درس الکترونیک رشته مهندسی برق

درس الکترونیک رشته مهندسی برق یکی از درس‌های بسیار مهم و پرکاربرد در این رشته است. این درس در آزمون کارشناسی‌ارشد درس‌های الکترونیک ۱ و الکترونیک ۲ را دربرمی‌گیرد. این درس در دانشگاه‌ها به‌صورت دو درس سه‌واحدی جداگانه تدریس می‌شود. در این مطلب به‌صورت کامل این درس و منابع مطالعه آن را معرفی کرده‌ایم.

ضریب درس الکترونیک در گرایش‌های کارشناسی ارشد مهندسی برق

ضریب‌ درس الکترونیک رشته مهندسی برق در هر یک از گرایش‌های کارشناسی ارشد در این جدول آمده است:

برای آشنایی با ضریب‌های هر یک از درس‌های مهندسی برق در کنکور کارشناسی ارشد در هر گرایش روی این لینک کلیک کنید:

گرایش‌های رشته مهندسی برق در کارشناسی‌ارشد را بشناسید

فصل‌های درس الکترونیک

همان‌طور که گفتیم، درس الکترونیک در دانشگاه‌ها به‌صورت دو درس الکترونیک ۱ و الکترونیک ۲ ارائه می‌شود که هر یک سه‌واحدی هستند. فصل‌های درس الکترونیک رشته مهندسی برق از این قرار است:

فصل اول: دیود

دیودها عناصری نیمه‌هادی هستند که می‌توان آن‌ها را مانند یک شیر یا دریچه‌ی الکتریکی برای یک‌طرفه‌کردن جهت جریان الکتریکی در نظر گرفت. از مهم‌ترین کاربردهای دیودها می‌توان به یک‌سوسازی جریان‌های متناوب و تنظیم ولتاژ اشاره کرد.

فصل دوم: ترانزیستور دوقطبی پیوندی

در یک ترانزیستور دوقطبی یا BJT می‌توان با تغییر ولتاژ بایاس اعمالی به آن جریان خروجی را کنترل کرد. درواقع یک ترانزیستور دوقطبی مانند یک سوئیچ کنترل‌شده جریان کار می‌کند. ترانزیستورها عناصری سه‌سر هستند و با توجه به هدف طراحی مدار، با پیکربندی‌های متفاوتی در مدار قرار می‌گیرند. رایج‌ترین پیکربندی عبارت است از بیس مشترک، کلکتور مشترک و امیتر مشترک. هر یک از این نوع اتصال‌ها با هدف خاصی صورت می‌گیرد.

فصل سوم: ترانزیستور اثر میدان

در این نوع ترانزیستورها نیز هدف اصلی کنترل جریان است که مبنای کار آن یک میدان الکتریکی است. ترانزیستورهای اثر میدان سه پایه‌ی سورس، درین و گیت دارند و به دو گروه ماسفت و جی‌فت تقسیم می‌شوند. در این ترانزیستورها کنترل جریان سورس و درین با اعمال ولتاژ به گیت صورت می‌گیرد. امپدانس ورودی ترانزیستورهای اثر میدان بسیار زیاد است و از نظر ابعاد از ترانزیستورهای BJT کوچک‌تر هستند.

فصل چهارم: آینه‌ی جریان

آینه‌ی جریان یک مدار الکترونیکی ترانزیستورهای BJT یا اثر میدان را دربرمی‌گیرد که کار اصلی آن کپی‌کردن جریان از یک قسمت از مدار در قسمت دیگر به‌منظور تأمین جریان‌های بایاس و بار است. آینه‌های جریان آرایش‌های متفاوتی دارند که با توجه به هدف‌مان می‌توانیم از هر یک از انواع آن استفاده کنیم.

