Elektrikçiler neden her zaman elektronikle arkadaş değiller. Bölüm 2. Elektronik çalışma nasıl

Makalenin ilk bölümü:Elektrikçiler neden her zaman elektronikle arkadaş değildir?

Her şeyden önce, güvenlik önlemleri

Bazı elektronik cihazlar, aydınlatma şebekesinden galvanik izolasyonla yalıtılmıştır. Bu nedenle, güvenlik kurallarına uymak gereksiz olmayacaktır, ancak bu başka bir makale için bir konudur ve zaten böyle birçok makale yazılmıştır, isteyenler kendi başlarına okuyabilir. Ayrıca, bu makaleyi okuyan herkesin güvenlik kurallarına aşina olduğu varsayılmaktadır.

Element tabanı

Eleman tabanı, elektronik devrelerin oluşturduğu şeydir, diğer bir deyişle, bunlar baskılı devre kartlarına lehimlenmiş parçalardır. Ve tüm temel üs, büyük bir kalın kitapta bile tarif edilemez: örneğin, “Elitan” radyo bileşenlerinin çevrimiçi mağazası, müşterilere dünyanın dört bir yanından binden fazla üreticiden bir milyondan fazla mal sunmaktadır.

Hemen hemen tüm modern elektronik cihazlar ithal, oldukça basit bir burjuva eleman tabanına monte edilmiştir. Ancak bu bağlamda, özellikle üzülmemelidir, çünkü neredeyse tüm mikro devreler, diyotlar, transistörler, tristörler ve diğer detaylar için belgeler VERİ SAYFASINDA veya Rusça teknik açıklamalarında bulunabilir. Tüm bu "veri sayfaları" İngilizce olmasına rağmen, bunları anlamak oldukça kolaydır.

Elektronik ekipmanların onarımıyla uğraşan kişiler, onarılan cihazın şemasını bulmanın her zaman mümkün olmadığını bilirler. Bu durumda, mikro devre üzerindeki VERİ SAYFASI çok yardımcı olur: tüm giriş ve çıkışları bulabilir, flaş ve kontrol sinyalleri ve mikro devrenin cihazda ne yaptığını anlayabilirsiniz.

Elektronik teknolojisinin gelişimi. Moore Yasası

Elektronik teknolojisi çok hızlı ve dinamik bir şekilde gelişiyor. İlk entegre devreler 1965'te ortaya çıktı ve kısa bir süre sonra Intel'in kurucularından Gordon Moore, adını alan bir yasa açtı. Moore yasası, her 18 ... 24 ayda bir mikro devrelerdeki transistör sayısının yaklaşık iki katına çıktığını belirtti. Bu gözlem, bellek yongaları veya basitçe bellek üretimi temelinde gerçekleştirildi. Buna dayanarak, Gordon Moore yakın gelecekte hesaplama cihazlarının gücünün katlanarak artacağı sonucuna vardı. Ve bu yasa hala geçerlidir.

2006 yılında Intel, 1 milyar transistör içeren bir işlemci çıkardı ve son zamanlarda iki milyardan fazla transistör içeren bir Tukwila işlemci yarattı. Bu, Moore yasasının geçerliliğini tam olarak doğrulamaktadır. Elektronik teknolojisi, bilim ve teknolojinin diğer tüm alanlarından çok daha hızlı ve dinamik bir şekilde gelişmektedir. Bilim adamları, eğer uçak endüstrisi böyle bir dinamikle gelişirse, modern bir Boeing 767'nin sadece 20 dakika içinde dünya çapında uçabileceğini, 20 litreden fazla yakıt harcayamayacağını ve aynı zamanda 500 dolardan daha fazla tutamayacağını tahmin ediyor.

Bahsedilen tüm transistörler, şimdi yaygın olarak duyulan nanoteknoloji kullanılarak yapılmıştır. Ancak bu tasarımda bile hala transistörler. Şimdi transistörler hakkında biraz konuşacağız.

Transistörlerin Kısa Tanımı

Transistörsüz modern bir dünya hayal etmeye çalışalım. Büyük olasılıkla, tüm yaşam duracak: telefonlar kapanacak, TV'ler çıkacak, arabalar duracak, evlerde ısı, su ve elektrik kaybolacak. Sonuçta, bahsedilen tüm cihazların çalışması, temeli bir transistör olan her türlü elektronik devre tarafından kontrol edilir. Bu transistör ne tür büyülü bir cihaz?

Bipolar transistörler

İlk iki kutuplu transistör 1947'de Amerikalı bilim adamları - fizikçiler W. Shockley, D. Bardin ve U.O zamanlar Bell Labs laboratuvarının çalışanları olan Brattain. Transistörün doğum tarihi, yeni cihazın resmi sunumunun yapıldığı 23 Aralık 1947 olarak düşünülmelidir.

Birçok olağanüstü buluşta olduğu gibi, transistör hemen fark edilmedi: belirtilen tarihten sadece 9 yıl sonra, yaratıcılarına Nobel Ödülü verildi. Transistörün kurucularından biri olan John Bardin, kısa bir süre sonra tekrar Nobel Ödülü'ne layık görüldü. Süper iletkenlik teorisinin oluşturulması için bu kez.

