ترانزیستور چیست؟

26فروردین 1402
بدون دیدگاه
وبلاگ

ترانزیستور چیست؟ ترانزیستورها دنیای الکترونیک را احاطه کرده اند. وجود این قطعات الکترونیکی تقریباً در هر مدار مدرن به عنوان بخش حیاتی کنترل وجود دارد.

گاهی اوقات این جزئیات را می توان روی بردهای مدار الکترونیکی دید، اما امروزه اغلب در مدارهای مجتمع استفاده می شود و از چشم ما پنهان مانده است.

ترانزیستور چیست؟

در اوایل دسامبر، Bardeen و Brattain شروع به آزمایش دو اتصال نقطه ای نزدیک به هم به عنوان ایده جدیدی برای اختراع ترانزیستور کردند. آن‌ها دریافتند که وقتی یکی را به سمت جلو و دیگری را معکوس می‌کنند، مقدار کمی سود مشاهده می‌شود.

به زودی تیم آزمایش‌های بیشتری را بر اساس این ایده آغاز کرد، اما در ابتدا نتوانستند از اثر ترانزیستور به درستی استفاده کنند.

در یک آزمایش حتی یک الکترولیت در اطراف نمونه قرار داده شد، اما با هر آزمایش جدید آنها یک قدم به کشف اثر کامل ترانزیستور نزدیک‌تر می‌شوند.

آنها تصمیم گرفتند که لازم است دو اتصال دیود به فاصله 0.05 میلی متر از هم قرار گیرند.

در ابتدا این ایده غیرممکن به نظر می رسید، زیرا امکان پذیر نبود که دو کنتاکت نقطه سیم را تا این حد نزدیک به هم قرار دهیم.

با این حال راه حل به طور قابل ملاحظه ای به راحتی به دست آمد.

لایه ای از طلا روی یک گوه کوچک پرسپکس رسوب کرده بود.

سپس از یک تیغ برای بریدن شکاف بسیار نازکی در طلا درست در محل گوه استفاده شد. سپس گوه بر روی یک لایه ژرمانیوم تحت نیروی تولید شده توسط یک فنر کوچک قرار داده شد.

جمع کننده و قطره چکان توسط دو کنتاکت طلا تشکیل شده و لایه ژرمانیوم تماس پایه بود.

این ایده در 16 دسامبر 1947 آزمایش شد و در کمال تعجب آنها برای اولین بار عمل کرد. اولین ترانزیستور تماس نقطه ای ساخته شده بود و اولین ترانزیستور اختراع شده بود.

اجزای ترانزیستور

این دستگاه از نظر ساختاری شامل سه خروجی یا پایه امیتر، بیس و کلکتور می باشد و با اتصال دو دیود و در جزئیات بیشتر با اتصال نیمه هادی های نوع N و P ساخته شده است.

ترانزیستورهای مختلف را می توان با تغییر نحوه قرارگیری نیمه هادی ها در کنار یکدیگر طراحی کرد.

امیتر

به معنای گسیلنده است که با روش های مختلف تقویت آن از جمله تزریق، حامل های اکثر الکترون ها و حفره ها را تامین می کند و با تنظیم مقدار دوپ مورد نیاز، می توان چگالی اکثر حامل ها را کنترل کرد.

بیس

که به عنوان یک نیمه هادی میانی وظیفه انتقال حامل های اصلی را به ترمینال سوم کلکتور دارد و در مقایسه با بقیه ترمینال ها از نظر اندازه کوچکتر است، بنابراین به شکل دروازه است. ، عمل گذشتن جریان را می سازد.

کلکتور

وظیفه آن جمع آوری و دریافت اکثر حامل ها را بر عهده دارد و به دلیل اتلاف توان بیشتر از دو پایه دیگر بیس و امیتر بزرگتر است و در نهایت عرض بیشتری دارد.

بایاس ترانزیستور چیست؟

همانطور که گفته شد با ایجاد تغییراتی در این دستگاه الکترونیکی می توان جریان و ولتاژ برق عبوری از آن را کنترل کرد.

