ഇലക്ട്രോണിക്സും ഗാഡ്ജെറ്റുകളും
വാക്വം ട്യൂബുകൾ, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, ഡയോഡുകൾ, ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ, അനുബന്ധ പാസീവ് ഇന്റർകണക്ഷൻ ടെക്നോളജികൾ തുടങ്ങിയ സജീവമായ ഇലക്ട്രിക്കൽ ഘടകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രിക്കൽ സർക്യൂട്ടുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ശാസ്ത്രം, എഞ്ചിനീയറിംഗ്, സാങ്കേതികവിദ്യ എന്നിവയുടെ ശാഖയാണ് ഇലക്ട്രോണിക്സ്. സജീവ ഘടകങ്ങളുടെ രേഖീയമല്ലാത്ത സ്വഭാവവും ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള അവയുടെ കഴിവും ദുർബലമായ സിഗ്നലുകളുടെ വർദ്ധനവ് സാധ്യമാക്കുന്നു, ഇത് സാധാരണയായി വിവരങ്ങളിലും സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗിലും പ്രയോഗിക്കുന്നു. അതുപോലെ, ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ സ്വിച്ചുകളായി പ്രവർത്തിക്കാനുള്ള കഴിവ് ഡിജിറ്റൽ വിവര പ്രോസസ്സിംഗ് സാധ്യമാക്കുന്നു. സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾ, ഇലക്ട്രോണിക്സ് പാക്കേജിംഗ് ടെക്നോളജി, മറ്റ് വൈവിധ്യമാർന്ന ആശയവിനിമയ ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ തുടങ്ങിയ ഇന്റർകണക്ഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ സർക്യൂട്ട് പ്രവർത്തനത്തെ പൂർണ്ണമാക്കുകയും മിക്സഡ് ഘടകങ്ങളെ ഒരു പ്രവർത്തന സംവിധാനമാക്കി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഒരു ഗാഡ്‌ജെറ്റ് എന്നത് ഒരു പ്രത്യേക പ്രവർത്തനമുള്ള ഒരു ചെറിയ സാങ്കേതിക വസ്തുവാണ്, പക്ഷേ പലപ്പോഴും ഒരു പുതുമയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഗാഡ്‌ജെറ്റുകൾ അവയുടെ കണ്ടുപിടിത്ത സമയത്ത് സാധാരണ സാങ്കേതിക വസ്തുക്കളേക്കാൾ അസാധാരണമായോ സമർത്ഥമായോ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തതായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഗാഡ്‌ജെറ്റുകളെ ചിലപ്പോൾ ഗിസ്‌മോസ് എന്നും വിളിക്കാറുണ്ട്.
വയറുകൾ, മോട്ടോറുകൾ, ജനറേറ്ററുകൾ, ബാറ്ററികൾ, സ്വിച്ചുകൾ, റിലേകൾ, ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ, റെസിസ്റ്ററുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിന്റെ ഉത്പാദനം, വിതരണം, സ്വിച്ചിംഗ്, സംഭരണം, പരിവർത്തനം എന്നിവ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ഇലക്ട്രിക്കൽ, ഇലക്ട്രോ മെക്കാനിക്കൽ സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജിയിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണിക്സ് വ്യത്യസ്തമാണ്. മറ്റ് നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങളും. ഈ വ്യത്യാസം ആരംഭിച്ചത് 1906-ൽ ട്രയോഡിന്റെ ലീ ഡി ഫോറസ്റ്റിന്റെ കണ്ടുപിടുത്തത്തോടെയാണ്, ഇത് ദുർബലമായ റേഡിയോ സിഗ്നലുകളുടെയും ഓഡിയോ സിഗ്നലുകളുടെയും വൈദ്യുത ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ മെക്കാനിക്കൽ ഇതര ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് സാധ്യമാക്കി. റേഡിയോ ട്രാൻസ്മിറ്ററുകൾ, റിസീവറുകൾ, വാക്വം ട്യൂബുകൾ എന്നിവയുടെ രൂപകല്പനയും സിദ്ധാന്തവുമാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന പ്രയോഗം എന്നതിനാൽ 1950 വരെ ഈ മേഖലയെ റേഡിയോ ടെക്നോളജി എന്ന് വിളിച്ചിരുന്നു.
ഇന്ന്, മിക്ക ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളും ഇലക്ട്രോൺ നിയന്ത്രണം നിർവഹിക്കുന്നതിന് അർദ്ധചാലക ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളെയും അനുബന്ധ സാങ്കേതികവിദ്യകളെയും കുറിച്ചുള്ള പഠനം സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് ഫിസിക്സിന്റെ ഒരു ശാഖയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, അതേസമയം പ്രായോഗിക പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയും നിർമ്മാണവും ഇലക്ട്രോണിക്സ് എഞ്ചിനീയറിംഗിന് കീഴിൽ വരുന്നു. ഈ ലേഖനം ഇലക്ട്രോണിക്സിന്റെ എഞ്ചിനീയറിംഗ് വശങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.
ഇലക്‌ട്രോണുകളെയോ അവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഫീൽഡുകളെയോ ഇലക്ട്രോണിക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഉദ്ദേശിച്ച പ്രവർത്തനവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന രീതിയിൽ സ്വാധീനിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് സിസ്റ്റത്തിലെ ഏതെങ്കിലും ഭൗതിക വസ്തുവാണ് ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകം. ഒരു പ്രത്യേക ഫംഗ്‌ഷൻ (ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു ആംപ്ലിഫയർ, റേഡിയോ റിസീവർ അല്ലെങ്കിൽ ഓസിലേറ്റർ) ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ട് സൃഷ്‌ടിക്കുന്നതിന്, സാധാരണയായി ഒരു പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡിലേക്ക് (പിസിബി) സോൾഡർ ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, ഘടകങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് ബന്ധിപ്പിക്കാനാണ് ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്. ഘടകങ്ങൾ ഒറ്റയ്ക്കോ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ഗ്രൂപ്പുകളിലോ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളായി പാക്കേജുചെയ്തേക്കാം. ചില സാധാരണ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ കപ്പാസിറ്ററുകൾ, ഇൻഡക്‌ടറുകൾ, റെസിസ്റ്ററുകൾ, ഡയോഡുകൾ, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ മുതലായവയാണ്. ഘടകങ്ങളെ പലപ്പോഴും സജീവമായി (ഉദാ: ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളും തൈറിസ്റ്ററുകളും) അല്ലെങ്കിൽ നിഷ്ക്രിയമായി (ഉദാ. റെസിസ്റ്ററുകളും കപ്പാസിറ്ററുകളും) തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.
റേഡിയോ റിസീവറുകൾ പോലെയുള്ള ഒട്ടുമിക്ക അനലോഗ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളും ഏതാനും തരം അടിസ്ഥാന സർക്യൂട്ടുകളുടെ സംയോജനത്തിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. അനലോഗ് സർക്യൂട്ടുകൾ ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകളിലേതുപോലെ ഡിസ്ക്രീറ്റ് ലെവലുകൾക്ക് വിരുദ്ധമായി തുടർച്ചയായ വോൾട്ടേജ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതുവരെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത വ്യത്യസ്ത അനലോഗ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ എണ്ണം വളരെ വലുതാണ്, പ്രത്യേകിച്ചും ഒരു സർക്യൂട്ട് എന്നത് ഒരൊറ്റ ഘടകം മുതൽ ആയിരക്കണക്കിന് ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങുന്ന സിസ്റ്റങ്ങൾ വരെ നിർവചിക്കാം. അനലോഗ് സർക്യൂട്ടുകളെ ചിലപ്പോൾ ലീനിയർ സർക്യൂട്ടുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും മിക്സറുകൾ, മോഡുലേറ്ററുകൾ മുതലായവ അനലോഗ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ അനലോഗ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അനലോഗ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ നല്ല ഉദാഹരണങ്ങളിൽ വാക്വം ട്യൂബ്, ട്രാൻസിസ്റ്റർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, പ്രവർത്തന ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ഓസിലേറ്ററുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
പൂർണ്ണമായും അനലോഗ് ആയ ആധുനിക സർക്യൂട്ടുകൾ ഒരാൾ അപൂർവ്വമായി കണ്ടെത്തുന്നു. ഈ ദിവസങ്ങളിൽ അനലോഗ് സർക്യൂട്ട് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഡിജിറ്റൽ അല്ലെങ്കിൽ മൈക്രോപ്രൊസസ്സർ ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിച്ചേക്കാം. ഇത്തരത്തിലുള്ള സർക്യൂട്ടിനെ സാധാരണയായി അനലോഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഡിജിറ്റൽ എന്നതിനേക്കാൾ മിക്സഡ് സിഗ്നൽ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അനലോഗ്, ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് ലീനിയർ, നോൺ ലീനിയർ ഓപ്പറേഷൻ ഘടകങ്ങൾ ഉള്ളതിനാൽ അവ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ ചിലപ്പോൾ ബുദ്ധിമുട്ടായേക്കാം. തുടർച്ചയായ വോൾട്ടേജ് പരിധിയിൽ എടുക്കുന്ന താരതമ്യപ്പെടുത്തൽ ഒരു ഉദാഹരണമാണ്, എന്നാൽ ഒരു ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടിലെന്നപോലെ രണ്ട് ലെവലുകളിൽ ഒന്ന് മാത്രം ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുന്നു. അതുപോലെ, ഒരു ഓവർഡ്രൈവൻ ട്രാൻസിസ്റ്റർ ആംപ്ലിഫയറിന് രണ്ട് തലത്തിലുള്ള ഔട്ട്പുട്ട് ഉള്ള ഒരു നിയന്ത്രിത സ്വിച്ചിന്റെ സവിശേഷതകൾ എടുക്കാൻ കഴിയും.
ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നത് നിരവധി വ്യതിരിക്ത വോൾട്ടേജ് ലെവലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഇലക്ട്രിക് സർക്യൂട്ടുകളാണ്. ബൂളിയൻ ബീജഗണിതത്തിന്റെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഭൗതിക പ്രാതിനിധ്യമാണ് ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകൾ, അവ എല്ലാ ഡിജിറ്റൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെയും അടിസ്ഥാനമാണ്. മിക്ക എഞ്ചിനീയർമാർക്കും, ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകളുടെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ട്, ഡിജിറ്റൽ സിസ്റ്റം, ലോജിക് എന്നീ പദങ്ങൾ പരസ്പരം മാറ്റാവുന്നതാണ്. മിക്ക ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകളും 0, 1 എന്നീ രണ്ട് വോൾട്ടേജ് ലെവലുകളുള്ള ഒരു ബൈനറി സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നു. പലപ്പോഴും ലോജിക് 0 എന്നത് താഴ്ന്ന വോൾട്ടേജായിരിക്കും, ലോജിക് 1 എന്നത് ഹൈ എന്ന് സൂചിപ്പിക്കുമ്പോൾ ലോജിക് 0 എന്നത് ലോ എന്നാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ചില സിസ്റ്റങ്ങൾ റിവേഴ്സ് ഡെഫനിഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു (XNUMX ആണ് ഉയർന്നത്) അല്ലെങ്കിൽ നിലവിലുള്ളത് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളവയാണ്. ടെർനറി (മൂന്ന് സംസ്ഥാനങ്ങളുള്ള) ലോജിക് പഠിക്കുകയും ചില പ്രോട്ടോടൈപ്പ് കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു. കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, ഇലക്ട്രോണിക് ക്ലോക്കുകൾ, പ്രോഗ്രാമബിൾ ലോജിക് കൺട്രോളറുകൾ എന്നിവ ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകളിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സറുകൾ മറ്റൊരു ഉദാഹരണമാണ്.