تعریف ترانزیستور
ترانزیستور یک قطعه ی نیمه هادی است که برای قطع و وصل یا تقویت سیگنال ها به کار می رود. در مدارها از ترانزیستور به عنوان یک دستگاه سوئیچینگ الکترونیکی استفاده می شود که ولتاژ و جریان سیگنالی را دریافت، تنظیم و تقویت می کند.
ترانزیستور یک دستگاه سه پایه دارای دو دیود PN با اتصال متوالی یا پشت به پشت (back to back) است. سه پایه های ترانزیستور به نام های امیتر، بیس و کلکتور هستند. بیس یا پایه قسمت میانی است که از لایه های نازک تشکیل شده است، دو لایه جانبی دیگر یکی امیتر که در قسمت راست دیود و دیگری کلکتور در قسمت چپ دیود قرار دارد. اتصال پیوند پایه امیتر در ترانزیستور به بایاس مستقیم و پایه کلکتور در بایاس معکوس است و مقاومت بالایی دارد.
نماد و شکل های ترانزیستور
گونه های ساده ترانزیستور از سه لایه نیمه رسانا تشکیل شده اند که در کنار هم قرار می گیرند و در حالت استاندارد دو نوع ترانزیستور به صورت NPN و PNP است. ترانزیستوری که دارای مواد نیمه هادی دو پیوند نوع N و یک پیوند نوع P است، به عنوان ترانزیستور NPN شناخته می شود. به همین ترتیب اگر دستگاه دارای یک لایه نیمه رسانای نوع N و دو لایه نوع P باشد، آن را ترانزیستور PNP می نامند. نماد NPN و PNP در شکل زیر نشان داده شده است.
پیکان در نماد جهت جریان متعارف امیتر را با بایس مستقیم اعمال شده بر محل پیوند بیس-امیتر را نشان می دهد. تنها تفاوت ترانزیستور NPN و PNP در جهت جریان آن ها است، در ترانزیستور PNP جریان عکس ترانزیستور NPN است.
محصولاتی که ممکن است مد نظر شما باشد : ترمینال
ترانزیستور چیست؟
پایه ترانزیستور
ترانزیستور دارای سه پایه به نام های امیتر، کلکتور و بیس است. پایانه های دیود در زیر با جزئیات توضیح داده شده اند.
امیتر
بخشی که قسمت عمده ی حامل اکثریت جریان در ترانزیستور را تقویت می کند امیتر نامیده می شود. امیتر نسبت به بیس همیشه در بایس رو به جلو است و بنابراین جریان اصلی را به بیس می رساند. محل پیوند امیتر-بیس مقدار زیادی حامل بار اکثریت را به بیس وارد می کند زیرا امیتر به شدت دوپ شده و ابعاد متوسط دارد.
کلکتور
به بخشی که قسمت عمده حامل های شارژ اکثریت تقویت شده توسط امیتر را دریافت و جمع می کند، کلکتور گفته می شود. محل پیوند بیس-کالکتور همیشه در بایس معکوس قرار دارد. وظیفه اصلی کلکتور حذف بیشترین بارها از محل اتصال آن با بیس است. قسمت کلکتور ترانزیستور به صورت ملایم دوپ شده است، اما ابعاد آن از بیس و امیتر بزرگ تر است به طوری که می تواند بیشتر شارژ تامین شده توسط امیتر را جمع کند.
بیس
قسمت میانی ترانزیستور به عنوان بیس شناخته می شود. بیس دو مدار ورودی با امیتر و مدار خروجی با کلکتور را تشکیل می دهد. مدار امیتر- بیس در بایاس مستقیم بوده و مقاومت کمی دارد. محل پیوند کلکتور- بیس در بایاس معکوس است و مقاومت بالاتری دارد. بیس ترانزیستور مقدار اندکی دوپ شده، ابعاد کوچک تری دارد و بسیار نازک است و به همین دلیل حامل های اکثریت شارژ را از پایه امیتر به پایه کلکتور عبور می دهد.
محصولاتی که میتواند مورد استفاده ی شما باشد : سوکت و کانکتور
ترانزیستور چگونه کار می‌کند؟
الکترون‌ها به شرط آنکه اندکی نیرو (ولتاژ) برای حرکت داشته باشند، به راحتی می‌توانند از ناحیه N به ناحیه P منتقل شوند.
