Kodėl elektrikai ne visada draugauja su elektronika. 2 dalis. Kaip mokytis elektronikos

Pirma straipsnio dalis:Kodėl elektrikai ne visada draugauja su elektronika

Visų pirma, saugos priemonės

Kai kurie elektroniniai prietaisai yra galvaniškai izoliuoti nuo apšvietimo tinklo. Todėl saugos taisyklių laikymasis nebus nereikalingas, tačiau tai yra kito straipsnio tema, ir daugelis straipsnių jau yra parašyti, kiekvienas gali perskaityti savarankiškai. Be to, daroma prielaida, kad visi, skaitantys šį straipsnį, yra susipažinę su saugos taisyklėmis.

Elementinė bazė

Elemento bazė yra tai, ką sudaro elektroninės grandinės, kitaip tariant, tai yra dalys, kurios yra lituojamos ant spausdintinių plokščių. Visos elementarios bazės neįmanoma apibūdinti net didžiulėje storoje knygoje: pavyzdžiui, internetinė radijo komponentų parduotuvė „Elitan“ klientams siūlo daugiau nei milijoną prekių iš daugiau nei tūkstančio gamintojų iš viso pasaulio.

Beveik visa šiuolaikinė elektroninė įranga yra surenkama ant importuoto, paprasčiausio, buržuazinio elemento pagrindo. Tačiau šiuo atžvilgiu nereikėtų ypač atsibosti, nes beveik visų mikroschemų, diodų, tranzistorių, tiristorių dokumentus ir kitą informaciją galite rasti DUOMENŲ LAPAS arba rusų techniniuose aprašymuose. Nors visi šie „duomenų lapai“ yra anglų kalba, juos suprasti yra gana lengva.

Tie, kurie užsiima elektroninės įrangos taisymu, žino, kad ne visada įmanoma rasti remontuojamo prietaiso schemą. Tokiu atveju labai padeda mikro grandinės DUOMENŲ LAPAS: galite rasti visus įėjimus ir išėjimus, kurie nukreipia ir valdo signalus, ir suprantate, ką prietaiso mikro grandinė daro.

Elektroninių technologijų plėtra. Mūro įstatymas

Elektroninės technologijos vystosi labai greitai ir dinamiškai. Pirmieji integriniai grandynai pasirodė 1965 m., Ir netrukus po to vienas iš „Intel“ įkūrėjų Gordonas Moore'as atidarė įstatymą, kuris gavo jo vardą. Moore'o įstatyme teigiama, kad kas 18 ... 24 mėnesius tranzistorių skaičius mikroschemose maždaug padvigubėja. Šis stebėjimas buvo atliktas remiantis atminties lustų ar tiesiog atminties gamyba. Remdamasis tuo, Gordonas Moore'as padarė išvadą, kad artimiausiu metu skaičiavimo prietaisų galia padidės eksponentiškai. Ir šis įstatymas vis dar galioja.

2006 m. „Intel“ išleido procesorių, kuriame yra 1 milijardas tranzistorių, ir neseniai sukūrė „Tukwila“ procesorių, kuriame yra daugiau nei du milijardai tranzistorių. Tai visiškai patvirtina Moore'io įstatymo galiojimą. Elektroninės technologijos vystosi daug greičiau ir dinamiškiau nei visos kitos mokslo ir technologijų sritys. Mokslininkų skaičiavimais, jei orlaivių pramonė vystytųsi tokiu dinamiškumu, modernus „Boeing 767“ galėtų skristi aplink pasaulį tik per 20 minučių, išleisdamas ne daugiau kaip 20 litrų degalų, o tuo pačiu kainuos ne daugiau kaip 500 USD.

Visi paminėti tranzistoriai yra pagaminti naudojant nanotechnologijas, kurios dabar yra plačiai girdimos. Bet net ir šiame dizaine tai vis dar yra tranzistoriai. Kitas bus trumpas pokalbis apie tranzistorius.

Trumpas tranzistorių aprašymas

Pabandykime įsivaizduoti modernų pasaulį be tranzistorių. Greičiausiai sustos visas gyvenimas: telefonai užsidarys, televizoriai užges, automobiliai sustos, namuose dings šiluma, vanduo ir elektra. Juk visų paminėtų prietaisų veikimą kontroliuoja visų rūšių elektroninės grandinės, kurių pagrindas yra tranzistorius. Koks magiškas prietaisas yra šis tranzistorius?

Bipoliniai tranzistoriai

Pirmąjį bipolinį tranzistorių išrado 1947 m. Amerikiečių mokslininkai - fizikai W. Shockley, D. Bardinas ir U.Brattainas, tuo metu dirbęs „Bell Labs“ laboratorijoje. Tranzistoriaus gimimo data turėtų būti laikoma 1947 m. Gruodžio 23 d., Kai vyko oficialus naujojo įrenginio pristatymas.

Kaip ir daugelio puikių išradimų atveju, tranzistorius nebuvo iš karto pastebėtas: praėjus tik 9 metams nuo minėtos datos, jo kūrėjai buvo apdovanoti Nobelio premija. Vienas iš tranzistoriaus įkūrėjų Johnas Bardinas netrukus po to vėl buvo apdovanotas Nobelio premija. Šis laikas - superlaidumo teorijos sukūrimui.

