- أحد النوعين الرئيسيين من الترانزستورات، ويتم تصنيعه على شكل جهاز شبه موصل ثلاثي الأقطاب. يحتوي كل من هذه الموصلات على طبقات مرتبة على التوالي مع الموصلية n (الشوائب) أو الموصلية p (الثقب). وبالتالي، يتم تشكيل الترانزستورات ثنائية القطب من أنواع n-p-n أو p-n-p.

ترتبط الأقطاب الكهربائية الثلاثة في الترانزستور ثنائي القطب على التوالي بكل طبقة من الطبقات الموصلة الثلاث.

في وقت تشغيل الترانزستور ثنائي القطب، يحدث النقل المتزامن لأنواع مختلفة من الشحنات التي تحملها الإلكترونات والثقوب. أي أن هناك نوعين من الشحنات المعنية، ولهذا السبب يسمى هذا الترانزستور "ثنائي القطب" (يعني "ثنائي" "اثنين").

الشكل 1: تصميم الترانزستور ثنائي القطب.

يُطلق على القطب المتصل بالطبقة الوسطى اسم "القاعدة". يُطلق على القطبين الخارجيين اسم "المجمع" و"الباعث". هاتين القناتين متطابقتان في نوع الموصلية. ومع ذلك، من أجل الحصول على جهاز بالخصائص اللازمة، يتم جعل الطبقة المتصلة بالباعث مشبعة أكثر بالشوائب، والطبقة المتصلة بالمجمع تكون بالعكس. ونتيجة لذلك، يزيد الجهد المسموح به للمجمع. مع الأخذ في الاعتبار مستوى الجهد العكسي الذي يحدث عنده انهيار تقاطع الباعث، ليس مهمًا جدًا، لأنه لتجميع دائرة إلكترونية، عادةً ما يتم استخدام النماذج ذات التحيز الأمامي عبر تقاطع الباعث pn، مما يحول الدائرة عمليًا إلى موصل. من بين أمور أخرى، تسهل طبقة الباعث المخدرة انتقال ناقلات الأقلية إلى طبقة التوصيل المركزية، مما يساعد على زيادة كفاءة تحويل التيار في دائرة CB (قاعدة مشتركة).

أيضًا، في التصميم المعدل، يكون حجم تقاطع المجمع p-n أكبر بكثير من تقاطع الباعث. ترجع هذه المعلمة إلى الحاجة إلى تحسين مجموعة الموجات الحاملة الأقلية القادمة من الطبقة الأساسية وزيادة معامل النقل.

يعتمد أداء الترانزستورات ثنائية القطب على سمك الطبقة الأساسية: كلما زادت سماكتها، كانت وظائف الدائرة بأكملها أبطأ. لكن هذه الطبقة لا يمكن أن تكون ضعيفة للغاية أيضًا. مع انخفاض السُمك، تقل أيضًا الفترة الزمنية اللازمة لمرور ناقلات الأقلية عبر جسم الطبقة الأساسية، ولكن في نفس الوقت هناك انخفاض كبير في الحد الأقصى لجهد المجمع. لذلك، يتم اختيار الحجم الأساسي الصحيح مع مراعاة هاتين الظاهرتين.

الجهاز ومبدأ التشغيل

الشكل 2: مستو ثنائي القطب n-p-nالمقطع العرضي للترانزستور

تم تصنيع النماذج الأولى من الترانزستورات ثنائية القطب باستخدام معدن الجرمانيوم (مادة أشباه الموصلات). على هذه اللحظةلهذه الأغراض، يتم استخدام السيليكون أحادي البلورة وزرنيخيد الغاليوم أحادي البلورة.

الشكل 3: بلورات مفردة من السيليكون وزرنيخيد الغاليوم

الأجهزة الأسرع مفعولاً هي تلك التي تستخدم زرنيخيد الغاليوم. لهذا السبب، يتم استخدامها غالبًا كعناصر للدوائر المنطقية فائقة السرعة ودوائر مكبر الصوت بالموجات الدقيقة.

كما ذكرنا سابقًا، يتكون هيكل الترانزستور ثنائي القطب من طبقات باعث وقاعدة ومجمع بمستويات مختلفة من التطعيم، وكل طبقة متصلة بالقطب الكهربائي الخاص بها، والذي يمثله اتصال أومي (غير مصحح).

تتمتع الطبقة الأساسية المخدرة بخفة للترانزستور بمستوى عالٍ من المقاومة الأومية.

عند ربط جهات اتصال قاعدة الباعث وقاعدة المجمع، يمكن ملاحظة أن الأول أقل حجمًا من الثاني.

ويرجع هذا التصميم إلى النقاط التالية:

• تسمح لك الوصلة الكبيرة بقاعدة المجمع بزيادة عدد ناقلات الشحن الأقلية (MCCs) المنقولة من القاعدة إلى المجمع؛
• في وقت التشغيل النشط، تعمل تقاطع KB في ظل ظروف التحيز العكسي، مما يتسبب في توليد حرارة قوية في منطقة تقاطع المجمع، وبالتالي، من أجل تحسين إزالة الحرارة، يجب زيادة المنطقة.

وهكذا فإن الترانزستور ثنائي القطب المتماثل "المثالي" لا يظهر إلا في الحسابات النظرية، ونقل النظرية إلى أساس عملي يوضح أن تلك النماذج التي لا تتمتع بالتناظر تتمتع بأعلى كفاءة.

في وضع التضخيم النشط، يخضع الترانزستور لانحياز أمامي للوصلة E (يصبح مفتوحًا)، وانحيازًا عكسيًا للوصلة K (يصبح مغلقًا). في الحالة المعاكسة، عندما يتم إغلاق الوصلة E وفتح الوصلة K، يعمل الترانزستور ثنائي القطب بشكل عكسي.