فصل پنجم: تقویت‌کننده‌ی تفاضلی

یک مدار الکترونیکی دو ترانزیستور امیتر مشترک یا سورس مشترک را شامل است که تفاوت دو سیگنال ورودی را تقویت و قسمت مشابه آن دو را تضعیف می‌کند. تقویت‌کننده‌های تفاضلی کاربرد بسیاری در الکترونیک دارند و در آزمون کارشناسی‌ارشد و دکتری مهندسی برق نیز سؤال‌های متنوعی در سال‌های اخیر از این مبحث می‌آيد.

فصل ششم: تقویت‌کننده‌ی عملیاتی

تقویت‌کننده‌ی عملیاتی اختلاف ورودی‌ها را تقویت می‌کند. در گذشته در رایانه‌های آنالوگ با استفاده از عناصری مانند مقاومت، خازن، دیود و تقویت‌کننده‌ی عملیاتی، مدارهایی با کاربردهای گوناگون برای انجام‌دادن عملیات ریاضی، مانند جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، مشتق، و انتگرال، پیاده‌سازی می‌شد. امروزه تقویت‌کننده‌های عملیاتی به‌صورت مدار مجتمع و با ابعاد و وزن کمتری ساخته می‌شوند. یک تقویت‌کننده‌ی عملیاتی ایده‌آل خصوصیاتی مانند بهره‌ی ولتاژ بی‌نهایت، مقاومت خروجی صفر و مقاومت ورودی و پهنای باند بی‌نهایت را شامل است. تقویت‌کننده‌های عملیاتی در واقعیت نمی‌توانند خصوصیت‌های مدل ایده‌آل باشد؛ چون که خود از چند طبقه تقویت‌کننده‌ی ترانزیستوری ساخته می‌شوند و به‌همین دلیل، در عمل، در بهره‌ی ولتاژ، مقاومت ورودی و جریان خروجی محدودیت‌هایی دارند.

فصل هفتم: فیدبک

در ساختار فیدبک می‌توان با مقایسه‌ی سیگنال خروجی و ورودی خطای سیستم را جبران کرد؛ به‌همین دلیل، ساختار فیدبک در پایدارسازی بسیار نقش مهمی ایفا می‌کند. در الکترونیک چهار نوع پیکربندی برای فیدبک به‌صورت فیدبک سری‌ـ‌موازی یا ولتاژ سری (به‌عنوان یک سیستم فیدبک کنترل‌شده ولتاژ‌ـ‌ولتاژ)، فیدبک موازی‌ـ‌سری یا جریان موازی (به‌عنوان یک سیستم فیدبک کنترل‌شده‌ی جریان‌ـ‌جریان)، فیدبک سری‌ـ‌سری یا جریان سری (به‌عنوان یک سیستم فیدبک کنترل‌شده جریان‌ـ‌ولتاژ) و فیدبک موازی‌ـ‌موازی یا ولتاژ موازی (به‌عنوان سیستم فیدبک کنترل‌شده‌ی جریان‌ـ‌ولتاژ) جهت طراحی مدار برای اهداف مختلف استفاده می‌شود.

فصل هشتم: تقویت‌کننده‌ی توان

تقویت‌کننده‌ی توان سطح توان سیگنال ورودی را افزایش می‌دهد. برای یک تقویت‌کننده‌ی توان معمولاً نمی‌توان از ترانزیستورهای معمولی استفاده کرد؛ باید از ترانزیستوری استفاده کرد که در جهت هدف تقویت‌کنندگی توان ساخته شده باشند. ترانزیستورهای قدرت، در مقایسه با ترانزیستورهای معمولی، اندازه‌های بزرگ‌تری دارند تا بتوانند مقادیر بزرگ توان را تحمل کنند.

فصل نهم: تنظیم‌کننده‌ی ولتاژ

در برخی از مدارهای الکترونیکی نوسان‌ها و تغییرات ولتاژ ورودی ممکن است به قطعات مدار آسیب بزند؛ به‌همین منظور، از تنظیم‌کننده‌ی ولتاژ به‌منظور تثبیت ولتاژ در مقادیر خاصی استفاده می‌شود. مباحث این فصل در مورد نحوه‌ی طراحی و تحلیل مدارهایی با استفاده ترانزیستور و دیود است که بتوان با آن ولتاژ مدنظر را تنظیم کرد.

