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

امروزه با توسعه صنایع كوچك و بزرگ در كشور، فرصت های شغلی زیادی برای دانشجویان مهندسی برق فراهم شده است و اگر می بینیم كه با این وجود بعضی از فارغ التحصیلان این رشته بیكار هستند.

به دلیل این است كه این افراد یا فقط در تهران دنبال كار می گردند .و یا در دوران تحصیل به جای یادگیری عمیق دروس و در نتیجه كسب توانایی های لازم، تنها واحدهای درسی خود را گذرانده اند.
همچنین یك مهندس خوب باید، كارآفرین باشد یعنی به دنبال استخدام در موسسه یا وزارتخانه ای نباشد. بلكه به یاری آگاهی های خود، نیازهای فنی و صنعتی كشور را یافته و با طراحی سیستم ها و مدارهای خاصی این نیازها را برطرف سازد. كاری كه بعضی از فارغ التحصیلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نیز بوده اند.

در گذشته به توضیح رشته مهندسی برق پرداختیم. شما با کلیک بر روی این نوشته میتوانید به آن دسترسی پیدا نمایید.

توانایی های مورد نیاز یک مهندس برق

همان طور که گفتیم این رشته در در بسیاری صنایع کاربرد دارد. یک رشته کاملا عملی به حساب می آید. به دلیل گسترده بودن این رشته در صنایع مختلف از تئوری های مدار گرفته تا مدیریت یک پروژه، ابزارهای کاری مختلفی وجود دارد.

یک دانشجوی مهندسی برق باید روحیه کار کردن با هر نوع تجهیزات از یک ولت متر تا تجهیزات آنالانیز کننده را برای طراحی های پیشرفته و نرم افزاری داشته باشد.

علاوه بر داشتن پایه قوی در ریاضیات و مفاهیم فیزیک مانند دیگر رشته های مهندسی و علاقه به کار با وسایل برقی، یک مهندس برق باید دارای روحیه تحلیل گری و ذهنی خلاق باشد تا از پس مسئولیت های کاری بر بیاید.

اگر یك فارغ التحصیل برق دارای توانایی های لازم باشد، با مشكل بیكاری روبرو نخواهد شد. در حقیقت مشكل اصلی این است كه بیشتر فارغ التحصیلان توانمند و با استعداد این رشته به خارج از كشور مهاجرت می كنند و ما اكنون با كمبود نیروهای كارآمد در این رشته روبرو هستیم

بازار کار رشته مهندسی برق

یكی از اساتید مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران نیز در مورد فرصت های شغلی فارغ التحصیلان این رشته می گوید:
“طبق نظر كارشناسان و متخصصان انرژی در كشور، با توجه به نیاز فزاینده به انرژی در جهان كنونی و همچنین نرخ رشد انرژی الكتریكی در كشور، سالانه باید حدود ۱۵۰۰ مگاوات به ظرفیت تولید كشور افزوده شود. این نیاز به احداث نیروگاههای جدید و همچنین فارغ التحصیلان متخصص برق و قدرت دارد.
فرصت های شغلی یك مهندس كنترل نیز بسیار گسترده است چون در هر جا كه یك مجموعه عظیمی از صنعت مهندسی مثل كارخانه سیمان، خودروسازی، ذوب آهن و … وجود داشته باشد، حضور یك مهندسی كنترل ضروری است.

یك مهندس مخابرات یا الكترونیك می تواند جذب وزارتخانه های پست و تلگراف و تلفن، صنایع، دفاع و سازمانهای مختلف خصوصی و دولتی شود.”

اینن رشته مانند رشته مهندسی مکانیک در کشور بسیار کاربردی است. تمام صنایع به طریقی به این رشته وابسته هستند. با توجه به گسترش صنایع، انتظار متنوع بودن فرصت های شغلی برای این مهندسین را داریم، اما با این وجود مهندسان بیکار هم در این زمینه داریم.

زیرا این دانشجویان تنها برای دروس تئوری خود تسلط دارند و مهارت کافی برای بازار کار ندارند. مهندسان برقی که دارای ذهن خلاقی و ایده های ناب برای تولید برق بیشتر، می توانند در زمینه کارآفرینی در این حوزه کار کنند و موقعیت شغلی خوبی داشته باشند. در حال کلی این مهندسین نباید به فکر تنها استخدام در ارگانی عمر خود را هدر بدهند.

توانایی ها علمی مورد نیاز مهندس برق

الف) توانایی علمی: “مهندسی برق نیز مانند مابقی رشته های مهندسی بر مفاهیم فیزیكی و اصول ریاضیات استوار است و هر چه دانشجویان بهتر این مفاهیم را درك كنند، می توانند مهندس بهتری باشند. در این میان گرایش الكترونیك وابستگی شدیدی به فیزیك بخصوص فیزیك الكترونیك و فیزیك نیمه هادی ها دارد. در گرایش مخابرات نیز درس فیزیك اهمیت بسیاری دارد زیرا دروس اصلی این رشته بخصوص در شاخه میدان شامل الكترومغناطیس و امواج می شود.”
داشتن ضریب هوشی بالا و تسلط كافی بر ریاضیات، فیزیك و زبان خارجی از ضرورتهای ورود به این رشته است.