إذا ألقينا نظرة فاحصة على عملية عمل الترانزستورات نوع ن-ن-ن، أولاً وقبل كل شيء، يتم ملاحظة انتقال NS الرئيسي (حاملات الشحنة) من طبقة الباعث على طول الوصلة EB إلى الطبقة الأساسية. تتفاعل بعض الـ NS الممثلة بالإلكترونات مع الثقوب الموجودة في القاعدة، مما يؤدي إلى تحييد الشحنتين وما يصاحب ذلك من إطلاق طاقة. ومع ذلك، فإن الطبقة الأساسية رقيقة جدًا ومخدرة بخفة، وهذا يزيد من الوقت الإجمالي لعملية التفاعل، لذلك يتمكن عدد أكبر بكثير من NCs الباعث من اختراق طبقة المجمع. بالإضافة إلى ذلك، يتأثر تأثير قوة المجال الكهربائي الناتجة عن تقاطع المجمع النازح. وبفضل هذه القوة، يزداد عدد الإلكترونات المسحوبة من الطبقة الأساسية بشكل ملحوظ.

ونتيجة لذلك فإن قيمة تيار المجمع تساوي تقريباً تيار الباعث مطروحاً منه الخسائر في الطبقة الأساسية، والتي تحسب تيار القاعدة نفسه. لحساب قيمة تيار المجمع يتم استخدام الصيغة:

حيث Ik هو تيار المجمع، Ie هو تيار الباعث، α هو معامل نقل تيار الباعث.

يتراوح نطاق قيم المعامل α من 0.9 إلى 0.99. تسمح القيم الأكبر بنقل التيار بشكل أكثر كفاءة بواسطة الترانزستور. لا يتم تحديد قيمة α بالجهد الذي تظهره التحولات K-B وB-E. ونتيجة لذلك، في ظل ظروف العديد من خيارات جهد التشغيل، يتم الحفاظ على العلاقة التناسبية بين Ik وIb. للعثور على معامل هذا التناسب، يتم استخدام الصيغة:

β = α/(1 - α).

يمكن أن تتراوح قيم β من 10 إلى 100. من هذا يمكننا أن نستنتج أنه من أجل تنظيم عمل تيار مجمع كبير، من الممكن تمامًا الاكتفاء بتيار منخفض عند القاعدة.

أصناف من ترتيب عمل الترانزستورات ثنائية القطب

الوضع النشط العادي

صفة مميزة:

1. منطقة قاعدة الباعث المفتوحة (التحيز الأمامي)؛
2. منطقة قاعدة المجمع المغلقة (التحيز العكسي)؛
3. مستوى الجهد الإيجابي في منطقة قاعدة الباعث؛
4. مستوى الجهد السلبي في منطقة قاعدة المجمع.

يتم إعطاء النقطتين 3 و 4 ل الترانزستور بي إن بيفوق. للنماذج مع هيكل n-p-nستكون الخاصية عكس هذه الخاصية.

الوضع النشط العكسي

صفة مميزة:

1. التحيز العكسي عند تقاطع الباعث؛
2. التحيز المباشر عند تقاطع المجمع.

النقاط المتبقية هي نفسها بالنسبة للوضع النشط العادي.

وضع التشبع

صفة مميزة:

1. توصيل الوصلة الإلكترونية والوصلة K بمصادر خارجية؛
2. التحيز المباشر للباعث وتقاطع المجمع.
3. ضعف المجال الكهربائي المنتشر بسبب المجال الكهربائي للمصادر الخارجية.
4. انخفاض في مستوى الحاجز المحتمل، مما سيؤدي إلى إضعاف السيطرة على انتشار NS الرئيسي، فضلا عن النزوح كمية كبيرةفتحات من مناطق الباعث والمجمع إلى منطقة القاعدة.

نتيجة للنقطة الأخيرة، يحدث تشكيل تيارات تشبع الباعث والمجمع (Ie.s. وIk.s.)

وفي نفس الوضع، يظهر مفهوم "جهد التشبع" عند التحول K-E. بفضله، يمكنك تحديد درجة انخفاض الجهد للترانزستور المفتوح. وبالمثل، فإن جهد التشبع للوصلة B-E يحدد درجة انخفاض الجهد للقسم المنخفض.

وضع القطع

صفة مميزة:

• التحيز العكسي في منطقة K؛
• إزاحة الوصلة الإلكترونية في أي اتجاه بشرط ألا تتجاوز قيمة العتبة التي تحد من بداية عملية انبعاث الإلكترونات من الباعث إلى الطبقة الأساسية.

يصل مستوى المؤشر المحدد في حالة ترانزستور ثنائي القطب من السيليكون إلى 0.6-0.7 فولت، مما يعني أن وضع القطع ممكن عند تيار صفر عند القاعدة، أو عند مستوى جهد أقل من 0.7 فولت عند تقاطع EB.

وضع الحاجز

صفة مميزة:

• أن يكون الاتصال بين القطعة الأساسية والمجمع قصيراً، أو باستخدام مقاومة صغيرة الحجم؛
• يتم توصيل المقاوم بدائرة المجمع أو الباعث بحيث يمكنه ضبط التيار من خلال عنصر الترانزستور.

تعمل العملية في الوضع المعروض على تحويل الصمام الثلاثي لأشباه الموصلات إلى نظير للصمام الثنائي مع اتصال متسلسل بمقاوم الإعداد الحالي. تحتوي السلسلة المبنية وفقًا لهذا المخطط على عدد صغير من المكونات وتكون مستقلة تقريبًا عن خصائص الجهاز المستخدم.

