وبلاگ رسمی خانه هوشمند آیسا
الکترونیک از لحاظ لغتی واژه ای غیرفارسی و برگرفته از واژه لاتین Electronic است که
از الکترون (به معنی؛ ریز ذره های بنیادی هسته اتم ها که دارای بار منفی هستند) گرفته شده است.
علم الکترونیک به دانش مطالعه و بررسی حرکت الکترون ها (جریان الکتریکی) از داخل مواد مختلف مثل نیمه هادی و رساناها گفته می شود و در طبقه بندی علوم، شاخه ای از فیزیک نظری است.
الکترونیک به صورت گسترده در فرآیندهای اطلاعاتی، ارتباطات و فرآیندهای سیگنالی مورد استفاده است.
این شاخه از علم، به بررسی قطعات الکترونیکی و کاربرد آنها در صنعت و زندگی روزمره پرداخته است و
این قابلیت قطعات الکترونیکی که به عنوان سوئیچ ها مورد استفاده قرار میگیرند، فرآیندهای مربوط به اطلاعات دیجیتالی (ِDigital Information) را ممکن می کند.
برای فراگیری علم الکترونیک، نیاز است به مباحث ریاضیاتی برای تحلیل مدارهای الکترونیکی مسلط باشید. حال که با تعریف این واژه و علم مربوط به آن آشنا شدید زمان آن رسیده که مفاهیم اصلی و بنیادی این حوزه را بشناسید.
جریان الکتریکی مفهومی از سرعت جاری شدن بارهای الکتریکی منفی (الکترون) در یک ماده رساناست و تعریف فرمولی آن میزان بار عبوری از سطح مقطع یک رسانا در مدت یک ثانیه است که با یکای آمپر (A) تعریف می شود. برای نشان دادن جریان در روابط از نماد (I) استفاده می شود. در گذشته اعتقاد بر این بوده که جریان از بارهای مثبت ناشی شده است و جهت جریان را براساس آن انتخاب کرده بودند و
امروزه علی رغم درک جدید از مفهوم جریان، جهت آن را همانند گذشته و در خلاف جهت حرکت الکترون به کار می برند. جریان در مدارات الکترونیکی به دو دسته کلی تقسیم می شود : مستقیم و متناوب.
این جریان ساده ترین نوع آن است که در طول زمان در یک جهت ثابت حرکت می کند و به اختصار DC نامیده شده و توسط باتری های الکتریکی تولید می شود.
این نوع از جریان برخلاف جریان مستقیم، با گذشت زمان تغییر جهت داده و این تغییر علامت با روند ثابتی تکرار می شود که معمولا به صورت سینوسی کامل است. به اختصار این جریان را AC مینامند. این نوع جریان توسط مولدهای برق تولید شده که به عنوان برق شهری استفاده می شود.
اختلاف پتانسیل بین دو نقطه منجر به ایجاد یک نیرو می شود که یک نیروی الکتروموتیو یا emf خوانده می شود. این نیرو تمایل دارد تا الکترون ها یا دیگر بارهای حامل را از یک نقطه به نقطه دیگر انتقال دهد. اختلاف پتانسیل بین دو نقطه یک مدار الکتریکی برابر اختلاف در پتانسیل های الکتریکی آن دو نقطه تعریف می شود. اختلاف پتانسیل به صورت مقدار کار انجام شده برای انتقال واحد بار واحد الکتریکی برای جا به جایی بین دو نقطه، گفته می شود.
یک ولت، به صورت یک ژول از انرژی برای انجام کار روی یک کولن از بار تعریف شده است. ولتاژ دارای خاصیت جمع پذیری است، یعنی ولتاژ بین A و C برابر ولتاژ بین A و B به علاوه ولتاژ بین B و C است. دو نقطه در یک مدار الکتریکی که توسط یک هادی (ایده آل) بدون مقاومت به هم متصل شده اند، دارای اختلاف پتانسیل صفر خواهند بود، اما با این وجود اختلاف پتانسیل صفر بین دیگر نقاط نیز ممکن است وجود داشته باشد. اگر چنین نقاطی را توسط یک هادی به هم متصل کنیم جریانی عبور نخواهد کرد. واحد اندازه گیری ولتاژ، ولت (v) بوده و در روابط با نماد V نشان داده می شود.