Iš pradžių naujasis elektroninis prietaisas neturėjo savo pavadinimo. Pagal analogiją su elektronų lempa - triodu, ji buvo vadinama puslaidininkių triodu arba kristaliniu triodu. Bendrą tranzistoriaus pavadinimą sugalvojo minėtų mokslininkų kolega Johnas Pierce'as. Žodis buvo sudarytas iš dviejų žodžių: perkėlimas - perkėlimas ir rezistorius - pasipriešinimas. Tiesą sakant, iš tikrųjų vieno iš elektrodų (bazės) veikiamas valdymo signalas keičia pasipriešinimą tarp dviejų kitų tranzistoriaus elektrodų (kolektoriaus, emiterio). Jei šie elektrodai yra prijungti prie atviros maitinimo grandinės, tampa įmanoma valdyti bet kokią apkrovą. Tai gali būti garsiakalbis, relinė ritė, lemputė, kita tranzistoriaus pakopa ir daug daugiau.

Jau 1956 m. Buvo sukurtas pirmasis nešiojamasis tranzistorinis radijas, kuris leidžia klausytis muzikos ne tik namuose, bet ir bet kurioje vietoje. Kai imtuvuose buvo naudojami radijo vamzdžiai, to net negalėjo įsivaizduoti.

Naujų technologijų išradimas

Ši pirmoji radijo įrangos miniatiūrizacijos patirtis pastūmėjo talentingus smalsuosius protus veikti, o praėjus dvejiems metams po pirmojo tranzistoriaus imtuvo sukūrimo amerikiečių mokslininkai Jackas Kilby ir Robertas Neussas žengė didžiulį naują žingsnį plėtojant puslaidininkių technologiją. Jų sukurta technologija leido sujungti kelis tranzistorius į integruotą grandinę vienu metu. Šis išradimas pristatė Robertą Noyce'ą Gordonui Moore'ui, o jau 1968 m. Jie sukūrė „Intel Corporation“, kuris buvo šiuolaikinių kompiuterių gamybos pradžia.

Lauko efekto tranzistoriai

Reikėtų prisiminti, kad ilgai prieš išmanant bipolinę srovę valdomą bipolinį tranzistorių, buvo gautas lauko efekto tranzistoriaus patentas. Lauko efekto tranzistorių veikimo principus 1925 m. Nagrinėjo Austrijos-Vengrijos fizikas Julius Edgaras Lilienfeldas, o jau 1928 m. Gavo Vokietijos patentą. O 1934 m. Pirmąjį lauko efekto tranzistorių užpatentavo vokiečių fizikas Oskaras Hale.

Lauko efekto tranzistorių fizika yra šiek tiek paprastesnė nei bipolinių, todėl jie buvo sukurti kur kas anksčiau. Jų darbas pagrįstas paprastu elektrostatinio lauko efektu, šie tranzistoriai dar vadinami MOS tranzistoriais. Nepaisant paprasto prietaiso, palyginti su bipoliniu tranzistoriumi, pirmieji MOS tranzistoriai pasirodė tik 1960 m., Nors dabar šie tranzistoriai yra visos kompiuterinės technologijos pagrindas. Tik praėjusio amžiaus devintajame dešimtmetyje lauko efekto tranzistoriai pradėjo dominuoti bipoliuose.

Analoginiai ir skaitmeniniai lustai

Kuriant tranzistorius paaiškėjo, kad tranzistoriai gali veikti tiesiniu ir pagrindiniu režimais. Linijinis režimas leido sustiprinti elektrinius signalus. Bet vienas tranzistorius negali duoti pakankamai didelio padidėjimo, todėl buvo sukurti operatyviniai stiprintuvai (op ampperiai). Jie gavo šį pavadinimą, nes buvo naudojami analoginiuose kompiuteriuose, kur jie atlikdavo matematines operacijas.

Dabar analoginių kompiuterių nebėra, tačiau op-amperų liko ir jie sėkmingai naudojami įvairiuose elektroniniuose įrenginiuose. Yra tipiškos op-amp stiprintuvo įjungimo schemos, todėl op-amp stiprintuvo kaskadų parametrai yra labai pakartojami. Pvz., Kaskados padidėjimą nustato tik išoriniai rezistoriai, ir jį galima nustatyti labai tiksliai.

Todėl, jei nuspręsite pradėti mokytis elektronikos pagrindų, tada op-amperų naudojimas gali žymiai supaprastinti šią užduotį. Apie operacinius stiprintuvus daug parašyta knygose, taip pat straipsniuose internete, yra daugybė skirtingų dizainų.

Pagrindinio tranzistoriaus veikimas naudojami skaitmeninėse grandinėse, jie taip pat vadinami loginiais, nes jie atlieka logines operacijas arba operacijas Būlio algebra. Kažkada būtent šiose mikroschemose buvo sukurti kompiuteriai. Tokios mašinos buvo labai nepatogios, lėtos, energijos suvartojimas yra tiesiog milžiniškas. Šie kompiuteriai yra praeitis, o visų rūšių palyginti paprastus įrenginius skaitmeninėse schemose gamina mėgėjai. Būtent šias mikroschemas galima rekomenduoti savarankiškam elektronikos tyrimui, atlikti pirmuosius eksperimentus.

Išvada

Dabar apibendrindami prisiminkite straipsnio pavadinimą „Kodėl elektrikai ne visada draugauja su elektronika“. Jei neatsižvelgiate į paprastą tinginystę, tada priešiškumo elektronikai priežastis gali būti elementari baimė kažko nesuprasti ar ką nors sugadinti.

Šis straipsnis yra tiesiog parašytas siekiant nugalėti šią baimę, įgyti pasitikėjimą savo jėgomis ir priversti save išbandyti naują kokybę. Elektronika yra užkrečiama gerąja šio žodžio prasme. Pirmiausia mes įvaldysime tranzistorius, tada pereisime prie skaitmeninės logikos, kur ji nėra toli nuo mikrovaldiklių. Taigi, bendražygiai elektrikai, būkite drąsūs, nebijokite elektronikos, susidraugaukite su ja!

Borisas Aladyshkinas