پیشگفتار:
وقتی در مورد استفاده از قطعات الکترونیکی برای ساخت یک مدار الکترونیکی میشنوید، ممکن است به قطعاتی چون ترانزیستورها، خازنها، مقاومتها و ... فکر کنید که این قطعات الکترونیکی بهطور خلاصه به دو گروه قطعات اکتیو و قطعات پسیو تقسیم میشوند (در فارسی به قطعات اکتیو (Active Components) قطعات فعال و به قطعات پسیو (Passive Components) قطعات غیرفعال میگویند). هرچند اگر دقیقتر بخواهیم صحبت کنیم، قطعات الکترونیکی به سه گروه تقسیم میشوند که گروه سوم قطعات الکترومکانیکی نام دارند و در مطلبی دیگر به آنها خواهیم پرداخت.
این نوشتار به تعریف قطعات اکتیو و قطعات پسیو، بررسی ویژگیهای آنها و در نهایت معرفی نمونههایی از هرکدام از این دو گروه میپردازد. لازم به ذکر است که پیشتر در مطلبی به اینکه تعریف قطعه الکترونیکی چیست؟ پرداختیم، در صورت نیاز قبل از مطالعه این مطلب از آن بازدید نمایید.
تفاوت بین قطعات اکتیو و قطعات پسیو
همانطور که گفته شد قطعات الکترونیکی را میتوان بهعنوان اکتیو، پسیو یا الکترومکانیکی طبقهبندی کرد. تعریف دقیق قطعات پسیو در علم فیزیک، آنها را بهعنوان قطعاتی در نظر میگیرد که خودشان نمیتوانند انرژی تامین کنند، که با این اوصاف یک باتری بهعنوان یک قطعه اکتیو در نظر گرفته میشود زیرا واقعاً بهعنوان یک منبع انرژی عمل میکند.
بااینحال، مهندسان الکترونیک که به تجزیهوتحلیل مدار میپردازند، از تعریف محدودکنندهتری برای ویژگی پسیو بودن استفاده میکنند. آنها اینگونه فرض میکنند که هنگامی که فقط به انرژی سیگنالها توجه میکنیم، مطلوب است مدار بهاصطلاح DC (که در واقع بخشی از یک مدار کلی است و در تولید کمیتهای DC دخالت دارد) را نادیده بگیریم. سپس، تجزیهوتحلیل فقط به مدار AC مربوط میشود (بخشی از مدار کلی که با سیگنالها سروکار دارد)، فرضی که ولتاژها و جریانهای DC (و توان مرتبط با آنها) که در واقعیت در مدار موجود هستند را نادیده میگیرد.
این فرض به ما اجازه میدهد بهعنوان مثال یک نوسانگر (که کار آن تولید سیگنال است) را بهعنوان "تولیدکننده انرژی" ببینیم (لذا میشود قطعهای اکتیو)، حتی اگر در واقعیت، نوسانگر انرژی زیادی را از منبع تغذیه DC مصرف میکند، که ما آن را (طبق فرض بالا) نادیده گرفتهایم. تحت آن محدودیت (فرض عنوان شده)، قطعات اکتیو و قطعات پسیو را بهصورت زیر تعریف میکنیم:
قطعات اکتیو (فعال): به منبع انرژی متکی هستند (که معمولاً از مدار DC تامین میشود، که ما آن را نادیده گرفتهایم) و معمولاً میتوانند توان را به مدار تزریق کنند، اگرچه این بخشی از تعریف نیست (اینکه معمولا میتوانند توان را ... جز تعریف قطعات اکتیو نیست). قطعات اکتیو شامل قطعات تقویتکننده مانند ترانزیستورها، لامپهای خلاء (vacuum tubes یا valves) و دیودهای تونلی (tunnel diodes) هستند.
قطعات پسیو (غیرفعال): نمیتوانند انرژی خالص را به مدار وارد کنند. آنها همچنین نمیتوانند به منبع توان تکیه کنند، بهجز آنچه از مدار (AC) که به آن متصل هستند در دسترس است. در نتیجه، آنها نمیتوانند تقویت کنند (قدرت سیگنال را افزایش دهند)، اگرچه ممکن است یک ولتاژ یا جریان را افزایش دهند (مانند آنچه که توسط یک ترانسفورماتور یا مدار تشدید انجام میشود، توجه شود که توان در این حالت افزایش پیدا نکرد). قطعات پسیو شامل قطعات دو پایه (ترمینال) مانند مقاومتها، خازنها، سلفها و ترانسفورماتورها میباشند.
نمونهای از قطعات اکتیو
ترانزیستورها
ترانزیستورها را اختراع قرن بیستمی میدانستند که مدارهای الکترونیکی را برای همیشه تغییر داد. ترانزیستور یک قطعه نیمههادی است که برای تقویت و سوئیچ کردن سیگنالهای الکترونیکی استفاده میشود. برخی از زیرمجموعههای آن عبارتند از:
- ترانزیستورهای اثر میدان
- سایر ترانزیستورها
که نمونههایی از هر دسته در زیر ارائه شده است.