مخططات الاتصال

لتوصيف دائرة ترانزستور التبديل، يتم استخدام مؤشرين مهمين:

• قيمة معامل تثبيت الكسب الحالي، والذي يتم حسابه من خلال نسبة تيار الخرج (Iout) إلى تيار الإدخال (Iin)؛
• قيمة مقاومة الدخل (Rin) والتي يتم حسابها من خلال نسبة جهد الدخل (Uin) إلى تيار الدخل (Iin).

التبديل مع قاعدة مشتركة (CB)

الشكل 4: مكبر للصوت مع OB

صفة مميزة:

• متغير الدائرة الذي يكون فيه مستوى المقاومة عند الإدخال هو الأدنى والإخراج عند الأعلى؛
• α (الكسب الحالي) يقترب من 1؛
• لديه كو كبير (كسب الجهد)؛
• لا يوجد انعكاس مرحلة الإشارة.

لتحديد المعامل α، من الضروري حساب نسبة تيار المجمع إلى تيار الباعث (وبعبارة أخرى، نسبة تيار الخرج إلى تيار الإدخال).

لتحديد مقاومة الدخل Rin، يجب عليك حساب نسبة جهد الدخل وتيار الدخل (وبعبارة أخرى، نسبة الجهد عند الوصلة EB وتيار الباعث). تصل قيمة هذه المعلمة للدوائر ذات OB إلى 100 أوم كحد أقصى (في ترانزستور ثنائي القطب منخفض الطاقة).

مزايا استخدام دوائر التبديل مع OB

• درجة حرارة جيدة وقيمة التردد.
• مستوى عال من الإجهاد المسموح به.

عيوب استخدام دوائر التبديل مع OB

• درجة ضئيلة من التضخيم الحالي (نظرا لأن قيمة المعامل α لا تصل إلى الوحدة)؛
• مقاومة المدخلات المنخفضة.
• يتم توفير العمل من قبل اثنين مصادر مختلفةالجهد االكهربى.

اتصال باعث مشترك (CE)

صفة مميزة:

• تيار الإخراج يتوافق مع تيار المجمع.
• تيار الإدخال يتوافق مع التيار الأساسي.
• يتوافق جهد الإدخال مع جهد التشغيل الانتقال ب-ه;

يمكن حساب المعامل β (كسب التيار) لدائرة معينة من خلال نسبة تيار الخرج إلى تيار الإدخال (تيار المجمع إلى تيار القاعدة، وتيار المجمع إلى الفرق بين تيارات الباعث والمجمع).

لتحديد مقاومة الدخل (Rin)، يتم حساب نسبة جهد الدخل إلى تيار الدخل (الجهد عند الوصلة B-E إلى التيار عند القاعدة).

• قيمة كبيرة للمعامل β؛
• كسب الجهد العالي.
• معظم مستوى عالتضخيم الطاقة
• يتم استخدام مصدر طاقة واحد فقط؛
• يتم عكس جهد الخرج (بالنسبة إلى الإدخال).

مزايا استخدام دوائر التبديل مع OE

• قيم درجة الحرارة والتردد أقل بكثير مقارنة بتبديل الدوائر باستخدام OB.

التبديل مع جامع مشترك (موافق)

صفة مميزة:

• تيار الإخراج يتوافق مع تيار الباعث.
• يتوافق تيار الإدخال مع القيمة الحالية في منطقة القاعدة؛
• يتوافق جهد الإدخال مع الجهد عند تقاطع B-K؛
• يتوافق جهد الخرج مع الجهد عند تقاطع KE.

يتم حساب المؤشر β من خلال نسبة تيار الخرج إلى تيار الإدخال (التيار في منطقة الباعث إلى التيار في منطقة القاعدة؛ والتيار في منطقة الباعث إلى الفرق بين تيار E وK).

يتم تحديد مقدار المقاومة عند الإدخال بنسبة الجهد عند الإدخال إلى التيار عند الإدخال (نسبة مجموع الفولتية على B-E و التحولات K-Eإلى المؤشر الحالي على القاعدة).

تسمى الدائرة التي تحتوي على هذا النوع من الاتصال بمتابع الباعث.

مزايا تشغيل دوائر التبديل مع OK

• مستوى كبير من مقاومة المدخلات.
• مقاومة الإخراج منخفضة.

عيوب تشغيل دوائر التبديل مع موافق

• قيمة المؤشر الذي يميز كسب الجهد لا تصل إلى الوحدة.

مؤشرات هامة للترانزستورات ثنائية القطب

• قيمة المؤشر الذي يميز الإرسال الحالي؛
• مستوى مقاومة الإخراج؛
• قيمة الموصلية الإخراج.
• حجم التيار العكسي KE ؛
• الوقت اللازم للتشغيل؛
• مستوى التردد المحدد للمؤشر الذي يميز انتقال التيار الأساسي؛
• حجم التيار العكسي في منطقة المجمع.
• الحد الأقصى المسموح به للقيمة الحالية.
• مستوى التردد المحدد للمؤشر الذي يميز انتقال التيار (للدوائر ذات OE).

هناك تقسيم للصفات المميزة للترانزستور ثنائي القطب إلى مجموعتين رئيسيتين. تحدد المجموعة الأولى من المعلمات قائمة من العلامات التي تظهر أثناء تشغيل الترانزستور، ولكنها لا تعتمد على نوع الاتصال المستخدم. وتشمل هذه:

• قيمة مؤشر الكسب الحالي α؛
• إجمالي مقاومة الباعث؛
• إجمالي مقاومة المجمع.
• قيمة المقاومة عند القاعدة في الاتجاه العرضي.

وإذا تحدثنا عن معلمات المجموعة الثانية فإنها تتغير حسب دائرة التبديل المستخدمة. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار عدم وجود خطية لخصائص الترانزستور، لذلك لا يمكن تطبيق قائمة الخصائص الثانوية إلا على الترددات المنخفضة المستوى والنبضات منخفضة السعة.

