ترانزیستورها یکی
از قطعات اساسی در الکترونیک هستند.ترانزیستور ها سوئیچ هایی هستند که برای خاموش و
روشن کردن بکار می روند.اگر چه ترانزیستور ها یک قطعه ی ساده هستند اما یکی از مهم
ترین قطعات الکترونیکی هستند.مثلا ترانزیستور تنها قطعه ای است که در ساخت یک پردازشگر
پنتیوم استفاده می شود.یک چیپ پنتیوم تقریبا 3.5 میلیون ترانزیستور دارد.ترانزیستور
هایی که در پنتیوم وجود دارند کوچکتر از ترانزیستوری هستند که ما استفاده خواهیم کرد
اما عملکرد آن ها یکسان است.
ساختمان ترانزیستور
ترانزیستور دارای
سه پایه به نام های کلکتور (Collector) و بیس (Base) و امیتر (Emitter) می
باشد.معمولا کلکتور با حرف C و بیس با حرف B و
امیتر با حرف E نمایش
داده می شود.گاهی اوقات این پایه ها در طرف مسطح ترانزیستور مشخص شده اند.ترانزیستور
دارای یک طرف صاف و یک طرف گرد می باشد.اگر طرف گرد آن رو به روی شما باشد پایه ی کلکتور
سمت چپ,بیس در وسط و امیتر در سمت راست خواهد بود.
توضیحی گذار بر ساختمان داخلی ترانزیستور:
نیمه هادی نوع N یا P به
عنوان امیتر به کار می روند ، نسبت به لایه و کلکتور دارای ناخالصی بیشتری می باشد
. ضخامت این لایه حدود چند ده میکرون است . و سطح تماس آن نیز بستگی به میزان فرکانسی
و قدرت ترانزیستور دارد .
لایه بیس نسبت
به کلکتور دارای ناخالصی کمتری است و ضخامت آن نیز به مراتب کمتر از امیتر و کلکتور
می باشد و عملا از چند میکرون تجاوز نمی کند .
ناخالصی لایه کلکتور
از امیتر کمتر و از بیس بیشتر است . ضخامت این لایه به مراتب بزرگتر از امیتر می باشد
، زیرا تقریبا تمامی تلفات حرارتی ترانزیستور در کلکتور ایجاد می شود .
این نوع ترانزیستورها
را به اختصار BJT (Bipolar Junction Transistor ) می نامند.
ترانزیستور
در مدار:
در مدار ها از نماد زیر برای
رسم یا نمایش ترانزیستور در مدار استفاده می شود.
بیس,سوئیچ خاموش
و روشن ترانزیستور می باشد.اگر جریان به سمت بیس جاری شود,جریان از کلکتور به سمت امیتر
جاری خواهد شد (سوئیچ روشن است) و اگر جریانی به سمت بیس نداشته باشیم,جریان نمی تواند
از کلکتور به سمت امیتر جاری شود (سوئیچ خاموش است).در شکل زیر مدار پایه ای را که
ما برای ترانزیستور ها داریم مشاهده می کنید:
برای ساخت مدار
ما باید ترانزیستور را همراه یک مقاومت دیگر به مداری که قبلا ساخته ایم اضافه کنیم.
کاربرد
ترانزیستور دارای
3 ناحیه کاری میباشد.ناحیه قطع/ناحیه فعال(کاری یا خطی)/ناحیه اشباع ناحیه قطع حالتی
است که ترانزیستور در ان ناحیه فعالیت خاصی انجام نمیدهد.اگر ولتاژ بیس را افزایش
دهیم ترانزیستور از حالت قطع بیرون امده و به ناحیه فعال وارد میشود در حالت فعال
ترانزیستور مثل یک عنصر تقریبا خطی عمل میکند اگر ولتاژ بیس را همچنان افزایش دهیم
به ناحیهای میرسیم که با افزایش جریان ورودی در بیس دیگر شاهد افزایش جریان بین کلکتور
و امیتر نخواهیم بود به این حالت میگویند حالت اشباع و اگر جریان ورودی به بیس زیاد
تر شود امکان سوختن ترانزیستور وجود دارد. ترانزیستور هم در مدارات الکترونیک آنالوگ
و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد. درمدارات آنالوگ ترانزیستور
در حالت فعال کار میکند و میتوان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ
(رگولاتور) و ... استفاده کرد. و در مدارات دیجیتال ترانزیستور در دو ناحیه قطع و اشباع
فعالیت میکند که میتوان از این حالت ترانزیستور در پیاده سازی مدار منطقی، حافظه،
سوئیچ کردن و ... استفاده کرد.
اين وبلاگ كه متعلق به دانشجويان مهندسي برق دانشگاه صنعتي قم است، در صدد است که با انتشار مطالب مناسب به ارتقاء سطح علمی و فرهنگي دانشگاه و (در آینده اگر خدا بخواهد) کشور کمک نماید. از هرگونه نظر، پيشنهاد و انتقاد شما خواننده گرامي استقبال مي كنيم. ايميل: eequi@live.com.