انواع ترانزیستورها و کاربرد آنها

0
63

آشنایی با ترانزیستور از صفر تا صد
حتی اگر با دانش الکترونیک هیچ نوع آشنایی نداشته باشید، یقینا تا کنون بارها نام قطعه ای الکترونیکی به نام ترانزیستور را شنیده اید. Transistor ها قطعات الکترونیکی کوچک و با ساختاری بسیار پیچیده هستند که تکنولوژی و صنعت را دگرگون کرده اند. پیش از اختراع Transistor، در وسایل الکترونیکی از لامپ خلا استفاده می شد. اما با اختراع این قطعات کوچک، تحولی عظیم در ساخت لوازم الکترونیکی ایجاد کرد.

برتری Transistor بر لامپ خلا
اختراع ترانزیستورها همچون انقلابی در صنعت تولید لوازم الکترونیکی و دیجیتالی بود. در لیست زیر به تنها برخی از مهم ترین برتری های این قطعات جادویی نسبت به لامپ خلا اشاره خواهیم کرد.
این قطعات کوچک، در قدم اول حجم بسیاری از دستگاه ها نظیر رایانه ها، رادیوها و… را به میزان قابل توجهی کاهش داده اند.
علاوه بر این Transistorها بسیار ارزان تر از لامپ های خلا هستند.
قابلیت کنترل جریان در لامپ های خلا بسیار پایین تر است.
سرعت ترانزیستورها بسیار بالاتر از لامپ های خلا است و علاوه بر آن Transistor برخلاف لامپ خلا نیازی به گرم کردن ندارد که همین امر سرعت استفاده از آن را دو چندان می کند.
Transistorها نسبت به لامپ های خلا با ولتاژ پایین تری کار می کنند.
لامپ های خلا عمر کوتاه تری دارند.
وزن آن ها نسبت به لامپ های خلا کمتر است.
Transistorها در مدارهایی که شامل مقاومت و خازن هستند، عملکردی بسیار عالی دارند.
و…

ترانزیستور چیست؟
احتمالا هنوز از خود می پرسید که Transistor چیست و در مدارهای الکترونیکی و دستگاه های دیجیتال چه نقشی ایفا می کند؟ اگر بخواهیم به زبان ساده این قطعه را معرفی کنیم، باید بگوییم که ترازیستور یک قطعه بسیار کوچک است که می تواند در یک مدار، جریان الکتریکی را تقویت، قطع یا وصل کرده یا آن را ثابت نگه دارد. می توان Transistor را قلب تپنده و مهم ترین قطعه در مدارهای الکترونیکی نامید. زیرا این قطعه کوچک تقریبا در تمامی لوازم الکترونیکی نقشی مهم ایفا می کند.
اغلب ترانزیستورها می توانند ۳ حالت مختلف داشته باشند. در حالت اول هنگامی که این قطعه روشن یا فعال است، مانند یک کلید روشن، جریان برق را به خوبی از خود عبور می دهد. دومین حالت مربوط به زمانی است که Transistor خاموش است و مانند یک کلید قطع جریان برق عمل می کند. در حالت سوم نیز قطعه از نظر تکنیکی فعال است اما مانند یک کلید نیمه روشن، میزان جریان عبوری را کنترل می کند.

کاربردهای Transistor چیست؟
نقش ترانزیستورها در مدارهای آنالوگ تقویت کنندگی است. به عنوان مثال از Transistorها برای تقویت امواج رادیویی و منبع تغذیه سوییچینگ و… استفاده می شود. همچین از این قطعه پرکاربرد در مدارهای دیجیتال برای ساخت ریزپردازنده ها، RAM، به عنوان سوییچ الکترونیکی و… استفاده می گردد.
برخی دیگر از کاربردهای رایج این قطعه به شرح زیر است:
مدارهای میکسر
تثبیت کننده ها
تقویت کننده ها
مدولاترها
نوسان سازها
مدارهای آشکارساز
ساخت حافظه الکترونیکی
و…

