電子回路
【英】electronic circuit
電子回路とは、電気的な機能を持つ部品を、導線により結合した電気回路の一種で、特に、制御的な動作を含むもののことである。
電子回路は、回路素子と呼ばれる個々の構成部品が、電気を通す導線によって、一定の機能を持つように構成された回路である。素子には、入力対して線形な出力を行う線形素子と、非線形な出力を行う非線形素子がある。また、素子は、受動素子、能動素子と分類されることもある。さらに、端子の数から、2端子素子、3端子素子などに分けることもある。線形素子の代表的なものは、抵抗、コンデンサ、コイル、トランスなどである。非線形素子の代表的なものは、ダイオード、サイリスタ、トランジスタなどである。このような素子を導線によって結合することにより、一定の機能を持たせることができる。どのように回路を構成するかということを回路設計と呼ぶ。また、回路設計の結果は、電子回路図で表現される。回路図には、利用された各素子を表すシンボルが描かれ、素子同士が導線で結合されている様子が、回路図中の線で表現される。
電子回路は、その機能や動作方式などにより分類される。1と0の論理代数に従って動作するように構成された電子回路は、論理回路あるいはデジタル回路と呼ばれる。これに対して、入力に対して、連続的な動作をするものは、アナログ回路と呼ばれる。また、扱う周波数の範囲によって、低い周波数を扱うものを低周波回路、高い周波数を扱うものを高周波回路と呼ぶ。信号間の変換を行うタイプの電子回路は変換回路と呼ぶ。変換処理には、デジタルとアナログを相互に変換するものや、周波数の変換、エネルギーレベルの変換などがある。
電子回路は、基板と呼ばれる板状の絶縁素材の上に形成される。基板は、エポキシやベークライトを素材にしたものが多い。この基板の上に、配線用の導線を、エッチングなどの印刷技術を使って配線パターンとしてプリントしたものを特にプリント基板と呼ぶ。基板上には、素子を置くための穴が開けられ、半田付けによって固定する。電子回路の中で、複雑な機能を持つひとかたまりを、小さなパッケージに封入したものを、集積回路と呼ぶ。
電子回路
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2023/12/26 19:26 UTC 版)
電子回路(でんしかいろ、英語: electronic circuit)は、ダイオードやトランジスタなどの能動素子を構成要素に含む電気回路。
特徴
電子回路にはアナログ電子回路とデジタル電子回路がある[1]。信号を増幅したり、計算したり、データを転送したりといったことができる[2]。回路は個々の電子部品を電気伝導体のワイヤで相互接続することで構築できるが、近年では一般にプリント基板にフォトリソグラフィで配線を作り、そこにはんだで電子部品を固定することで回路を構築する。
集積回路では、ケイ素などの半導体でできた基板上に素子と配線を形成する[3]。集積回路も電子回路の一種だが、この記事ではもっぱら集積回路は不可分な一個部品として扱う。集積回路の内部の電子回路については集積回路の記事を参照のこと。
プリント基板は試作には向いていないため、新規設計の評価にはブレッドボード、ユニバーサル基板などを一般に使用する。それらは開発途中で素早く回路に変更を加えることができる。
プリント基板が多用されるようになる以前は、ワイヤラッピング配線や、ラグ板などを利用した空中配線により、電子回路は作られていた。
種類
大きくアナログ回路・デジタル回路(論理回路)・アナログとデジタルの混合信号回路(アナログ-デジタル変換回路、デジタル-アナログ変換回路など)に分けられる。取り扱う周波数により、低周波回路・高周波回路という分け方をする場合もある。
アナログ回路
アナログ回路は、表現している情報に対応して電流または電圧が時と共に連続的に変化する電子回路である。アナログ回路の基本構成として直列回路と並列回路がある。直列回路では、同じ電流経路上に電子部品が並んでいる。例えば、クリスマスのイルミネーションで使用する電球が並んだ線がある。この場合、電球のどれか1つが切れると全部の電球が消える。並列回路では、それぞれの電子部品に同じ電圧がかかり、各部品の電気抵抗値に応じて電流が分配される。
アナログ回路の基本構成部品として、配線、抵抗器、コンデンサ、コイル、ダイオード、トランジスタがある(最近では、メモリスタも基本素子の1つとして加わっている)。配線を直線で表し、各部品を記号で表した回路図で表現するのが一般的である。アナログ回路の解析にはキルヒホッフの法則を利用する。すなわち、ある節点(配線が交わる点)での全電流の総和は常に0であり、閉路を形成する配線上の電圧の総和は0になるというものである。配線は一般に電気抵抗がなく電圧がかからない理想的な電気伝導体とみなす。電気抵抗やリアクタンスを付与するには、明示的に抵抗器やコイルのような受動素子を追加する。トランジスタなどの能動素子は、制御された電流源または電圧源として扱われることが多い。例えば電界効果トランジスタはソース・ドレイン間の電流源としてモデル化でき、その電流はゲート・ソース間の電圧で制御される。