ترانزیستور پیوندی دوقطبی BC547B در پکیج TO-92
نوع نصب |
از طریق سوراخ |
---|---|
پکیج | کد سایز |
TO-92 |
پلاریته ترانزیستور |
NPN |
حداکثر جریان کلکتور (DC) [Ic(max)] |
100 میلیآمپر |
ولتاژ کلکتور-امیتر [(max)Vceo] |
45 ولت |
ولتاژ کلکتور-بیس [Vcbo] |
50 ولت |
ولتاژ امیتر-بیس [Vebo] |
6 ولت |
ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر [Vce(sat)] |
250 میلیولت |
اتلاف توان [(max)Pd] |
500 میلیوات |
حداقل دمای کاری |
منفی 55 درجه سلسیوس |
حداکثر دمای کاری |
مثبت 150 درجه سلسیوس |
حداقل بهره جریان (DC) [hFE(min)] |
200 در: Ic: 2mA و Vce: 5V |
ترانزیستور دارلینگتون TIP116 در پکیج TO-220
نوع نصب |
از طریق سوراخ |
---|---|
پکیج | کد سایز |
TO-92 |
پلاریته ترانزیستور |
PNP |
حداکثر جریان کلکتور (DC) [Ic(max)] |
2 آمپر |
ولتاژ کلکتور-امیتر [(max)Vceo] |
80 ولت |
ولتاژ کلکتور-بیس [Vcbo] |
80 ولت |
ولتاژ امیتر-بیس [Vebo] |
5 ولت |
حداقل بهره جریان (DC) [hFE(min)] |
1000 در: Ic: 1A و Vce: 4V |
اتلاف توان [(max)Pd] |
2 وات |
حداقل دمای کاری |
منفی 65 درجه سلسیوس |
حداکثر دمای کاری |
مثبت 150 درجه سلسیوس |
ماسفت BS170 در پکیج TO-92
نوع نصب |
از طریق سوراخ |
---|---|
پکیج | کد سایز |
TO-92 |
پلاریته ترانزیستور |
N-Channel |
ولتاژ شکست درین-سورس [BVdss] |
60 ولت |
جریان درین (پیوسته) [Id] |
500 میلیآمپر |
مقاومت درین-سورس [Rds(on)] |
1.2 اهم |
ولتاژ گیت-سورس [Vgs(max)] |
منفی 20 ولت | مثبت 20 ولت |
ولتاژ آستانه گیت-سورس [Vgs(th)] |
3 ولت |
اتلاف توان [(max)Pd] |
830 میلیوات |
حداقل دمای کاری |
منفی 55 درجه سلسیوس |
حداکثر دمای کاری |
مثبت 150 درجه سلسیوس |
ترانزیستور پیوندی اثر میدان J113 در پکیج TO-92
نوع نصب |
از طریق سوراخ |
---|---|
پکیج | کد سایز |
TO-92 |
پلاریته ترانزیستور |
N-Channel |
ولتاژ شکست گیت-سورس [BVgss] |
منفی 35 ولت |
ولتاژ قطع گیت-سورس [Vgs(off)] |
منفی 0.5 ولت |
جریان درین-سورس (در Vgs: 0V) [Idss] |
2 میلیآمپر |
مقاومت درین-سورس [Rds(on)] |
100 اهم |
اتلاف توان [(max)Pd] |
625 میلیوات |
حداقل دمای کاری |
منفی 55 درجه سلسیوس |
حداکثر دمای کاری |
مثبت 150 درجه سلسیوس |
تفاوت قطعات اکتیو و قطعات پسیو؛ 4 نمونه قطعه اکتیو از خانواده ترانزیستورها: ترانزیستور پیوندی دوقطبی و دارلینگتون زیرمجموعه "سایر ترانزیستورها" و ماسفت و ترانزیستور پیوندی اثر میدان زیرمجموعه "ترانزیستورهای اثر میدان"
نمونهای از قطعات پسیو
خازنها
خازنها بار الکتریکی را ذخیره و آزاد میکنند. آنها برای فیلتر کردن خطوط منبع تغذیه، تنظیم مدارهای تشدید، ممانعت از ولتاژهای DC در هنگام عبور سیگنالهای AC و کاربردهای متعدد دیگر استفاده میشوند. نمونههای متفاوتی از خازنها در زیر ارائه شده است.
تفاوت قطعات اکتیو و قطعات پسیو؛ 4 نمونه قطعه پسیو از خانواده خازنها
پسگفتار
فناوری الکترونیک از رادیوها و تلویزیونهای قدیمی به هوش مصنوعی و کلانداده (Big data)، خودروهای الکتریکی، رانندگی خودکار، رباتیک و غیره در سالهای اخیر با سرعتی که در سایر زمینهها دیده نمیشود، تکامل یافته است. از این تکامل طیف گستردهای از دستگاههای الکترونیکی مانند قطعات اکتیو و قطعات پسیو بارگذاری شده بر روی بردهای مدار پشتیبانی میکنند.
با تکامل سیریناپذیر تجهیزات الکترونیکی و خودروها، انتظار نیازهای بیشتری را برای دستگاههای الکترونیکی با عملکرد بالا، اندازه فشرده، مقاومت در برابر حرارت، عمر طولانی و قابلیت اطمینان داریم.
در این مطلب به بررسی تفاوت بین قطعات اکتیو و قطعات پسیو پرداختیم. در صورتی که در مورد اکتیو یا پسیو بودن قطعهای شک دارید، از طریق بخش نظرات (در پایین همین صفحه) آن را با ما در میان بگذارید. ضمنا در فروشگاه اینترنتی کهرنیک ما دسترسی به انواع قطعات اکتیو و قطعات پسیو را برای شما فراهم ساختهایم.