فرم ها و اطلاعات الکترونیک

آشنایی با آی سی رگولاتور یا تثبیت کننده ولتاژ
به منظور تثبیت (ثابت نگه داشتن) ولتاژ مورد نظر در نقاط مختلف مدار از آی سی های رگولاتور استفاده می کنیم. تثبیت به این منظور انجام می شود که ما در مداری نیاز به یک لتاژ ثابت، مثلا 5 ولت dc دایم ولی نوساناتی در ولتاژ ورودی به مدار ما وجود دارد که بر عملکرد مدار تاثیر می گذارد از این رو از آی سی رگولاتور به منظور تثبیت کننده ولتاژ استفاده می کنیم.

آی سی های رگولاتور دو نوع مثبت و منفی هستند و با پیش شمارهای 78 برای نوع مثبت و 79 برای نوع منفی شناخته می شوند دو رقم بعد از این عدد ها نشان دهنده ولتاژ آی سی می باشد.

مثلا: 7805 یعنی آی سی رگولاتور 5 ولت مثبت

مثلا: 7805 یعنی آی سی رگولاتور 5 ولت مثبت و یا: 7905 یعنی آی سی رگولاتور 5 ولت منفی

آی سی رگولاتور دارای سه پایه است . پایه وسط آن مشترک است و به زمین مدار یا منفی متصل است . پایه اول ورودی جریان و پایه سوم خروجی تثبیت شده جریان است.

نکته بسیار مهم این موضوع است که جریان ورودی به آی سی رگولاتور باید بین 3 تا 8 ولت بیشتر از جریان تثبیت خروجی باشد به عنوان مثال به آی سی 7805 باید بین 8 تا 13 ولت جریان بدهیم تا 5 ولت تثبیت شده در خروجی به ما بدهد. جریان دهی آی سی های رگولاتور 1 آمپر است.

برخی از رنج های متداول آی سی های رگولاتور:

تیپ مثبت:7805 – 7806 – 7808 – 7809 – 7810 – 7812 – 7815 – 7818 – 7824 -…

تیپ منفی: 7905 – 7906 – 7908 – 7912 – 7915 – 7924 - …

نمونه مدار طراحی شده با آیسی رگلاتور :

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

آشنایی با قطعه تریستور
تریستورها ( که به آنها یکسوسازهایی با کنترل سیلیکونی نیز میگویند ) 3 پایه داشته ٬ و میتوان آنها را برای قطع و وصل و یا کنترل توان سیگنالهای AC نیز مورد استفاده قرار داد.ترمیستور نیز مانند دیود ((آند)) و ((کاتد)) دارد. اما علاوه بر آنها پایه سومی به نام ((گیت)) نیز وجود دارد ٬ که با اعمال پالس جریانی کوتاه مدت از آن طریق ٬ میتوان تریستور را تحریک کرد.

بسته به شرایط موجود این قطعه با سرعت زیادی از حالت هدایت به حالت قطع میرود.در حالت ((قطع)) فقط جریان نشتی بسیار اندکی از تریستور عبور میکند که میتوان آن را نادیده گرفت(مقاومت بسیار بزرگی از خود نشان میدهد) ٬ اما مقاومت آن در حالت (( روشن)) بسیار اندک است.وقتی تریستور روشن شود در همان حالت باقی میماند ( یعنی در واقع در همان حالت قفل میشود) و تا زمانی که جریان مستقیم آن قطع نشده باشد ٬ در این حالت برقرار خواهد ماند.

در مدارهای DC تا زمانی که ولتاژ تغذیه قطع نشود ٬ تریستور همچنان روشن خواهد ماند اما در مدارهای AC با هر بار معکوس شدن قطبیت سیگنال AC ترمیستور به صورت خودکار خاموش خواهد شد.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

آشنایی با قطعه ترمیستور
یکی از مشخصه های مورد نظر در مورد مقاومتهای معمولی این است که در محدوده وسیعی از تغییرات دمای محیطی ٬ مقاومت آنها تغیر نکند. اما ترمیستورها ( یعنی مقاومتهای حرارتی ) آگاهانه بصورتی ساخته شده اند که مشخصه هایشان با تغییر دمای محیط تغییر کند.به این ترتیب آنها را میتوان به عنوان سنسور ٬ و یا قطعات جبران کننده تغییرات حرارتی مورد استفاده قرار داد.

دو نوع ترمیستور اصلی وجود دارد : با ضریب حرارتی منفی (N.T.C) و ضریب حرارتی مثبت ( P.T.C) . در دمای 25 درجه سانتیگراد ٬ مقاومت نمونه های معمول N.T.C در حدود چند صد اهم (یا چند کیلو اهم) میباشد که با افزایش دما تا 100 درجه سانتیگراد ٬ مقاوت آن تا حد دهها اهم کاهش می یابد .اما مقاومت P.T.C در محدوده صفر تا 75 درجه سانتیگراد تقریبا ثابت است ( معمولا در حدود 100 اهم ). در درجه حرارت بالاتر از این حد ( معمولا 120 _ 80 درجه سانتیگراد ) مقاومت آن به سرعت بالا میرود ( حد اکثر تا 10 کیلو اهم ) .

