الإلكترونيات

الكترونيات

Electronics - Electronique

الإلكترونيات

غسان عبد السلام

لمحة تاريخية

تعاريف أساسية

العناصر الأساسية في الإلكترونيات

الإلكترونيات electronics علم يجمع بين الفيزياء والهندسة، حيث يعتمد هذا العلم على المبادئ الأساسية لتدفق التيار الكهربائي والشحنات الكهربائية في الأجسام الناقلة، وقد تطور ليصبح فرعاً من فروع الهندسة. ومع تطور هذا العلم والتطور العلمي والتقاني، أصبح يندرج تحته عدة فروع هندسية تخصصية مثل الاتصالات، ومعالجة المعلومات، والهندسة الطبية، والأتمتة والتحكم وغيرها. ويشهد العصر الحالي ثورة في علوم الإلكترونيات كما شهد القرن التاسع عشر ثورته الصناعية.

لمحة تاريخية

قادت التجارب العملية والدراسات النظرية في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر إلى أولى عمليات القياس الإلكترونية، حيث قام الفيزيائي البريطاني السير جوزيف جون تومسون Sir Joseph John Thomson والفيزيائي الأمريكي روبرت ميلكان Robert A. Millikan بقياس شحنة الإلكترون، واكتشف الأمريكي توماس أديسون Thomas A. Edison توهج المصباح الكهربائي تحت شروط عمل معينة، وقام بتفسير هذه الظاهرة العالم تومسون والمهندس البريطاني أمبروس فليمنغ Ambrose Fleming ودعيت بظاهرة أديسون، وتتلخص في إشعاع الإلكترونات من المهبط cathode إلى المصعد anode. أدى هذا الاكتشاف إلى تطوير الصمامات الإلكترونية electronic  tubes  (valves) المفرغة، ومنها صمامات الأشعة السينية X-ray، ثم تطورت هذه الصمامات لتشمل صمامات استقبال الإشارة الراديوية.

في العام 1906م قام المهندس الأمريكي لي دي فورست Lee De Forest بتطوير نوع من الصمامات المفرّغة قادر على تكبير الإشارات الراديوية، حيث أضاف شبكة بين المصعد والمهبط، وسمح ذلك بتطوير آفاق البث الراديوي، ثم الهواتف البعيدة المدى، ومن ثم التلفاز. وأخيراً ظهر أول حاسوب في العام 1946م، وعُرف باسم المكامل العددي والحاسوب الإلكتروني (ENIAC) Electronic Numerical Integrator and Computer .

أدت المتطلبات الخاصة للتطبيقات إلى تطور هائل في مجال الصمامات، وقد طُوِّر بعضُها لأغراض خاصة كما حدث خلال الحرب العالمية الثانية؛ إذ طُوِّرت الصمامات لأغراض عسكرية، وما يزال بعضها مستخدماً في التطبيقات الحياتية اليومية مثل فرن الأمواج المِكروية المنزلي.

في العام 1947م، تم اختراع الترانزستور transistor على يد الباحثين في مخابر بِل Bell، ومن هؤلاء الباحثين جون باردين John Bardeen، ووالتر براتين Walter H. Brattain، ووليام شوكلي William Shockley. وطُوّر الجيل الأول من الترانزستورات باستخدام الجرمانيوم بوصفه مادة نصف ناقلة semiconductor material. وفي خمسينيات القرن العشرين طوّر العلماء مادة السليكون لتصنيع أنصاف النواقل، وأُنتجت مواد جديدة منه خلال العام 1960م، وأصبح المادة المفضّلة لتصنيع أنصاف النواقل بفضل توفره ورخص ثمنه نسبياً، كما أنه يبقى محافظاً على خواصه بوصفه مادة نصف ناقلة عند درجات حرارة عليا مقارنةً بالجرمانيوم.

