מהם רכיבים אלקטרוניים?
רכיבים אלקטרוניים הם אבני הבניין הבסיסיות של מעגלים אלקטרוניים, המשמשים לבניית מכשירים אלקטרוניים,
ומערכות אלקטרוניות.
ניתן לסווג אותם לשתי קטגוריות עיקריות: רכיבים אקטיביים ופסיביים.
רכיבים אלקטרוניים אקטיביים: רכיבים אלו יכולים להכניס אנרגיה למעגל ומסוגלים להגביר אותות.
הם כוללים מוליכים למחצה כמו דיודות, טרנזיסטורים ומעגלים משולבים (IC), שיכולים לשלוט בזרימת החשמל.
רכיבים אקטיביים דורשים מקור אנרגיה כדי לפעול ויכולים לתמרן את זרימת הזרם בתוך מעגל כדי לבצע פונקציות שונות,
כגון הגברה, תנודה או פעולה כמתגים.
רכיבים אלקטרוניים פסיביים: בניגוד לרכיבים אקטיביים, רכיבים אלקטרוניים פסיביים אינם יכולים להכניס אנרגיה למעגל.
הם יכולים רק לקבל אנרגיה, שאותה הם יכולים לאגור, לפזר או לשחרר בצורה מבוקרת.
דוגמאות כוללות נגדים, קבלים, משרנים ושנאים.
נגדים שולטים בזרימת הזרם החשמלי, קבלים אוגרים ומשחררים אנרגיה חשמלית, משרנים אוגרים אנרגיה בשדה מגנטי כאשר
זרם חשמלי זורם דרכם, ושנאים מעבירים אנרגיה חשמלית בין מעגלים.
בנוסף לאלה, ישנם רכיבים אלקטרו-מכאניים כמו מתגים, ממסרים ומחברים, שיכולים לשלוט בזרימת הזרם החשמלי
באמצעות תנועה מכנית.
רכיבים אלו הם המרכיבים החיוניים ליצירת מעגלים אלקטרוניים המבצעים מגוון רחב של פונקציות, ממשימות פשוטות כמו הדלקת LED
ועד לפעולות מורכבות במחשבים, טלקומוניקציה ומערכות היי-טק אחרות.
סוגי רכיבים אלקטרוניים
ניתן לסווג רכיבים אלקטרוניים באופן נרחב למספר סוגים, כל אחד משרת פונקציות שונות בתוך מעגלים אלקטרוניים.
להלן סקירה כללית של הסוגים העיקריים של רכיבים אלקטרוניים:
רכיבים אלקטרוניים פסיביים
נגדים: שליטה בזרימת הזרם החשמלי במעגל.
הם משמשים להתאמת רמות האות, חלוקת מתחים, הטיית אלמנטים פעילים וסיום קווי תמסורת בין שימושים אחרים.
קבלים: מאחסנים אנרגיה חשמלית בשדה חשמלי. הם משמשים לסינון, חציצה, עיבוד אותות ואחסון אנרגיה.
משרנים: אחסן אנרגיה בשדה מגנטי כאשר זרם חשמלי זורם דרכם. שימושים נפוצים כוללים סינון, במעגלים לחסימת AC
תוך מתן אפשרות ל-DC לעבור, במעגלי כוונון וביישומי אספקת חשמל.
טרנספורמרים (שנאים): העברת אנרגיה חשמלית בין שני מעגלים או יותר באמצעות אינדוקציה אלקטרומגנטית.
הם משמשים להגדלת (עלייה) או להקטנת (הורדה) מתחים ביישומי חשמל.
רכיבים אלקטרוניים אקטיביים
טרנזיסטורים: התקני מוליכים למחצה המשמשים להגברה או החלפת אותות אלקטרוניים והספק חשמלי.
הסוגים כוללים טרנזיסטורי צומת דו קוטביים (BJT) וטרנזיסטורי אפקט שדה (FET).
דיודות: רכיבים המאפשרים זרימת זרם בכיוון אחד בלבד. הם משמשים לתיקון, אפנון אותות ופונקציות אחרות.
מעגלים משולבים (IC): ידועים גם בתור שבבים או מיקרו-שבבים, רכיבים אלה מורכבים מסט של מעגלים אלקטרוניים
על חלק אחד שטוח (או “שבב”) של חומר מוליך למחצה, בדרך כלל סיליקון.
