ഇലക്ട്രോണിക്സ് - 02

ഇലക്ട്രോണിക്സ് രംഗത്തുണ്ടായ പുതിയ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾ ലോകത്തെ മാറ്റിമറിച്ചു. ആശയവിനിമയ രംഗത്തു വിസ്മയകരമായ മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഇതേപ്പറ്റി നമുക്കു ചർച്ച ചെയ്യാം. പത്താം ക്ലാസിലെ 'ഇലക്ട്രോണിക്സ് ' അടക്കമുള്ള ഫിസിക്സ്പാഠങ്ങൾക്കു സഹായി. ഈ ലേഖനത്തിന്റെ രണ്ടാം ഭാഗമാണ് ഇത്.

ഇലക്ട്രോണിക്സിന്റെ വളർച്ച
ഇലക്സ്ട്രോണിക്സ് രംഗം ഇന്നു വ്യവസായ പ്രാധാന്യമുള്ള വമ്പൻ വിപണിയാണ്. കളിപ്പാട്ടങ്ങൾ മുതൽ കംപ്യൂട്ടറുകൾ വരെ ഇലക്ട്രോണിക്സസിന്റെ മികവോടെയാണു പുറത്തെത്തുന്നത്. വലിയ തൊഴിൽസാധ്യത മുതൽ സ്വയം തൊഴിൽ വരെ ഇലക്ട്രോണിക്സ് മേഖലയിലുണ്ട്. ഈ മേഖലയിൽ തൊഴിൽ ചെയ്യുന്നവർ അവശ്യം ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില വസ്തുക്കളുണ്ട്. അവയിൽ ചില ത് ഇതാ.

1. PCB (Printed Circuit Board)
ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകളിൽ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒന്നാണു കണക്ഷനുകൾ, ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഭാഗങ്ങൾ തമ്മിൽ ശരിയായും ഷോർട്ട് ആകാത്ത രീതിയിലുമുള്ള കണക്ഷനുകൾ ആവശ്യമാണ്. കണക്ഷനുകൾക്കു കമ്പികൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ഉപകരണങ്ങ ളുടെ വലുപ്പം വളരെയധികം വർധിക്കുകയും ഷോർട്ട് ആകാനുള്ള സാധ്യത കൂടുകയും ചെയ്യുന്നു.
PCBയിൽ പരിപഥങ്ങൾ കൃത്യമായും കോംപാക്ട് ആയും പ്രിന്റ്  ചെയ്യുന്നു. Single layer, Double layer, Multi layer PCB കൾ നിലവിൽ ഉണ്ട്. റസിസ്റ്ററുകൾ, ഡയോഡുകൾ ഇവയെ കോംപാക്ട് ആയി മോൾഡ് ചെയ്തതെടുത്ത PCBകളും ഉണ്ട്.

2. Soldering Iron
സോൾഡറിങ് പ്രകിയ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഹാൻഡിൽ ആണിത്. നിക്രോം ഹീറ്റിങ് എലമെന്റ് ഉപയോഗിച്ച് ഇതിൽ താപം ഉൽപാദിപ്പി ക്കുന്നു. ഇതു മെറ്റൽ ട്രിപ്പിലേക്കെത്തുമ്പോൾ രണ്ട് ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഭാഗങ്ങളെ നമുക്കു വിളക്കിച്ചേർക്കാം. 15W-35w പവർ ഉള്ള സോൾഡറിങ് അയേണുകളാണു സാധാരണയായി ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഭാഗങ്ങളെ വിളക്കിച്ചേർക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഉപയോഗത്തിനനുസൃതമായി വിവിധതരം സോൾഡറിങ് അയേണുകൾ നിലവിലുണ്ട്.

3. ഫ്ലക്സ്
ഇതൊരു നിരോക്സീകാരിയാണ്. ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഭാഗങ്ങൾ വിളക്കിച്ചേർക്കുന്നതിനു മുന്നോടിയായി അവ വൃത്തിയാക്കേണ്ടതുണ്ട്. എങ്കിൽ മാത്രമേ വിളക്കിച്ചേർത്ത ഭാഗങ്ങൾ കൃത്യമായി ഒട്ടിച്ചേർന്നിരിക്കുകയുള്ളൂ. ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഭാഗങ്ങൾ പൊതുവേ സൂക്ഷ്മങ്ങളായതിനാൽ ഉപ്പുകടലാസുകൊണ്ട് ഉരയ്ക്കുന്നതും മറ്റും ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമാണ്. കുഴമ്പുപരുവത്തിലുള്ള ഫ്ലക്സ് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ലോഹപ്രതലത്തിലെ സംയുക്തങ്ങൾ നിരോക്സീകരിക്കപ്പെടുന്നു. തുടർന്നു സോൾഡർ ചെയ്യുമ്പോൾ ആ ഭാഗങ്ങൾ കൃത്യമായി ഒട്ടിനിൽക്കുന്നു.