وفي العام ذاته، أخذت الترانزستورات تحل محل الصمامات المفرغة على نطاق واسع نظراً لموثوقيتها، ورخص ثمنها (مقارنة بالصمامات)، ولحجمها الصغير. واستخدَمت الحواسيب والتجهيزات الإلكترونية أعداداً هائلة من هذه الترانزستورات، وهذا ما زاد الحاجة إلى تصغير حجم العناصر المستخدمة. ومع تنامي الطلب للتطبيقات المدنية والعسكرية وتقدم الأبحاث في علوم الإلكترونيات طُوّرت الدارة المتكاملة (IC) integrated circuit .

تعود بداية استخدام الدارات المتكاملة إلى العام 1958م، إذ طوّرها العالم جاك كلبي Jack Kilby من شركة تكساس Texas Instruments، وكذلك إلى العام 1959م على يد جين هورني Jean Hoerni وروبرت نويس Robert Noyce من شركة فيرتشيلد Fairchild Semiconductor. وقد تضمنت الدارة المتكاملة في حينه 10 عناصر على قاعدة سليكونية بمساحة . وأصبح عدد العناصر ألفاً على المساحة ذاتها من دون زيادة الكلفة في العام 1970م.

خلال العام 1971م تم إنتاج المعالج الصغري microprocessor الذي تضمن كل وحدات الحساب والمنطق ودارات التحكم لتنفيذ الوظائف اللازمة لوحدة المعالجة المركزية (CPU)central processing unit

 للحاسوب. وقد تم تطوير هذا النوع من الدارات العالية التكامل في شركة إنتل Intel Corporation، كما قامت الشركة نفسها بتطوير الدارات المتكاملة التي تعمل كذاكرة في العام ذاته، وكان هذا التطوير فاتحة ثورة حقيقية في صناعة الحواسيب وتطبيقاتها، وفي الاتصالات.

تعاريف أساسية:

1 - الشحنة الكهربائية: يُرمز لها بالرمز Q، وتعبّر عن كمية الكهرباء بواحدة الكولون C، والكولون يعادل شحنة إلكترون.

2 - التيار: رمزه I، وواحدته الأمبير A، ويعبّر عن الشحنات الكهربائية المتدفقة في ناقل ما في الثانية.

3 - الجهد: ويسمى أيضاً فرق الكمون أو القوة المحرِّكة الكهربائية EMF، ورمزه E أو V، وواحدته الفولط V.

4 - المقاومة (الطاقة): يُرمز للمقاومة بالرمز R، وواحدتها الأوم ، وتعبّر عن مقدار مقاومة الجسم الناقل لمرور التيار الكهربائي ضمنه. ترتبط قيم التيار والجهد والمقاومة الكهربائية بقانون أوم، ويُعبّر عنه بالعلاقة:

5 - السماحية: ويُرمز لها بالرمز G وواحدتها سيمنس(S)  Siemens، وتعبّر عن سماحية الجسم الناقل لمرور التيار الكهربائي، وقيمتها

.

6 - القدرة (الطاقة): يُرمز للقدرة بالرمز w، وواحدتها الجول Joule -J، وتعبّر عن مقدار العمل الحاصل نتيجة تطبيق جهد مقداره V1 مولداً تياراً قدره A1 خلال الزمن s1.

7 - الاستطاعة: ويُرمز لها بالرمز P، وواحدتها الواط  (W) Watt، وتعبّر عن عمل مقداره J1 خلال s1. ترتبط الاستطاعة بقيمة الجهد والتيار وفقاً للعلاقة (بشكلها المبسط).

أهم محدِّدات الأجهزة الإلكترونية:

1 - الدقة precision: وهي الدرجة التي يقرأ بها أو يحدّد بها الجهاز قيمه. مثلاً يمكن أن تكون دقة قياس جهاز ما هي 0.5 % على كامل مجال القياس.

2 - الضبط accuracy: درجة تقريب القيمة المقروءة من الجهاز للقيمة الحقيقية.

3 - الخطأ error: الفرق بين القيمة الحقيقية true والمقيسة indic (أو المقروءة) من الجهاز، وتعطى كنسبة مئوية

4 - المَيز resolution: أصغر قيمة يمكنها تمييز كمية مقيسة من أخرى.

