الترانزستور والوصلة الثنائية.....!؟؟؟

[kareem_3d]

لو يسمح حد يشرح شرح مفصل للوصلة الثنائية والتوصيلات (الأمامية - الخلفية ) وشرح الترانزستور واستخدماته ضرورى

[moma1990]

الدايود الثنائي Diode

وجد أن عندما يتم وضع شريحة سلكونية موجبة p-type .. وشريحة سالبة n-type فأن التيار الكهربائي سيمر في جهة واحده فقط عبر الشريحتين .. لتشكر عنصر الكتروني يسمي الدايود او الموحد Diode .. وهو العنصر الأهم والأشهر في عالم أشباه الموصلات semiconductor
يمكن لشريحة سليكون موجبه p-type .. مع شريحة سالبة n-type ان تعمل كأي موصل للتيار الكهربائي
تطلق على حركة التيار من الشريحة الموجبة إلى السالبة بأسم الانحياز الأمامي او forward biased .. في هذه الحالة يعمل الدايود كأي موصل جيد للتيار ..
اما حالة عدم التوصيل اي جهد موجب على الشريحة السالبة .. وسالب على الشريحة الموجبة .. فهذا ما يسمى reverse biased.

يوجد فرق جهد صغير على طرفي الدايود 0.6 فولت للدايود المصنوع من مادة السليكون Si .. وتقريبا 0,3 للمصنوع من مادة الجرمانيم ..
يمكن استخدام هذا الجهد الصغير لاختبار وفحص دائرة الكترونية موصله بالمصدر وتحتوي على موحدات .. فإذا كان الدايود المفحوص سليم فانه سيعطي جهد صغير بين أطرافه في حالة التوصيل بالانحياز الأمامي..
اما إذا أعطى قيمه جهد أعلى من 1 فولت او 0 فولت فهذا يعنى أن هذا الدايود تالف.

يتم تشبيه عمل الدايود كحنفية ماء تسمح بالمرور في جهة واحده فقط .. ولهذا تم استغلال هذه الخاصية المتميزة لإنشاء الكثير من التطبيقات المفيدة ..
احد اشهر هذه التطبيقات .. هي تحويل التيار المتردد (AC) والتي تتغير قطبيتة باستمرار إلى تيار مستمر (DC) أحادي القطبية ..
كل مصادر الطاقة في المنازل تعطي تيار متردد بينما البطاريات تزودنا بالتيار المستمر ..
وعملية التحويل التي تتم لاستبدال التيار المتذبذب إلى تيار مستمر .. تسمي تقويم او rectification
الصورة التالية توضح الإشارة الداخلة والخارجة من الدايود .. وهذه الطريقة في التقويم تسمى تقويم نصف موجه لانها تقوم بإخراج نصف الموجه الاصليه .. وإلغاء " Block " للنصف الأخر ..

أما الطريقة الثانية والأكثر كفاءة والتي تستفيد من كامل الإشارة المتردد الداخلة هي دائرة تقويم موجه كاملة والصورة توضح طريقة القنطرة Bridge " أربع موحدات " للحصول على النتيجة المطلوبة ..

السهم يرمز إلى المنطقه ( P ) وسمي أنود إختصار ( A )
الخط العامودي إلى المنطقه ( N ) وسمي كاثود ( K )
من إستعمالات الدايود

أنواع الدايود

[moma1990]

الترانزستور Transitors
الترانزستور:
عندما تضاف طبقة ثالثة للثنائي بحيث يكون وصلتين فان الناتج هو عنصر جديد يطلق علية " الترانزستور "
ويتمتع الترانزستور بقدرة عالية على تكبير الاشارات الالكترونية ، هذا بالرغم من حجمة الصغير
أنواع الترانزستور :
هناك نوعيم من الترانزستور يختلف كل واحد في تركيبه وهما كالتالي:
1- الترانزستور ال PNP :
يحتوى الترانزستور ال PNP على ثلاثة بللورات اثنتان موجبتان P وبينهما واحدة سالبة N ليتكون بذلك الترانزستور ال PNP
2- الترانزستور ال NPN :
يحتوى الترانزستور ال NPN على ثلاثة بللورات اثنتان سا لبتان N وبينهما واحدة موجبة P ليتكون بذلك الترانزستور ال NPN
تركيب الترنزستور :

