درس الترانزستورات - عربي

ن

أشكال مختلفة للمقاحل

المقحل أو الترانزستور (بالإنكليزية: Transistor) (اختصار لكلمتي Transfer Resistor وتعني مقاومة النقل) وهي نبيطة تعتبر أحد أهم مكونات الأدوات الإلكترونية الحديثة مثل الحاسوب، اخترعه العلماء الأمريكيون (والتر براتن) و(جون باردين) و(وليام شكولي), هو بلورة من مادة شبه موصل مطعمة كالجرمانيوم أو السيليكون تحتوي على بللورة رقيقة جدابحيث تكون المنطقة الوسطى منها شبه موصل موجب أو سالب وتسمى القاعدة بينما المنطقتان الخارجيتان من النوعية المخالفة وله قدرة كبيرة على تكبير الإشارات الالكترونية ينقسم إلى نوعين :

للترانزيستور ثنائي القطب وصلتا م س وثلاثة أطراف. ويربط طرفان من هذه الأطراف، في العادة، الباعث والمجمِّع إلى دائرة خارجية، بينما يصل الطرف الثالث القاعدة بدائرة داخلية. لكن رفع الجهد المطبقة على القاعدة قليلا يؤدي إلى دخول عدد كبير من الإلكترونات إلى القاعدة عبر الوصلة المنحازة أماميا، ويتفاوت هذا العدد حسب قوة الجهد. ولأن منطقة القاعدة رقيقة جدا، يستطيع مصدر الفولتية في الدائرة الخرجية جذب الإلكترونات عبر الوصلة المنحازة عكسيا. ونتيجة لذلك يسري تيار قوي عبر الترانزيستور وعبر الدائرة الخارجية. وبهذه الطريقة يمكن التحكم في سريان تيار قوي عبر الدائرة الخارجية، بتزويد القاعدة بإشارة صغيرة.

يمكن استخدام الترانزيستور:

1- كمكبر amplifier في دوائر تكبير الاشارة بأستخدام الخواص الخطية للترانزستور .

2- كمفتاح switch في الدوائر المنطقية logic circuits

3- كمقاومة متغيرة ballast في دوائر تنظيم الفولتية stabilizer

أنواع ترانزستور

الترانزستور نوعان :

1. bipolar junction transistors: مقحل ثنائي القطب
2. field effect transistors :مقحل حقلي-

أنواع مختلفة من المقاحل (أبعادها بالسنتيمتر)

أحدث اختراعها ثورة كبيرة في صناعة الحاسوب إذ أدت إلى تقليل حجمه بدرجة كبيرة جدا وزيادة سرعته مقارنة بالجيل الأول من الحواسيب الذي كان يستخدم الصمامات أو الأنابيب المفرغة كعناصر للبناء والمكثفات والمقاومات. حيث وصل وزن الجيل الأول من الحواسيب إلى ما يزيد عن 30 طنا في حين أن الجيل الثاني منه والذي استخدام المقاحل فيه كعناصر بناء وصل حجمه إلى أقل من نصف كمبيوتر الجيل الأول بالإضافة إلى انخفاض درجة الحرارة الصادرة عنه مقارنة بنظيره من الجيل الأول.

يصنع الترانزستور من أشباه الموصلات مثل الجاليوم والجرمانيوم والكوارتز. ويتكون الترانزستور من قاعدة (Base) ويرمز لها بالرمز B وباعث (Emitter) ويرمز له بالرمز E والمجمع (Collector) ويرمز له بالرمز C، والترانزستورات العادية يوجد منها نوعان هما: (م س م):اذا كانت القاعده سالب والمنطقتان الخارجيتان موجب. (س م س):اذا كانت القاعده موجب والمنطقتان الخارجيتان سالب. والفرق بينهما الأول يكون خرجة عن الالكترونيات والاخر خرجة عن طريق الأماكن الفرغة
رمز الترانزيستور في الدوائر الإلكترونية.

طريقة فحص الترانزستورات: للترانزستور ثلاثة أطراف كما هو معلوم يرمز لها ب C،B،E كما في هو مبين في الأعلى، والترانزستور (س م س) أو ال (م س م) هو عبارة عن ثنائيين معا وعند الفحص يجب إجراء ستة فحوص للتأكد من سلامة الترانزستور أولها وثانيها: نضع مؤشر ساعة الفحص على الأوم ميتر ثم نضع سلك الساعة الموجب على الطرف الموجب لأحد الثنائيين (Base)والسلك السالب للساعة مع أحد طرفي الثنائيين (C) ويجب أن يعطينا مقاومة صغيرة، وهذا يسمى الفحص الأمامي، والفحص الخلفي يكون بنفس الطريقة على نفس طرفي الترانزستور ولكن بقلب أسلاك الساعة الموجب على السالب للترانزستور والسالب على الموجب فيعطينا مقاومة كبيرة.