5 - الحساسية sensitivity: وهي أصغر قيمة على دخل الجهاز يمكن قياسها أو يمكن أن تعطي قيمة على الخرج.

6 - الخطية linearity: درجة تطابق تغيرات قيم الخرج بالنسبة لقيم الدخل مع معادلة مستقيم.

العناصر الأساسية في الإلكترونيات:

تُقسم العناصر الأساسية في الإلكترونيات أساساً إلى:

• عناصر غير فعالة passive components: وهي العناصر التي يمكن قياسها ضمن الدارة الإلكترونية ولها قيمة ثابتة (تقريباً)، وتخضع لعلاقات تحكم مرور التيار الكهربائي بها وقوانينه أو قيمة الجهد (فرق الكمون) بين طرفيها. وقد سُميت عناصر غير فعالة لأنها لا تعطي تكبيراً للجهد أو التيار الكهربائي. ومن أمثلتها: المقاومة الكهربائية، والمكثف، والملف.

• عناصر فعالة active components: وتُستخدم لتكبير الجهد أو التيار في حال استخدامها في دارات مصمّمة لغرض معين، ومن أمثلتها الديود (الثنائي) diode، والترانزستور، والثايرستور thyristor، والترياك triac، والدياك diac، والدارات المتكاملة، والمعالجات الصغرية، والدارات المنطقية المبرمجة حقلياً.

أ- الديود (الثنائي): يتألف من مادة نصف ناقلة مكوّنة من جزأين، أحدهما باستقطاب موجب p-type، والآخر باستقطاب سالب n-type. وتسمى المنطقة الواصلة بينهما بمنطقة الاتصال junction. يسمى الطرف p بالمصعد A والطرف n بالمهبط C.

- توصيل الديود (الثنائي):

- التوصيل بالاتجاه الأمامي forward connection: يوصل القطب الموجب لمنبع التغذية (بطارية مثلاً) بطرف مصعد الثنائي، والقطب السالب لمنبع التغذية بالمهبط (الشكل1).

وعند ذلك تتجه حركة الإلكترونات نحو القطب الموجب لمنبع التغذية، في حين تنجذب الثقوب holes الموجبة نحو القطب السالب لمنبع التغذية. وبذلك تتحرك جميع الإلكترونات الحرة والثقوب نحو منطقة الاتصال بسبب تجاذب الشحنات. وينجم عن ذلك مرور تيار كهربائي، وهذا يعني أن مقاومة الديود بالاتجاه الأمامي صغيرة.

يشار إلى أن هبوط الجهد على طرفي الديود بالاتجاه الأمامي هو بمقدار 0.6 V تقريباً على ديود مصنّع من مادة السليكون، و0.3 V لديود مصنّع من الجرمانيوم.

- التوصيل بالاتجاه العكسي reverse connection: عند توصيل القطب السالب لمنبع التغذية بطرف المصعد، والقطب الموجب لمنبع التغذية بمهبط الديود، تندفع الإلكترونات نحو القطب الموجب، في حين تنجذب الثقوب نحو القطب السالب ولا يمر أي تيار تقريباً، وتكون المقاومة العكسية للديود عالية (الشكل2).

ومن أشهر استخدامات الديود استعماله لتقويم التيار المتناوب AC وتحويله إلى تيار مستمرDC (الشكل3).

- الأنواع الشهيرة للديودات

ثمة أنواع متعددة للديودات ذات استخدامات خاصة، منها:

- الديود الضوئيLED)( light emitting diode : ويُستعمل لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية، وفي كثير من التجهيزات الكهربائية (الشكل 4).

- الديود المثبت للجهد (ديود زينر) Zener diode: وله بنية الديود العادي ذاتها، ويُستخدم في بعض التطبيقات لتثبيت قيمة الجهد على الخرج عند قيمة معينة. ويتميز من الديود العادي بأن نسبة الشوائب في المادة النصف الناقلة هي أعلى من الديود العادي. تشير خواص هذا الديود إلى تصميمه بحيث ينهار من دون تخريب، ومن ثمَّ يمكن توصيله بشكل عكسي للحفاظ على جهد ثابت على طرفيه. كما تُستخدم مقاومة على التسلسل لتحديد قيمة التيار المطلوبة في الخرج (الشكلان 5 و 6).