يتم أخذ المعلمات الثانوية بعين الاعتبار:

• مستوى مقاومة الإدخال؛
• قيمة المؤشر الذي يوضح ردود فعل الجهد؛
• قيمة مؤشر النقل الحالي؛
• مستوى الموصلية الإخراج.

بالإضافة إلى النقاط المذكورة أعلاه، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن التردد العالي ينطوي على انخفاض في السعة، وانخفاض في قوة التيار وانخفاض لاحق في قيم المعاملات α و β. تم تحديد مؤشر التردد الذي يسبب انخفاضًا في α و β بمقدار 3 ديسيبل على أنه محدد.

مجالات التطبيق

يمكن استخدام الصمامات الثلاثية لأشباه الموصلات لإنشاء:

• مكبرات الصوت، مراحل التضخيم؛
• مولدات الإشارة؛
• مؤثرات؛
• مزيلات التشكيل (كاشفات) ؛
• العاكسون (العناصر المنطقية)، الخ.

يمكن العثور على معلومات إضافية على http://www.aistsoft.ru/. يعد نظام AIST مصدرًا ضخمًا للبيانات للمعلومات المتخصصة (الأوصاف الفنية وجوازات السفر والرسومات والشهادات وما إلى ذلك).

اكتب تعليقات وإضافات إلى المقال، ربما فاتني شيء ما. ألقِ نظرة، سأكون سعيدًا إذا وجدت شيئًا آخر مفيدًا لي.

صفحة 1 من 2

تصميم ومبدأ تشغيل الترانزستور ثنائي القطب

الترانزستور ثنائي القطب هو جهاز شبه موصل يحتوي على تقاطعين بفتحة إلكترون مكونة في بلورة واحدة من شبه الموصل. تشكل هذه التحولات ثلاث مناطق في أشباه الموصلات ذات أنواع مختلفة من التوصيل الكهربائي. تسمى إحدى المناطق المتطرفة الباعث (E)، والآخر - المجمع (K)، الأوسط - القاعدة (B). يتم لحام الخيوط المعدنية في كل منطقة لتوصيل الترانزستور بالدائرة الكهربائية.
الموصلية الكهربائية للباعث والمجمع معاكسة للتوصيل الكهربائي للقاعدة. اعتمادًا على ترتيب تناوب المناطق p و n، يتم استخدام الترانزستورات مع هيكل pnpو ن-ن-ن. تختلف الرموز الرسومية التقليدية لترانزستورات p-n-p وn-p-n فقط في اتجاه السهم عند القطب الذي يشير إلى الباعث.

مبادئ تشغيل الترانزستورات p-n-p و n-p-n هي نفسها، لذلك في المستقبل سننظر فقط في تشغيل الترانزستور بهيكل p-n-p.
ويسمى تقاطع ثقب الإلكترون الذي يتكون من الباعث والقاعدة بالباعث، ويسمى المجمع والقاعدة بالمجمع. المسافة بين الوصلات صغيرة جدًا: بالنسبة للترانزستورات عالية التردد فهي أقل من 10 ميكرومتر (1 ميكرومتر = 0.001 مم)، وبالنسبة للترانزستورات منخفضة التردد فهي لا تتجاوز 50 ميكرومتر.
عندما يعمل الترانزستور، تستقبل وصلاته الفولتية الخارجية من مصدر الطاقة. اعتمادا على قطبية هذه الفولتية، يمكن تشغيل كل انتقال بشكل مباشر وفي غير إتجاه. هناك ثلاثة أوضاع تشغيل للترانزستور: 1) وضع القطع - كلا التحولات، وبالتالي الترانزستور مغلق تمامًا؛ 2) وضع التشبع - الترانزستور مفتوح بالكامل 3) الوضع النشط - هذا وضع وسيط بين الأولين. يتم استخدام وضعي القطع والتشبع معًا في المراحل الرئيسية، عندما يكون الترانزستور مفتوحًا تمامًا أو مغلقًا تمامًا بالتناوب مع تردد النبضات التي تصل إلى قاعدته. تُستخدم الشلالات التي تعمل في وضع التبديل في الدوائر النبضية (تبديل مصادر الطاقة، ومراحل إخراج المسح الأفقي لأجهزة التلفزيون، وما إلى ذلك). يمكن أن تعمل مراحل الإخراج لمضخمات الطاقة جزئيًا في وضع القطع.
غالبًا ما تستخدم الترانزستورات في الوضع النشط. يتم تحديد هذا الوضع من خلال تطبيق جهد صغير على قاعدة الترانزستور، وهو ما يسمى جهد الانحياز (U cm)، وينفتح الترانزستور قليلاً ويبدأ التيار بالتدفق خلال تحولاته. يعتمد مبدأ تشغيل الترانزستور على حقيقة أن تيارًا صغيرًا نسبيًا يتدفق عبر تقاطع الباعث (التيار الأساسي) يتحكم في تيار أكبر في دائرة المجمع. تيار الباعث هو مجموع تيارات القاعدة والمجمع.

أوضاع تشغيل الترانزستور ثنائي القطب

وضع القطعيتم الحصول على الترانزستور عندما تكون وصلات الباعث والمجمع p-n متصلة بمصادر خارجية في الاتجاه المعاكس. في هذه الحالة، تتدفق تيارات باعث عكسي صغيرة جدًا عبر كلا الوصلتين pn ( أنا إيبو) والجامع ( أنا كي بي أو). التيار الأساسي يساوي مجموع هذه التيارات، ويتراوح، اعتمادًا على نوع الترانزستور، من وحدات الميكرو أمبير - μA (لترانزستورات السيليكون) إلى وحدات المللي أمبير - مللي أمبير (لترانزستورات الجرمانيوم).