4. സോൾഡർ
ടിന്നിന്റെയും ലെഡിന്റെയും സംയുക്തമാണിത്. ലോഹഭാഗങ്ങൾ വിളക്കിച്ചേർക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രധാന വസ്തു. ഇതിനു ദ്രവണാങ്കം വളരെ കുറവാണ്. സോഫ്റ്റ് സോൾഡറുകളിൽ 63% ടിന്നും 37% ലെഡും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഫ്ലക്സ് പ്രത്യേകമായി ഉപയോഗി ക്കുന്നതിനു പകരം ഇപ്പോൾ സോൾഡറിങ് ലെഡിനകത്തുതന്നെ ഫ്ലക്സസ് ഉള്ള സോൾഡറും രംഗത്തുണ്ട്. ലെഡ് ഉയർത്തുന്ന ആരോഗ്യപ്രശ്നങ്ങളെ മുൻനിർത്തി ഇന്ന് ലെഡില്ലാത്ത സോൾഡറുകളും ഉണ്ട്. ടിൻ, ചെമ്പ്, സിൽവർ, ബിസ്മത്ത്, ഇൻഡിയം, സിങ്ക്, ആന്റിമണി എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമാണ് ഇത്.

ഇലക്ട്രോണിക്സിലെ അദ്ഭുത ശിശു

ട്രാൻസ്  റെസിസ്റ്റൻസ് എന്നതിന്റെ ചുരുക്കമാണ് ട്രാൻസിസ്റ്റർ. 1947ൽ അമേരിക്കയിലെ ബെൽ ലബോറട്ടറിയിലെ വില്യംഷോക്സലി, ഡബ്ല്യു.എച്ച്. ബാറ്റെയ്ൻ, ജോൺ ബാർഡീൻ എന്നിവരാണ് ആദ്യത്തെ ട്രാൻസിസ്റ്റർ രൂപകൽപന ചെയ്തത്. ഇതിനവർക്ക് 1956ൽ ഫിസിക്സസിൽ നൊബേൽ സമ്മാനം ലഭിക്കുകയുണ്ടായി.

ട്രാൻസ്ക്സിസ്റ്ററിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം ഇലക്ട്രോണിക്സസിനു സമൂല പരിവർത്തനങ്ങൾ വരുത്തിയതിനാൽ 'ഇലക്ട്രോണിക്സിലെ അദ്ഭുത ശിശു' എന്ന് ഇതിനെ വിളിക്കാറുണ്ട്.
ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ,ഓസിലേഷൻ.സിച്ചിങ് ഇവയ്ക്കാണു.ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇന്നു വിവിധതരത്തിലുള്ള ട്രാൻസി സ്റ്ററുകൾ രംഗത്തുണ്ട്. ഇതിൽ പ്രധാന രണ്ടു ടാൻസിസ്റ്ററുകളാണ് BJT (Bipolor Junction Transister), FET (Field Effect Transistor).

BJT (BipolorJunction Transistor)
PNP, NPN ടാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഈ ഗണത്തിൽപെടും. എമിറ്റർ, ബേസ്, കലക്ടർ എന്നിങ്ങനെ മൂന്നു കാലുകളാണ് ഇവയ്ക്കുള്ളത്.

FET (Field EffectTransistor)
ഇതിനെ unipolarTransistor എന്നും പറയാറുണ്ട്. ഇതിനു നാലു ടെർമിനലു കളാണുള്ളത്. സോഴ്സ് ഗേറ്റ്, ക്രെഡയിൻ, ബോഡി. ഭൂരിഭാഗം FETകളിലും ബോഡിയെ സോഴ്സുമായി ട്രാൻസിസ്റ്ററിനകത്തു തന്നെ ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടാവും. ഫലത്തിൽ ഭൂരിഭാഗം FETകൾക്കും മൂന്നു കാലുകളാണു പുറത്തു കാണുക. വ്യത്യസ്തമായവയും ഉണ്ട്. FET യെ പ്രധാനമായും രണ്ടായി തിരിക്കാം. JFET (Junction field effect Transistor), MOSFET (Metal Oxide Semiconductor field effect Transistor).