מעגלים משולבים יכולים לבצע מגוון עצום של פונקציות, מפעולות לוגיות בסיסיות במעגלים דיגיטליים
ועד למשימות עיבוד מורכבות במחשבים ובסמארטפונים.
רכיבים אלקטרו-מכניים
מתגים: מכשירים שיכולים לשבור או לחבר את המעגל החשמלי, לשבור את הזרם או להסיט אותו ממוליך אחד למשנהו.
ממסרים: מתגים המופעלים חשמלית המשתמשים באלקטרומגנט להפעלה מכנית של מתג.
מחברים: רכיבים המשמשים לחיבור נקודות סיום חשמליות ויצירת מעגל חשמלי. הם מאפשרים הרכבה ופירוק מהירים יותר של מערכת.
סוגים אחרים של רכיבי אלקטרוניקה
חיישנים: מכשירים שמזהים אירועים או שינויים בסביבה ושולחים את המידע לאלקטרוניקה אחרת, לרוב מעבד מחשב.
תצוגות: מכשירים אלקטרוניים להדמיה, כולל נוריות LED, LCD ותצוגות OLED.
מתנדים: מייצרים אותות מחזוריים, כגון גלי סינוס או גלים מרובעים.
הם משמשים בשעונים, מכשירי רדיו, מחשבים ומכשירים רבים אחרים.
יצרני רכיבים אלקטרוניים
ישנם יצרנים רבים ברחבי העולם המתמחים בייצור של רכיבים אלקטרוניים, הנותנים שירות למגזרים שונים
של תעשיית האלקטרוניקה.
יצרנים אלו נעים בין חברות המתמקדות בסוגים ספציפיים של רכיבים, כגון מוליכים למחצה או רכיבים פסיביים,
ועד לאלו המציעות קשת רחבה של חלקים.
כמה מיצרני הרכיבים האלקטרוניים המובילים:
יצרני מוליכים למחצה ומעגלים משולבים
Intel Corporation: ידועה בטכנולוגיית שבבי המוליכים למחצה שלה, אינטל היא מובילה בתעשיית המחשוב, הידועה במיוחד במעבדים שלה.
Samsung Electronics: יצרנית מובילה של מוליכים למחצה, סמסונג מייצרת מגוון רחב של רכיבים אלקטרוניים, כולל שבבי זיכרון ומעגלים משולבים.
Texas Instruments: מתמחה בתכנון וייצור מוליכים למחצה, ידועה במגוון רחב של מוצרים הכוללים מעבדים, מגברים ושבבי תקשורת אלחוטיים.
קוואלקום: שחקנית מרכזית בייצור מוליכים למחצה, הידועה במיוחד בזכות סדרת המעבדים הניידים ושבבי המודם Snapdragon שלה.
יצרני רכיבים אלקטרוניים פסיביים
Murata Manufacturing Co., Ltd: יצרנית מובילה של רכיבים אלקטרוניים פסיביים, לרבות קבלים, משרנים רזונטורים.
Vishay Intertechnology, Inc: מייצרת מגוון רחב של מוליכים למחצה בדידים ורכיבים אלקטרוניים פסיביים, כגון נגדים, קבלים ומשרנים.
TDK Corporation: ידועה בייצור חומרים אלקטרוניים, רכיבים אלקטרוניים ואחסון נתונים, כולל קבלים ומשרנים.
יצרני רכיבים אלקטרומכניים
TE Connectivity: מתמחה בפתרונות קישוריות וחיישנים, לרבות מחברים, ממסרים ומתגים לתעשיות שונות.
Omron Corporation: ידועה במוצרי האוטומציה והטכנולוגיה שלה, מייצרת מגוון רחב של רכיבים כולל ממסרים, מתגים וחיישנים.
Honeywell International Inc: מציעה מגוון מוצרים ושירותים, לרבות מוצרי תעופה וחלל, טכנולוגיות בקרה וחומרים אלקטרוניים,
עם סל משמעותי של חיישנים ומתגים.