اما برقراری جریان از ناحیه P به ناحیه N واقعاً سخت است (به ولتاژ زیادی نیاز دارد). نکته خاص در مورد ترانزیستور که مدل دو دیودی ما را ناتوان می‌کند، این واقعیت است که در صورت بایاس مستقیم پیوند بیس-امیتر، الکترون‌ها می‌توانند به راحتی از بیس نوع P به کلکتور نوع N منتقل شوند. بایاس مستقیم بیس-امیتر یعنی اینکه ولتاژ بیس نسبت به ولتاژ امیتر بزرگ‌تر است.
ترانزیستور NPN برای گذر الکترون از امیتر به کلکتور طراحی شده است (بنابراین جهت قراردادی جریان از کلکتور به امیتر است). امیتر الکترون‌هایی را به بیس می‌فرستد (emit می‌کند). بیس تعداد الکترون‌های گسیل شده را کنترل می‌کند. اکثر الکترون‌های گسیل شده توسط کلکتور جمع یا collect می‌شوند و سپس در مدار گردش می‌کنند.
ترانزیستور PNP به روشی مشابه، اما برعکس کار می‌کند. در این ترانزیستور، باز هم بیس جریان را کنترل می‌کند، اما این جریان در جهت مخالف، یعنی از امیتر به کلکتور، برقرار است. این بار، امیتر به جای الکترون‌ها، حفره‌ها را گسیل می‌دهد که توسط کلکتور جمع می‌شوند.
ساختار ترانزیستور
معمولاً از سیلیسیوم برای ساخت ترانزیستور به دلیل درجه ولتاژ بالا، جریان بیشتر و حساسیت دما کمتر استفاده می شود. بخش امیتر- بیس که در بایاس مستقیم نگه داشته می شود، جریان پایه ای است که از منطقه بیس عبور می کند. میزان جریان بیس بسیار کم است. این جریان باعث می شود که الکترون ها به ناحیه کلکتور منتقل شوند یا حفره ای در ناحیه بیس ایجاد کنند.
مشاهده سایر محصولات : وارنیش حرارتی
بیس ترانزیستور بسیار نازک و کمی دوپ شده است و به همین دلیل در مقایسه با امیتر تعداد الکترون کمتری دارد. تعداد کمی الکترون امیتر با حفره ناحیه بیس ترکیب شده و الکترون های باقیمانده به سمت منطقه کلکتور حرکت کرده و جریان کلکتور را تشکیل می دهند. بنابراین می توان گفت که جریان زیاد کلکتور با تغییر ناحیه بیس به دست می آید.
شرایط عملیاتی ترانزیستور
هنگامی که محل پیوند امیتر در بایاس مستقیم و محل پیوند کلکتور در بایاس معکوس باشد، گفته می شود که ترانزیستور در منطقه فعال و روشن است. ترانزیستور دارای دو پیوند است که می تواند به روش های مختلف بایس شود. طرز کار متفاوت جریان ترانزیستور در جدول زیر نشان داده شده است.
FR – در این حالت، پیوند امیتر- بیس در بایاس مستقیم و پیوند کالکتور- بیس در بایاس معکوس متصل می شود. ترانزیستور در منطقه فعال است و جریان کالکتور به جریان امیتر بستگی دارد. از ترانزیستور در این منطقه برای تقویت جریان استفاده می شود.
FF – در این شرایط، هر دو محل پیوندها در بایاس مستقیم است. ترانزیستور در حالت اشباع قرار دارد و جریان کالکتور از جریان بیس مستقل می شود. ترانزیستورها مانند یک سوئیچ بسته عمل می کنند.
RR – هر دو جریان بایاس معکوس هستند. امیتر حامل شارژ اکثریت را به بیس تقویت نمی کند و جریان حامل توسط کالکتور جمع نمی شود. بنابراین ترانزیستورها مانند یک سوئیچ بسته عمل می کنند.
RF – پیوند امیتر- بیس در بایاس معکوس است و محل پیوند کالکتور- بیس در بایاس مستقیم نگه داشته می شود. از آن جا که کالکتور در مقایسه با محل پیوند امیتر به آرامی دوپ شده است، اکثر حامل های شارژ را به بیس نمی رساند. از این رو ترانزیستور عملکرد ضعیفی دارد.
مترجم: محدثه محمدی
افرادی که قصد تعمیر کردن بردها را دارند اطلاعاتی از پایه های ترانزیستور در جدول را نیاز دارند.
ترانزیستور موجود دارید؟
بله انواع ترانزیستور ها را می توانید با مراجعه به لینک پیدا نمایید.
ترانزیستور هادی است ؟
سلام وقت بخیر ، خیر نیمه هادی است که برای قطع و وصل یا تقویت سیگنال ها به کار می رود.