إلكترونيات القوى (Power Electronics) تحتاج الأجهزة والمعدات الكهربائية والإلكترونية أنواع وقيم مختلفة من الجهود والتيارات لكي تعمل على الوجه الأكمل فبعض هذه الأجهزة لا تعمل إلا بالتيارات المتناوبة وبعضها لا يعمل إلا بالتيارات المباشرة وبقيم تتراوح بين عدة فولتات وآلاف الفولتات وكذلك الحال مع التيارات . وبما أن مصدر الطاقة الكهربائية الرئيسي المتوفر للمستخدمين هو … [Read more…]
الإلكترونيات الضوئية (Optoelectronics) لقد أدى اختراع الليزر في عام 1960م على يد الفيزيائي الأمريكي ثيودور ميمان (Theodore Maiman) إلى فتح ابواب لا حصر لها من التطبيقات ذات الأهمية البالغة في حياة البشر المعاصرة. والليزر هو عبارة عن مذبذب ضوئي يقوم بتوليد نوع مميز من الضوء يختلف في خصائصه عن الضوء الطبيعي والضوء الصادر عن مختلف … [Read more…]
إلكترونيات الموجات الدقيقة (Microwave Electronics) لقد أدرك مهندسو الاتصالات الكهربائية منذ البداية أهمية الترددات العالية في حمل إشارات المعلومات فقد تبين لهم أنه كلما زاد تردد الحامل كلما زادت كمية المعلومات التي يحملها حيث يمكن أن يصل عرض نطاق الإشارة المحمولة إلى عشرة بالمائة من قيمة تردد الحامل. ولكن الدافع الأكبر وراء البحث عن مذبذبات … [Read more…]
السماعات (Loudspeakers) تقوم السماعات بعكس عمل الميكروفونات حيث تقوم بتحويل الإشارات الكهربائية الحاملة للصوت إلى موجات صوتية تنتشر في الهواء وقد تم اختراع أول سماعة على يد جراهام بل في عام 1876م وذلك لاستخدامه في نظام الهاتف الذي اخترعه. إن أشهر أنواع السماعات هي السماعة الحركية (dynamic loudspeaker) والتي لها تركيب مشابه لتركيب الميكروفون الحركي … [Read more…]
الميكروفونات (Microphones) تستخدم الميكروفونات كمصوغ لتحويل الإشارات الصوتية إلى إشارات كهربائية وذلك من خلال الاستفادة من الطاقة الحركية الموجودة في الموجات الصوتية. لقد تم تصنيع أول ميكروفون على يد جراهام بل في عام 1876م وذلك لاستخدامه في نظام الهاتف الذي اخترعه وهو مكون من كبسولة صغيرة مكعبة الشكل بوجهين معدنيين يتم وصل سلكين معدنيين بهما … [Read more…]
المصوغات تستخدم المصوغات لتحويل مختلف أشكال الإشارات غير الكهربائية إلى إشارات كهربائية ليتم معالجتها ونقلها وتخزينها من قبل الأجهزة والمعدات الإلكترونية وكذلك تحويل الإشارات الكهربائية المعالجة إلى شكلها الأصلي غير الكهربائي. ويوجد أنواع لا حصر لها من المصوغات تستخدم لتحويل مختلف أنواع الإشارات التي تحمل في طياتها معلومات ما على شكل طاقة غير كهربائية إلى … [Read more…]
المحثات المحث عنصر سلبي بطرفين ويتكون من سلك معدني عالي الموصلية كالنحاس مثلا يتم لفه على جسم أسطواني الشكل بقلب هوائي أو من أي مادة عازلة أو بقلب حديدي وبعدد محدد من اللفات ولذا يسمى أحيانا بالملف (coil). وعند تمرير تيار ثابت في محث مثالي تبلغ مقاومة سلكه الصفر فإن الجهد الكهربائي المقاس على طرفيه … [Read more…]
المكثفات المكثف عنصر سلبي بطرفين ويتكون من لوحين معدنيين رقيقين يفصل بينهما طبقة بسماكة محددة من مادة عازلة للكهرباء كالورق والزجاج والخزف والبلاستيك والميكا . وغالبا ما تتحدد خصائص المكثف المختلفة من نوع العازل المستخدم فالعوازل تتفاوت تفاوتا كبيرا في خصائصها الكهربائية من حيث قيم سماحيتها وجهودها الإنهيارية وتأثر سماحيتها بدرجة الحرارة والتردد. ويوجد نوعان … [Read more…]
المقاومات المقاوم هو عنصر إلكتروني سلبي بطرفين يتم تصنيعه من مادة موصلة للكهرباء ولكن ذات مقاومية (resistivity) عالية نسبيا. وغالبا ما يستخدم الكربون لتصنيع المقاومات إما على شكل مسحوق كربوني يخلط بمسحوق مادة خزفية بنسبة معينة تحدد قيمة المقاومة أو على شكل فلم رقيق (thin film) من الكربون يلف بشكل حلزوني على محيط أسطوانة … [Read more…]
المقاومات والمكثفات والمحاثات Resistors, Capacitors and Inductors تبنى الدوائر الإلكترونية من نوعين رئيسين من العناصر الإلكترونية فالنوع الأول هي العناصر الفعالة (active components) كالترانزستورات والثنائيات بأنواعها المختلفة والنوع الثاني هي العناصر السلبية (passive components) كالمقاومات والمكثفات والمحاثات. وغالبا ما تكون العلاقة بين الجهد والتيار في العناصر الفعالة علاقة غير خطية (nonlinear) وتعتمد الدوائر الإلكترونية على … [Read more…]