回路の大きさとその回路が扱う信号周波数の波長が近い場合、より洗練された手法を使用しなければならない。配線は伝送線路として扱われ、一定の特性インピーダンスを持つことが望ましい。始点と終点におけるインピーダンスから伝送される波と反射波が決定される。このような考慮は扱う周波数がGHz以上の場合に重要となる。集積回路は配線が短いため、10GHzぐらいまでは素子の集まりとして扱える。
代替となるモデルとして、基本電子ユニットとして独立電源と電磁誘導を採用することがある。この場合、二次電子部品として周波数に依存した負性抵抗、ジャイレータ、負性インピーダンス変換回路などを扱える。
デジタル回路
デジタル回路では電気信号が離散値をとるものとし、それらが真理値や数値を表す[4]。それらの値が処理すべき情報を表している。ほとんどの場合二値に符号化し、1つの電圧(一般に高い方の電圧)が二進数の '1' を表し、もう1つの電圧(一般に接地電位 0V)が二進数の '0' を表す。デジタル回路は論理素子を多用して論理回路を構成し、ブール論理の関数であるAND、OR、NOTやそれらの可能な組み合わせを実装する。ポジティブフィードバックを提供する形でトランジスタを相互接続するとラッチ回路やフリップフロップが構成でき、回路は2つ以上の準安定状態をとるようになり、外部からの入力が変化するまで1つの状態を保持し続ける。したがってデジタル回路は論理とメモリを提供でき、任意の計算機能を構成できる。フリップフロップを使ったメモリをSRAMと呼ぶ。よく使われているDRAMはコンデンサに電荷を蓄えるメモリである。
デジタル回路は個々の論理ゲートが信号を再生成しているため、減衰や利得やオフセット電圧などのアナログ設計で考慮すべきところを無視でき、同程度の複雑さ(部品数)ならアナログ回路よりも設計が容易である。結果として、単一のシリコンチップ上に多数の論理素子を集積した複雑なデジタル回路を低価格で大量生産できる。そのようなデジタル集積回路は、電卓、携帯電話、コンピュータなどの現代の電子機器で広く使われている。
デジタル回路はマイクロプロセッサなどの汎用計算チップやASICなどの特定用途向けの論理回路で使われている。工場出荷後に論理回路構成を変更できるFPGAなども広く使われている。
混合信号回路
混合信号回路またはハイブリッド回路は、アナログ回路の要素とデジタル回路の要素を同時に含んでいる。例えば、コンパレータ、マルチバイブレータ、位相同期回路 (PLL)、ADC(アナログ-デジタル変換回路)、DAC(デジタル-アナログ変換回路)などがある。最近の無線回路や通信回路は混合信号回路を使っている。例えば受信機では、アナログ回路で信号の増幅と周波数変換を行い、それをデジタルに変換した後はデジタル回路で処理を進める。
構成要素
雑音
出典
関連項目
外部リンク
- 日本電子回路工業会
- 電子回路の基礎 - 東北学院大学
- 電子設計の基本と応用がわかる - EDN Japan
電子回路
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2020/02/28 21:30 UTC 版)
一部の製品に搭載されている、射撃制御用の回路。フルオートをタイマ回路でバーストにする(SIG SG550及びSG551)、フォトインタラプタを用い発射弾数を数えてセミオート、バースト射撃制御を行う(SYSTEMA製品)等の目的で搭載される。
※この「電子回路」の解説は、「電動ガン」の解説の一部です。
「電子回路」を含む「電動ガン」の記事については、「電動ガン」の概要を参照ください。
「電子回路」の例文・使い方・用例・文例
- 彼は電子回路の設計者です。
- 私の前職は電子回路設計者です。
- 標準周波数に何か(楽器や電子回路)を較正すること
- トランジスタ(電子回路か装置)を備える
- 低抵抗・高インダクタンスのコイルで電子回路で直流電流を通し交流電流を薄めるのに用いられる
- 過負荷.のときに電子回路を遮断するスイッチ
- 2つの安定状態のいずれかを想定できる電子回路
- 既定の電圧パルスだけを通すことができる電子回路から成る科学機器
- 出力が振幅で制限される非線形の電子回路
- 電子回路の電力の流れをワットで測る装置
- 金属板と電子回路を刻むのに使用される極めて毒性の強い化学物質
- 電子回路を用いて計算,判断,記憶などを自動的に行う装置
- 電子回路のみで構成されたタイマー
- 電子回路による机上で使える小型の計算機
- 半導体を用いた電子回路素子
- リニア回路という電子回路
- 発振を電子回路で行う楽器
- 電子回路の発振音で作った音楽
- エレクトリックドラムという,電子回路を用いた打楽器
- エレクトロニックドラムという,電子回路を用いた打楽器
電子回路と同じ種類の言葉
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