قانون اهم و توان

سال‌ها پیش، «گئورگ اهم» (Georg Ohm) به این واقعیت پی برد که جریان گذرنده از یک مقاومت خطی در دمای ثابت، متناسب با ولتاژ دو سر آن است و رابطه عکس با مقدار مقاومت دارد.

مدارهای جریان مستقیم (DC)

مواد از اتم‌ها ساخته شده‌اند و پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها اجزای تشکیل دهنده اتم‌ها هستند. بار الکتریکی پروتون‌ها مثبت است و نوترون‌ها بار الکتریکی ندارند (خنثی هستند)، در حالی که الکترون‌ها دارای بار الکتریکی منفی هستند. وقتی پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها در اتم قرار دارند، وضعیت‌شان پایدار است. اما اگر آن‌ها را جدا کنیم، تمایل به بازسازی پیدا کرده و پتانسیل جذب‌کننده‌ای ایجاد می کنند که «اختلاف پتانسیل» (Potential difference) نامیده می‌شود.

تقویت کننده ماسفت (MOSFET)

همان‌گونه که قبلاً بیان کردیم، می‌توان تقویت‌‌کننده‌های یک‌طبقه ساده را با ترانزیستورهای پیوندی اثر میدان یا JFETها ساخت. اما انواع دیگری از ترانزیستورهای اثر میدان وجود دارند که می‌توان از آن‌ها در ساختن تقویت‌کننده‌ها بهره گرفت. در این آموزش، تقویت‌کننده ماسفت (MOSFET) را بررسی می‌کنیم.

بایاس ترانزیستور (Transistor Biasing)

حالت ماندگار عملکرد یک ترانزیستور، شدیداً به جریان بیس،‌ ولتاژ کلکتور و جریان کلکتور وابسته است. بنابراین اگر بخواهیم یک ترانزیستور به عنوان تقویت‌کننده کار کند، باید برای داشتن نقطه کار مناسب، آن را به درستی بایاس کنیم.

پاسخ فرکانسی (Frequency Response)

همان‌گونه که از نام تقویت‌کننده‌ها و فیلتر‌ها بر می‌آید، با هدف تقویت‌کنندگی و فیلترسازی در بسیاری از مدارهای الکترونیکی به کار می‌روند.

امپدانس ورودی (Input Impedance)

امپدانس ورودی (ZIN) که اغلب، مقاومت ورودی نامیده می‌شود، یک پارامتر مهم در طراحی تقویت‌کننده‌های ترانزیستوری است، زیرا می‌توان تقویت‌کننده‌ها را با امپدانس‌های ورودی و خروجی موثر (مشابه مقدار توان و جریان) تحلیل کرد.

واحدهای اندازه گیری الکتریکی

واحدهای اندازه‌گیری الکتریکی بر اساس سیستم بین‌المللی واحدها یا SI بیان می‌شوند. این واحدهای استاندارد برای ولتاژ، جریان و مقاومت به ترتیب ولت (V)، آمپر (A) و اهم (Ω) هستند. گاهی در مدارها و سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی، مقدار یک کمیت، بسیار بزرگ یا بسیار کوچک است و برای بیان واحد آن‌ باید از پیشوندهایی استفاده کرد.

قوانین KVL و KCL

گاهی، استفاده از قانون اهم برای به دست آوردن ولتاژ و جریان مدارهای پیچیده، دشوار است. در نتیجه، برای انجام محاسبات مربوط به این مدارها به قوانینی نیاز داریم که بتوانیم بر اساس آن، معادلات مدار را به دست آوریم. قانون مداری کیرشهف، یکی از راه‌حل‌های مناسب برای این کار است.

تحلیل مش در مدار

قوانین مداری کیرشهف (KVL و KCL)، ابزار اساسی تحلیل هر مدار پیچیده‌ای را به ما می‌دهند، اما راه‌های دیگری مانند روش تحلیل جریان مش و روش تحلیل ولتاژ گره وجود دارند که ریاضیات و محاسبات تحلیل شبکه‌های بزرگ را کاهش می‌دهند.

تحلیل گره در مدار

تحلیل گره، مکمل بحث تحلیل مش است که در آموزش قبلی بیان کردیم. این روش، ابزاری قدرتمند برای تحلیل مدار محسوب می‌شود. همان‌گونه که از نام «تحلیل ولتاژ گره» (Nodal Voltage Analysis) مشخص است، از معادلات قانون اول کیرشهف (KCL)‌ برای پیدا کردن ولتاژهای مدار استفاده می‌کند.