بنابراین با معرفی بایاس رو به جلو یا معکوس منبع تغذیه DC می توان عملکرد مدار را برای آن تنظیم کرد.

مکاترونیک رشته نوپایی است که در کشور عزیزمان به برترین رشته رتبه پیدا کرده است، برای اطلاع بیشتر روی لینک کلیک کنید.

انواع ترانزیستور

ترانزیستور ها انواع مختلفی دارند، که در ادامه به بعضی از آنها اشاره خواهیم داشت.

ترانزیستور اتصال دوقطبی

ترانزیستورهای اتصال دوقطبی یا به اختصار BJT دارای هر دو نوع اتصال NPN و PNP هستند و اگر اتصال بیس-امیتر در حالت بایاس رو به جلو باشد، می توان جریان الکتریکی زیادی را با انتشار آن از ترمینال امیتر به کلکتور تامین کرد، مشروط بر اینکه پایه بیس جریان کمتری دارد.

ترانزیستور BJT دارای مناطق عملکردی مختلفی است، از جمله یک منطقه قطع، زمانی که ولتاژی زیر آستانه انتقال پایه-امیتر اعمال می شود، باعث خاموش شدن آن می شود.

یک منطقه فعال، مانند بخش تقویت کننده جریان با ولتاژ اعمالی پیوند کلکتور-امیتر اعمال شده در بالای آستانه برای روشن کردن آن، و یک ناحیه اشباع، مانند یک کلید بسته که از ولتاژ اعمال شده در زیر آستانه ایجاد می شود و ولتاژ اعمالی کلکتور-امیتر را می بندد. این را می توان یک اتصال کوتاه در نظر گرفت.

ترانزیستور دوقطبی با اتصال NPN

این نوع ترانزیستور دوقطبی دارای دو لایه نیمه هادی نوع N با لایه نیمه هادی میانی نوع P است و جهت جریان حامل های اصلی یا الکترون ها از پایانه های کلکتور و پایه به سمت امیتر است.

ترانزیستور دوقطبی پیوند PNP

در این تراشه الکترونیکی، دو نیمه هادی نوع P توسط یک لایه میانی نازک از نیمه هادی های نوع N از هم جدا شده اند و سوراخ ها به عنوان حامل های اکثریت از ناحیه امیتر به ناحیه بیس و کلکتور منتشر می شوند.

ترانزیستور اثر میدانی

این نوع ترانزیستورها دارای سه ترمینال گیت، درین و منبع در ساختار خود هستند و به دو دسته FET های اتصالی و FET های حاوی زیرلایه نیمه هادی اکسید فلزی (Oxy Semiconductor FET) تقسیم می شوند.

ترانزیستور چیست؟ این دستگاه قابلیت کنترل و تنظیم اندازه و شکل کانال ناشی از ولتاژ اعمال شده بین دو ترمینال تخلیه و منبع را دارد و برخلاف نوع دوقطبی دارای یک کانال با بهره جریان بیشتر از BJT می باشد.

شامل سه ناحیه عملکردی خاموش است اگر ولتاژ منبع گیت زیر ولتاژ آستانه باشد و ترانزیستور بسته باشد.

منطقه فعال بالاتر از اختلاف بین ولتاژ منبع دروازه و آستانه به دلیل ولتاژ منبع تخلیه است و ناحیه سه ترمینالی که کمتر از تخلیه ولتاژ منبع نسبت به اختلاف ولتاژ دروازه است – منبع از آستانه می آید و منطقه تریود نامیده می شود.

ترانزیستور پیوندی اثر میدان

به عنوان یک اثر میدانی نوع اول، JFET ها دارای قابلیت سوئیچینگ، بهره و مقاومت هستند و بدون نیاز به جریان بایاس، ولتاژ منبع- تخلیه تنها با اعمال نسبت ولتاژ و جریان دروازه-منبع قابل کنترل است.

بر اساس کانال N و P، انواع ترانزیستورها متفاوت است و در کانال N حامل جریان الکترون و در کانال P حفره ها هستند.