ولتاژ هم مانند جریان به دو دسته کلی تقسیم می شود.
این ولتاژ با استفاده از مولد هایی مثل باتری (Battery) ساخته می شود و همواره مقدار مشخص و ثابتی دارد. برای مثال یک باتری 12 ولت، همیشه اختلاف پتانسیل ثابت 12 ولت را به دو سر مدار اعمال می کند.
این ولتاژ توسط مولدهای مغناطیسی مثل ژنراتور (Generator) ایجاد می شود و در طول زمان مقدارهای مختلفی بین دو حد بیشینه و کمینه را میگیرد. برای مثال نیروگاه های برق شهری تهران ولتاژ 220 ولت متناوب می سازند که 220 ولت در واقع دامنه آن است. برای مشخص شدن یک ولتاژ متناوب به صورت کامل باید فرکانس (Frequency) تغییرات آن را هم بیان کرد. برق شهری در تهران با فرکانس 50 هرتز (معادل 50 بار در ثانیه) تولید می شود.
تعریف فیزیکی توان مفهومی از میزان انرژی تبدیل شده و یا جابه جا شده در واحد زمان است. در مباحث الکترونیکی انرژی الکتریکی به حالت های دیگر انرژی تبدیل شده و بلعکس. به بیان ساده تر توان، سرعت تبدیل انرژی است و از تقسیم مقدار آن بر زمان تبدیل انرژی محاسبه می شود. بر اساس فرمول های تعریف شده توان صرف شده در یک قطعه مساوی حاصل ضرب جریان گذرنده از آن در اختلاف ولتاژ دو سر آن است. یکای اندازه گیری توان، وات (W) بوده و در روابط با نماد (P) نشان داده می شود.
در گام چهارم از آشنایی با الکترونیک با سخت افزارها و قطعات الکترونیکی به ریز جزئیات آشنا می شویم. یکی از بخش های پایه و اساسی از الکترونیک، حوزه سخت افزار آن است که شامل تمامی قطعات با خواص الکتریکی می شود. سخت افزارهای الکترونیکی در واقع شامل قطعه ها و مدارهای بسته شده با این قطعات هستند که برای کاربردهای مختلف استفاده می شوند. مهندسین الکترونیک در دو حیطه تولید و طراحی قطعه ها و یا در زمینه استفاده از قطعات برای طراحی مدار، فعالیت دارند.
قطعه های الکترونیکی (Electronic Component) در واقع موجودیت فیزیکی هستند که با جاری شدن جریان الکتریکی در آن ها رفتارهای مختلفی نشان داده و خواص منحصر به فردی را به نمایش میگذارند. قطعات به صورت کلی طراحی و ساخته می شوند تا با متصل شدن روی یک برد به یکدیگر، یک مدار الکترونیکی با یک عملکرد خاص ایجاد کنند. مولفه های الکترونیکی ممکن است به صورت تکی و یا در گروه های مرکب به صورت مدارهای مجتمع بسته بندی شود.
لامپ های خلا (Vacuum Tube) از جمله قطعات الکترونیکی اولیه بودند. آنها تقریبا به تنهایی مسئول انقلاب الکترونیکی نیمه اول قرن بیستم شمرده شدند. از لامپ های خلا در سیستمهای پیچیده الکترونیکی زیادی استفاده می شده و رادیو، تلویزیون، گرامافون، رادار، تلفن راه دور و … ابزارهایی بودند که با این تکنولوژی در اختیار بشر قرار گرفتند. این قطعه ها نقش اساسی ای در زمینه مایکرویو و انتقال توان بالا مانند گیرنده های تلویزیون تا اواسط دهه 1980 داشتند.
لامپ های خلا هنوز در کاربردهای بسیار خاص مثل تقویت کننده های RF توان بالا، لامپ های اشعه کاتدی، تجهیزات خاص رادیویی، تقویت کننده های گیتار و بعضی از دستگاه های ماکرویوی مورد استفاده هستند. IBM 608 اولین تولید شرکت IBM با استفاده از ترانزیستور بود که در سال 1955 تولید شد و به عنوان اولین ماشین حساب تمام ترانزیستوری مورد استفاده عموم شناخته شد که در آن از هیچ لامپ خلا ای استفاده نشده بود. ماشین حساب 608 شامل بیش از 3000 ترانزیستور ژرمانیومی بود. از بعد از آن زمان ترانزیستورها تقریبا به تنهایی برای طراحی کامپیوترهای منطقی و دیگر ادوات جانبی مورد استفاده قرار گرفتند.