انواع الثنائيات الثنائيات العادية Standard Diodes يشكل هذا النوع الغالبية العظمى من الثنائيات ويستخدم في التطبيقات التي تستغل الخاصية الأساسية للثنائي وهي السماح للتيار الكهربائي بالمرور في اتجاه واحد فقط. وأكثر ما يستخدم هذا النوع في دوائر التقويم (rectification circuits) وهي الدوائر التي تقوم بتحويل التيار المتناوب إلى تيار مباشر لتغذي الأجهزة والمعدات التي تعمل بالتيار … [Read more…]
الثنائيات الثنائي هو عبارة عن وصلة موجب-سالب مبنية بحيث تكون كلتا منطقتيها إما من مادة شبه موصلة وإما أن تكون إحداهما من معدن والأخرى من مادة شبه موصلة. إن الخاصية الأساسية في جميع أنواع الثنائيات هي أنها تسمح بمرور التيار من خلالها باتجاه واحد فقط وذلك عند تسليط جهد بانحياز أمامي على طرفيها ولا تسمح … [Read more…]
الدوائر المتكاملة Integrated Circuits على الرغم من الدور الكبير الذي لعبه الترانزستور في تقليص أحجام الأجهزة الإلكترونية إلا أن أسلاك التوصيل بين الترانزستورات وبقية القطع الإلكترونية أصبحت هي العائق الرئيسي الذي يحول دون تصنيع أجهزة إلكترونية متطورة صغيرة الحجم تحتوي على أعداد كبيرة من الترانزستورات كالحواسيب والتلفزيونات الملونة والهواتف المتنقلة عيوب اسلاك توصيل الترانزيستورات ان هذه … [Read more…]
الإلكترونيات الرقمية Digital Electronics إن الاستخدام الأكثر أهمية الذي يقف وراء ما يسمى بثورة المعلومات فهو استخدام الترانزستور كمبدل أو مفتاح إلكتروني (electronic switch) يسمح أو لا يسمح بمرور التيار الكهربائي فيه وذلك من خلال تمرير تيار كهربائي ضئيل في قاعدة الترانزستور ثنائي القطبية أو من خلال تسليط جهد كهربائي على بوابة الترانزستور أحادي القطبية. … [Read more…]
المذبذبات (Oscillators) أما الاستخدام الآخر للترانزستور والذي لا يقل أهمية عن المضخمات فهو في دوائر المذبذبات التي تقوم بتوليد إشارات كهربائية جيبية (sinusoidal signals) أو غير جيبية وبترددات محددة أو متغيرة. والمذبذب هو عبارة عن مضخم يتم تغذية جزء من إشارة خرجه إلى دخله بما يسمى التغذية الراجعة (feedback) وإذا ما تحققت شروط معينة فإن … [Read more…]
المضخمات إن الاستخدام الرئيسي الذي من أجله تم اختراع الترانزستور في عام 1947م وسلفه الصمام الإلكتروني في عام 1906م هو لتضخيم الإشارات الكهربائية التي تصل إلى المستقبلات في أنظمة الاتصالات الكهربائية بشكل بالغ الضعف والتي قد تصل إلى ما دون النانوواط وهو جزء من ألف بليون جزء من الواط كما هو الحال في أنظمة اتصالات … [Read more…]
استخدامات الترانزستورات لم يكن أحد يتوقع أن يقوم هذا الترانزستور البسيط بهذا الدور البالغ في حياة البشر وأن تظهر بسببه تطبيقات لم تكن لتخطر على بال مخترعيه ولا حتى على بال كتاب الخيال العلمي. إن الوظيفة الأساسية للترانزستور هي وظيفة في غاية البساطة وهي قدرته على التحكم بالتيار المار بين طرفين من أطرافه من خلال … [Read more…]
ترانزستورات تأثير المجال Field Effect Transistors (FET) تمكن في عام 1953م مهندسان من مختبرات بيل الأمريكية وهما أين روس (Ian Ross) وجورج ديسي (George Dacey) من تصنيع ترانزستور يعمل بآلية تختلف عن تلك المستخدمة في الترانزستور ثنائي القطبية وهو ترانزستور تأثير المجال ذي الوصلة (Junction Field Effect Transistors (FET)). ويتكون هذا الترانزستور من شريحة من … [Read more…]
ترانزستورات الوصلة ثنائية القطبية Bipolar Junction Transistors (BJT) يتم تصنيع هذا النوع من الترانزستورات من خلال تطعيم ثلاث مناطق متجاورة على بلورة نقية من السيليكون بحيث يكون التطعيم إما على شكل (سالب_موجب_ سالب)(NPN) أو على شكل (موجب_سالب_موجب) (PNP). ويتم توصيل أقطاب معدنية بهذه المناطق الثلاثة حيث يسمى القطب الموصول بالمنطقة الوسطى بالقاعدة (Base) بينما تسمى … [Read more…]
الترانزستورات (Transistors) لقد تم التغلب على جميع عيوب الصمام الإلكتروني بإختراع الترانزستور في عام 1947م وذلك على يد ثلاثة من الفيزيائيين الأميركيين العاملين في مختبرات بيل الأمريكية وهم جون باردين (John Bardeen) وولتر براتين (Walter Brattain) ووليم شوكلى (William Shockley) والذين حصلوا على جائزة نوبل في عام 1956م تقديرا لجهودهم على هذا الإنجاز العظيم. والترانزستور … [Read more…]