2 Электрические компоненты

Электрические компоненты, или, как их еще называют, радиоэлементы, могут служить для того, чтобы контролировать электричество. Например, ключ с помощью проводников соединяет электрическую лампочку с источником тока. Для того, чтобы разъединить их и, таким образом, выключить лампочку, нужно просто переместить ключ, создав разрыв цепи. К пассивным компонентам относятся так же резисторы, конденсаторы.

Другие элементы, служащие для контроля электричества и называемые активными: диоды, транзисторы, микросхемы.

Интегральные микросхемы (ИМС, или просто — ИС) представляют собой компоненты, содержащие целую группу миниатюрных компонентов (резисторов, транзисторов, диодов в одном корпусе, который ненамного больше по размерам, чем один обычный радиоэлемент. Благодаря тому, что каждая ИС включает множество других компонентов, она одна может делать ту же работу, что и сразу несколько индивидуальных элементов.

Отличие пассивных компонентов от активных

Транзисторы, диоды, светоизлучающие диоды (СИД), интегральные схемы и другие электронные устройства состоят из полупроводников, а не проводников.

Полупроводником называется материал, такой как кремний или германий, свойства которого имеют общие черты как с проводниками, так и с изоляторами. Полупроводники в свободном состоянии проводят ток очень слабо, но при добавлении других веществ, например бора и фосфора, становятся несколько лучшими проводниками. Если добавляется фосфор, то кремний принимает фирму полупроводника так называемого n-типа, если же используется бор, то он становится полупроводником р-типа. Полупроводник n-типа имеет больше электронов, чем обычный полупроводник, а полупроводник р-типа, соответственно, меньше.

Когда области полупроводника, содержащие бор и фосфор, располагался рядом друг с другом (вплавляются друг в друга), получается так называемый p-n-переход. В таком переходе ток течет только в одном направлении. Диоды - элементы, которые служат для преобразования переменного тока в постоянный с помощью отсечения тока, проходящего в одном направлении - как раз и представляют собой компонент, состоящий из p-n-перехода.

Под воздействием света p-n-переход может генерировать электрический ток; это свойство используется в солнечных батареях.

С другой стороны, если пропустить, через переход электрический ток, то выделится свет, так работают светоизлучающие (СИД).

В транзисторах используются переходы с тремя прилегающими областями с добавленными примесями. К примеру, одна с фосфором, вторая с бором, третья снова с фосфором, т.е. получается структура типа n-p-n. Ток в таком случае подастся на среднюю область: (так называемая база). В большинстве электронных проектов вы будете (работать с компонентами, сделанными из полупроводников: такими как транзисторы, диоды и интегральные схемы. Именно полупроводниковая технология позволила значительно уменьшить размеры электронных устройств и создать, в частности, карманные компьютеры и радиоприемники.

Есть еще один тип ИС, широко использующийся в электронных проектах: микроконтроллер. Это такой тип электронной ИС, который может быть запрограммирован для управления сложными устройствами, например, роботами.

Простейшая схема

Возьмем батарейки, резистор, светодиод и кусочки проводов и соберем их вместе — и вот перед вами простая электронная схема. Вот что представляет собой схема: провода, соединяющие компоненты таким образом, что через них ток течет и возвращается обратно к источнику питания.

Рисунок 1 - Несколько компонентов, собранных в простую схему

На рисунке 1 показана простейшая схема. Части схемы (также называемые компонентами) размещены на так называемой макетной плате и соединены между собой при помощи проводов. Принцип работы макетной платы, вкратце, таков: на ней есть отверстия, в которые удобно вставлять электронные компоненты для построения простых схем.

На рисунке показаны провода, присоединенные к обоим выводам батареи. Такое подключение позволяет току вытекать из батареи, проходить через светодиод и другие компоненты (в данном случае - резистор) и возвращаться в батарею, замыкая, таким образом, цепь с током.

Реальную схему можно представить в виде схемы принципиальной. Принципиальная схема представляет собой чертеж, на котором показано, как соединены между собой компоненты. Посмотрите на принципиальную схему, изображенную на рисунке 2 и соответствующую той поделке, которую мы собрали

Рисунок 2 - Принципиальная схема