ثالثها ورابعها: فحص الطرف (B) مع الطرف الآخر (E) بنفس الآلية السابقة فحصا أماميا وآخر خلفيا وبنفس المحترزات السابقة.

خامسها وسادسها: فحص طرفي الترانزستور من طرفيه (C) و(E) فحصا أماميا ثم قلب أسلاك الساعة على نفس الطرفين ليصبح فحصا خلفيا وليعطينا مقاومة كبيرة جدا في كلا الفحصين.
[عدل] الخصائص الفزيائية

المقحل عبارة عن نوعين مقحل م س م أو مقحل س م س والرمز م موجب أو س سالب هو يدل على نوع التطعيم للمادة شبه الموصلة. لنفرض أن المقحل ثنائي القطب الذي سوف نحلل عملية عمله هو س م س. نتيجة أن الباعث به شحنات زائده سالبة (الكترونات) والقاعدة تحوى القليل منها ينشا تيار يسمي تيار انتشار وهذا التيار يكون اتجاه من القاعدة للباعث لانه عكس حركة الالكترونات التي هي من السالب للموجب. وكذا ينشا تيار من نفس النوع ولكن بسبب وجود اغلبيية موجبة في القاعدة عن التي في الباعث ومن ثم ينشأ تيار من القاعدة للباعث (اتجاه الشحنات الموجبة هو اتجاه التيار). إذن التيار الكلى هو مجموع التياريين سالفي الذكر. حسنا الآن نعود إلى التيار الناشئ من الأغلبية السالبة في المشع إلى اين تذهب تلك الاكترونات الاجابة انها تواصل طريقهانحو القاعدة والمجمع. و نظرا لوجود بعض الفجوات الموجبة انها سوف يحدث لقليل من الالكترونات الحرة اتحاد مع الفجوات electron hole recombination وقلنا لقليل من الالكترونات وليس كلها لأن مساحة القاعدة تكون صغيرة جدا (القاعدة عبارة عن شريحة رقيقة جدا)والتطعيم الذي تم عمله للقاعدة ليس كثيفا not heavily dopent, والذي لا يتحد يصل إلى المجمع ثم إلى الدائرة الخارجية. و هنا يجب أن نذكر أن التطعيم للباعث يجب أن يكون كثيفا أما للقاعدة يكون التطعيم أقل من الباعث. و المجمع ليس بالضروة أن يكون مطعما.

هنا نستنتج أن زيادة تطعيم القاعدة تؤدي إلى زياة الفجوات ومن ثم الفقد في الإلكترونات التي يمكن العبور إلى المجمع ومن ثم الدائرة الخارجية.

الآن بعد أن تعرفنا عن نبذة مبسطة عن تكوين كل طبقة من المقحل ثنائي القطب نود التحدث في كيفية استخدامه في الدوائر الرقمية وكيف أنه كان طفرة كبيرة.

|||||||||||||||||||||||||||||
|| || || ||
|||||||||||||| E || B || c ||||||||||||||||||||
|||||||||||||||||||||||||||||
||

بالنظر للشكل المرسوم بالحروف أعلاه: سوف نستنتج قانونا عاما يمكن استخدامه في أية مرحلة كانت من مراحل عمل المقحل وهو: IE = IB + IC تيار الباعث = تيار القاعدة + تيار المجمع

ماذا عن مراحل العمل : ذكرنا أن المقحل عبارة عن م س م أو س م س أي يمكن اعتباره 2(اثنان) موحد متصلين على التوالي واتجاهما حسبما يكن الموجب خلف السالب أم العكس.

المهم بحسب الجهد على الاطراف سوف تتغير منطقة عمل كل موحد على حدة ونحصل على ثلاث مناطق عمل وهي:

* تشبع
* نشاط
* فصل

مشكور على الموضوع الجميل وحقا هذه هي المعلومات التي تفيد قارئ المنتدى ومتصفحه

عقبال نشوف منكم انتو كمان

» درس المكثفات - عربي