در ادامه مقالات معرفی گرایش های رشته مهندسی برق در این مقاله آموزشی به معرفی گرایش الکترونیک می پردازیم.
توسعه و رشد روز افزون صنایع الکترونیک و نفوذ همه جانبه آن در زندگی بشری موجب شده رشته مهندسی برق در میان شاخه های مختلف مهندسی از جایگاه خاصی برخوردار باشد. مهندسی الکترونیک دربرگیرنده دانش طراحی و تست مدارات الکترونیکی می باشد.
مهندسی الکترونیک ( Electronic engineering ) گرایش از مهندسی برق می باشد. بطور کلی از اثر و رفتار الکترون ها برای توسعه دستگاه ها, قطعات, سیستم ها و تجهیزاتی می پردازد که انرژی الکتریکی یکی از المان های مهم در آن ها باشد همانند مدارهای مجتمع, مدارهای چاپی, لامپ های خلا و .
این رشته به بررسی حرکت الکترون در دوره گاز، خلاء و یا نیمه رسانا و اثرات و کاربردهای آن می پردازد. مهندس الکترونیک در زمینه ساخت قطعات الکترونیک و کاربرد آن در مدارها، کار می کند. بنابراین فعالیت مهندسی الکترونیک به دو شاخه اصلی “ساخت قطعه و کاربرد مداری قطعه” و “طراحی مدار” تقسیم می شود.
پیشینه مهندسی برق الکترونیک
رایش الکترونیک یکی از قدیمی ترین گرایش های مهندسی برق می باشد. پیشنه آن به قرن ۱۹ زمانیکه صنعت تلگراف, رادیو و تلویزیون به پیشرفت های قابل ملاحظه ای رسیده بودند بر می گردد. با شروع جنگ جهانی دوم و توسعه استفاده از تجهیزاتی مانند رادیو, تلفن, تلویزیون, وسایل ارتباط های دور و رادیویی, رادارها, سیستم های جنگ افزاری, مهمات و .. بسیاری از مهندسان برق را بر آن داشت که به توسعه و پیشرفت روز افزون این علم بپردازند که موفق نیز در این عرصه بودند.
این شاخه از فناوری تا دهه‌ی ۵۰ بعنوان مهندسی رادیو شناخته می‌شد. از این تاریخ به بعد بود که با نام مهندسی الکترونیک بصورتی مستقل در نظر گرفته شد. نخستین بار مدارهای مجتمع در دهه‌ی ۶۰ و در دهه‌ی ۴۰ ترانزیستور تولید شد و به بازار ارائه گشت.
با نگاهی به دور و اطرافمان خواهیم دید که علم الکترونیک در بسیاری از شاخه های مختلف مانند پزشکی, مهندسی, نظامی و … کاربرد بسیار گسترده ای دارد. توسعه و پشیرفت بسیاری از صنایع بدون توجه به علم الکترونیک تقریبا غیر ممکن می باشد.
دروس تخصصی گرایش الکترونیک
دانشجو در دوره کارشناسی با طیف وسیعی از مدارات آشنا می گردد. اعم از مدارات آنالوگ و دیجیتال و نحوه تحلیل و طراحی آنها. امروزه با توسعه مدارات مجتمع و پدید آمدن شاخه های مختلف در میکروالکترونیک و روشهای متنوع آنالیز، طراحی و ساخت سیستم های الکترونیکی برای متخصصان الکترونیک آسانتر شده است. بطوریکه آشنایی مناسب با مدارات مجتمع برنامه پذیر همانند انواع میکروکنترها، FPGA، DSP، PLC یک مهندس الکترونیک را قادر می سازد به راحتی از عهده طراحی و ساخت انواع سیستم های الکترونیکی پیچیده برآید.
توضیح مختصر برخی از دروس گرایش مهندسی برق الکترونیک
الکترونیک ۳
در این درس در مورد پاسخ فرکانسی و عوامل مربوط به کاهش بهره در فرکانس های بالا و پایین و روش های به دست آوردن فرکانس های قطع بالا و پایین در تقویت کننده های ترانزیستوری صحبت می شود. در ادامه پایداری تقویت کننده های فیدبک مورد توجه قرار می گیرد.
میکروپروسسور
بعد از بوجود آمدن الکترونیک دیجیتال و جنبه های جذاب و ساده طراحیهای دیجیتال و کاربردهای فراوان این نوآوری، با تکنولوژیهای SSI , MSI ، ادوات الکترونیک دیجیتال، مانند قطعات منطقی به بازار آمد.
مدارهای مخابراتی
این درس به بررسی ساختار و یا طراحی مدارهایی می پردازد. که در فرکانس های بالا کار میکنند و در ارسال پیام در گیرنده و فرستنده نقش دارند. و در مورد نویزهای حرارتی، ترقه ای و … در این درس صحبت خواهد شد.راه هایی برای محدود کردن نویز پیشنهاد می شود. همچنین مدارهای تشدید و تبدیل امپدانس که برای انتقال حداکثر توان به کار می روند مورد بحث قرار می گیرد.