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

آشنایی با قطعه ترایاک
ترایاک نمونه پیشرفته تر تریستور است ٬ که هدایت دو طرفه ولتاژ از مشخصه های آن به شمار می آید. این قطعه نیز 3 پایه دارد که ترمینال شماره ی یک ولتاژ اصلی یا MT1 و ترمینال شماره دو ولتاژ اصلی یا MT2 و «گیت» نامیده میشوند. ولتاژ اعمال شده به MT2 نسبت به ولتاژ MT1 چه مثبت باشد و چه منفی میتوان پالسهای تحریک مثبت و منفی را به گیت اعمال کرد(نسبت به MT1).بنابر این ترایاک برای کنترل تمام موج سیگنال AC مناسب بوده و آن را مانند تریستور میتوان مورد استفاده قرار داد.

روشن و خاموش شدن تریستور و ترایاک با سرعت بسیار زیادی صورت میپذیرد در نتیجه پالسهای گذرای بسیار کوتاهی ایجاد میشود ٬ که ممکن است مسافت بسیار زیادی را در طول سیم طی کنند.برای جلوگیری از ایجاد چنین نویزهایی ٬ معمولا استفاده از نوعی فیلتر LC ضروری خواهد بود.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

آشنایی با قطعه دیاک
دیاک عنصری دوپایه است و مشابه ترانزیستوری است که بیس ندارد. از هر دو طرف (بایاس مستقیم و معکوس ) جریان را عبور می دهد و روشن شدن آن بستگی به ولتاژ آستانه تعریف شده ( یا شکست ) دارد.

دیاک در تولید پالس بکار برده می شود . در واقع دیاک و تریستور و ترایاک هم خانواده اند و همگی در حالت کلی مانند دیود خاصیت هدایت کنندگی دارند اما با این تفاوت که تریستور و ترایاک عناصر سه پایه ای هستند که تکامل یافته اند و علاوه بر اینکه از هر دو طرف جریان را عبور میدهند دارای پایه گیت برای کنترل زمان عبور جریان نیز میباشند.

 

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ساختمان قطعات دیجیتال
بسیاری از خانواده های مختلف منطقی به صورت مدار های مجتمع در سطح تجاری عرضه شده اند. متداول ترین خانواده ها از این قرارند: 
TTL - منطق ترانزیستور - ترانزیستور 
ECL - منطق کوپل امیتر 
MOS - منطق فلز - اکسید - نیمه هادی 
CMOS - منطق فلز - اکسید - نیمه هادی مکمل

TTL یک خانواده متداول است که سالها مورد استفاده بوده و به عنوان استاندارد تلقی می شود. ECL در سیستم هایی که به سرعت عمل بالا نیاز دارند ترجیح داده می شوند. MOS برای مدار هایی که نیاز به تراکم بالا دارند مناسب است و CMOS در سیستم های کم مصرف به کار می رود.



خانواده منطقی ترانزیستور - ترانزیستور گونه تکامل یافته تکنولوژی قدیمی تریست که در آن از دیود و ترانزیستور برای ساخت گیت پایه NAND استفاده می شده است. این تکنولوژی منطق دیود ترانزیستور (DTL) خوانده می شده است. بعد ها برای بهبود عملکرد مدار به جای دیود از ترانزیستور استفاده شد و نام خانواده جدید ترانزیستور- ترانزیستور گذاشته شد. 
علاوه بر نوع استاندارد TTL انواع دیگری از این خانواده عبارتند از TTL سرعت بالا -TTL توان پایین(یا کم مصرف)-TTL شوتکی -TTL شوتکی توان پایین و....
منیع تغذیه مدار های TTL پنج ولت و در دو سطح منطقی 0 و 3.5 ولت می باشد.

خانواده کوپل امیتر سریع ترین مدار های دیجیتال را به فرم مجتمع در اختیار می گذارند. ECL در مدار هایی مانند سوپر کامپیوتر ها و پردازنده های سیگنال که در آنها سرعت بالا ضرورت دارد بکار می رود. ترانزیستور ها در گیت های ECL در حالت غیر اشباح کار می کنند و رسیدن به تاخیر های انتشاری در حد 1 تا 2 نانو ثانیه در آنها میسر است.

منطق فلز- اکسید- نیمه هادی یک ترانزیستور تک قطبی ست که به جریان یک نوع حامل الکتریکی وابسته است. این حامل ها ممکن است الکترون (در نوع کانال n) یا حفره باشند. این بر خلاف ترانزیستور به کار رفته در گیت های TTL/ECL است که در عین عملکرد هر دو نوع حامل در آن وجود دارد. 
یک MOS کانال p را PMOS و یک MOS کانال n را NMOS می نامند. معمولا در مدار هایی که فقط یک ترانزیستور MOS وجود دارد از NMOS استفاده می شود. در تکنولوژی CMOS هر دو نوع ترانزیستور که به شکل مکمل در تمام مدار ها بسته شده اند به کار رفته است . بزرگترین مزیت CMOS نسبت به دو قطبی تراکم بالای مدار ها در بسته بندی ساده بودن تکنیک ساخت و عملکرد مقرون به صرفه آن به دلیل مصرف توان کم است.

به علت مزایای بی شمار مدار های مجتمع انحصارا در تهیه انواع قطعات لازم در طراحی سیستم های کامپیوتر به کار می رود . برای درک سازمان و طراحی کامپیوتر ها آشنایی با انواع قطعات و اجزائ به کار رفته در مدار های مجتمع اهمیت دارد. به این دلیل اجزائ اصلی به همراه خواص منطقی آن تشریح شده است این اجزا مجموعه ای از واحد های عملیاتی دیجیتال را فراهم می کنند که در طراحی کامپیو تر های دیجیتال یه عنوان بلوک های ساختمان اصلی پایه به کار می روند.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

اطلاعات مفیدی راجع به آیسی ها سری 74
این آیسی ها در نوع TTL ,CMOS در بازار موجود هستند. نوع TTL و CMOS این آیسی ها دارای رتبه بندی های مختلفی است.

نوع TTL

این آیسی را شاید بتوانید در بازار با نام های 74L08 ، 74LS08 ، 74S08 ، 74AS08 ، 74ALS08 و 74F08بیابید. اگر به یکی از این آیسی ها با دقت کنید.بعد از عبارت 74 شاهد یکی از عبارت های 
L ، LS ، S ، AS، ALS و F و بعد از آن شماره آیسی را می بینید.
همانطور که می بینید برای گیت AND بعد از این عبارات 08 را مشاهده می کنید که بیانگر گیت AND است.این مطلب راجع به بقیه گیتها و آیسی ها نیز صادق است.
تغذیه گروه TTL

خانواده S دارای تغذیه مثبت بین 4.75 تا 5.25 است.

میزان ولتاژ خروجی در حالت 1 و 0

میزان ولتاژ خروجی در حالت صفریا LOW برای تمامی این گروه TTL برابر 0.3 ولت می باشد.
مقدار ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH برای خانواده گروه L ، LS و S برابر 3.4 ولت می باشد.
مقدار ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH خانواده گروه AS و ALS از تفریق تغذیه مثبت آیسی از عدد 2 بدست می آید.
مقدار ولتاژ‌ خروجی در حالت یک یا HIGH برای خانواده گروه F نیز برابر 3.5 است.
جریان خروجی خانواده گروه TTL

مقدار جریان خروجی خانواده TTL به شرح زیر می باشد.
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه L برابر5mA منظور از mA میلی آمپر است
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه LS برابر 8mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه S برابر 40mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه AS برابر 20mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه ALS برابر 8mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه F نیز برابر 20mA
نوع CMOS

این آیسی نیز دارای خانواده C ، AC ، HC و HCT می باشد.
به طور مثال اگر یک آیسی AND خریداری کنید.، و نوع آن CMOS باشد.ممکن است.،بعد از عدد 74 هر یک از عبارت های بالا را ببینید.به طور مثال آیسی AND را می توانید به صورت زیر مشاهده کنید.
74HC08 ، 74HCT08 ، 74C08 و 74AC08 را بر روی آیسی ببینید.

میزان ولتاژ خروجی در حالت 1 و 0

در تمامی این خانواده ولتاژ خروجی در حالت LOW یا صفر برابر 0.1 ولتاژ مثبت است.
ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH در خانواده گروه C از حاصلضرب 0.9 در مقدار مثبت منبع تغذیه بدست می آید.
ولتاژ خروجی در حالت یک یا HIGH در بقیه خانواده این گروه از تفریق مثبت تغذیه از مقدار عددی 0.1 بدست می آید.

جریان خروجی خانواده گروه CMOS

مقدار جریان خروجی آیسی های نوع CMOS
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه C برابر 3.3mA (منظور از mA میلی آمپر است)
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه AC برابر 50mA
مقدار جریان خروجی برای خانواده گروه HC,HCT برابر 25mA

تغذیه آیسی های گروه CMOS

خانواده گروه C در رنج ولتاژ‌ بین تغذیه 3 تا 15 ولت کار می کنند.
خانواده گروه AC ، HC و HCT بین تغذیه 2 تا 6 ولت کار می کنند

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------