آموزش الکترونیک پروژه های آردوینو میکروکنترلر های AVR میکروکنترلرهای ARM همه مطالب

ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند ؟

قطعا ترانزیستور (transistor ) اصلی ترین و کاربردی ترین قطعه درساخت انواع مدارهای الکترونیکی به شمار می رود .در واقع اختراع ترانزیستور انقلابی عظیم در علم الکترونیک بود . ایده اولیه ساخت ترانزیستور در سال 1907 با ساخت تریود های لامپ خلا بوجود آمد . اما در سال 1947 با ساخت اولین نمونه از ترانزیستورهای سه پایه کاربردی NPN و استفاده از آنها در ساخت تقویت کننده صدا توسط سه دانشمند به نام های John Bardeen, Walter Houser Brattain, William Bradford Shockley استفاده از ترانزیستور رواج یافت . این سه دانشمند در سال 1958 شایسته دریافت جایزه نوبل فیزیک شدند.

ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند ؟

قبل از اختراع ترانزیستور برای تولید کلید های الکترونیکی  و یا بیت های اطلاعات از رله های مکانیکی استفاده می شد . به عنوان مثال در ساخت اولین کامپیوتر ها برای پردازش اطلاعات از کامپیوتر هایی با هزاران رله مکانیکی صرفا برای محاسبات ابتدایی جمع و ضرب و … استفاده می شد. اما با اختراع ترانزیستور ،کلیدهای مکانیکی جای خود را به ترانزیستورها دادند. قطعاتی کاربردی با حجم کم که منجر به ساخت انواع مدارهای مجتمع با اندازه های بسیار کوچک شدند.

ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند ؟

ساختار ترانزیستور

ترانزیستور در واقع یک قطعه سه پایه است که از پیوند دو نوع نیمه رسانا به نام های P  و N تشکیل شده است. ترکیب این دو نوع نیمه هادی در ترانزیستور باعث شکل گیری دو دسته مهم از ترانزیستور های دو قطبی شده است . ترانستور های NPN و PNP  .اصول کار کرد این دو نوع ترانزیستور مشابه به هم و اما کاربرد آن ها متفاوت است.

ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند؟
ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند؟

ترانزیستور چگونه کار می کند؟

به طور کلی از ترانزیستور ها به عنوان کلید و تقویت کننده سیگنال در مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. اگر بخواهیم نحوه کار کرد ترانزیستور را به شکل کاملا ساده و قابل لمس توضیح دهیم به مثال زیر توجه کنید .ترانزیستور را مانند یک شیر آب در نطر بگیرید که جریال آب از منبع به سمت بیرون در حرکت است . منبع آب در نقش Collector و دهانه شیر در نقش Emiter است به طوری که مقدار جریان آب مورد نطر توسط اهرم شیر یا همان Base  قابل کنترل است.

ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند ؟

پس در مدار هم روال کار به همین شکل است . کلکتور به منبع تغدیه وصل می شود . بار مورد نظر برای مصرف جریان در مسیر کلکتور Collector به Emiter قرار می گیرد و پایه Base عبور جریان  یا ولتاژ را کنترل می کند.

ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند ؟

در شکل فوق از ترانزیستور به عنوان کلید برای روشن کردن led استفاده شده است. Led صرفا یک مثال است و به جای led می توان بارهایی نطیر موتور dc ، رله 220 ولت و … نیز استفاده کرد.

اما همانطور که گفتیم از ترانزیستور به عنوان تقویت کننده سیگنال های Ac نیز استفاده می شود.شکل زیر یک تقویت کننده سیگنال AC ساده را نمایش می دهد. اگر به مثال قبل توجه کرده باشید کاربرد ترانزیستور اینگونه تعبیر می شود که با یک چریان یا ولتاژ کوچک از طریق پایه بیس Base می توان یک جریان یا ولتاژ بزرگ را کنترل کرد . مدارهای تقویت سیگنال AC برای کارکرد درست نیاز به بایاس DC دارند. در شکل زیر از یک منبع تغذیه ثابت VCC ولت برای راه اندازی اولیه ترانزیستور استفاده شده است . سیگنال AC مورد نظر (به عنوان مثال یک سیگنال صدا) با اعمال به ورودی خازن  C1 باعث تقویت در خروجی می شود.خازن C1 در واقع برای جداسازی از سیگنال AC از DC استفاده می شود.

ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند ؟

انواع ترانزیستور

ترانزیستورها  انواع مختلفی دارند که دو دسته پرکاربرد آنها شامل :

1-ترانزیستورهای BJT یا دوقطبی

2-ترانزسیتور های اثر میدانی یا MOSFET

پایه های ترانزیستور BJT شامل BASE,COLLECTOR , EMITER هستند که در انواع و اندازه های مختلفی در بازار یافت می شوند . ترانزیستورها ی 2N2222 , 2N5551, BC107 , 2N3904, …   چند نمونه پرکاربرد این ترانزیستورها هستند. دسته دیگر ترانزیستورهای پرکاربرد , ماسفت ها MOSFET هستند که اساس کارکرد آنها شبیه ترانزیستورهای BJT است با این تفاوت که نام پایه های آن ها Gate , Drain , Source است . ماسفت ها نیز همانند ترانزیستور های BJT شامل دو دسته هستند. ماسفت های N-Channel   و P-Channel هستند. کارکرد ترانزیستور NPN  مشابه ماسفت N-Channel و ترانزیستور PNP مشابه P-Channel  است . از ماسفت های پرکاربرد موجود در بازار می توان به BSS138 , BSS139 ,IRFZ44N , IRFZ44P و … اشاره نمود.

ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند ؟

دیدگاهتان را بنویسید

دوازده − 3 =