- ديود شوتكي Schottky diode: يُصنع من طبقة معدنية من البلاتينيوم وطبقة نصف ناقلة «n». والطبقة المعدنية شبه خالية من الإلكترونات (تحمل شحنة مهملة)، ولذا تنتقل الإلكترونات من الطبقة النصف الناقلة إلى المعدن. تتميز هذه الديودات بسرعة انتقال الإلكترونات، لذلك تُستخدم في التطبيقات التي تحتاج إلى سرعة عالية (الشكل7).

- الديودات السعوية varactor diodes وهي ديودات تتغير فيها سعة الوصلة بين الطبقتين p,n بتغير الجهد المطبّق على طرفي الديود في حالة الوصل العكسي. وتُصمّم تقنياً بحيث تكون تغيرات الجهد على طرفي الوصلة خطية مع سعتها. تُستخدم هذه الديودات في أجهزة التوليف الإلكترونية electronic tuning system، وتسمى هذه الثنائيات أيضاً ديودات التوليف tuning diode (الشكل8).

- ديود بن pin Diode: وهو يتمتع بخواص سعوية ثابتة في منطقة الوصلة، وذلك عند وصله عكسياً. وعند الوصل الأمامي يتصرف كمقاومة، ويمكن استخدامه قاطعاً مِكروياً.

- ديود غن Gunn Diode وهو ليس ديوداً بالمفهوم التقليدي، ولكن سمي كذلك لأنه ثنائي الأطراف (الشكل9).

- يُستعمل هذا الديود لتوليد موجات كهرطيسية بترددات تراوح من 1 GHz إلى 100GHz . يجري في هذا الديود تبديد استطاعة كبير؛ لذلك يؤخذ عند التصميم موضوع التبريد في الحسبان.

ب- الثايرستور: عنصر إلكتروني مصنّع من مادة نصف ناقلة، وله ثلاثة أطراف: المهبط، والمصعد، والبوابة التي تستخدم للتحكم في عمل الثايرستور بحالتي الفتح on والإغلاق
off بتيار تحكم صغير (الشكل10). ولذا يُستخدم الثايرستور مفتاحاً ولا يُستخدم مضخماً.

يمرر الثايرستور التيار الكهربائي باتجاه واحد. وعند تطبيق إشارة التحكم (وعادةً ما تكون نبضة) على بوابة التحكم)(G gate ، يصبح الثايرستور بحالة فتح on، مع الإشارة إلى أن زوال إشارة التحكم لا ينقل الثايرستور إلى حالة القطع off (الشكل11).

يُستخدم الثايرستور في دارات التحكم، ودارات الحماية، ودارات شحن المدخرات ومبدّلات الجهد ونحوها. يبيّن الشكل(12) دارة استخدام الثايرستور مفتاحَ تشغيل لمحرك.

جـ- الترياك: يكافئ عَمَلُه عملَ ثايرستورين، وعادة يُطلق على طرفيه التسمية T1 و T2 أو TE1 وTE2، أي لا يُشار إليهما بالمصعد والمهبط؛ وذلك لأن الترياك يمرر التيار بالاتجاهين بخلاف الثايرستور. ويسمى الطرف الثالث بوابة التحكم. يُعدّ الترياك مناسباً للتطبيقات التي تستخدم التيار المتناوب لأنه يمرر التيار بالاتجاهين كما سبق ذكره (الشكل 13).

ومن تطبيقات الترياك: استخدامه في الدارات التي لا تتطلب استطاعة عالية مثل دارة التحكم في شدة إضاءة مصباح (الشكل14).

د- الدياكDIAC : ويعني مفتاحاً ثنائياً للتيار المتناوب diode alternating current switch (مفتاح بالاتجاهين).