إذا كانت وصلات الباعث والمجمع p-n متصلة بمصادر خارجية في الاتجاه الأمامي، فسيكون الترانزستور في وضع التشغيل وضع التشبع . انتشار الحقل الكهربائيسيتم إضعاف تقاطعات الباعث والمجمع جزئيًا بواسطة المجال الكهربائي الناتج عن مصادر خارجية يو إبو يو كيلو بايت. ونتيجة لذلك، فإن حاجز الجهد الذي يحد من انتشار ناقلات الشحنة الرئيسية سوف يتضاءل، وسيبدأ اختراق (حقن) الثقوب من الباعث والمجمع إلى القاعدة، أي أن تيارات تسمى تيارات تشبع الباعث سوف تتدفق عبر باعث ومجمع الترانزستور ( أنا إي) وجامع ( أنا ك).

تستخدم لتضخيم الإشارات الوضع النشط لتشغيل الترانزستور .
عندما يعمل الترانزستور في الوضع النشط، يتم تشغيل وصلة الباعث الخاصة به في الاتجاه الأمامي، ويتم تشغيل وصلة المجمع في الاتجاه العكسي.

تحت الجهد المباشر شيقوم EB بحقن ثقوب من الباعث في القاعدة. مرة واحدة في قاعدة من النوع n، تصبح الثقوب حاملات شحنة أقلية فيها، وتحت تأثير قوى الانتشار، تتحرك (منتشرة) إلى تقاطع المجمع p-n. يتم ملء (إعادة دمج) بعض الثقوب الموجودة في القاعدة بالإلكترونات الحرة الموجودة فيها. ومع ذلك، فإن عرض القاعدة صغير - من عدة وحدات إلى 10 ميكرون. ولذلك، فإن الجزء الرئيسي من الثقوب يصل إلى تقاطع المجمع p-n ويتم نقله بواسطة مجاله الكهربائي إلى المجمع. ومن الواضح أن جامع الحالي أنالا يمكن أن يكون Kp أكبر من تيار الباعث، حيث أن بعض الثقوب تتحد مرة أخرى في القاعدة. لهذا أناكيلو بايت = ح 21 ب أناأوه
ضخامة ح 21 بيسمى معامل النقل الثابت لتيار الباعث. للترانزستورات الحديثة ح 21 ب= 0.90…0.998. نظرًا لأن تقاطع المجمع متحيز عكسيًا (غالبًا ما يُقال إنه متحيز عكسيًا)، فإن التيار العكسي يتدفق عبره أيضًا أنا كي بي أو، مكونة من حاملات الأقلية للقاعدة (الثقوب) والمجمع (الإلكترونات). لذلك، فإن إجمالي تيار المجمع للترانزستور متصل وفقًا لدائرة ذات قاعدة مشتركة
أنال = ح 21 ب أناأوه +أنااتفاقية الأسلحة البيولوجية
الثقوب التي لم تصل إلى تقاطع المجمع وأعيد تجميعها (مملوءة) في القاعدة تعطيها شحنة موجبة. لاستعادة الحياد الكهربائي للقاعدة، يتم تزويدها بنفس عدد الإلكترونات من الدائرة الخارجية. إن حركة الإلكترونات من الدائرة الخارجية إلى القاعدة تخلق تيار إعادة التركيب فيها أنا ب.ريك.بالإضافة إلى تيار إعادة التركيب، يتدفق تيار المجمع العكسي عبر القاعدة في الاتجاه المعاكس وتيار القاعدة الكامل
I B = I B.rek - I KBO
في الوضع النشط، يكون التيار الأساسي أقل بعشرات ومئات المرات من تيار المجمع وتيار الباعث.

دوائر توصيل الترانزستور ثنائي القطب

في الرسم البياني السابق دائرة كهربائية، شكلها المصدر يو إب، الباعث وقاعدة الترانزستور، يسمى الإدخال، والدائرة التي يتكون منها المصدر يو كيلو بايت، جامع وقاعدة من نفس الترانزستور، - الإخراج. القاعدة هي القطب المشترك للترانزستور لدوائر الإدخال والإخراج، وبالتالي فإن إدراجها يسمى دائرة ذات قاعدة مشتركة، أو باختصار "مخطط OB".
يوضح الشكل التالي دائرة يكون فيها الباعث هو القطب المشترك لدوائر الإدخال والإخراج. هذه دائرة باعث مشتركة، أو “مخطط OE”.

ك أنا- الربح الحالي

جامعة كو– كسب الجهد

ك.ب- كسب الطاقة

الصفحة السابقة - الصفحة التالية

تحياتي أيها الأصدقاء الأعزاء! سنتحدث اليوم عن الترانزستورات ثنائية القطب وستكون المعلومات مفيدة للمبتدئين في المقام الأول. لذا، إذا كنت مهتمًا بما هو الترانزستور، ومبدأ تشغيله وبشكل عام فيما يتم استخدامه، فاجلس على كرسي أكثر راحة واقترب.

دعنا نواصل، ولدينا محتوى هنا، سيكون أكثر ملاءمة للتنقل في المقالة :)

أنواع الترانزستورات

تتكون الترانزستورات أساسًا من نوعين: الترانزستورات ثنائية القطب والترانزستورات ذات التأثير الميداني. بالطبع، كان من الممكن النظر في جميع أنواع الترانزستورات في مقال واحد، لكنني لا أريد طهي العصيدة في رأسي. لذلك سنتناول في هذا المقال حصرياً الترانزستورات ثنائية القطب، وسأتحدث عن الترانزستورات ذات التأثير الميداني في أحد المقالات التالية. دعونا لا نجمع كل شيء معًا، بل ننتبه لكل واحد على حدة.

