Зашто електричари нису увек пријатељи електронике. Део 2. Како се изучава електроника

Први део чланка:Зашто електричари нису увек пријатељи електронике

Пре свега, мере предострожности

Неки електронски уређаји су галвански изоловани од мреже за осветљење. Због тога, поштовање сигурносних прописа неће бити сувишно, али ово је тема за други чланак, а већ је написано много чланака, а свако ко жели може прочитати сам. Штавише, претпоставља се да су сви који читају овај чланак упознати са безбедносним правилима.

Елементарна база

База елемената је оно што се састоји од електронских кола, другим речима, то су делови који су лемљени на штампаним плочама. И целокупну елементарну базу не можемо описати чак ни у огромној дебелој књизи: на пример, интернет продавница радио компоненти „Елитан“ купцима нуди преко милион артикала робе више од хиљаду произвођача из целог света.

Скоро сва савремена електронска опрема састављена је на увозној, просто просто, буржоаској елементовској бази. Али у вези с тим, не треба посебно узнемирити, јер се документација за готово све микро-склопове, диоде, транзисторе, тиристоре и друге детаље може наћи у ЛИСТУ ПОДАТАКА или у руским техничким описима. Иако су све ове „таблице података“ на енглеском, разумевање њих је прилично једноставно.

Они који се баве поправком електронске опреме знају да није увек могуће пронаћи шему уређаја који се поправља. У овом случају, ДАТА ЛИСТ на микро кругу помаже много: можете пронаћи све улазе и излазе, стробо управљачке сигнале и разумјети шта микроцирку ради у уређају.

Развој електронске технологије. Моореов закон

Електронска технологија се развија веома брзо и динамично. Први интегрисани склопови појавили су се 1965. године, а убрзо након тога један од оснивача Интела, Гордон Мооре, отворио је закон који је добио његово име. Моореов закон је навео да се сваких 18 ... 24 месеци број транзистора у микрочиповима приближно удвостручује. Ово посматрање је спроведено на основу производње меморијских чипова или једноставно меморије. На основу тога Гордон Мооре је закључио да ће се у наредној будућности снага рачунарских уређаја експоненцијално повећавати. И овај закон и даље важи.

2006. године Интел је објавио процесор који садржи милијарду транзистора, а недавно је створио Туквила процесор који садржи више од две милијарде транзистора. Ово у потпуности потврђује ваљаност Моореовог закона. Електронска технологија развија се много брже и динамичније од свих осталих области науке и технологије. Научници процењују да би, ако се ваздухопловна индустрија развила таквом динамиком, савремени Боеинг 767 могао да лети широм света за само 20 минута, трошећи не више од 20 литара горива, а истовремено кошта не више од 500 долара.

Сви наведени транзистори направљени су од нанотехнологије, што се данас широко чује. Али чак и у овом дизајну то је још увек транзистор. Даље ће бити мало говора о транзисторима.

Кратак опис транзистора

Покушајмо да замислимо модеран свет без транзистора. Највјероватније ће се сав живот зауставити: телефони ће се угасити, телевизори ће се угасити, аутомобили ће се зауставити, топлота, вода и струја ће нестати у кућама. Напокон, рад свих поменутих уређаја контролише све врсте електронских кола, чија је основа транзистор. Какав магични уређај је овај транзистор?

Биполарни транзистори

Први биполарни транзистор изумили су 1947. амерички научници - физичари В. Схоцклеи, Д. Бардин и У.Браттаин, који су у то време били запослени у лабораторији Белл Лабс. Датум рођења транзистора требао би се сматрати 23. децембра 1947. године, када је одржана службена презентација новог уређаја.

Као и код многих изванредних изума, транзистор није одмах примећен: само 9 година након поменутог датума, његови творци добили су Нобелову награду. Један од оснивача транзистора, Јохн Бардин, убрзо након тога још једном је добио Нобелову награду. Овај пут за стварање теорије о суправодљивости.

