قطعات الکترونیکی را عموماً بر اساس عملکرد و نیاز به منبع انرژی، در سه دسته اصلی قرار میدهند:
قطعات غیرفعال (Passive Components): این قطعات برای کارکرد خود به منبع انرژی خارجی نیاز ندارند و نمیتوانند سیگنالهای الکتریکی را تقویت کنند. آنها معمولاً انرژی را dissipate میکنند (مانند مقاومت) یا ذخیره میکنند (مانند خازن و سلف).
قطعات فعال (Active Components): این قطعات برای عملکرد خود به یک منبع انرژی خارجی (مانند منبع DC) وابسته هستند و قادرند سیگنالهای الکتریکی را تقویت یا کنترل کنند.
قطعات الکترومکانیکی (Electromechanical Components): این قطعات با استفاده از سیگنال الکتریکی، یک تغییر مکانیکی (مانند چرخش موتور یا باز و بسته شدن یک اتصال) ایجاد میکنند یا برعکس. کلیدها، رلهها و اتصالات در این دسته قرار میگیرند.
جدول زیر خلاصهای از این دستهبندی و مهمترین قطعات هر گروه را نشان میدهد:
دستهبندی
ویژگی اصلی
مثالهای رایج
قطعات غیرفعال
نیاز به منبع انرژی خارجی ندارند؛ نمیتوانند سیگنال را تقویت کنند.
مقاومت، خازن، سلف (القاگر)، فیوز
قطعات فعال
برای کار به منبع انرژی نیاز دارند؛ قادر به تقویت و کنترل سیگنال هستند.
ترانزیستور، دیود، مدارهای مجتمع (IC)، الایدی (LED)
قطعات الکترومکانیکی
سیگنال الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل میکنند یا برعکس.
مقاومت (Resistor): این قطعه با “مقاومت در برابر جریان الکتریکی”، آن را محدود میکند. عملکرد آن بر اساس قانون اهم (V=IR) است و واحد آن اهم (Ω) است. مقاومتها در دو نوع ثابت و متغیر (پتانسیومتر) وجود دارند و برای محدود کردن جریان، تقسیم ولتاژ و تنظیم شرایط مدار استفاده میشوند.
خازن (Capacitor): خازن انرژی الکتریکی را در یک میدان الکترواستاتیک ذخیره و در لحظه مورد نیاز به مدار پس میدهد. این قطعه سیگنالهای DC را مسدود و سیگنالهای AC را عبور میدهد. واحد اندازهگیری خازن فاراد (F) است و از انواع متداول آن میتوان به خازنهای سرامیکی و الکترولیتی اشاره کرد.
سلف (Inductor): سلف انرژی الکتریکی را در یک میدان مغناطیسی ذخیره میکند و در برابر تغییرات جریان مقاومت میکند. از سلف معمولاً در مدارهای فیلتر و مبدلها استفاده میشود. واحد اندازهگیری آن هانری (H) است.
2) قطعات فعال
این قطعات، هوش و توان پردازش مدارها را فراهم میکنند.
دیود (Diode): دیود یک قطعه نیمههادی دوپایه است که مانند یک شیر یکطرفه عمل میکند و فقط اجازه میدهد جریان در یک جهت عبور کند. از کاربردهای حیاتی آن، تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) است. دیود نورافشان (LED) نوعی دیود است که هنگام عبور جریان، از خود نور ساطع میکند.
ترانزیستور (Transistor): ترانزیستور را میتوان یکی از مهمترین اختراعات قرن بیستم دانست. این قطعه سهپایه اساساً به عنوان یک سوئیچ یا تقویتکننده سریع و کنترلشده عمل میکند. ترانزیستورها به دو دسته اصلی BJT و FET تقسیم میشوند و قلب پردازش در رایانهها و تقویت در سیستمهای صوتی هستند.
مدار مجتمع (IC): آیسی یک تراشه کوچک است که میتواند شامل هزاران تا میلیاردها ترانزیستور، مقاومت و خازن باشد که یک مدار پیچیده الکترونیکی را تشکیل میدهند. این قطعات باعث کاهش شدید اندازه، هزینه و مصرف انرژی دستگاهها شدهاند. پردازندههای کامپیوتر و میکروکنترلرها از نمونههای بارز آیسی هستند.
3) سایر قطعات
سنسورها (Sensors): این قطعات کمیتهای فیزیکی دنیای واقعی (مانند دما، نور، رطوبت، حرکت) را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکنند که توسط مدار قابل پردازش است.
میکروکنترلر (Microcontroller): یک کامپیوتر کامل بر روی یک تراشه منفرد است که شامل پردازنده، حافظه و ورودی/خروجیهاست و برای اجرای دستورات برنامهریزی شده در سیستمهای توکار (Embedded) مانند لوازم خانگی هوشمند یا سیستمهای صنعتی استفاده میشود.
قطعات الکترونیکی در حوزهای بیپایان از کاربردها استفاده میشوند؛ از الکترونیک مصرفی (موبایل، تلویزیون) گرفته تا سیستمهای خودرو (سیستم ترمز، سنسورهای پارک)، تجهیزات پزشکی (پیسمیکر، دستگاههای مانیتورینگ) و اتوماسیون صنعتی.
برای انتخاب قطعه مناسب برای یک پروژه، باید به مشخصات فنی (مقاومت بر حسب اهم، ظرفیت خازن بر حسب فاراد، ولتاژ کاری)، سازگاری با سایر قطعات مدار، توان قابل تحمل (مخصوصاً در مقاومتها و خازنها) و اندازه فیزیکی توجه کرد.
صنعت قطعات الکترونیکی پویا و در حال تحول است. مهمترین روندهای آینده شامل فرآیند مینیاتوریسازی (کوچکتر و فشردهتر شدن مداوم قطعات)، توسعه قطعات هوشمند (مانند سنسورهای دارای قابلیت پردازش داخلی) و ظهور فناوریهای نوینی مانند الکترونیک انعطافپذیر و چاپ سهبعدی قطعات الکترونیکی است.
جمعبندی
درک طبقهبندی و عملکرد قطعات الکترونیکی، نخستین گام اساسی برای ورود به دنیای وسیع و خلاقانه الکترونیک است. از مقاومت ساده گرفته تا پیچیدهترین مدارهای مجتمع، هر قطعه نقش حیاتی خود را در عملکرد کلی یک سیستم ایفا میکند. با تسلط بر این مبانی، نه تنها میتوانید دستگاههای موجود را درک و عیبیابی کنید، بلکه توانایی طراحی و ساختن نوآوریهای خود را نیز به دست خواهید آورد.