ഡിജിറ്റൽ ഇലക്ട്രോണിക്സ്
കംപ്യുട്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യ വളർന്നതോടെ കംപ്യൂട്ടറിൽ മാത്രമല്ല  ടിവി, ഡിവിഡി പ്ലെയർ, എസി, റഫ്രിജറേറ്റർ, വാഷി ങ് മെഷീൻ, ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കർ തുടങ്ങി ഒട്ടേറെ നിത്യോപയോഗ സാധനങ്ങളിലും ഇത്തരം സാങ്കേതികവിദ്യ സമർഥമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതിനെല്ലാം പിന്നിൽ അടിസ്ഥാനപരമായി ഡിജിറ്റൽ ഇലക്ട്രോണിക്സിന്റെ വളർച്ചയാണ്. 0,1 എന്നീ തലങ്ങളാണു ഡിജിറ്റൽ ഇലക്ട്രോണിക്സസിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. 0 എന്നതുകൊണ്ടു പൂജ്യം വോൾട്ട് എന്നോ 1 എന്നത് ഒരു വോൾട്ടോ അല്ല ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്. മറിച്ച് 0 താഴ്ന്ന വോൾട്ടതയും 1 ഉയർന്ന വോൾട്ടതയുമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു സർക്യൂട്ടിൽ 12 v ഉം 4.6V ഉം ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിൽ 1.2V എന്നത് 0 എന്ന തലവും4.6 v എന്നത് 1 എന്ന തലവുമാണ്.

AND, OR. NOT തുടങ്ങിയ അടിസ്ഥാന ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണു ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകൾ നിർമിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇവയെ ആവശ്യാനുസരണം സംയോജിപ്പിച്ചു മറ്റു ഗേറ്റ്സർക്യൂട്ടുകളും ഉണ്ട്. ഡയോഡുകൾ, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, റസിസ്റ്ററുകൾ ഇവ ബന്ധിപ്പിച്ചാണു ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നത്.ഇവയെല്ലാം ഒരുമിച്ചുചേർത്ത് ഒരു ഐസി യിലോ  (lntegrated Circut chip) മൈക്രോ ചിപ്പിലോ ഉള്ളടക്കം ചെയ്യുന്നു.

ഒരുപ്രായോഗിക ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടിൽ ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ, കൺ വെർട്ടറുകൾ, പവർ സപ്ലെ വേവ് ജനറേറ്ററുകൾ, സെൻസറുകൾ, ക്രൈഡവുകൾ, പൊട്ടൻഷ്യോ മീറ്ററുകൾ തുടങ്ങി അനുബന്ധ ഘടകങ്ങളും ഉണ്ടായിരിക്കും.

ഉപകരണങ്ങൾ അനലോഗ് രീതിയിൽനിന്നു ഡിജിറ്റൽ രീതിയിലേക്കു മാറിയപ്പോൾ നോയിസ് (Noise)(ആവശ്യമില്ലാത്ത സിഗ്നലുകൾ) കുറയ്ക്കക്കാൻ കഴിഞ്ഞുവെന്നതു വലിയൊരു നേട്ടമാണ്. ഇത് ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം മികവുറ്റതാക്കാൻ സഹായകമായിട്ടുണ്ട്.

നാം നിത്യജീവിതത്തിൽ കാണുന്നതും അനുഭവിക്കുന്നതുമായ പലഭൗതിക അളവുകളും അനലോഗ് രൂപത്തിലാണ് ഇവയെ ഡിജിറ്റൽ ആക്കുന്നതിനെ Analog to Digital Conversion (ADC) എന്നും തിരിച്ച്  Digital to Analog conversion (DAC) എന്നും പറയുന്നു.

അറിയാൻ.

1. ഒരു cd യിലെ ഒരു മണിക്കൂർ പാട്ടിൽ ഏകദേശം 600 കോടി ബൈനറി ഡിജിറ്റുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കും.
2. ISFET-lon sensitive Field Effect Transistor-ഇതൊരു സെൻസർ ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
3. ഒരു ലോജിക് ഗേറ്റിൽ ഏകദേശം 20 ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കും.
4. കമ്പ്യുട്ടറിന്റെ തലച്ചോറായ CPU (central Processing Uni) ഒന്നോ അതിലധികമോ മൈക്രോപ്രൊസസറുകൾ ചേർത്തുണ്ടാക്കിയതാണ്.
5. കംപ്യൂട്ടറുകളിലെ CMOS എന്ന പദം സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. Complementory Metal oxide Semiconductor എന്നാണ്.