الترانزستور ثنائي القطب

الترانزستور ثنائي القطب هو سليل الصمامات الثلاثية الأنبوبية، تلك التي كانت موجودة في أجهزة التلفزيون في القرن العشرين. لقد دخلت الصمامات الثلاثية في غياهب النسيان وأفسحت المجال أمام إخوة أكثر وظيفية - الترانزستورات ، أو بالأحرى الترانزستورات ثنائية القطب.

مع استثناءات نادرة، يتم استخدام الصمامات الثلاثية في المعدات لمحبي الموسيقى.

قد تبدو الترانزستورات ثنائية القطب هكذا.

كما ترون، تحتوي الترانزستورات ثنائية القطب على ثلاث أطراف، ويمكن أن تبدو مختلفة تمامًا من الناحية الهيكلية. ولكن على المخططات الكهربائيةأنها تبدو بسيطة ودائما نفس الشيء. وكل هذا الروعة الرسومية تبدو هكذا.

تسمى هذه الصورة للترانزستورات أيضًا UGO (رمز الرسم التقليدي).

علاوة على ذلك، يمكن أن يكون هناك ترانزستورات ثنائية القطب نوع مختلفالتوصيل. هناك ترانزستورات من النوع NPN ونوع PNP.

الفرق بين الترانزستور n-p-n والترانزستور p-n-p هو فقط أنه "حامل" الشحنة الكهربائية(الإلكترونات أو "الثقوب"). أولئك. بالنسبة للترانزستور pnp، تنتقل الإلكترونات من الباعث إلى المجمع ويتم دفعها بواسطة القاعدة. بالنسبة للترانزستور n-p-n، تنتقل الإلكترونات من المجمع إلى الباعث ويتم التحكم فيها بواسطة القاعدة. ونتيجة لذلك، نتوصل إلى استنتاج مفاده أنه من أجل استبدال ترانزستور من نوع موصلية بنوع آخر في الدائرة، يكفي تغيير قطبية الجهد المطبق. أو قم بتغيير قطبية مصدر الطاقة بغباء.

تحتوي الترانزستورات ثنائية القطب على ثلاث أطراف: المجمع والباعث والقاعدة. أعتقد أنه سيكون من الصعب الخلط بينه وبين UGO، ولكن في الترانزستور الحقيقي، أصبح الخلط أسهل من أي وقت مضى.

عادةً ما يتم تحديد المخرجات من الكتاب المرجعي، ولكن يمكنك ذلك ببساطة. تبدو أطراف الترانزستور وكأنها ثنائيات متصلة عند نقطة مشتركة (في منطقة قاعدة الترانزستور).

على اليسار صورة لترانزستور من النوع p-n-p؛ عند الاختبار، تشعر (من خلال قراءات المقاييس المتعددة) أن أمامك صمامين ثنائيين متصلين عند نقطة واحدة بواسطة كاثوداتهما. بالنسبة للترانزستور n-p-n، تكون الثنائيات عند نقطة القاعدة متصلة بواسطة أنوداتها. أعتقد أنه بعد تجربة المتر المتعدد سيكون الأمر أكثر وضوحًا.

مبدأ تشغيل الترانزستور ثنائي القطب

الآن سنحاول معرفة كيفية عمل الترانزستور. لن أخوض في تفاصيل البنية الداخلية للترانزستورات لأن هذه المعلومات لن تؤدي إلا إلى الإرباك. من الأفضل إلقاء نظرة على هذا الرسم.

هذه الصورة تشرح بشكل أفضل مبدأ عمل الترانزستور. في هذه الصورة، يتحكم شخص ما في تيار المجمع باستخدام مقاومة متغيرة. ينظر إلى تيار القاعدة فإذا زاد تيار القاعدة فإن الشخص يزيد أيضاً من تيار المجمع مع مراعاة كسب الترانزستور h21E. إذا انخفض التيار الأساسي، فسوف ينخفض ​​\u200b\u200bتيار المجمع أيضًا - وسيقوم الشخص بتصحيحه باستخدام المتغير المتغير.

هذا التشبيه لا علاقة له بالتشغيل الفعلي للترانزستور، لكنه يسهل فهم مبادئ تشغيله.

بالنسبة للترانزستورات، يمكن ملاحظة القواعد للمساعدة في تسهيل فهم الأمور. (هذه القواعد مأخوذة من الكتاب).

1. لدى المجمع إمكانات أكثر إيجابية من الباعث
2. كما قلت من قبل، تعمل دوائر مجمع القاعدة وباعث القاعدة مثل الثنائيات
3. يتميز كل ترانزستور بقيم محددة مثل تيار المجمع والتيار الأساسي وجهد المجمع والباعث.
4. إذا تم اتباع القواعد 1-3، فإن تيار المجمع Ik يتناسب طرديًا مع التيار الأساسي Ib. يمكن كتابة هذه العلاقة كصيغة.

من هذه الصيغة يمكننا التعبير عن الخاصية الرئيسية للترانزستور - تيار قاعدة صغير يتحكم في تيار مجمع كبير.

المكسب الحالي.

