بخش هشتم آموزش الکترونیک و قطعه شناسی موبایل و تبلت 

مدارات مجتمع

Table of Contents

Integrated Circuit

IC

مدارات فشرده و کوچکی هستند که به منظور اینکه فضای کمتری اشغال کنند ساخته می شوند.

آی سی های محافظ

یکی از مهمترین مسایل در طراحی مدارات الکترونیکی محافظت مدار در برابر عوامل آسیب زننده یا ایجاد کننده اختلال در مدار می باشد که به دو مورد بسیار مهم آن اشاره می کنیم.

۱- اثر تخلیه الکتریستیه ساکن (Electrostatic Discharge )

۲-  اغتشاشات ناشی از قطع و وصل جریان که معمولا به علت تاثیر خاصیت سلفی مدارات بر روی یکدیگر اتفاق می افتد.

آی سی های محافظ ESD

برای محافظت مدار در برابر ورود الکتریسته ساکن  از آی سی های ESD استفاده می شود.

نمونه ای از آی سی محافظ ESD :

آی سی با شماره فنی  ESDA6V1-5W6

شکل ظاهری آی سی ESDA6V1-5W6 

آموزش تخصصی تعمیر موبایل و تبلت – آی سی محافظ ESD

مدار داخلی آی سی ESDA6V1-5W6 

آموزشگاه بی‌اذیّت – آی سی محافظ ESD

شرح آی سی ESDA6V1-5W6

همانطور که مشاهده می فرمایید مدار داخلی شامل پنج دیود زنر که در بایاس معکوس قرار گرفته اند می باشد که قادر به محافظت ۵ مسیر حساس به تخلیه الکتریسیته ساکن می باشد.

آی سی های محافظ EMI

ElectroMagnetic Interference

آی سی هایی هستند که مدار را در برابر  نویزناشی از تداخل الکترومغناطیس ( که گاهی ناشی از قطع و وصل جریان در همان مدار و گاهی بر اثر امواج دیگر دستگاه ها ایجاد می شود) محافظت می کنند.به اثر EMI گاهی RFI نیز گفته می شود.

RFI= Radio Frequency Interference

نکته !

پکیج های معمول  آی سی های EMI معمولا علاوه بر محافظت مدار در برابر نویز RFI، آن را در برابر تخلیه الکتریسته ساکن ESD نیز محافظت می کنند .

نمونه ای از آی سی محافظ EMI

شماره فنی : EMIF10-LCD01F1

شکل ظاهری IC EMIF10-LCD01F1

شکل ظاهری EMIF10

شکل ظاهری EMIF10

نمای پایه های آی سی EMIF10-LCD01F1

ترتیب و شکل ظاهری پایه های آی سی EMIF10-LCD01F1

شرح عملکرد آی سی EMIF10-LCD01F1

این آی سی که دارای ۲۵ پایه می باشد که از لحاظ نصب بر روی برد از نوع BGA می باشد. عدد ۱۰ در شماره فنی آن گویای این است که ده مسیر را می تواند محافظت کند.

مدار داخلی آی سی EMIF10-LCD01F1

آموزشگاه بی‌اذیّت – مدار داخلی آی سی EMI

همانطور که مشاهده می فرمایید مدار داخلی این آی سی شامل دو دیود زنر( به عنوان محافظ ESD) و یک مدار فیلتر پایین گذر ( برای حذف نویز RFI ) می باشد.

آی سی های رگولاتور ولتاژ

آی سی هایی هستند که برای تثبیت ولتاژ بکار می روند. این آی سی ها به طور کلی به دو دسته معمولی و کنترل شونده تقسیم می شوند .

آی سی های رگولاتور معمولی حداقل دارای سه پایه هستند.

پایه GND  = پایه مشترک بین ورودی و خروجی که منفی می باشد.

پایه input = قطب مثبت ورودی است.