فیزیک الکترونیک
در این درس به مطالعه خواص سیلیکون، بلورشناسی، روش های ساخت قطعات و مدارهای نیمه هادی، تحلیل و طراحی این مدارها، به دست آوردن مشخصات قطعات و یکی از مهمترین زمینه های کاری و تحقیقاتی پرداخته می شود. پیش نیاز این ها تسلط بر درس دریاضی مهندسی و معادلات دیفرانسیل و فیزیک کوانتوم و فیزیک مدرن است.
توانایی های یک مهندس برق الکترونیک
از جمله دروس رشته مهندسی الکترونیک می توان به مدار، الکترونیک، کنترل، ماشین های الکتریکی، مخابرات و میکروپروسسور اشاره نمود. یک کارشناس مهندسی الکترونیک علاوه بر آشنایی با نحوه تجزیه تحلیل مدارات الکترونیکی با مفاهیم فیزیکی قطعات الکترونیکی همانند دیود و ترانزیستور نیز آشنا می گردد. فهم فیزیک قطعات و تجزیه تحلیل ریاضی مدارات الکترونیکی برای یک مهندس الکترونیک اهمیت ویژه ای دارد.
در واقع آنچه که یک مهندس برای پیشبرد طرحهای خود در آینده شغلی خود نیاز دارد به او آموزش داده می شود. ولی وظیفه بروزرسانی برعهده خود مهندس می باشد . زیراکه نیم عمر مهندسی برق بین ۱۲ تا ۱۸ ماه است. بدین معنی که اگر مهندس برقی در رشته خود به اندازه این مدت مطالعه نداشته باشد باصطلاح سواد او نصف می شود. این مسأله بیانگر تأثیر و اهمیت این رشته است.
این رشته هم مثل خیلی از رشته های دیگر مهندسی بر اساس مفاهیم فیزیکی و ریاضیات پابرجا است. و هر چه مفاهیم بهتر درک شده باشد فرد خبره تر خواهد بود. گرایش الکترونیک وابستگی زیادی به فیزیک خصوصا فیزیک الکترونیک و فیزیک نیمه هادی ها دارد. در گرایش مخابرات هم درس فیزیک خیلی مهم است. چون دروس اصلی مخصوصا در شاخه میدان شامل الکترومغناطیس و امواج است. تسلط کافی بر ریاضیات، فیزیک و زبان خارجی برای تحصیل در این رشته خیلی مهم است.
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر
فارغ التحصیلان مقطع کارشناسی برق که در گرایشهای الکترونیک، مخابرات، قدرت و کنترل مدرک می گیرند قادرند در یکی از این گرایش ها بصور اختیاری، یا رشته ای که برق زیر مجموعه ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل دهند.
این رشته به صورت: مهندسی برق- الکترونیک . برق- قدرت . برق- مخابرات (شامل گرایش های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایکرونوری) . برق- کنترل . مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک) . مهندسی هسته ای (دو گرایش مهندسی راکتور و مهندسی پرتو پزشکی . مهندسی کامپیوتر (معماری کامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیک) است.
در مقطع دکترای تخصصی افراد میتوانند در هر کدام از شاخه های تخصصی ادامه تحصیل دهند. و رساله دکتری را در همان موضوع انجام دهند.
آینده شغلی
بطور کلی هدف از تحصیل در این گرایش تربیت مهندسانی توانا می باشد.مهندسانی که بتوانند به طراحی, پیاده سازی, نگهداری, تجزیه و تحلیل سیستم های الکترونیکی بپردازند. تحصیل در این گرایش همانند سایر گرایش های مهندسی برق نیاز به علاقه به دروس ریاضی می باشد به طوریکه برای اخذ دروس تخصصی و اصلی گرایش الکترونیک نیاز به پاس نمودن دروسی مانند ریاضیات ۱ و ۲, فیزیک ۱ و ۲, فیزیک الکترونیک, معادلات دیفرانسیل, ریاضیات مهندسی و … می باشد که در حل مسایل دروس استفاده خواهد شد.
طراحی انواع بردها مانند FPGAها و یا کنترلی که بوسیله‌ی گونه‌های متفاوت میکروکنترل‌ها طراحی می‌گردند از سری عملکردهایی هستند که در چهارچوب رشته ی مذکور انجام می‌شوند. دیجیتالی شدن نه تنها در زمینه‌ی نظامی بلکه در اکثر زمینه‌های زندگی مردم به وفور به چشم می‌خورد. این باعث شده است نیاز به افرادی که در این عرصه دارای توانمندی لازم هستند روزبه‌روز افزایش یابد.
گرایش وسایل میکرو-نانو الکترونیک از انواع گرایشهای جدیدی می‌باشد. که مباحث مربوط به آن از پیچیده‌ترین و پیشرفته‌ترین مباحث مهندسی الکترونیک می‌باشد. توجه به اینکه افراد فارغ التحصیل این رشته در قسمت های خصوصی و دولتی مشغول به کار شوند میزان حقوق و دریافت آنها متفاوت است. مثلا اگر در بخش خصوصی مشغول به کار شوند با استفاده از تجربه و تحصیلاتی که دارند و مهارت های آنها حقوق های متفاوتی برایشان در نظر گرفته شده است