قطعه های الکترونیکی در ابتدا در ابعاد بزرگ تولید میشدند و به مرور زمان با کشف نیمه هادی ها و گسترش فناوری، ابعاد قطعات به میکرومتر و حتی نانومتر رسیده است.
در بخش آشنایی با قطعات از زیر سرفصل های مرجع الکترونیک به بررسی دسته بندی انواع قطعات می پردازیم. قطعات الکترونیکی بر اساس خواص مختلف، ویژگی و کاربردهایشان به گروه های گوناگونی تقسیم می شوند.
یکی از دسته بندی های مهم قطعات براساس شکل ظاهری و نحوه پکیج آن هاست که به دسته های SMD و DIP تقسیم می شوند. قطعات دیپ، قطعه هایی هستند که دارای پایه های عمود بر قطعه بوده و
معمولا برای قرار دادن این نوع از قطعات روی برد مدار طراحی شده باید از سوراخ کردن برد استفاده کرد. واژه DIP مخففی از Dual In-line Package به معنی پکیج با پایه های در دو ردیف است. ابعاد این قطعه ها بین میلی متر تا چندین سانتی متر است و معمولا برای کاربردهای توان بالاتر و در مداراتی با جریان بیشتر از این گروه استفاده می شود.
قطعات اس ام دی، انواعی از قطعه ها هستند که پایه های آنها در مجاورت بدنه و به صورت افقی قرار دارد و برای نصب شدن روی مدار احتیاجی به سوراخ شدن برد ندارند. لغت SMD از عبارت Surface-Mount Device به مفهوم قطعه نصبی روی سطح، گرفته شده است. این دسته معمولا از لحاظ سایز بسیار کوچکتر از DIP ها هستند و حتی به ابعاد زیر یک میلی متر میرسند.
قطعات الکترونیکی براساس انرژی خارجی که برای راه اندازی نیاز دارند به دسته بندی فعال و غیرفعال تقسیم شده اند. قطعات Active (فعال) در واقع قطعاتی هستند که برای شروع به کار به انرژی خارجی نیاز دارند و یا به زبان ساده تر باید یک تغذیه DC به آن ها اعمال شود. از دید جریانی مدارات الکترونیکی، این قطعه ها توانایی کنترل جریان الکتریکی در مدار را دارند. برای مثال ترانزیستورها از این دسته هستند و برای راه اندازی باید بایاس DC داشته باشند.
همچنین IC ها، دیود ها و سلول های خورشیدی از این قبیل قطعات هستند. بنا به تعریف دیگر قطعاتی که به مدار یا سایر قطعات انرژی می رسانند هم قطعه اکتیو هستند. مثل باتری و منبع تغذیه.
قطعات Passive (غیر فعال)، عناصری هستند که برای شروع به کارشان انرژی محرک خارجی لازم نیست. یا به عبارتی این قطعه ها توانایی کنترل جریان در مدار را ندارند. این قطعات می توانند انرژی را تلف و یا در خودشان ذخیره کنند ولی توانایی تولید انرژی ندارند. خازن، مقاومت،سلف و ترانسفورماتورها از جمله عناصر پسیو هستند.
احتمالا برای شما هم به عنوان یک تازه وارد در این عرصه روش تهیه قطعات برای شروع به کار سوال شده باشد، در این بخش از آشنایی با الکترونیک به توضیح درباره این مطلب میپردازیم. با توجه به فراگیر شدن رشته الکترونیک و طراحی و تولید مدارات متنوع قطعات الکترونیکی توسط کارخانه های مختلفی تولید و عرضه می شوند. امروزه علاوه بر مغازه های فروش این قطعات، فروشگاه های آنلاین بسیاری نیز به فعالیت در این زمینه پرداخته اند. فروشگاه قطعات الکترونیکی در شهرهای بزرگ مثل تهران، شیراز، اصفهان، تبریز و مشهد از جمله نمایندگی های معتبر فروش هستند.
برای تست کردن قطعه ها روش های مختلفی براساس نوع قطعه وجود دارد. قطعه های DIP را به دلیل اینکه پایه دار هستند به راحتی با استفاده از برد بورد می توان تست کرد. برد بورد یک قطعه برای بستن مدار با تعداد مشخصی سوراخ است که از داخل با یک طرح مشخص به هم وصل هستند و برای مونتاژ کردن سریع مدار و تست قطعه مورد استفاده قرار می گیرد.
برای آزمودن قطعات ابزارهای مختلفی مثل ولت متر، اهم متر و … مورد استفاده است. قطعه های SMD به دلیل اینکه پایه های بلند خارجی ندارند برای تست شدن به این سادگی نیستند و باید روی مدار نصب شده و تست کلی از آنها گرفته شود.
این نوع از قطعه های الکترونیکی دارای بدنه های ظاهری مشابه هم هستند به این نحو که معمولا یک تراشه با قابلیت های خاص و دارای تعدادی خروجی و ورودی درون یک باکس پلاستیکی و یا سرامیکی قرار گرفته است و ورودی و خروجی های آن با سیم های بسیار نازکی به پین های بیرون از بدنه متصل شده اند. رنگ متداول این بسته بندی های پلاستیکی سیاه است. ساختار داخلی این قطعه ها براساس منطق های دیجیتالی بوده که واحدهای ریز تشکیل دهنده آنها گیت (Gate) ها هستند.
هر قطعه دیجیتالی می تواند بازه ای بین 1 تا چندین هزار گیت داشته باشد و در ابعاد بسیار ریز تا بزرگ بسته بندی شود. جنس تراشه داخلی این بلک باکس ها از نیمه هادی هاست.
IC واژه ای برگرفته است integrated circuit به معنی مدار مجتمع است. مدار مجتمع یک مدار الکترونیکی است که روی یک قطعه کوچک از مواد نیمه هادی شکل گرفته است. IC مجموعه ای از قطعات الکترونیکی مثل مقاومت، خازن، ترانزیستور و غیره است که همگی برای یک هدف مشترک بهم متصل شده و روی یک چیپ ریز قرار گرفته اند. مدارهای مجتمع به دسته های دیجیتال، آنالوگ و یا ترکیبی از هر دو تقسیم می شوند.
ICهای دیجیتال فقط برای سطوح تعریف شده ای از سیگنال کار می کنند. این قطعات با استفاده از گیت های دیجیتالی، مالتی پلکسرها، فلیپ فلاپ و سایر المان های الکترونیکی طراحی شده اند. گیت های منطقی (Logic Gate) با استفاده از داده های باینری یا دیجیتال کار می کنند. این قطعات در کامپیوترها، مودم اینترنت و شمارنده های فرکانس استفاده می شوند. رایج ترین مثال از ICهای مدرن پروسسور کامپیوتر بوده که شامل میلیون ها ترانزیستور، گیت های منطقی و مدارهای دیجیتالی دیگر است. مدارهای مجمتع از جمله قطعات دیجیتالی با کاربردهای بسیار مختلف هستند.
با پیشرفت تکنولوژی تعداد گیت هایی که قابلیت قرار گرفتن در یک تراشه را دارند افزایش یافته و همین امر این قطعات را به چهار دسته زیر تقسیم کرده است.
دسته بندی دیگری برای ICها براساس منطق ساخت و ویژگی هایی مثل ولتاژ کاری نیز وجود دارد که به
تقسیم شده اند. منطق رایج در تراشه های امروزی موجود در بازار TTL است.
ریزپردازنده یا واحد پردازشگر مرکزی (CPU)، یک سیستم محاسبه ای است که به عنوان قلب و هسته مدارات دیجیتالی استفاده می شود. این واحد روی یک تراشه (chip) ساخته می شود و سه وظیفه اصلی برعهده دارد که شامل عملیات ریاضی و منطقی روی داده ها، انتقال اطلاعات بین خانه های مختلف از حافظه و اجرای دستورات است. میکروپروسسورها از خانواده ICها بوده و در همان شکل ظاهری تولید می شوند. CPU به تنهایی یک واحد مستقل است که برای راه اندازی به ادوات جانبی مختلفی از جمله واحد حافظه نیاز دارد.
معمولا از میکروپروسسورها برای سیستم هایی که کاربرد مشخص و محدود ندارند استفاده می شود؛ مثلا در یک کامپیوتر ممکن است چندین نوع استفاده کاربری داشته باشیم و لازم است که از حافظه با ظرفیت های مختلفی استفاده کنیم. میکروپروسسورها دستورات اجرایی را براساس فرکانس یک موج مربعی انجام می دهند که به عنوان کلاک پالس شناخته می شود و هرچقدر این مقدار بیشتر باشد، سرعت پردازش بالاتر است.
ریزکنترلگر در واقع یک سیستم دیجیتالی کامل روی یک تراشه است که شامل یک میکروپروسسور، انواع واحدهای حافظه، واحدهای ورودی/خروجی، تایمر و … است. از این چیپ برای پروژه های کاربرد خاص استفاده می شود چون هر میکروکنترلری یک مقدار مشخص و محدودی از حافظه و ادوات دیگر را دارد که می تواند به کار برده شود. معماری میکروکنترلرها براساس ظرفیت هر خانه حافظه و میکروپروسسور داخلی آن مشخص می شود.
میکروکنترلرها بنابر انواع لوازم جانبی و قابلیت و ویژگی CPU در تنوع بسیار زیادی تولید می شوند. شرکت های تولید کننده میکروکنترلرها هر کدام چندین نوع میکروکنترلر با ویژگی های منحصر به فرد عرضه می کنند.
یکی از انواع میکروکنترلرهای موجود در بازار AVR تولید شده توسط شرکت Atmel است. AVR ها معمولا در ظرفیت های 8 بیتی تولید می شوند و به دلیل سرعتهای بالایی که نسبت به میکروکنترلرهای قبلی داشته اند مورد توجه قرار گرفته اند. این سری از میکروکنترلرها معماری RISC دارند به این معنی که هر دستورالعملی در آن ها فقط به اندازه یک پالس ساعت طول می کشد.
AVR ها قابلیت برنامه ریزی به زبان C و بیسیک دارند که از جمله نرم افزارهای رایج برای این زبان ها به ترتیب Codevision و Bascom هستند. انواع رایج این برند به ATtiny ،ATmega و ATxmega بوده که
از لحاظ ظرفیت حافظه و فرکانس کاری باهم متفاوت اند. با این میکروکنترلر می توان پروژه های بسیاری را راه اندازی کرد.
آردوینو در واقع یک میکروکنترلر نیست، بلکه یک بستر فراهم شده برای میکروکنترلرهای AVR است که طرز کار با آن را بسیار ساده تر کرده است. برای راه اندازی این قطعه کافی است از نرم افزار Arduino استفاده شود که به زبان C و ++C قابلیت نوشته شدن دارد. به علت رابط کاربری ساده و کتابخانه های در دسترس و وجود یک تیم پشتیبانی از محصول که انواع کدهای مورد نیاز برای راه اندازی پروژه های مختلف را ارائه می دهند،
در تقریبا 15 سال گذشته آردوینو وارد بازار الکترونیک شده و امروزه به عنوان یکی از روش های محبوب برای ساخت پروژه ها استفاده می شود. ماژول آردوینو انواع مختلفی دارد که در ساختار خارجی و ارتباط با سایر قطعات مدار با یکدیگر متفاوت اند.
میکروکنترلر جدیدتر و پیچیده تری که در دنیای دیجیتال مورد استفاده است، میکروکنترلرهای ARM هستند. ARM ها نیز مانند AVR از معماری RISC استفاده می کنند. میکروکنترلرهای ARM مزیتی بر AVR ها دارند که
بالاتر بودن تعداد بیت های ظرفیت میکروپروسسورشان است که تا 32 و در موارد خاص 64 بیت نیز میرسد. ARM در ابتدا توسط شرکت ARM Holdings طراحی شده اما امروزه امتیاز تولید و فروش آن به شرکت های معتبر دیگری داده شده است.
به دلیل بالاتر بودن سرعت و حجم محاسبات معمولا این میکروکنترلر، در کامپیوترها و گوشی های موبایل استفاده می شود. برای برنامه نویسی روی این میکروکنترلر نیز از زبان های C و Basic استفاده می شود.
ARM هم مشابه AVRها انواع مختلفی دارد که در حضور یا عدم حضور بعضی از Peripheral (ادوات جانبی) ، فرکانس کلاک پالس و ظرفیت خانه های حافظه، متفاوت هستند. نرم افزار رایج مورد استفاده برای برنامه نویسی ARMها keil uvision است.