پایه output = قطب مثبت خروجی

نمونه ای از آی سی رگولاتور معمولی 

آموزش تخصصی تعمیر موبایل و تبلت – رگولاتور معمولی ۷۸۰۵

یکی از معروفترین آی سی های رگولاتور که در دستگاه های الکترونیکی کاربرد بسیاری دارند آی سی LM7805 می باشد .

آی سی ۷۸۰۵ به علت کاربرد فراوان در پکیج های متنوعی موجود است که شکل زیر پکیج SMD آن را نشان می دهد.

آی سی رگولاتور ۷۸۰۵ در بسته بندی SMD

آموزش تخصصی تعمیر موبایل و تبلت – آی سی رگولاتور SMD

آی سی های رگولاتور کنترل شونده 

این نوع از آی سی های رگولاتور علاوه بر سه پایه اصلی که در آی سی های رگولاتور معمولی موجود است پایه دیگری را به عنوان پایه کنترل کننده دارند که معمولا با EN مشخص می شود . این پایه زمانی که لازم است رگولاتور روشن شود آن را فعال می کند .و زمانی که به آن نیازی نیست آی سی را خاموش می کند که انرژی کمتری هدر رود. بدلیل اهمیت بالای مصرف انرژی در دستگاه های قابل حمل مانند موبایل و تبلت معمولا هنگام طراحی و ساخت از رگولاتورهای کنترل شونده استفاده می کنند .

نمونه ای از رگولاتور کنترل شونده در گوشی نوکیا

همانطور که مشاهده می فرمایید رگولاتور بالا یک رگولاتور کنترل شونده با شماره فنی LP3990LDX می باشد

نمونه ای از رگولاتور کنترل شود در گوشی سونی اریکسون

 

آموزش تخصصی تعمیر موبایل و تبلت – آی سی رگولاتور

نمونه ای از آی سی رگولاتور در گوشی سامسونگ نوت ۴ N910H

آموزش تعمیر موبایل و تبلت شیراز – رگولاتور

همانطور که از نوشته های اطراف رگولاتور مشخص است این رگولاتور به منظور تامین ولتاژ مورد نیاز میکروفون گوشی استفاده شده است . پایه CE  پایه کنترل کننده رگولاتور می باشد.

آی سی های مبدل DC به DC 

هرچند آی سی های رگولاتور DC هم یک مبدل DC به DC  هستند اما معمولا در مدارت موبایل و تبلت به آی سی هایی که ولتاژ خروجی آنها بیشتر از ولتاژ ورودی آنها می باشد، مبدل DC  به DC گفته می شود.که به صورت DC/DC یا DC TO DC نیز مشخص می شوند.

کاربرد مبدل های DC به DC

همانطور که می دانید معمولا ولتاژ باتری های موبایل و تبلت حدود ۳٫۵ تا ۴٫۴ ولت می باشد که گاهی این مقدار ولتاژ برای روشن کردن و راه اندازی برخی از مدارات کافی نیست (مانند مدارات تامین ولتاژ مورد نیاز نور پس زمینه LCD و تامین ولتاژ مورد نیاز فلش دوربین) .لذا از مدارات افزاینده ولتاژ برای تامین این ولتاژ ها استفاده می شود .

نمونه ای از آی سی های افزاینده ولتاژ

 

نمونه ای مبدل DC به DC

شرح مدار افزاینده ولتاژ 

همانطور که در مدار شکل بالا مشاهده می فرمایید ورودی مدار که پایه VDD می باشد از طریق ولتاژ VBAT یا مثبت تغذیه باتری فراهم شده است.که حدود ۴ ولت می باشد و در پایه خروجی (VOUT) ولتاژ حدود ۱۴ ولت را به منظور تامین ولتاژ مورد نیاز مدار نور LCD  و صفحه کلید ارایه شده است .اکثر مدارات افزاینده ولتاژ از یک نوسان ساز و یک سلف برای عملکرد خود استفاده می کنند (اینجا L2304).