يكافئ الدياك ديودين رباعيي الطبقات موصولين على التوازي وصلاً متعاكساً (الشكل16).

يتحول الدياك من حالة القطع إلى حالة الوصل بقطع النظر عن اتجاهية القطبية عند طرفيه، ويُستخدم عادةً في دارات التحكم (الإضاءة، والحرارة، والسرعة). يبيّن الشكل(17) منحني الخواص للدياك.

ومن الممكن وصله ببوابة ترياك على التوازي لتسريع الفتح (الانتقال إلى حالة الوصل on).

هـ - الترانزستور Transistor: يتوفر نوعان قياسيان من الترانزستورات، ويُرمز لهما PNP و NPN مع رمزين لدارة كل منهما. وتشير الأحرف الخاصة بالرمز لكل نوع إلى طبقات المادة النصف الناقلة المستخدمة في تصنيع الترانزستور (الشكل 18).

يُعدّ الترانزستور من النوع NPN الأكثر شيوعاً؛ نظراً لكونه النموذج الأقدم المصنّع من مادة السليكون. ويُلاحظ في الترانزستور توفر ثلاثة مغارز هي المجمّع collector، ويُرمز له بالرمز C، والقاعدة base ويُرمز لها بالرمز B، وأخيراً المشعّ أو الباعث emitter ويُرمز له بالرمز E.

- توصيل الترانزستور: تتوفر عدة طرائق لتوصيل الترانزستور في الدارات الإلكترونية، إذ يوصل أحد أطرافه بإشارة الدخل، والطرف الثاني بإشارة الخرج، ويشترك الطرف الثالث بين الدخل والخرج.

القاعدة المشتركة common base: توصل إشارة الدخل بين الباعث والقاعدة، أما إشارة الخرج فتكون بين المجمّع والقاعدة. ويُلاحظ هنا أن طرف القاعدة مشترك بين الدخل والخرج؛ ولهذا تسمى طريقة التوصيل بالقاعدة المشتركة (الشكل19).

الباعث المشترك common emitter: توصل إشارة الدخل بين القاعدة والباعث، أما إشارة الخرج فهي بين المجمع والباعث، ويكون الباعث مشتركاً بين الدخل والخرج (الشكل20).

المجمّع المشترك common collector: يكون المجمع الطرفَ المشترك بين الدخل والخرج. وتُطبّق إشارة الدخل بين القاعدة والمجمّع، أما إشارة الخرج فهي بين الباعث والمجمّع (الشكل21).

تحدِّد طريقة توصيل الترانزستور بعض المعاملات الخاصة به ضمن الدارة الكهربائية مثل نقطة العمل على منحني الخواص، ومقاومة الدخل، ومن ثمّ تيار دخل الترانزستور، ومقاومة الخرج، والاستطاعة.

- مقارنة:

ربح الجهد: لتشكيلتي الباعث المشترك والقاعدة المشتركة ربح الجهد تقريباً ذاته، وهو متزايد مع الحمل المطبّق على الدارة. في حين تعطي تشكيلة المجمّع المشترك ربحاً مساوياً للواحد تقريباً.

ربح التيار: لتشكيلتي الباعث المشترك والمجمع المشترك قيم ربح التيار نفسها، ويتناقص ربح التيار عند قيم الحمل العالية، في حين تقدم تشكيلة القاعدة المشتركة ربحاً مساوياً للواحد تقريباً.

ربح الاستطاعة: وهو ناتج جداء ربح الجهد بربح التيار، تقدّم تشكيلة الباعث المشترك أعلى ربح استطاعة.

مقاومة الدخل: إن أعلى قيمة مقاومة للدخل هي لتشكيلة المجمع المشترك، وتتزايد بتزايد الحمل، في حين تتناقص مقاومة الدخل لتشكيلة الباعث المشترك بتزايد الحمل. وتتميز تشكيلة القاعدة المشتركة بأن لها أقل مقاومة للدخل.