У почетку нови електронски уређај није имао своје име. По аналогији са електронском лампом - триодом, звала се полуводичка триода или кристална триода. Уобичајено име за транзистор измислио је колега горе поменутих научника, Јохн Пиерце. Реч је била састављена од две речи: пренос - пренос и отпор - отпор. Заправо, контролни сигнал примењен на једној од електрода (база) мења отпор између две друге електроде (сакупљач, емитер) транзистора. Ако су ове електроде повезане у отворени круг напајања, могуће је контролирати било које оптерећење. То може бити звучник, релеј завојнице, сијалица, следећа транзисторска фаза и још много тога.

Већ 1956. године створен је први преносиви транзисторски радио који омогућава слушање музике не само код куће, већ и било где. Када користите радио цеви у пријемницима, то се није могло ни замислити.

Изум нове технологије

Ово прво искуство минијатуризације радио опреме потакло је талентоване радознале умове на акцију, а две године након стварања првог транзисторског пријемника, амерички научници Јацк Килби и Роберт Неусс учинили су огроман нови корак у развоју технологије полуводича. Технологија коју су развили омогућила је комбиновање више транзистора у интегрисано коло одједном. Овај је проналазак представио Роберта Ноицеа Гордон Мооре-у, а већ 1968. створили су Интел Цорпоратион, што је био почетак производње савремених рачунара.

Транзистори поља

Треба имати на уму да је много пре проналаска биполарног биполарног транзистора који контролише струју, добијен патент за транзистор са теренским ефектом. Начела рада пољских транзистора позабавио се још давне 1925. године аустроугарски физичар Јулиус Едгар Лилиенфелд, а већ 1928. године добио је немачки патент. А 1934. први транзистор са ефектом поља патентирао је немачки физичар Осцар Хале.

Физика теренских транзистора је нешто једноставнија од биполарних, па су развијени много раније. Њихов рад заснован је на једноставном ефекту електростатичког поља, који се називају и МОС транзистори. Упркос једноставном уређају у поређењу с биполарним транзисторима, први МОС транзистори појавили су се тек 1960. године, иако су сада ови транзистори основа читаве рачунарске технологије. Тек деведесетих година прошлог века, транзистори са теренским ефектом су почели да доминирају биполарним.

Аналогни и дигитални чипови

У процесу стварања транзистора показало се да транзистори могу радити у линеарном и кључном режиму. Линеарни мод дозволио је појачавање електричних сигнала. Али један транзистор не може дати довољно велики добитак, па су развијени оперативни појачивачи (оп ампере). Ово су име добили јер су коришћени у аналогним рачунарима, где су обављали математичке операције.

Сада аналогних рачунара више нема, али оп-ампери су остали и успешно се користе у разним електронским уређајима. Постоје типичне шеме за укључивање оп-амп-а, стога су параметри каскада направљених на оп-ампу врло поновљиви. На пример, појачање каскаде одређују само спољни отпорници и могу се подесити врло прецизно.

Стога, ако одлучите да почнете да проучавате основе електронике, употреба оп-ампера може увелико поједноставити овај задатак. О оперативним појачалима много је тога написано у књигама, као и у чланцима на Интернету, постоји много свакаквих дизајна.

Операција кључног транзистора који се користе у дигиталним колама, називају се и логичким, јер изводе логичке операције или операције Боолеова алгебра. Једном, управо су на тим микровезама створени рачунари. Такве машине су биле веома гломазне, споро, потрошња енергије је једноставно огромна. Ови рачунари су ствар прошлости, а све врсте релативно компликованих уређаја раде радио-аматери на дигиталним микровезама. Управо се ти микро кругови могу препоручити за самостално проучавање електронике, за спровођење првих експеримената.

Закључак

А сада да укратко подсетимо наслов чланка, „Зашто електричари нису увек пријатељски настројени према електроници.“ Ако не узмете у обзир једноставну лењост, онда је разлог непријатељства према електроници можда елементарни страх да нешто не разумете или покварите.

Овај чланак је управо написан да би се победио тај страх, стекао вера у сопствене снаге и натерао вас да се опроба у новом квалитету. Електроника је заразна, у добром смислу те речи. Прво ћемо савладати транзисторе, а затим прећи на дигиталну логику и тамо није далеко од микроконтролера. Дакле, другови електричари, будите храбри, не плашите се електронике, спријатељите се с њом!

Борис Аладисхкин