ب) علاقمندیها: دانشجوی برق باید ذهنی خلاق و تحلیل گر داشته باشد. همچنین به كار با وسایل برقی علاقه داشته باشد. چون گاهی اوقات با دانشجویانی روبرو می شویم كه در ریاضی و فیزیك قوی هستند اما در كارهای عملی ضعیف اند. چنین دانشجویانی برای رشته های مهندسی مناسب نیستند و بهتر است رشته های ذهنی و انتزاعی مثل ریاضی یا فیزیك را انتخاب كنند.

وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر: (كارشناسی ارشد و …)

فارغ التحصیل در مقطع كارشناسی برق كه مدرك خود را در یكی از چهار گرایش الكترونیك، مخابرات، قدرت و كنترل می گیرد، می تواند در یكی از این گرایشها (اختیاری) یا رشته ای كه برق زیر مجموعه ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید.

این رشته به صورت: مهندسی برق- الكترونیك، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایكرونوری) برق- كنترل، مهندسی پزشكی (گرایش بیوالكتریك)، مهندسی هسته ای (دو گرایش مهندسی راكتور و مهندسی پرتو پزشكی، مهندسی كامپیوتر (معماری كامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیك) است.

برای تحصیل در مقطع دكترای تخصصی، می توان، در هر یك از زیرشاخه های تخصصی‌تر گرایشهای یاد شده میزان مورد نیاز واحدها را اخذ كرد و رساله دكتری را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است این زیر شاخه ها، گرایشهای تخصصی تر این چهار گرایش است.

امكان ادامه تحصیل در كلیه گرایشهای یاد شده در مقطعهای كارشناسی ارشد و تا حد زیادی در دوره دكتری، در داخل كشور وجود خواهد داشت. رشته برق به دلیل كاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امكان تحصیل در بسیاری گرایشها و دانشها را فراهم می كند.

درسهای تخصصی مهندسی برق – الكترونیك

از درسهای پایه و اصلی در مهندسی الكترونیك می توان به درسهای مدارهای الكتریكی، الكترونیك ۲ و ۱، مدارهای منطقی و مخابرات اشاره كرد. بعضی از درسهای تخصصی این گرایش عبارتند از:
الكترونیك ۳: مبحث اول این درس مربوط به پاسخ فركانسی است كه به طور اجمال عوامل مربوط به كاهش بهره در فركانسهای بالا و پایین (در واقع بالاتر و پایین تر از پهنای باند میانی) و روشهای به دست آوردن فركانسهای قطع بالا و پایین را در تقویت كننده های ترانزیستوری مورد بررسی قرار می دهد. در مبحث دوم پایداری تقویت كننده های فیدبك مورد توجه قرار می گیرد.

تكنیك پالس: در درسهای مدار و الكترونیك، دانشجویان با سیگنالهای سینوسی و پاسخ مدارهای خطی و یا غیرخطی به آنها آشنا می شوند، امروزه و با توجه به رشد روزافزون فن آوری دیجیتال، كمتر مدار الكترونیكی یافت می شود كه در آن فقط سیگنالهای سینوسی به كار رفته باشد. پالس در حالت كلی به سیگنالهایی گفته می شود كه تغییرات جهش داشته باشند. از مهمترین این سیگنالها كه در درس تكنیك پالس هم مورد بررسی قرار می گیرد، سیگنالهای پله، مربعی، مورب و نمایی هستند

دروس تخصصی گرایش های برق

دروس تخصصی گرایش برق قدرت

• عایق‌ و فشار قوی‌
• ماشین‌های‌ الکتریکی‌ تخصصی‌
• تأسیسات‌
• تولید و نیروگاه‌
• حفاظت‌ و رله‌
• ماشین‌های‌ مخصوص‌

دروس تخصصی گرایش کنترل

• الکترونیک‌ صنعتی‌
• سیستم‌های‌ کنترل‌ پیشرفته‌
• ترمودینامیک‌
• سیستم‌های‌ کنترل‌ دیجیتال‌ و غیرخطی‌
• جبر خطی‌
• مبانی‌ تحقیق‌ در عملیات‌
• اصول‌ میکروکامپیوترها
• مکانیک‌ سیالات‌
• ابزار دقیق‌

دروس تخصصی گرایش مخابرات

• فیلترها و سنتز مدارها
• الکترونیک‌ (تخصصی‌)
• میدان‌ها و امواج‌
• مایکروویو
• مدارهای‌ مخابراتی‌
• مخابرات‌
• آنتن‌
• سیستم‌های‌ انتقال‌
• اصول‌ میکروکامپیوتر

دروس تخصصی گرایش الکترونیک

• مدارهای‌ مخابراتی‌
• فیزیک‌ مدرن‌
• میکروپروسسور
• فیزیک‌ الکترونیک‌
• معماری‌ کامپیوتر
• الکترونیک‌ صنعتی‌
• تکنیک‌ پالس‌
• پروژه‌ آزمایشگاه‌ الکترونیک

پایان مقاله