فصل دهم: پاسخ فرکانسی

در یک مدار AC خطی می‌توان با یک سیگنال ورودی سینوسی با دامنه‌ی ثابت و فرکانس متغیر پاسخ مدار را تحلیل و بررسی کرد؛ بنابراین، پاسخ فرکانسی ابزار مناسبی برای تحلیل تغییرات سیگنال خروجی در یک بازه‌ی فرکانسی مشخص در مدارهاست و می‌توان مشخص کرد که با تغییر فرکانس سیگنال ورودی رفتار مدار چگونه تغییر خواهد کرد.

بودجه‌بندی درس الکترونیک رشته مهندسی برق در کنکور کارشناسی ارشد

بودجه‌بندی درس الکترونیک در کنکور کارشناسی ارشد مهندسی برق در سال‌های اخیر از این قرار است:

برای آشنایی بیشتر با بودجه‌بندی سؤالات کنکور ارشد مهندسی برق این مطلب را مطالعه کنید:

بودجه بندی سؤالات آزمون ارشد برق برای کنکور ۱۴۰۰ چگونه است؟

نحوه‌ی مطالعه‌ی درس الکترونیک برای آمادگی در آزمون

دانشجویان برای مطالعه‌ی درس الکترونیک باید با مباحث اولیه‌ی درس مدارهای الکتریکی، مانند kvl و kcl، و همچنین مباحثی مانند محاسبه مقاومت‌های سری و موازی آشنا باشند. اگر این مباحث اولیه مداری را فراموش کرده‌اید، پیشنهاد می‌کنیم ابتدا این مطالب را یادآوری کنید و سپس مطالعه‌ی درس الکترونیک را شروع کنید. فصل اول تا سوم که آشنایی با نحوه‌ی عملکرد دیود و ترانزیستورهای دوقطبی و اثر میدان است بسیار اهمیت دارد و اساس کار در فصل‌های بعدی است؛ بنابراین درک مفاهیم موجود در این سه فصل ضروری است. حل سؤال‌های درس الکترونیک تکنیک‌های خاص خود را دارد که با تمرین و حل سؤال‌های زیاد می‌توان بر آن مسلط شد.

شروع مطالعه

با توجه به اینکه مدت‌زمان پاسخگویی به سؤال‌ها در آزمون محدود است، دانشجویان باید با تمرین زیاد نحوه‌ی حل سؤال در مدت‌زمان محدود با توجه به نکات موجود در سؤال را یاد بگیرند. برای شروع مطالعه نیازی نیست که سؤال‌ها حتماً در زمان محدود حل شوند. در ابتدا بدون محدودیت زمان و مانند یک سؤال تشریحی سعی کنید سؤال را تحلیل و بررسی کنید و با نکات و مفاهیم موجود در سؤال آشنا شوید.

چون تازه در حال یادگیری مفاهیم هستید، ممکن است در ابتدا زمان زیادی را برای حل یک سؤال صرف کنید که طبیعی است. پس از یادگیری کامل مفاهیم سعی کنید سؤال‌ها را در مدت‌زمان کمتری پاسخ دهید. در این مرحله نیازی نیست که حتماً مشابه مدت‌زمان آزمون به سؤال‌ها پاسخ دهید؛ فقط سعی کنید کمی سرعت‌تان در حل سؤال افزایش پیدا کند.

تسلط نسبی

پس از این مرحله و زمانی که احساس کردید بر تمامی مفاهیم موجود در این درس تسلط نسبی دارید، کم‌کم با زمان محدود و مشابه آزمون سعی به حل سؤال کنید. طبیعی است که در ابتدا زمان کافی برای حل سؤال را نداشته باشید، ولی با تمرین و حل سؤال‌های زیاد این مهارت در شما به وجود خواهد آمد و با مدیریت زمان قادر خواهید بود که سؤال‌های بیشتری را در مدت‌زمان مدنظر حل کنید.