יצרני אלקטרוניקה מבוזרת
קבוצת בוש: למרות שידועה ברכיבי הרכב שלה, בוש מייצרת גם רכיבים אלקטרוניים לתעשיות שונות, כולל חיישנים ומוליכים למחצה.
Panasonic Corporation: מציעה מגוון רחב של מוצרים ורכיבים אלקטרוניים, כולל סוללות, קבלים ונגדים.
Siemens AG: מעצמה עולמית בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל, סימנס פועלת במספר מגזרים, ומציעה מוצרים הכוללים רכיבי אוטומציה,
טכנולוגיית הנעה וספקי כוח.
תקנים של רכיבים אלקטרוניים
תקנים של רכיבים אלקטרוניים הם חיוניים להבטחת תאימות, אמינות, בטיחות ויעילות של רכיבים ומערכות אלקטרוניות.
תקנים אלה מכסים מגוון רחב של היבטים, מממדים פיזיים ומאפיינים חשמליים ועד לפרוטוקולי תקשורת ומתודולוגיות בדיקה.
הם מפותחים ומתוחזקים על ידי ארגונים בינלאומיים שונים.
להלן סקירה כללית של כמה תקנים מרכזיים והגופים האחראים עליהם:
הועדה האלקטרוטכנית הבינלאומית (IEC)
IEC 60068: בדיקות סביבתיות לרכיבים אלקטרוניים, פירוט בדיקות לטמפרטורה, לחות, רעידות,
זעזועים ולחצים סביבתיים אחרים.
IEC 60601: סדרת תקנים לציוד חשמלי רפואי, המפרטת דרישות בטיחות וביצועים כלליות.
IEC 61000: תקני תאימות אלקטרומגנטית (EMC), המכסים דרישות פליטה וחסינות עבור סביבות שונות.
המכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE)
IEEE 802: סדרת תקנים עבור רשתות מקומיות (LAN) ורשתות אזור מטרופולין (MAN), כולל Ethernet (IEEE 802.3),
Wi-Fi (IEEE 802.11) ו-Bluetooth (IEEE 802.15).
IEEE 1149.1: תקן לבדיקת יציאת גישה וארכיטקטורת סריקת גבולות, הידוע בכינויו JTAG, המשמש לבדיקת PCB ו-IC.
ארגון התקינה הבינלאומי (ISO)
ISO/IEC 7816: תקנים לכרטיסים חכמים והתקני אבטחה לזיהוי אישי.
ISO/IEC 14443: תקנים לכרטיסי קרבה (כרטיסים חכמים ללא מגע) והקוראים המתקשרים איתם,
בשימוש במערכות בקרת גישה.
המועצה המשותפת להנדסת מכשירי אלקטרוניקה (JEDEC)
JEDEC JESD79: מפרט DDR SDRAM, המפרט את דרישות החשמל והתזמון לזיכרון דינמי סינכרוני בגישה אקראית (DDR).
JEDEC J-STD-020: סיווג רגישות לחות או זרימה חוזרת עבור התקני הרכבה משטח שאינם הרמטיים במצב מוצק,
המפרט נהלים לטיפול, אריזה, משלוח ושימוש בהתקני הרכבה משטח רגישים ללחות/זרימה חוזרת.
ברית תעשיות אלקטרוניות (EIA) (כיום חלק מ-ECIA)
EIA-310: תקן לעיצוב מתלים, לוחות וארונות לציוד אלקטרוני בעל ביצועים גבוהים.
EIA/TIA-568: Commercial Building Telecommunications Kabeling Standard, מפרט מערכת כבלים למוצרי ושירותי תקשורת.
מעבדות חתמים (UL)
UL 94: תקן לבדיקות דליקות של חומרים פלסטיים עבור חלקים במכשירים.
UL 746C: תקן לחומרים פולימריים המשמשים בהערכות ציוד חשמלי, לרבות אלה עבור בידוד ורכיבים מבניים.
תקנים אלה מבטיחים שרכיבים ומערכות אלקטרוניים בטוחים, אמינים וניתנים להפעלה הדדית בשווקים גלובליים.
יצרנים, מעצבים ומהנדסים מצייתים לתקנים אלה כדי להבטיח עמידה בדרישות הרגולטוריות, להקל על הגישה לשוק
ולעמוד בציפיות הלקוחות לאיכות וביצועים.
