المكونات الإلكترونية الأساسية

سأشارك معكم المكونات الإلكترونية الأساسية التي يجب معرفتها قبل العمل على أي دائرة إلكترونية. الأجهزة الإلكترونية هي عمود العصر التكنولوجي الحديث، مكونة من مجموعة متنوعة من المكونات، كل منها يخدم غرضًا محددًا. يتم تصنيف هذه المكونات على نطاق واسع إلى نوعين رئيسيين: المكونات السلبية والمكونات النشطة. تستكشف هذه المقالة المكونات الإلكترونية الأساسية، موضحة أنواعها، وظائفها، تطبيقاتها، والمعايير الرئيسية للانتقاء.

المكونات السلبية

المكونات السلبية هي تلك التي لا تتطلب مصدر طاقة خارجي للعمل ولا يمكنها تضخيم الإشارات. يمكنها تخزين أو تبديد الطاقة. المكونات السلبية الرئيسية تشمل المقاومات، المكثفات، والملفات.

المقاومات

المقاومات ضرورية في التحكم بتدفق التيار الكهربائي داخل الدوائر. تعمل عن طريق توفير مقاومة، مقياس لمعارضة تدفق التيار، والتي تُعبّر عنها بالأوم (Ω). العلاقة الأساسية التي تحكم المقاومات هي قانون أوم: (V = IR)، حيث (V) هو الجهد، (I) هو التيار، و(R) هو المقاومة.

أنواع المقاومات

• مقاومات ذات فتحات مثقوبة: مقاومات تقليدية مع أطراف مدخلة في فتحات على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
• مقاومات تركيب سطحي (SMD/SMT): مقاومات أصغر مثبتة مباشرة على سطح اللوحة الإلكترونية.

التطبيقات

تُستخدم المقاومات في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل:

• تحديد التيار
• تقسيم الجهد
• تحيز المكونات النشطة
• تصفية الإشارات

المكثفات

المكثفات هي مكونات مصممة لتخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية. الكمية التي يمكن للمكثف تخزينها من الشحنة الكهربائية تُحدد بواسطة سعته، والتي تُقاس بالفاراد (F). المكثفات تُستخدم على نطاق واسع للتصفية، توصيل الإشارات، وتخزين الطاقة.

أنواع المكثفات

• المكثفات المستقطبة: تشمل المكثفات الكهربائية والتانتالوم، والتي يجب توصيلها بالقطبية الصحيحة.
• المكثفات غير المستقطبة: تشمل المكثفات الخزفية، البوليستر، والورقية، والتي يمكن توصيلها في أي اتجاه.

التطبيقات

تؤدي المكثفات وظائف متعددة، مثل:

• حجب التيار المستمر مع السماح بمرور إشارات التيار المتردد
• تصفية الضوضاء في مصادر الطاقة
• ربط الإشارات بين مراحل العمل في المضخمات
• التطبيقات الزمنية في دوائر المذبذبات

الملفات

الملفات، والمعروفة أيضًا بالمحاثات أو الخوانق، تخزن الطاقة في مجال مغناطيسي عندما يمر تيار كهربائي من خلالها. يتم قياسها بالهنريات (H) وهي ضرورية للتطبيقات التي تتطلب تخزين الطاقة أو تصفية إشارات التيار المتردد.

أنواع الملفات

• ملفات بنواة حديدية
• ملفات بنواة هوائية
• ملفات بنواة فيرايت

التطبيقات

تُستخدم الملفات في:

• فلاتر مصادر الطاقة
• المحولات
• دوائر التنسيق
• عزل الإشارات

المكونات النشطة

المكونات النشطة تتطلب مصدر طاقة خارجي للعمل ويمكنها تضخيم أو تبديل الإشارات الإلكترونية. المكونات النشطة الرئيسية تشمل الترانزستورات، الديودات، والدوائر المتكاملة (ICs).

الترانزستورات

الترانزستورات أساسية في الدوائر الرقمية والتماثلية، وتعمل كمضخمات ومفاتيح. هي أجهزة ذات ثلاثة أطراف قادرة على التحكم بتيار كبير بجهد دخل صغير.

أنواع الترانزستورات

• ترانزستورات الوصلة الثنائية (BJT): تشمل الأنواع NPN وPNP.
• ترانزستورات تأثير المجال (FET): تشمل JFETs وMOSFETs.

التطبيقات

تُستخدم الترانزستورات ل:

• تضخيم الإشارات
• عمليات التبديل
• تنظيم الجهد

الديودات

الديودات هي أجهزة نصف ناقلة تسمح بتدفق التيار في اتجاه واحد بينما تحجبه في الاتجاه المعاكس، وهي ضرورية للتقويم وتعديل الإشارات.

أنواع الديودات

• ديودات المعدل
• ديودات زينر
• الديودات الباعثة للضوء (LED)
• ديودات شوتكي

التطبيقات

تُستخدم الديودات في:

• تحويل الطاقة (من AC إلى DC)
• تنظيم الجهد
• ديمودلة الإشارات

الدوائر المتكاملة (ICs)

الدوائر المتكاملة (ICs)، المعروفة أيضًا باسم الرقائق الدقيقة، تدمج ملايين الترانزستورات ومكونات أخرى في حزمة صغيرة لأداء وظائف معقدة.

أنواع الدوائر المتكاملة

• الدوائر الرقمية: تشمل المعالجات الدقيقة، شرائح الذاكرة، ومعالجات الإشارة الرقمية (DSPs).
• الدوائر التماثلية: تشمل المكبرات التشغيلية ومنظمات الجهد.
• الدوائر المختلطة: تجمع بين الوظائف التماثلية والرقمية.

التطبيقات

الدوائر المتكاملة حيوية في:

• الحوسبة ومعالجة البيانات
• أنظمة الاتصال
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• أنظمة التحكم الصناعية

الدائرة المتكاملة هي مكون خاص يحتوي على دائرة إلكترونية كاملة، بما في ذلك الترانزستورات، الديودات، ومكونات أخرى، جميعها محفورة فوتوغرافيًا على قطعة صغيرة من السيليكون.

إذا استطعت فهم المكونات الإلكترونية الأساسية المذكورة أعلاه، فأنت على بُعد خطوة واحدة من بناء أي دائرة إلكترونية تريدها.