مقاومة الخرج: تتميز تشكيلة القاعدة المشتركة بأن لها أعلى مقاومة خرج، وتليها تشكيلة الباعث المشترك فالمجمع المشترك.

يمكن إذاً اختيار التشكيلة المناسبة وفق متطلبات التصميم.

- منحني الخواص:

يتميز الترانزستور بثلاث مناطق عمل على منحني الخواص (الشكل22)، وهي :

- منطقة القطع cut off: وفيها يكون الترانزستور بحالة قطع off، ولا يمر في الدخل أي تيار.

- المنطقة الفعالة active أو منطقة التشغيل الخطية.

- منطقة الإشباع saturation: وفيها يمر أكبر تيار في الدخل.

- تطبيقات الترانزستور:

- استخدام الترانزستور دارةَ مفتاح switch: يكون الترانزستور بحالة وصل on أو بحالة قطع off. وعندما يكون الترانزستور بحالة وصل فإن الجهد يساوي تقريباً صفراً . وهنا يدخل الترانزستور مرحلة الإشباع ، أي إن التيار الذي يمر خلال المجمّع هو التيار الأعظمي ولا يمكن تجاوزه (الشكل23).

- ويُطلق اسم الحمل load على الأداة التي يقوم الترانزستور بدور المفتاح لها (مصباح، أو ديود ضوئي، أو دارة تحكم، أو نحوها).

في حالة القطع يكون والاستطاعة المبدّدة في الترانزستور هي . أما في حالة الوصل، فإن والاستطاعة المبدّدة في الترانزستور ، وبذلك فإن الترانزستور لن ترتفع درجة حرارته نتيجة صغر الاستطاعة المبددة بداخله (في هذا التطبيق).

- استخدام الترانزستور دارةَ عاكس inverter:

عندما تكون إشارة الدخل (أي ذات جهد مرتفع high)، يكون الخرج V0 منخفضاً، وعندما يكون الدخل منخفضاً V0، يكون الخرج مرتفعاً . ويُستحسن الانتباه لقيمة المقاومة BR، التي تُحدّد قيمتها بحسب الدارة التي يوصل بها دخل الترانزستور (الشكل24).

- استخدام الترانزستور مضخمَ تيار عالٍ: يُعدّ هذا التطبيق أحد الاستخدامات الشهيرة للترانزستور. ويوصل الترانزستور كدارة مؤلفة من ترانزستورين، تسمى ثنائية دارلنغتون Darlington pair ويُعطى الربح الكلي للدارة بالعلاقة:

حيث هي ربح (تكبير) الترانزستورين على الترتيب، وبذلك يجري الحصول على ربح تيار عالٍ باستخدام تيار صغير للقاعدة.

وتجدر الإشارة إلى توفر ثنائية دارلنغتون (الشكل25) تجارياً، ويشار إلى أطرافها وكأنها ترانزستور وحيد.

- بعض الأنواع الشهيرة للترانزستورات

- الترانزستور الثنائي القطبية(BJT) bipolar junction transistor  وله نوعان PNP
و NPN.

- الترانزستور الحقلي(FET) field effect transistor  وأنواعه عديدة منها الترانزستور المعزّز enhancement NPN MOS FET والترانزستور ذو الوصلة junction PNP FET. وتتميز بسرعة الاستجابة والعمل بالترددات العالية، وتُعدّ مناسبة للتطبيقات التي تتطلب سرعة وصل/فصل عالية.

- الترانزستورات موس MOS FET، وهو ترانزستور حقلي يدخل في تصنيعه أكسيد معدني. ويُستعمل مضخماً، أو مفتاحاً سريع الاستجابة.

- ترانزستور دارلنغتون: وهو ترانزستور ذو ربحٍ عالٍ.

- الترانزستور «موس» الثنائي البوابة dual gate MOS FET، وهو أحد الأنواع الخاصة للترانزستور الحقلي ذي طبقة الأكسيد المعدني، وهو مناسب لأنظمة الاستقبال.