يحتوى الترانزستور على وصلتين وبذلك يمكن اعتباره كثنائيين موصل يين ظهرا لظهر او وجها لوجه وذلك كما في الشكل

PNP NPN


يحتوى كل ترانزستور على ثلاث أطراف وهي كما يلي :

1- المشع Emitter : وهوالجزء المختص بامداد حاملات الشحنة ( الفجوات في حالة الترانزستور PNP والالكترونات في الترانزستور NPN ويوصل المشع أماميا (forward) بالنسة للقاعدة وبذلك فهو يعطي كمية كبيرة من حاملات الشحنة عند توصيلة .
2- المجمع Collector : ويختص هذا الجزء من الترانزستور بتجميع حاملات الشحنة القادمة من المشع ، ويوصل عكسيا (reverse) مع القاعدة .

3- القاعدة Base : وهي عبارة عن الجزء الأوسط بين المشع والمجمع ويوصل أماميا (forward) مع المشع ، وعكسيا (reverse) مع المجمع
رموز الترانزستور :

هناك رمزين للترنزستور والسهم يدل على نوعه كما بالشكل:
يدل السهم على نوع الترنزستور
1- السهم الخارج يدل على ترانزستور NPN
2- السهم الداخل يدل على ترانزستور PNP


PNP NPN

أشكال الترنزستور:



ترانزستور عادي ترانزستور معدني

خصائص الترانزستور :

يوصل الترانزستور تيارا في الاتجاه الأمامي ولا يوصل تيارا في الاتجاه العكسي ومنطقة التوصيل تنقسم الى ثلاث مناطق :
المنطقة الأولى: وهى منطقة القطع التي لا يمر فيها تيار في مجمع Base الترانزستور .
المنطقة الثانية: وهى منطقة التكبير أو المنطقة الفعال ة أو منطقة التشغيل الخطية للترانزستور .
المنطقة الثالثة: وهى منطقة التشبع التى يمر فيها أكبر تيار في مجمع Base الترانزستور
في المنطقة الأولى والثالثة يعمل الترانزستور كمفتاح ، وفي المنطقة الثانية يعمل الترانزستور كمكبر


طرق توصيل الترانزستور :
يوصل أحد أطراف الترانزستور باشارة الدخل والطرف الثاني يوصل باشارة الخرج ويشترك الطرف الثالث بين الدخل والخرج ، ولهذا يوصل الترانزستور في الدوائر الالكترونية بثلاث طرق مختلفة

طرق توصيل الترانزستور Transistor Connection Types
طرق توصيل الترانزستور :
يوصل أحد أطراف الترانزستور باشارة الدخل والطرف الثاني يوصل باشارة الخرج ويشترك الطرف الثالث بين الدخل والخرج ، ولهذا يوصل الترانزستور في الدوائر الالكترونية بثلاث طرق مختلفة .

القاعدة المشتركة Common Base:
توصيل اشارة الدخل بين المشع والقاعدة Emitter and Base ، وتوصل اشارة الخرج بين المجمع والقاعدة Collector and Base ويلاحظ أن طرف القاعدة Base مشتركا بين الدخل والخرج ، ولهذا سميت طريقة التوصيل هذه بالقاعدة المشتركة
Common Base


المشع المشترك Common Emitter:
توصل اشارة الدخل بين القاعدة والمشع Emitter and Base ، وتوصل اشارة الخرج بين المجمع والمشع Base and Emitter ويلاحظ أن طرف المشع Emitter مشتركا بين الدخل والخرج ، ولهذا سميت طريقة التوصيل هذه بالمشع المشترك Common Emitter.