داستان ساخت ترانزیستور
شاید برای شما هم سوال باشد که قطعه الکترونیکی بی مانند و عجیبی مانند Transistor، چرا و چگونه اختراع شده است؟ اولین Transistor در سال ۱۹۴۷ میلادی، توسط سه تن از دانشمندان آزمایشگاه “بل” به نام های ویلیام شاکلی، جان باردین و والتر براتین ساخته شد. هدف اصلی این سه نابغه، ساخت یک قطعه تقویت کننده برای سیستم های تلفن بود. اما تحقیقات آن ها نتیجه ای بسیار مهم تر داشت و در نهایت به ساخت قطعه بسیار مهمی به نام ترانزیستور منجر شد. طولی نکشید که این اختراع مهم در تمامی دستگاه هایی که حتی تصور نمی کنید، مانند سمعک، اتوموبیل، تلفن همراه و… مورد استفاده قرار گرفت.

انواع Transistor
ترانزیستورها انواع مختلفی دارند و براساس ساختارشان، در مدارهای الکترونیکی عملکرد متفاوتی از خود بروز می دهند. هر Transistor دارای سه پایه به نام های Base، Collector و Emitter است. هریک از این پایه ها ویژگی ها و قابلیت های خاص خود را دارند. بنابراین مهم است که در هنگام نصب آن در مدار، پایه ها در جای درست قرار گیرند. به همین علت است که معمولا در اطراف پایه امیتر هر Transistor یک علاوت مانند خراش یا فرورفتگی وجود دارد تا بتوان دیگر پایه ها را شناسایی کرد. (پایه بیس همیشه در وسط واقع شده و قابل تشخیص است.)
اگر بخواهیم انواع Transistorها را در یک نمودار ساده و واضح دسته بندی کنیم باید بگویم به طور کلی ترانزیستورها به دو گروه اصلی BJT (نسخه های اولیه) و FET (نسخه های جدیدتر) تقسیم می شوند. هر دو گروه Transistorها در حال حاضر در مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند و هر دسته شامل زیر مجموعه های خاص خود هستند.

ترانزیستورهای BJT
BJTها که با نام پیوند دو قطبی نیز شناخته می شوند، به کمک جریان الکتریسیته کار می کنند. BJTها شامل دو گروه NPN و PNP می باشند. در این نام گذاری P یک ماده رسانا و N یک نیمه رسانا است. بنابراین در Transistorهای NPN یک نیمه رسانا از نوع P میان دو رسانای نوع N قرار دارد و به طور مشابه در ترانزیستور PNP یک رسانای نوع N میان دو نیمه رسانای نوع P جای گرفته است. مهم ترین مورد استفاده BJTها، قطع و وصل کردن جریان برق در مدار است.

ترانزیستورهای FET
FETها که Transistorهای اثر میدانی نیز نامیده می شوند، با کمک ولتاژ کار می کنند. EFTها دارای دو زیر مجموعه اصلی به نام های MOSFET و JFET ها هستند. این نوع Transistor نسل جدیدتری است و نسبت به BJTها دارای برتری هایی می باشد. برای مثال بهره وری این نوع ترانزیستور بالاتر بوده و اتلاف گرمایی کمتری دارد. در ساخت FETها از تنها یک عنصر نیمه رسانا از نوع N یا P استفاده می شود. یکی از مهم ترین کاربردهای این نوع Transistorها کاهش تاثیر بار است.

سوختن Transistor
همانطور که گفته شد، Transistor قطعه ای بسیار مقاوم است. درواقع برای آنکه این قطعه بسوزد، ۲ حالت وجود دارد.
الف) قطع ارتباط امیتر و کلکتور
در این حالت به هیچ روشی ارتباط میان دو پایه امیتر و کلکتور برقرار نمی شود و Transistor همیشه در حالت قطع باقی می ماند.
ب) اتصال کوتاه میان امیتر و کلکتور
در حالت دوم یک اتصال کوتاه میان دو پایه امیتر و کلکتور برقرار است و قطع جریان اعمال شده به بیس نیز مانع خاموش شدن Transistor نمی شود و درواقع ترانزیستور همیشه فعال می ماند.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید