lze vždy určit poměrem dvou hodnot rezistorů, který je časově náročný a je dán slavným vzorcem Ohmova zákona V = IR

Podívejme se na příklad-2

V = {napájecí napětí / (R₁+ R._dva)} X R2

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

= (12/12000) x 8000

V = 8v