المجمع المشترك Common Collector:
توصل اشارة الدخل بين القاعدة والمجمع Collector and Base، وتوصل اشارة الخرج بين المشع والمجمع Base and Emitter ويلاحظ أن طرف المجمع Collector مشتركا بين الدخل والخرج ، ولهذا سميت طريقة التوصيل هذه بالمجمع المشترك Common Collector.


بعض الحقائق عن الترانزستور :

1- طبقة القاعدة Base في الترانزستور تكون رقيقة جدا يليها المشع Em itter أكبرهم المجمع Collector .
2- يكون المشع Emitter مشبعا بحاملات الشحنة بحيث يمكنة امداد عدداََ هائلا منها أما القاعدة Base فتكون خفيفة التشبع وتعمل على امرار غالبية الشحنات القادمة من المشع Emitter الى المجمع Collector ويكون المجمع متوسط التشبع .
3- وصلة المشع مع القاعدة Emitter-Base تكون أمامية Forward دائما أما وصلة المجمع مع القاعدة Collector-Base فتكون عكسية R everse .
4- يتميز المشع Emitter عن بقية أطراف الترانزستور بوجود سهم علية ، يشير السهم الى اتجاه التيار ( الفجوات ) ، ففي نوع PNP نجد أن التيار (الفجوات ) يتدفق خارجاََ من المشع Emitter أما في النوع NPN نجد أن التيار يتجه داخلا الى المشع Emitter .


هناك مساران للتيار في دوائر الترانزستور :

المسار الأول : المجمع Collector – المشع Emitter.
فإاذا سلط فرق جهد بين مجمع Collector ومشع Emitter ترانزستور من النوع PNP بحيث يكون المجمع Collector موجبا بالنسبة للمشع Emitter وتركت دائرة القاعدة Base – المشع Emitter مفتوحة فسوف لا يمر تيار لا في دائرة المجمع Collector – المشع Emitter ولا في دائرة القاعدة Base – المشع Emitter .


المسار الثاني : القاعدة Base – المشع Emitter.
إذا سلط جهد انحياز أمامي على دائرة القاعدة Base – المشع Emitter قيمتة (0,7) فولت فان عدد من الالكترونات تترك المشع Emitter بسبب جهد الانحياز الأمامى بين القاعدة Base والمشع Emitter متجهة نحو القاعدة Base .
وحيث أن القاعدة Base غير مشبعة بالشحنات ورقيقة جدا (1000 1 من المللى متر ) ، لذلك فان عدد الالكترونات التي تتحد بالفجوات فى القاعدة Base يكون قليلا جد ا لا يتعدى 1 % من الكترونات المشع Emitter التى تتجه نحو القاعدة Base

يقوم الجهد الموجب للمجمع Collector بجذب هذه الالكترونات نحوه لتكون r التيار المار في دائرة المجمع Collector – المشع Emitter.
مما سبق نستنتج أن
1- يكون الترانزستور فى حالة قطع اذا كان جهد القاعدة – المشع أقل من 0.7 فولت فى حالة ترانزستورات السيليكون ، 0.3 فولت في حالة ترانزستورات الجرمانيوم .
2- فى الوقت الذى يكون فيه جهد القاعدة –المشع يساوى من 0.7 فولت فى ترانزستورات السيليكون يتزايد تيار المجمع بتزايد تيار القاعدة
3- تيار القاعدة أصغر بكثير من تيار المجمع ولكنه يتحكم فيه ، أى أن النقص القليل فى تيار القاعدة يناظره نقص كبير فى تيار المجمع والزيادة القليلة فى تيار القاعدة يناظرها زيادة كبيرة فى تيار المجمع .
4- ولهذا تدخل الاشارة صغيرة الى دائرة القاعدة – المشع وتخرج كبيرة من دائرة المجمع – المشع .