مدارهای منطقی

در مدارات دیجیتالی دو دویی یا Binary فقط دو عدد ۰ و ۱ وجود دارد. در این نوع مدارات معمولا  ولتاژ حدود ۵ ولت را برای بیان عدد منطقی ۱ و  ولتاژ حدود  ۰ ولت را برای بیان عدد منطقی ۰ بکار می گیرند . برای محاسبات منطقی دو دویی از توابع بولی Boolean Function استفاده می شود . این توابع در عمل توسط قطعاتی به نام گیت Gate قابل پیاده سازی هستند.گیت ها دارای جدولی به نام جدول صحت یا درستی هستند که بیانگر خروجی های آنها به ازای تمامی حالات ورودی می باشد  . در این قسمت از آموزش به پایه ای ترین و مهمترین آنها می پردازیم .

گیت بافر یا YES

ورودی و خروجی گیت بافر با هم یکسان هستند و این گیت به منظور تقویت جریان استفاده می شود . فرض کنید خروجی یک آی سی برای اتصال به ورودی آی سی دیگر از جریان دهی کافی برخوردار نباشد . در این حالت خروجی های آی سی اول را توسط گیت بافر تقویت می کنند.

سمبل مداری گیت بافر

گیت بله

جدول درستی گیت بافر

خروجیورودی
00
11

گیت NOT

خروجی این گیت عکس ورودی آن است

سمبل مداری گیت NOT

سمبل مداری گیت نات

جدول درستی گیت NOT

YA
10
01

گیت OR

در صورتی که حداقل یکی از ورودی های گیت OR برابر یک باشد خروجی آن یک می شود.

سمبل مداری گیت OR

گیت های دیجیتالی - گیت OR

جدول درستی گیت OR
YBA
000
110
101
111
گیت NOR

گیت NOR با اضافه کردن یک NOT به خروجی گیت OR ساخته می شود.خروجی های آن دقیقا معکوس گیت OR می باشد.

سمبل مداری گیت NOR

سمبل مداری گیت NOR

جدول درستی گیت NOR
YBA
100
010
001
011
گیت AND

خروجی گیت AND در صورتی برابر یک می شود که هر دو ورودی آن برابر یک باشد.

سمبل مداری گیت AND

سمبل گیت اند

جدول درستی گیت AND

YBA
000
010
001
111

گیت NAND

گیت NAND با اضافه کردن یک NOT به خروجی گیت AND ساخته می شود. خروجی این گیت دقیقا عکس گیت AND می باشد . یعنی در صورتی که هر دو ورودی آن یک باشد، خروجی آن صفر می شود و  در غیر اینصورت خروجی آن یک است.

سمبل مداری گیت NAND

گیت نند

جدول درستی گیت NAND
YBA
100
110
101
011
گیت XOR یا Exclusive OR

خروجی این گیت مقایسه ای از ورودی های آن است.در صورتی ورودی های آن با یکدیگر تفاوت داشته باشد خروجی آن برابر یک می شود.

سمبل مداری گیت OR

Exclusive OR

جدول درستی گیت XOR
YBA
000
110
101
011
گیت XNOR

این گیت با اضافه کردن یک گیت NOT به خروجی گیت XOR ساخته می شود. در نتیجه در صورتی که ورودی های آن با یکدیگر برابر باشند خروجی آن یک خواهد شد.

سمبل مداری گیت XNORسمبل مداری گیت نور انحصاری
جدول درستی گیت XNOR
YBA
100
010
001
111
منابع و مراجع

تجربیات و تحقیقات شخصی مهندس مجتبی بی‌اذیّت

American National Standard Canadian Standard IEEE Standard

Graphic symbols for Electronics Diagrams

http://www.ee.surrey.ac.uk/Projects/CAL/digital-logic/gatesfunc/

کتاب مدار منطقی نوشته موریس مانو