ويشار إليه أيضًا باسم

وبناءً على ما سبق يمكن أن يعمل الترانزستور في أربعة أوضاع:

1. وضع قطع الترانزستور— في هذا الوضع، يتم إغلاق وصلة الباعث الأساسي، ويمكن أن يحدث هذا عندما يكون جهد الباعث الأساسي غير كافٍ. ونتيجة لذلك، لا يوجد تيار أساسي، وبالتالي لن يكون هناك تيار مجمع أيضًا.
2. وضع الترانزستور النشط- هذا هو الوضع الطبيعي لتشغيل الترانزستور. في هذا الوضع، يكون جهد الباعث الأساسي كافيًا لفتح وصلة الباعث الأساسي. التيار الأساسي كافٍ وتيار المجمع متاح أيضًا. تيار المجمع يساوي التيار الأساسي مضروبًا في الكسب.
3. وضع تشبع الترانزستور -يتحول الترانزستور إلى هذا الوضع عندما يصبح التيار الأساسي كبيرًا جدًا بحيث لا تكون قوة مصدر الطاقة كافية لزيادة تيار المجمع. في هذا الوضع، لا يمكن لتيار المجمع أن يزيد بعد زيادة تيار القاعدة.
4. وضع الترانزستور العكسي- يتم استخدام هذا الوضع نادرًا جدًا. في هذا الوضع، يتم تبديل المجمع والباعث للترانزستور. نتيجة لمثل هذه التلاعبات، فإن كسب الترانزستور يعاني بشكل كبير. لم يكن الترانزستور مصممًا في الأصل للعمل في مثل هذا الوضع الخاص.

لفهم كيفية عمل الترانزستور، عليك أن تنظر إلى أمثلة دوائر محددة، لذلك دعونا نلقي نظرة على بعض منها.

الترانزستور في وضع التبديل

يعد الترانزستور في وضع التبديل أحد حالات دوائر الترانزستور ذات الباعث المشترك. يتم استخدام دائرة الترانزستور في وضع التبديل في كثير من الأحيان. يتم استخدام دائرة الترانزستور هذه، على سبيل المثال، عندما يكون من الضروري التحكم في حمل قوي باستخدام متحكم دقيق. إن ساق التحكم غير قادرة على سحب حمولة قوية، لكن الترانزستور يستطيع ذلك. اتضح أن وحدة التحكم تتحكم في الترانزستور، والترانزستور يتحكم في حمولة قوية. حسنا، أول الأشياء أولا.

الفكرة الرئيسية لهذا الوضع هي أن التيار الأساسي يتحكم في تيار المجمع. علاوة على ذلك، فإن تيار المجمع أكبر بكثير من تيار القاعدة. هنا يمكنك أن ترى بالعين المجردة أن الإشارة الحالية يتم تضخيمها. يتم تنفيذ هذا التضخيم باستخدام طاقة مصدر الطاقة.

يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا لتشغيل الترانزستور في وضع التبديل.

بالنسبة لدوائر الترانزستور، لا تلعب الفولتية دورًا كبيرًا، بل التيارات فقط هي التي تهم. لذلك، إذا كانت نسبة تيار المجمع إلى تيار القاعدة أقل من كسب الترانزستور، فكل شيء على ما يرام.

في هذه الحالة، حتى لو كان لدينا جهد 5 فولت مطبق على القاعدة و 500 فولت في دائرة المجمع، فلن يحدث شيء سيء، وسيقوم الترانزستور بطاعة بتبديل حمل الجهد العالي.

الشيء الرئيسي هو أن هذه الفولتية لا تتجاوز القيم الحدية لترانزستور معين (المحدد في خصائص الترانزستور).

وبقدر ما نعلم، فإن القيمة الحالية هي سمة من سمات الحمل.

نحن لا نعرف مقاومة المصباح الكهربائي، ولكننا نعرف أن تيار تشغيل المصباح الكهربائي يساوي 100 مللي أمبير. من أجل فتح الترانزستور والسماح بتدفق هذا التيار، تحتاج إلى تحديد التيار الأساسي المناسب. يمكننا ضبط تيار القاعدة عن طريق تغيير قيمة المقاومة الأساسية.

بما أن الحد الأدنى لقيمة كسب الترانزستور هو 10، لكي يفتح الترانزستور، يجب أن يصبح تيار القاعدة 10 مللي أمبير.

التيار الذي نحتاجه معروف. سيكون الجهد عبر المقاومة الأساسية. تعود قيمة الجهد عبر المقاومة إلى حقيقة أن 0.6V-0.7V يسقط عند تقاطع القاعدة والباعث ويجب ألا ننسى أن نأخذ ذلك في الاعتبار.

ونتيجة لذلك، يمكننا بسهولة العثور على مقاومة المقاوم

كل ما تبقى هو اختيار قيمة محددة من بين عدد من المقاومات ويتم ذلك.

الآن ربما تعتقد أن مفتاح الترانزستور سيعمل كما ينبغي؟ أنه عندما يتم توصيل المقاومة الأساسية بـ +5 V يضيء المصباح الكهربائي، وعندما يتم إطفاؤه ينطفئ المصباح الكهربائي؟ الجواب قد يكون أو لا يكون نعم.

الشيء هو أن هناك فارق بسيط هنا.

سوف ينطفئ المصباح الكهربائي عندما يكون جهد المقاومة مساوياً لجهد الأرض. إذا تم فصل المقاوم ببساطة عن مصدر الجهد، فكل شيء ليس بهذه البساطة. يمكن أن ينشأ الجهد على المقاوم الأساسي بأعجوبة نتيجة للتدخل أو بعض الأرواح الشريرة الأخرى :)

لمنع حدوث هذا التأثير، قم بما يلي. يتم توصيل مقاوم آخر Rbe بين القاعدة والباعث. يتم اختيار هذا المقاوم بقيمة لا تقل عن 10 مرات أكبر من المقاوم الأساسي Rb (في حالتنا، أخذنا المقاوم 4.3 كيلو أوم).

عند توصيل القاعدة بأي جهد فإن الترانزستور يعمل كما ينبغي ولا يتداخل معه المقاوم Rbe . يستهلك هذا المقاوم فقط جزء صغيرالتيار الأساسي.

في حالة عدم تطبيق الجهد على القاعدة، يتم سحب القاعدة إلى مستوى جهد الأرض، مما ينقذنا من جميع أنواع التداخل.

