Wprowadzenie do elektroniki/Podstawowe elementy elektroniczne

Podstawowe elementy elektroniczne

Układy elektroniczne budowane są z wielu bardzo różnych elementów elektronicznych. Jednak trzy typy uważane są za fundamentalne - stąd zwane są również elementami elektrycznymi:

1. rezystory, zwane pospolicie opornikami
2. kondensatory,
3. induktory, popularnie zwane cewkami

Co więcej, działanie wszystkich bardziej złożonych elementów, takich jak diody, tranzystory, tyrystory mogą być wyjaśnione za pomocą schematów zastępczych złożonych właśnie z rezystorów, kondensatorów, cewek oraz - niewymienionych wyżej, a również uważanych za podstawowe elementy elektryczne, generatorów - źródeł napięciowych i prądowych.

Elementy elektroniczne dzieli się na dwa rodzaje: 1) bierne (pasywne) i 2) czynne (aktywne).

Elementy bierne to rezystory, kondensatory, cewki, transformatory (cewki sprzężone magnetycznie) - charakteryzuje je to, że wyłącznie pobierają energię elektryczną. W przypadku rezystorów energia ta zamieniana jest na ciepło, w przypadku kondensatorów magazynowana w polu elektrycznym, a w przypadku cewek magazynowana w polu magnetycznym wokół cewki.

Elementy aktywne to pozostałe elementy elektroniczne, m.in. źródła i półprzewodniki (głównie tranzystory), czy rzadko już stosowane lampy elektronowe. Jeśli odwołać się do wspomnianych w kolejnych rozdziałach schematów zastępczych i sformułowania "źródła", to w przypadku elementów aktywnych pojawiają się w nich źródła prądu lub napięcia. Nie należy jednak rozumieć tego opacznie, iż elementy takie same z siebie wytwarzają prąd lub napięcie. Mówiąc o elementach aktywnych nie mamy więc na myśli generatorów cząsteczek, lecz elementy aktywnie uczestniczące w tworzeniu i przetwarzaniu sygnałów (źródła bowiem generują lub absorbują nośniki prądu - elektrony lub dziury).

Ważnym typem elementów elektronicznych są układy scalone. Jest to pojedynczy element zbudowany z układu, niejednokrotnie liczącego tysiące elementów elektronicznych. Słowo "element" używane jest tutaj więc na wyrost.

Rodzaje elementów elektronicznych i montaż

Elementy elektroniczne zarówno aktywne jak i pasywne mogą być różnych rodzajów. W zależności od technik ich wykonania przyjmują różne postacie, kształty i wygląd. Najbardziej ogólny podział to podział na 2 grupy w zależności od techniki montażu:

Elementy SMD (po lewej) w porównaniu do elementów przewlekanych (po prawej)

• elementy montażu przewlekanego, elementy THT (Through-Hole Technology)
• elementy montażu powierzchniowego, elementy SMD (Surface-Mount Device)

Ogólnie rzecz biorąc potocznie przyjęło się określać ten podział jako:

• elementy dyskretne
• elementy scalone

Wymienione powyżej elementy, rozpatruje się jako elementy dyskretne, to znaczy takie które są pojedynczym odpowiednikiem odwzorowującym daną wielkość elektryczną i wyposażone są w odpowiednie wyjścia przewodowe pozwalające je wmontowywać w układ. Niestety drugi podział stwarzać może problemy, gdyż elementy scalone mogą mylić się z układami scalonymi. Elementy scalone bowiem są przedstawiane na schematach zupełnie jak elementy dyskretne - przedstawicielami danego typu wzorcowych elementów elektronicznych, z tąże różnicą, że nie posiadają nóżek i są kilkudziesięciokrotnie mniejsze od elementów PCB. Elementy te bowiem powstają poprzez odpowiednie zabiegi, a elementy te niejednokrotnie w "zaawansowanych" układach są małymi układami elementów scalonych z płytką.