- الترانزستور الأحادي الوصلة(UJT) uni-junction transistor ، وهو شائع الاستخدام في دارات توليد الإشارة أو مفاتيح متحكم فيها عن طريق الجهد.

- الترانزستور IGBT: وهو ترانزستور ثنائي القطبية ذو بوابة معزولة، يجمع بين ميزات الترانزستور الثنائي القطبية من حيث التعامل مع الجهود العالية، وسرعة الاستجابة (مع جهد تحكمي صغير) كما في الترانزستور الحقلي.

و- الدارات المتكاملة: ويُرمز لها بالرمز ICs. وهي مجموعة من الدارات والعناصر الإلكترونية الفعالة وغير الفعالة، تُجمع في رقاقة (جذاذة) من مادة نصف ناقلة. ويجري تعليب هذه المجموعة من الدارات والعناصر الإلكترونية في غلاف بلاستيكي أو سيراميكي لإتاحة الاستخدام العملي للدارة المتكاملة عن طريق مغارزها (الشكل26).

ومن الدارات المتكاملة المهمة: الدارات المنطقية logic circuits أو الدارات الرقمية digital circuit، التي تتعامل مع المنطق الرقمي 0 أو 1 أو ما يشار إليها بالمنطق المرتفع/المنخفض high أو low. وهي تتضمن: دارات العاكس inverters، والصيوان (العازل) buffer، وبوابات الجداء المنطقي AND، وبوابات الجواز OR، والعدادات counters، وسجلات الإزاحة registers shift، وبوابات الجواز الحصري XOR ونحوها.

- تصنيف الدارات المتكاملة: يمكن تصنيف الدارات المتكاملة بعدة طرائق، منها: وظيفة الدارة المتكاملة، أو الشركة المصنِّعة، أو السرعة، أو نوع المنطق المستخدم أو عدد البوابات. وضمن ذلك يمكن تصنيف الدارات المتكاملة إلى:

- الدارات المتكاملة ذات العدد الصغير من البوابات، وتحوي هذه الدارات أقل من 10 بوابات، وتسمى بالدارات ذات التكامل صغير النطاق (SSI) small scale integration .

- الدارات المتكاملة ذات العدد المتوسط من البوابات وتتضمن من 10 إلى 100 بوابة، وتسمى بالدارات ذات التكامل متوسط النطاق (MSI) medium scale integration .

- الدارات المتكاملة ذات العدد الكبير من البوابات وتحوي من 100 إلى 10000 بوابة، وتسمى بالدارت ذات التكامل عالي النطاق (LSI) large scale integration .

- الدارات المتكاملة ذات العدد الكبير جداً من البوابات، وهي تحوي ما يزيد على 10000 بوابة، وتسمى بالدارات ذات التكامل العالي جداً (VLSI) very large scale integration .

وثمة تصنيف آخر للدارات المتكاملة بحسب نوع الكمون الذي تقبله على مدخله، وهي:

- الدارات الخطية linear circuits.

- الدارات الرقمية digital circuits.

ز - المعالج الصغري، والمتحكم الصغري microcontroller: يُعدّ المعالج وحدة وظيفية متكاملة مستقلة، وهو دارة متكاملة مؤلفة من دارات منطقية مصنّعة باستخدام تقنية عالية التكامل. وقد برزت في صناعة المعالجات الصغرية أسماء لعدة شركات مثل Intel
وMotorola.

حـ- الدارات المنطقية المبرمجة حقلياً (FPGA) field programmable gate array : وهي نوع من الدارات المتكاملة الرقمية العالية التكامل، يمكن برمجتها لتنفيذ وظائف معينة وفقاً لتصميم يمكن محاكاته قبل البرمجة للتحقق من وظيفة function التصميم المطلوب تنفيذها . يترافق مع دارات FPGA لغات توصيف وبرمجة خاصة مثل لغة التوصيف (VHDL) very high speed hardware description language ، وهي لغة صَمَّمتها وزارة الدفاع الأمريكية.

التصنيف : الهندسة الالكترونية

النوع : الهندسة الالكترونية

المجلد: المجلد الثالث

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية