دبوس تزويد الطاقة للدائرة المتكاملة

مداخل إمداد الطاقة على لوحات الدوائر المطبوعة عليها رموز الجهد الكهربائي.

تُعدّ أطراف تزويد الطاقة في الدوائر المتكاملة (ICs) أطرافًا لتزويد الجهد والتيار، وتُستخدم في الهندسة الكهربائية والإلكترونية وتصميم الدوائر المتكاملة . تحتوي الدوائر المتكاملة على طرفين على الأقل يتصلان بخطوط الطاقة في الدائرة التي تُركّب فيها. تُعرف هذه الأطراف بأطراف تزويد الطاقة . مع ذلك، يختلف ترميز هذه الأطراف باختلاف عائلة الدوائر المتكاملة والشركة المصنّعة. عادةً ما يُشير الرمز السفلي المزدوج إلى الحرف الأول في ترميز عائلة الدوائر المتكاملة (الترانزستورات) للأطراف (مثل VDD لتزويد طرف التصريف في ترانزستورات FET، إلخ).

تسمية نموذجية لدبابيس الإمداد
ترانزستور ثنائي القطب NPN [ ب ]ترانزستور ذو تأثير حقلي من النوع NAC/DC [ ج ]العاصمة واشنطنالعاصمة واشنطن
جهد التغذية الموجبV CC /V BBV DDV+V S+رقم تعريف المركبةVDDVA
جهد التغذية السالبV EEV SSV−V S−
أرضيأرضيأرضي00أرضيأرضيأرضي

أبسط التسميات هي V+ و V− ، لكن التصميم الداخلي والتقاليد التاريخية أدت إلى استخدام مجموعة متنوعة من التسميات الأخرى. قد تشير V+ و V− أيضًا إلى مدخلات الجهد غير العاكسة (+) والعاكسة (−) للدوائر المتكاملة مثل مكبرات العمليات .

في مصادر الطاقة، يُشار أحيانًا إلى أحد خطوط التغذية باسم الأرضي (يُختصر إلى "GND") ، حيث تُقاس الفولتية الموجبة والسالبة بالنسبة للأرضي. في الإلكترونيات الرقمية، نادرًا ما توجد فولتية سالبة، ويكون الأرضي دائمًا تقريبًا هو أدنى مستوى جهد. أما في الإلكترونيات التناظرية (مثل مضخمات الصوت )، فقد يكون الأرضي مستوى جهد يقع بين أعلى مستوى جهد موجب وأعلى مستوى جهد سالب. 

بينما يستخدم نظام الترميز ذو الرمز السفلي المزدوج ، حيث تشير الأحرف السفلية إلى الفرق بين نقطتين، رموزًا مشابهة في الشكل مع الرموز السفلية، فإن نظام الترميز ذو الحرفين السفليين لجهد التغذية ليس مرتبطًا بشكل مباشر (على الرغم من أنه قد يكون عاملًا مؤثرًا). [ 3 ] [ 4 ]

الترانزستورات ثنائية القطب

تحتوي الدوائر المتكاملة التي تستخدم ترانزستورات ثنائية القطب على دبابيس تغذية الطاقة VCC ( +، موجب) و VEE (-، سالب) - على الرغم من أن VCC يُستخدم أيضًا في كثير من الأحيان لأجهزة CMOS. [ 2 ] : 71 

في مخططات الدوائر وتحليلها، توجد اصطلاحات راسخة فيما يتعلق بتسمية الفولتيات والتيارات وبعض المكونات. [ 5 ] في تحليل ترانزستور ثنائي القطب، على سبيل المثال، في تكوين الباعث المشترك ، يمكن كتابة جهد التيار المستمر عند المجمع والباعث والقاعدة (بالنسبة للأرض) على النحو التالي: V <sub>C </sub> و V<sub> E </sub> و V<sub> B </sub> على التوالي.

قد تُسمى المقاومات المرتبطة بأطراف الترانزستور هذه RC و RE و RB . ولتوليد جهد التيار المستمر، يُشار عادةً إلى أبعد جهد، بعد هذه المقاومات أو المكونات الأخرى إن وُجدت، بـ VCC و VEE وVBB . [ 1 ] عمليًا، يُشير VCC و VEE إلى خطي التغذية الموجب والسالب على التوالي في دوائر NPN الشائعة . لاحظ أن VCC يكون سالبًا، و VEE يكون موجبًا في دوائر PNP المكافئة .

يحدد V BB جهد التغذية المرجعي للتحيز في منطق ECL. [ د ]

ترانزستورات تأثير المجال

طُبقت اصطلاحات مماثلة تمامًا على ترانزستورات تأثير المجال ذات أطراف التصريف والمصدر والبوابة. [ 5 ] وقد أدى ذلك إلى توليد جهدي V<sub> D</sub> و V<sub> S </sub> بواسطة جهود التغذية المُشار إليها بـ V<sub> DD</sub> و V<sub> SS </sub> في تكوينات الدوائر الأكثر شيوعًا . وكما هو الحال في الفرق بين الترانزستورات ثنائية القطب NPN وPNP، يكون V <sub>DD</sub> موجبًا بالنسبة إلى V <sub> SS </sub> في حالة ترانزستورات تأثير المجال من النوع n وترانزستورات MOSFET ، وسالبًا في الدوائر القائمة على ترانزستورات تأثير المجال من النوع p وترانزستورات MOSFET.

CMOS

لقد استعارت الدوائر المتكاملة CMOS بشكل عام اصطلاح NMOS المتمثل في V DD للموجب و V SS للسالب، على الرغم من أن خطوط الإمداد الموجبة والسالبة تتصل بمحطات المصدر (يذهب الإمداد الموجب إلى مصادر PMOS، والإمداد السالب إلى مصادر NMOS).

في العديد من الدوائر الرقمية والتناظرية ذات التغذية الأحادية، يُطلق على مصدر الطاقة السالب اسم "GND". أما في أنظمة التغذية "ذات المسارات المتعددة"، فتوجد عدة جهود تغذية. ومن أمثلة هذه الأنظمة الهواتف المحمولة الحديثة، التي تحتوي على GND وجهود مثل 1.2 فولت  ، و1.8  فولت، و2.4  فولت، و3.3  فولت، وأجهزة الكمبيوتر الشخصية، التي تحتوي على GND وجهود مثل -5  فولت، و3.3  فولت، و5  فولت، و12  فولت. غالبًا ما تحتوي التصاميم الحساسة للطاقة على مسارات طاقة متعددة عند جهد معين، حيث تُستخدم هذه المسارات لتوفير الطاقة عن طريق فصل مصادر الطاقة عن المكونات غير المستخدمة.

تحتوي الدوائر الأكثر تطورًا غالبًا على دبابيس تحمل مستويات جهد لوظائف متخصصة، وعادةً ما تُسمى هذه الدبابيس باختصار يدل على وظيفتها. على سبيل المثال، V USB لتزويد جهاز USB بالجهد (5 فولت اسميًا  )، وV BAT للبطارية، وV ref لجهد المرجع لمحول تناظري-رقمي . غالبًا ما تميز الأنظمة التي تجمع بين الدوائر الرقمية والتناظرية بين التأريض الرقمي والتناظري (GND وAGND)، مما يساعد على عزل التشويش الرقمي عن الدوائر التناظرية الحساسة. تتطلب أجهزة التشفير عالية الأمان وغيرها من الأنظمة الآمنة أحيانًا مصادر طاقة منفصلة لأنظمتها الفرعية غير المشفرة والمشفرة ( الأحمر/الأسود ) لمنع تسريب النصوص الحساسة.

مزيج من الترانزستورات ثنائية القطبية والترانزستورات ذات التأثير الحقلي

على الرغم من شيوع استخدامها نسبيًا، إلا أن أهمية هذه التسميات الخاصة بمصادر الطاقة للأجهزة محدودة في الدوائر التي تستخدم مزيجًا من العناصر ثنائية القطب وعناصر FET، أو في تلك التي تستخدم ترانزستورات NPN وPNP معًا، أو ترانزستورات FET من النوعين n و p . وتُعد هذه الحالة الأخيرة شائعة جدًا في الرقائق الحديثة، التي غالبًا ما تعتمد على تقنية CMOS ، حيث يرمز الحرف C إلى التكامل ، مما يعني أن أزواجًا متكاملة من أجهزة القناة n والقناة p شائعة الاستخدام.

كانت هذه الاصطلاحات في التسمية جزءًا من صورة أشمل، حيث، على سبيل المثال مع الترانزستور ثنائي القطب، ورغم أن ترانزستور FET يبقى مماثلاً تمامًا، يمكن كتابة تيارات التيار المستمر أو تيارات الانحياز الداخلة إلى كل طرف أو الخارجة منه على النحو التالي: I <sub> C</sub> و I<sub> E</sub> و I<sub> B</sub> . وبغض النظر عن ظروف التيار المستمر أو الانحياز، تعالج العديد من دوائر الترانزستور أيضًا إشارة صوتية أو مرئية أو إشارة تردد لاسلكي أصغر تُضاف إلى الانحياز عند الأطراف. تُستخدم الأحرف الصغيرة والرموز السفلية للإشارة إلى مستويات هذه الإشارة عند الأطراف، سواءً كانت ذروة إلى ذروة أو قيمة جذر متوسط ​​التربيع حسب الحاجة. لذا نرى v <sub>c</sub> و v <sub> e</sub> و v<sub> b</sub> ، بالإضافة إلى i <sub>c</sub> و i <sub> e </sub> و i<sub> b</sub> . باستخدام هذه الاصطلاحات، في مضخم الباعث المشترك، تمثل النسبة v<sub> c</sub> / v<sub> b </sub> كسب الجهد للإشارة الصغيرة عند الترانزستور، وتمثل النسبة v<sub> c</sub> / i<sub> b</sub> مقاومة التحويل للإشارة الصغيرة ، والتي اشتُق منها اسم الترانزستور اختصارًا. في هذا الاصطلاح، يشير كل من v i و v o عادةً إلى جهدي الإدخال والإخراج الخارجيين للدائرة أو المرحلة. [ 5 ]

تم تطبيق اصطلاحات مماثلة على الدوائر التي تتضمن أنابيب مفرغة ، أو الصمامات الحرارية ، كما كانت تُعرف خارج الولايات المتحدة. لذلك، نرى V <sub>P</sub> و V<sub> K </sub> و V<sub> G </sub> تشير إلى جهد الصفيحة (أو المصعد خارج الولايات المتحدة)، والمهبط (لاحظ K ، وليس C )، والشبكة في تحليلات دوائر الصمام الثلاثي المفرغ ، والصمام الرباعي ، والصمام الخماسي . [ 5 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. بخصوص "الجهد والتيار". [ 1 ] : 1-5–1-6
  2. يُستخدم اصطلاحًا. [ 2 ] : 71 [ 1 ] : 1-5–1-6
  3. بمعنى الطاقة التي يتم الحصول عليها من وحدة تزويد الطاقة (PSU) باتجاه محول الطاقة، مثل محول باك وما إلى ذلك.
  4. يُستخدم هذا تحديدًا في أجهزة منطق اقتران الباعث TTL (ECL). وقد أُخذ التعريف نفسه من كتابٍ لشركة موتورولا حول منطق اقتران الباعث العسكري (MECL). [ 1 ] : 15-1-6

مراجع

  1. 1 2 3 4 دوائر متكاملة عسكرية من نوع MECL . موتورولا. 1991. OCLC 27018658 . 
  2. 1 2 هورويتز، بول (2015). فن الإلكترونيات . وينفيلد هيل ( الطبعة الثالثة). نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية. ISBN  978-0-521-80926-9. OCLC 904400036 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  3. مايكرو إي، 7. الدوائر المتكاملة .
  4. مكبرات العمليات: بعض التكوينات والتطبيقات القياسية، خريف 2012. جامعةواشنطن ولي، ليكسينغتون، فيرجينيا.
  5. 1 2 3 4 آلي، تشارلز ل.؛ أتوود، كينيث و. (1973). الهندسة الإلكترونية ( الطبعة الثالثة). نيويورك ولندن: جون وايلي وأولاده، المحدودة. ISBN  0-471-02450-3.