ترانزیستور چیست

ترانزیستور دوقطبی پیوندی:

در ترانزیستور دو قطبی پیوندی با اعمال جریان به پایه بیس جریان عبوری از دوپایه کلکتور و امیتر کنترل می‌شود. ترانزیستورهای دوقطبی پیوندی در دونوع NPN و PNP ساخته می‌شوند. بسته به حالت بایاس این ترانزیستورها ممکن است در ناحیه قطع، فعال یا اشباع کار کنند. سرعت بالای این ترانزیستورها و بعضی قابلیت‌های دیگر باعث شده که هنوز هم از آن‌ها در بعضی مدارات خاص استفاده شود. امروزه در مدارات مجتمع به جای استفاده از مقاومت و خازن، از ترانزیستور استفاده می‌کنند.

در نوع NPN (ترانزیستور منفی) : در واقع پایه امیتر به منفی مدار متصل میشود که به پایه کلکتور سوئیچ میکند و در کل یک خروجی منفی به ما میدهد به همین دلیل به این ترانزیستور منفی گفته             می شود.

در نوع PNP(ترانزیستور مثبت): همان خواط نوع نفی را دارد ولی بر عکس یعنی امیتر به مثبت متصل می شود و خروجی این ترانزیستور مثبت است.

به طور کلی از ترانزیستور ها برای سوئیچ کردن و ایجاد نوسان و تقویت در مدار استفاده می شود .

اکنون به بیس این نوع ترانزیستور می پردازیم : این میکرو سوئیچ نیازمند به یک محرک است که باعث برقراری جریان از امیتر به کلکتور شود.

توجه داشته باشید که در این قطعه بیشترین جریان بر روی پایه های امیتر و کلکتور است که به کمک دیتاشیت های ان می توانید این گونه اطلاعات را به دست اورید.

  1. ترانزیستور پیوند اثر میدانی (JFET):

در ترانزیستورهای پیوند اثر میدانی (JFET)، با اعمال ولتاژ به پایه گیت میزان جریان میان دو پایه سورس و درین کنترل می‌شود. ترانزیستور اثر میدانی به دو نوع تقسیم می‌شود: نوع n یاN-Type و نوع p یا P-Type از دیدگاهی دیگر این ترانزیستورها در دو نوع افزایشی و تخلیه‌ای ساخته می‌شوند. نواحی کار این ترانزیستورها شامل «فعال» و «اشباع» و «ترایود» است این ترانزیستورها تقریباً هیچ استفاده‌ای ندارند چون محدودیت جریان دارند و به سختی مجتمع می‌شوند.

ساختمان ترانزیستور پیوندی:

ترانزیستور دارای دو پیوند است. یکی بین امیتر و بیس و دیگری بین بیس و کلکتور. به همین دلیل ترانزیستور شبیه دو دیود است. دیود سمت چپ دیود بیس _ امیتر یا دیود امیتر، و دیود سمت راست دیود کلکتور _ بیس یا دیود کلکتور است. میزان ناخالصی ناحیه وسط به مراتب کمتر از دو ناحیه جانبی است. این کاهش ناخالصی باعث کم شدن هدایت و زیاد شدن مقاومت این ناحیه می‌گردد. امیتر که به شدت آلائیده شده، نقش گسیل یا تزریق الکترون به بیس را به عهده دارد. بیس بسیار نازک ساخته شده و آلایش آن ضعیف است و لذا بیشتر الکترون‌های تزریق شده از امیتر را به کلکتور عبور می‌دهد. میزان آلایش کلکتور کمتر از میزان آلایش امیتر و بیشتر از آلایش بیس است و کلکتور الکترون‌ها را از بیس جمع‌ می‌کند.

ساختار و طرز کار ترانزیستور اثر میدانی – فت: 

همانگونه که از نامش بر می آید، پایه کنترلی آن جریانی مصرف نمی‌کند و تنها با اعمال ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه هادی، جریان عبوری از FET کنترل می‌شود. به همین دلیل ورودی این مدار هیچ گونه اثر بارگذاری بر روی طبقاتقبلی نمی‌گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد.  فت دارای سه‌پایه با نام‌های درین D، سورس S و گیت G است که پایه گیت، جریان عبوری از درین به سورس را کنترل می‌نماید. فت‌ها دارای دو نوع N کانال و P کانال هستند. در فت نوع N کانال زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان از درین به سورس عبور می‌کند. FETها معمولاً بسیار حساس بوده و حتی با الکتریسیته ساکن بدن نیز تحریک می‌گردند. به همین دلیل نسبت به نویز بسیار حساس هستند.  نوع دیگر ترانزیستورهای اثر می‌دانی MOSFETها هستند (ترانزیستور اثر می‌دانی اکسید فلزی نیمه هادی – Metal-Oxide Semiconductor Field Efect Transistor) یکی از اساسی‌ترین مزیت‌های ماسفت‌ها نویز کمتر آن‌ها در مدار است.  فت‌ها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند. برای تست کردن فت کانال N با مالتی متر، نخست پایه گیت را پیدا می‌کنیم. یعنی پایه‌ای که نسبت به دوپایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی‌نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق می‌توان پایه درین را از سورس تشخیص داد.

حال با یک مدار ساده تاچ لمسی بسازیم:

در این مدار به علت مقاومت پوست انگشت یک نویز از مثبت مدار بر روی بیس ایجاد می کنیم و همین محرک باعث سئیچ شدن ولتاژ منفی امیتر بر روی کلکتور و در نتیجه روشن شدن ال ای دی موجود در مدار.

ترانزیستور این مدار از نوع NPN (منفی) است چون پایه امیتر ان به زمین مدار وصل شده .

حال قصد داریم یکی از مشکلات میکرو کنترلر ها را به کمک ترانزیستور حل کنیم.

و اما مشکل چیست؟؟ در مداراتی که از میکروکنترلر استفاده می شود به دلیل امپر کشی رله نمی توان این قطعه را مستقیما به میکرو متصل نمود به همین منظور باید یک رابط میان این دو باعث برقراری جریان از رله شود که محرک ان پایه میکرو می باشد .

و اما حل این مشکل به این صورت است که رله را به کمک یک ترانزیستور (معمولا نوع منفی) وصل یا قطع می کنیم. در این مدار ترانزیستور با مقاومت 10کیلو اهمی ولتاژ پایه میکرو موجب تحریک بیس شده و ولتاژ منفی امیتر بر روی کلکتور اعمال می شود و جریان رله برقرار شده و اما بعد از قطع جریان…..

در این قسمت که یکی دیگر از بزرگ ترین مشکلات می باشد این است که پس از قطع جریان به دلیل سیم پیچ موجود در رله ولتاژ معکوسی بر روی مدار اعمال می شود که به اصطلات به ان نویز می گویند.

برای رفع این مشکل از یک دیود معکوس استفاده می شود که جریان معکوس را گرفته و با یک اتصال کوتاه از بین می برد تا نویز بر روی مدار تاثیر جدی نگذارد . در برخی از مدارات که نویز حاصل بسیار زیاد است می توان در کنار دیود زنر از یک خازن عدسی استفاده کرد به گونه ای که وقتی جریان بر قرار است خازن شارژ شده و به هنگام ایجاد نویز یک اتصال کوتاه رخ می دهد و خازن تخلیه می شود که عمده نویز در اینجا گرفته می شود و مابقی توسط دیود معکوس از بین می رود.

1 دیدگاه

  • سهیل / دی ۲۴, ۱۳۹۷ در ۱۶:۰۶

    سایتتون عالیه مرسی بابت این توضیحات خیلی به دردم خورد

    پاسخ