FPGA مخفف عبارت Filed-Programmable Gate Array (آرایه گیت قابل برنامه ریزی) است که یک مدار مجمتع تشکیل شده از تعداد زیادی گیت است که می توان آن ها را براساس نیاز طراح، برنامه ریزی کرد و
به هر مدار دلخواهی، حتی یک میکروپروسسور آن را تبدیل کرد. FPGA ها در واقع میکروکنترلر نیستند چون CPU ندارند وکاربر باید با برقراری ارتباط بین گیت های منطقی واحدهای مورد نیاز مثل جمع کننده و غیره را بسازد.
FPGA ها به دلیل توانایی انجام چندین عملیات منطقی به صورت موازی سرعت بسیار بالاتری نسبت به میکروکنترلرها دارند. روابط منطقی این تراشه را با زبان توصیف سخت افزار (HDL) می توان نوشت که از جمله زبان های معروف آن VHDL و Verilog هستند.
DSP) Digital Signal Processor) ها یکی از انواع پردازنده ها هستند که توانسته اند به سرعت بسیار بالایی در انجام محاسبات ریاضی دست پیدا کنند و به عنوان میکروکنترلرهای خیلی پر سرعت امروزه رواج پیدا کرده اند. این پردازنده محصول شرکت Texas Instrument است و دارای سری های مختلف است که اسامی آن ها با نام تجاری TMS320 شروع می شود. این پردازنده ها توانایی انجام محاسباتی با سرعت 150 تا 300 مگاهرتز دارند که تقریبا 6 برابر سریعتر از پر سرعت ترین میکروکنترلرهاست. برای برنامه ریزی این میکروکنترلر از زبان C استفاده می شود.
یکی دیگر از میکروکنترلرهای موجود در بازار PIC ها هستند که از سری میکروکنترلرهای پرسرعت به حساب میایند. مزیت دیگر آن ها مصرف پایین توان و مصونیت از نویزپذیری است اما علی رغم این مزیت ها هزینه بالایی نسبت به سایر میکروکنترلرها دارند و معمولا برای کاربردهای خاص استفاده می شوند. PIC ها در انواع 8، 16 و 32 بیتی موجود هستند.
در مقابل دسته بندی دیجیتالی قطعات، دسته بندی انالوگ برای سایر قطعات درنظر گرفته می شود.قطعه های غیر دیجیتالی هم در مدل های SMD و DIP تولید می شوند.این قطعات صرفا با اعمال ولتاژ و برقراری جریان در آن ها شروع به کار می کنند و به برنامه ریزی نرم افزاری نیاز ندارد.
در ادامه به معرفی اجمالی قطعات پرکاربرد در مدارهای الکترونیکی همراه با نمایش شکل ظاهری و نماد مداری آن ها میپردازیم.
مقاومت (Resistor) یکی از قطعات الکترونیکی دو پایه و مصرف کننده انرژی است که در مدار با حرف R مشخص می شود. از این قطعه برای کاهش جریان، تنظیم سطح سیگنال، تقسیم ولتاژ و موارد بسیاری استفاده می شود. خاصیت اصلی مقاومت اختلاف پتانسیلی است که در اثر عبور جریان و متناسب با مقدار مقاومت دو سر آن میفتد. واحد اندازه گیری مقاومت اهم بوده و با نماد Ω نمایش داده می شوند. از نماد زیر برای نمایش مقاومت در مدارات الکترونیکی استفاده می شود.
خازن (Capacitor) یک قطعه الکترونیکی پسیو و دو پایه است که برای ذخیره انرژی (یا به تعبیری ولتاژ) استفاده می شود و با حرف C در مدارات مشخص می شود. خازن ها از دو صفحه هادی با یک لایه عایق در بین آنها تشکیل شده اند که در اثر اعمال ولتاژ به آنها یک میدان کوچک در داخل آن ساخته شده و باعث ذخیره بار الکتریکی می شود. خازن ها انواع مختلفی دارند که در هر کدام عایق یا دی الکتریک داخلی متفاوت است.
واحد اندازه گیری خازن فاراد بوده و با F نمایش داده می شوند. از نماد زیر برای نمایش خازن در مدارات الکترونیکی استفاده می شود.
