أرابيكا:مسابقة مؤسسة الملك عبد العزيز ورجاله للموهبة والإبداع/مقالات/الإلكترونيات الرقمية

الإلكترونيات الرقمية شكل من أشكال الإلكترونيات يستخدم النبضات الكهربائية بدلا من التدفق المتواصل , أو الكهرباء القياسية (النظيرية) . وتستخدم الإلكترونيات الرقمية في كل أنواع الأجهزة الإلكترونية , من الساعات الرقمية والحاسبات إلى الحواسيب . الدوائر الرقمية : في الدائرة الرقمية , توجد الكهرباء في نبضات إما ذات فلطية عالية أو فلطية متدنية . وتغير المكونات الإلكترونية هذه النبضات وتعيد توجيهها فيما تتدفق خلال الدوائر . يمكن استخدام النبضات الكهربائية لتمثيل المعلومات في كود ثنائي . وهو يعبر عن المعلومات باستخدام أعداد تتكون من رقمين صفر و واحد . ويمكن أيضا ترجمة الكلمات و الأصوات والصور إلى كود ثنائي أيضا . وبما أن هناك خيارين اثنين , تستطيع الأجهزة التي تستخدم الإلكترونيات الرقمية معالجة المعلومات بسرعة كبيرة . البوابات المنطقية : البوابات المنطقية ترتيبية من الترانزستورات المستخدمة لإجراء الحسابات في الدوائر الكهربائية الرقمية . وتغير البوابات المنطقية النبضات التي تسري خلالها أو تعيد توجيهها . ولمعظم البوابات المنطقية دخلان يلتقيان الإشارات وخرج واحد يعطي إشارة . وثمة ثلاثة أنواع من البوابات المنطقية , يمثل كل منها برمز دائرة مختلف , للبوابات المنطقية استخدامات متعددة . مثال ذلك , قد تستخدم بوابة AND في نظام أمني ,مثل ذلك المستخدم في مصرف , حيث يدير موظفان مفتاحين في الوقت نفسه لفتح الخزنة . فعندما يدار المفتاحان معا فقط , يمرر واحدان عبر بوابة AND فيفتح القفل. النطاطات : تجمع البوابات المنطقية معا عادة لصنع أجهزة أكثر تعقيدا , مثل النطاطات . تدور النبضات الكهربائية ذهابا وإيابا داخل النطاطات في عملية تدعى تغذية مرتدة . ويمكن ذلك النطاطات من تذكر أجزاء من المعلومات الثنائية . تحتوي الدوائر المتكاملة في الحواسيب عادة على آلاف النطاطات . وتتصل هذه معا لصنع ذاكرة الحاسوب . الدوائر المتكاملة : الدائرة المتكاملة , وتعرف أيضا بجذاذة السليكون أو الجذاذة, دائرة إلكترونية كاملة تحتوي على آلاف المكونات الصغيرة المحفورة في قطعة صغيرة جدا من عنصر يدعى السليكون . تشرح أسطوانات ضخمة من السليكون إلى شرائح دقيقة تسمى رقائق , وتطبع الدوائر الصغيرة عليها . وبعد ذلك تقطع الرقاقة بمنشار ماسي إلى جذاذات منفردة . يستخدم السليكون لأنه شبه موصل – أي نوع من المواد التي تعمل كموصل أو عازل تبعا لدرجة حرارتها . وتكون المكونات التي تؤلف الدوائر شبه موصلات أيضا , مصنوعة من السليكون الممزوج مع مقادير دقيقة من مواد أخرى مثل الفسفور أو البور. عندما تصنع الجذاذات ,تركب على قطع تركيب بلاستيكية لها قوائم سلكية لوصلها بمكونات أخرى على لوح الدائرة . يدعى لوح الدائرة الرئيسي في الحاسوب اللوح الأم . وهو مكون من قطعة من البلاستيك تركب عليها الجذاذات . وتوصل الجذاذات بمسار معدنية مطبوعة على اللوحة الأم . وتتحكم مكونات أخرى في اللوحة بمقدار الكهرباء التي تسري عبر الجذاذات.