İlk başta, yeni elektronik cihazın adı yoktu. Bir elektron lambası - bir triyot ile benzer şekilde, yarı iletken triyot veya kristalin triyot olarak adlandırıldı. Transistörün ortak adı, yukarıda belirtilen bilim adamlarından biri olan John Pierce tarafından icat edildi. Kelime iki kelimeden oluşuyordu: transfer - transfer ve direnç - direnç. Gerçekten de, elektrotlardan birine (taban) uygulanan bir kontrol sinyali, transistörün diğer iki elektrodu (toplayıcı, verici) arasındaki direnci değiştirir. Bu elektrotlar güç kaynağının açık devresine bağlanırsa, herhangi bir yükü kontrol etmek mümkün olur. Bir hoparlör, bir röle bobini, bir ampul, bir sonraki transistör aşaması ve çok daha fazlası olabilir.

Zaten 1956'da, sadece evde değil, her yerde müzik dinlemenizi sağlayan ilk taşınabilir transistörlü radyo oluşturuldu. Radyo tüplerini alıcılarda kullanırken, bu hayal bile edilemez.

Yeni teknolojinin keşfi

Radyo ekipmanının minyatürleştirilmesindeki bu ilk deneyim, yetenekli meraklı zihinleri harekete geçirdi ve ilk transistör alıcısının oluşturulmasından iki yıl sonra Amerikalı bilim adamları Jack Kilby ve Robert Neuss, yarı iletken teknolojisinin geliştirilmesinde büyük bir adım attı. Geliştirdikleri teknoloji, birkaç transistörün bir anda entegre bir devrede birleştirilmesini mümkün kıldı. Bu buluş Robert Moore'u Gordon Moore'a tanıttı ve 1968'de modern bilgisayarların üretiminin başlangıcı olan Intel Corporation'ı yarattılar.

Alan etkili transistörler

Bir bipolar akım kontrollü bipolar transistörün icat edilmesinden çok önce, bir alan etkili transistör için bir patent elde edildiği unutulmamalıdır. Alan etkili transistörlerin çalışma prensipleri 1925'te Avusturya-Macaristan fizikçisi Julius Edgar Lilienfeld tarafından ele alındı ​​ve 1928'de bir Alman patenti aldı. Ve 1934'te, ilk alan etkili transistör Alman fizikçi Oscar Hale tarafından patentlendi.

Alan etkili transistörlerin fiziği, bipolardan biraz daha basittir, bu nedenle daha önce geliştirilmiştir. Çalışmaları elektrostatik alanın basit etkisine dayanmaktadır; Bu transistörlere MOS transistörleri de denir. İki kutuplu bir transistöre kıyasla basit cihaza rağmen, ilk MOS transistörleri sadece 1960'ta ortaya çıktı, ancak şimdi bu transistörler tüm bilgisayar teknolojisinin temelini oluşturuyor. Sadece geçen yüzyılın doksanlarında, alan etkili transistörler iki kutupluya hakim olmaya başladı.

Analog ve Dijital Yongalar

Transistör oluşturma sürecinde, transistörlerin lineer ve anahtar modlarda çalışabileceği ortaya çıktı. Doğrusal mod, elektrik sinyallerinin amplifikasyonuna izin verdi. Ancak bir transistör yeterince büyük bir kazanç sağlayamaz, bu nedenle operasyonel amplifikatörler (op amper) geliştirildi. Bu ismi aldılar çünkü matematiksel işlemleri yaptıkları analog bilgisayarlarda kullanıldılar.

Artık analog bilgisayarlar artık mevcut değil, ancak op-amp'ler kaldı ve çeşitli elektronik cihazlarda başarıyla kullanılıyor. Bir op-amp'i açmak için tipik şemalar vardır; bu nedenle, bir op-amp üzerinde yapılan kaskadların parametreleri oldukça tekrarlanabilir. Örneğin, kademeli kazanç sadece harici dirençler tarafından belirlenir ve çok doğru bir şekilde ayarlanabilir.

Bu nedenle, elektroniklerin temellerini incelemeye karar verirseniz, op-amp kullanımı bu görevi büyük ölçüde basitleştirebilir. İşlemsel yükselteçlerde, kitaplarda ve internetteki makalelerde çok şey yazıldı, birçok farklı tasarım var.

Anahtar Transistörün Çalışması dijital devrelerde kullanıldıklarında mantıksal işlemler veya işlemler gerçekleştirdikleri için bunlara mantıksal da denir Boole cebri. Bir zamanlar, bu mikro devrelerde bilgisayarlar yaratıldı. Bu tür makineler çok hantal, yavaştı, enerji tüketimi çok büyük. Bu bilgisayarlar geçmişte kaldı ve radyo amatörleri tarafından dijital devrelerde her türlü nispeten basit cihaz üretildi. İlk deneylerin yapılması için elektroniklerin bağımsız çalışması için önerilebilecek bu mikro devrelerdir.

Sonuç

Ve şimdi özetlemek gerekirse, “Elektrikçiler Neden Elektronikle Her Zaman Dost Değil?” Başlıklı makaleyi hatırlayın. Basit tembelliği hesaba katmazsanız, elektroniklere karşı düşmanlığın nedeni, bir şeyi anlama ya da bir şeyi mahvetme temel korkusu olabilir.

Bu makale sadece bu korkuyu yenmek, kendi güçlü yönlerine inanmak ve kendini yeni bir kalitede denemeye zorlamak için yazılmıştır. Elektronik, kelimenin tam anlamıyla bulaşıcıdır. İlk olarak, transistörlerde ustalaşacağız, daha sonra dijital mantığa geçeceğiz ve orada mikrodenetleyicilerden uzak değil. Yani, yoldaş elektrikçiler, cesur olun, elektroniklerden korkmayın, onunla arkadaş olun!

Boris Aladyshkin