سلف (Inductor) از قطعات غیرفعال الکترونیکی و معمولا دو پایه است که به پیچه،سیم پیچ یا القاگر نیز معروف است. سیم پیچ ها معمولا از یک هسته مرکزی و مقدار دور مشخصی سیم که به دور هسته پیچیده شده است، تشکیل می شوند. برای نمایش سلف در مدارات از حرف L استفاده می شود. با عبور جریان از پیچه میدان الکترومغناطیسی در آن القا می شود و مانع از تغییر ناگهانی جریان می شود. واحد اندازه گیری سلف هانری بوده و با H نمایش داده می شوند. از نماد زیر برای نمایش سلف در مدارات الکترونیکی استفاده می شود.
ترانزیستور (Transistor) یکی از قطعه های مهم و کاربردی الکترونیک است که برای تقویت و یا قطع و وصل کردن سیگنال های الکترونیکی کاربرد دارد. ترانزیستورها از پیوند خاصی از نیمه هادی ها تشکیل شده اند که به اتصال P-N معروف است و براساس ویژگی های این پیوندها به دسته های مختلفی تقسیم می شوند که دو دسته کلی آن BJT (ترانزیستور اتصال دو قطبی) و FET (ترانزیستور اثر میدانی) است. ترانزیستور یک قطعه سه پایه است که به پایه های آن، بیس (Base) و کلکتور (Collector) و امیتر (Emitter) گفته می شود. از نماد زیر برای نمایش ترانزیستور در مدارات الکترونیکی استفاده می شود.
دیود (Diode) یک قطعه الکترونیکی دو پایه است که مشابه ترانزیستور از نیمه هادی ها تشکیل شده است. این قطعه برای یکسو کردن جریان در یک مدار استفاده می شود چون بنا به شرایط پیوند نیمه هادی داخل آن در یک جهت جریان را از خودش عبور میدهد و مقاومت معادل تقریبا صفر دارد و از سمت دیگر مقاومت معادل بی نهایت داشته و اجازه عبور جریان را نمیدهد.
از رله (Relay) برای قطع و وصل کردن جریان استفاده می شود و از طرفی رله ها این توانایی را دارند که جریان خروجی قوی تری نسبت به جریان ورودی بسازند به همین دلیل نوعی تقویت کننده به حساب میایند و
معمولا برای تبدیل جریان از یک مدار دیجیتال به مدار آنالوگ استفاده می شوند. از نماد زیر برای نمایش این قطعه در مدارات الکترونیکی استفاده می شود.
رگولاتورها (Regulator) قطعاتی هستند که برای تثبیت ولتاژ در یک مدار استفاده می شوند و اگر یک ولتاژ با نوسان و نویز را به ورودی آن بدهیم در خروجی یک ولتاژ DC کاملا ثابت میسازد. رگولاتورها انواع خطی و غیرخطی دارند که مدل های خطی به دلیل تلف کردن انرژی معمولا راندمان پایین تری دارند. از نماد زیر برای نمایش رگولاتور در مدارات الکترونیکی استفاده می شود.
سوئیچ ها (Switch) یکی از قطعات پرکاربرد هستند که برای قطع و وصل کردن جریان یک شاخه از مدار استفاده می شوند. سوئیچ ها انواع مختلفی دارند؛ مکانیکی و خودکار. به مدل های مکانیکی با نیروی دست فرمان داده می شود و برای مدل های خودکار حضور سنسورهای مختلف فرمان ها را می سازد. از نماد زیر برای نمایش سوئیچ در مدارات الکترونیکی استفاده می شود.
سنسورها (Sensor) از قطعه های بسیار کاربردی الکترونیک هستند که ویژگی های محیطی مثل دما، نور، رطوبت و …. را به پارامترهای الکترونیکی قابل اندازه گیری از جمله جریان، ولتاژ و مقاومت تبدیل می کنند.
فیوزها (Fuse) از جمله قطعات محافظتی مدارها هستند که برای حفاظت قطعات از عبور جریان بیش از اندازه جلوگیری می کنند و اگر جریانی بیشتر از حد مجاز از این قطعه بگذرد عکس العمل نشان می دهند و
براساس مدل این واکنش ها به دسته های مختلفی تقسیم می شوند. برای نمایش فیوز در مدارات از نماد زیر استفاده می شود.