با توجه به اینکه در آزمون نمره‌ی سؤال‌های آسان با سؤال‌های سخت یکسان است، باید در مدت‌زمان آزمون بیشترین سؤالی را پاسخ دهید که برای شما ساده‌تر است. مدیریت زمان نقش بسیار مهمی در کنار تسلط به مباحث در کسب رتبه‌ی مناسب در آزمون ایفا می‌کند. پیشنهاد می‌شود که حتماً سؤال‌های درس الکترونیک در آزمون‌های سال‌های اخیر را مطالعه و تحلیل کنید؛ زیرا سؤال‌هایی که هر سال در آزمون طرح می‌شود معمولاً با سؤال‌های سال‌های گذشته تشابه دارد.

منابع مناسب مطالعه درس الکترونیک

کتاب مبانی الکترونیک دکتر سیدعلی میرعشقی و کتاب مبانی میکروالکترونیک دکتر بهزاد رضوی معمولاً به‌عنوان کتاب‌های مرجع در دانشگاه‌ها تدریس می‌شود. این کتاب‌ها برای افرادی که مدت‌زمان کافی برای مطالعه را در اختیار دارند مناسب است و به یادگیری مفاهیم پایه‌ای و بنیادی درس الکترونیک به این افراد کمک خواهد کرد.

برای آن دسته از افرادی که وقت محدودی برای مطالعه دارند و می‌خواهند سریع‌تر با نحوه‌ی حل سؤال‌های شبیه آزمون در این درس آشنا شوند و به‌طور بهینه از زمان باقی‌مانده تا آزمون استفاده کنند، شرکت در کلاس‌های آمادگی آزمون و مطالعه‌ی جزوه‌های اساتید فعال در این درس به این افراد پیشنهاد می‌شود.

منابع حل تمرین

باید به این نکته دقت کرد که یادگیری مباحث یک درس شرط لازم برای کسب نمره‌ی مناسب در آزمون‌های چهارگزینه‌ای است، اما کافی نیست. داوطلبان در آزمون باید سؤال‌های زیاد و متنوعی را به‌عنوان تمرین تحلیل و بررسی کنند تا به نحوه‌ی حل سؤال در زمان محدود تسلط پیدا کنند.

یکی از منابع بسیار خوب برای تمرین و حل سؤال در درس الکترونیک کتاب میکروالکترونیک ۱ و ۲، تألیف مهندس رضا کهن، از انتشارات نصیر است که در آن بالغ بر ۶۰۰ سؤال چهارگزینه‌ای با پاسخ تشریحی کامل تجزیه‌وتحلیل شده است که به نحوه‌ی یادگیری و تسلط در حل سؤال کمک زیادی خواهد کرد.

برای آشنایی با بهترین منابع کنکور کارشناسی ارشد برق برای همه درس‌ها این مطلب را بخوانید:

بهترین منابع الکترونیک کنکور ارشد برق را بشناسید!

کلاس‌های آنلاین و ویدئوهای آموزشی درس الکترونیک رشته مهندسی برق

دپارتمان مهندسی برق کافه‌تدریس با استفاده از بهترین استادان کلاس‌های آنلاین و ویدئوهای آموزشی درس، نکته و تست و حل‌تمرین را در کنار وبینارهای آموزشی منظم رایگان در نظر گرفته است. کلاس‌های آنلاین و نکته و تست درس الکترونیک رشته مهندسی برق از این قرار است:

کلاس آنلاین الکترونیک ویژه کنکور برق ۱۴۰۰

کلاس آنلاین نکته و تست الکترونیک ویژه کنکور برق ۱۴۰۰

برای آشنایی با کلاس‌های آنلاین و ویدئوهای آموزشی دپارتمان مهندسی برق کافه‌تدریس روی این لینک کلیک کنید:

کلاس‌های آنلاین و ویدئوهای آموزشی کنکور ارشد مهندسی برق