لذلك، من حيث المبدأ، اكتشفنا تشغيل الترانزستور في وضع المفتاح، وكما ترون، فإن وضع التشغيل الرئيسي هو نوع من تضخيم الجهد للإشارة. بعد كل شيء، قمنا بالتحكم في جهد 12 فولت باستخدام جهد منخفض 5 فولت.

تابع باعث

تابع الباعث هو حالة خاصة من دوائر ترانزستور المجمع المشترك.

من السمات المميزة للدائرة ذات المجمع المشترك من الدائرة ذات الباعث المشترك (الخيار مع مفتاح الترانزستور) أن هذه الدائرة لا تضخم إشارة الجهد. ما دخل عبر القاعدة خرج عبر الباعث بنفس الجهد.

في الواقع، لنفترض أننا قمنا بتطبيق 10 فولت على القاعدة، بينما نعلم أنه عند تقاطع القاعدة والباعث في مكان ما يتم إسقاط حوالي 0.6-0.7 فولت. اتضح أنه عند الخرج (عند الباعث، عند الحمل Rн) سيكون هناك جهد أساسي يساوي 0.6 فولت.

لقد اتضح أن 9.4 فولت ، في كلمة واحدة ، تقريبًا بقدر ما يدخل ويخرج. لقد تأكدنا من أن هذه الدائرة لن تزيد الجهد بالنسبة لنا.

"ما الفائدة إذن من تشغيل الترانزستور بهذه الطريقة؟" تسأل. ولكن اتضح أن هذا المخطط له خاصية أخرى مهمة جدًا. تعمل دائرة توصيل الترانزستور بمجمع مشترك على تضخيم الإشارة من حيث الطاقة. الطاقة هي نتاج التيار والجهد، ولكن بما أن الجهد لا يتغير، إذن تزداد الطاقة فقط بسبب التيار! تيار الحمل هو مجموع التيار الأساسي بالإضافة إلى تيار المجمع. ولكن إذا قارنت تيار القاعدة وتيار المجمع، فإن تيار القاعدة صغير جدًا مقارنة بتيار المجمع. وتبين أن تيار الحمل يساوي تيار المجمع. والنتيجة هي هذه الصيغة.

الآن أعتقد أنه من الواضح ما هو جوهر دائرة أتباع الباعث، ولكن هذا ليس كل شيء.

يتمتع تابع الباعث بجودة أخرى ذات قيمة كبيرة - وهي مقاومة الإدخال العالية. وهذا يعني أن دائرة الترانزستور هذه لا تستهلك أي تيار دخل تقريبًا ولا تخلق أي حمل على دائرة مصدر الإشارة.

لفهم مبدأ تشغيل الترانزستور، ستكون هاتان الدائرتان الترانزستورات كافيتين تمامًا. وإذا قمت بتجربة استخدام مكواة لحام بين يديك، فإن عيد الغطاس ببساطة لن يجعلك تنتظر، لأن النظرية هي النظرية والتطبيق هو خبرة شخصيةمئات المرات أكثر قيمة!

أين يمكنني شراء الترانزستورات؟

مثل جميع مكونات الراديو الأخرى، يمكن شراء الترانزستورات من أي متجر قريب لقطع غيار الراديو. إذا كنت تعيش في مكان ما على المشارف ولم تسمع عن مثل هذه المتاجر (كما فعلت من قبل)، فسيظل الخيار الأخير - طلب الترانزستورات من المتجر عبر الإنترنت. أنا نفسي غالبًا ما أطلب مكونات الراديو من خلال المتاجر عبر الإنترنت، لأن شيئًا ما قد لا يكون متاحًا ببساطة في متجر عادي غير متصل بالإنترنت.

ومع ذلك، إذا كنت تقوم بتجميع جهاز لنفسك فقط، فلا داعي للقلق بشأنه، ولكن استخراجه من القديم، وإذا جاز التعبير، تنفس حياة جديدة في مكون الراديو القديم.

حسنًا أيها الأصدقاء، هذا كل شيء بالنسبة لي. لقد أخبرتك بكل ما خططت له اليوم. إذا كان لديك أي أسئلة، فاطرحها في التعليقات، إذا لم يكن لديك أي أسئلة، فاكتب التعليقات على أي حال، رأيك مهم دائمًا بالنسبة لي. وبالمناسبة، لا تنسوا أن كل من يترك تعليقاً لأول مرة سيحصل على هدية.

تأكد أيضًا من الاشتراك في المقالات الجديدة، لأن الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام والمفيدة تنتظرك أكثر.

أتمنى لك التوفيق والنجاح والمزاج المشمس!

من غير متوفر فلاديمير فاسيليف

ملاحظة. أيها الأصدقاء، تأكد من الاشتراك في التحديثات! من خلال الاشتراك، سوف تتلقى مواد جديدة مباشرة على البريد الإلكتروني الخاص بك! وبالمناسبة، كل من يقوم بالتسجيل سيحصل على هدية مفيدة!

سنحاول في هذه السلسلة من المقالات التحدث ببساطة ووضوح عن المكونات المعقدة مثل الترانزستورات.

اليوم، يوجد عنصر أشباه الموصلات هذا في جميع لوحات الدوائر المطبوعة تقريبًا، وفي أي جهاز إلكتروني (في هاتف خليوي، في أجهزة الراديو وأجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات الأخرى). الترانزستورات هي الأساس لبناء الرقائق المنطقية والذاكرة والمعالجات الدقيقة... لذلك دعونا نكتشف ما هي هذه المعجزة وكيف تعمل وما الذي يسبب مثل هذا النطاق الواسع من تطبيقاتها.

الترانزستور هو مكون إلكتروني مصنوع من مادة شبه موصلة، عادة بثلاثة أطراف، يسمح لإشارة الدخل بالتحكم في التيار.

يعتقد الكثير من الناس أن الترانزستور يضخم إشارة الدخل. أسارع إلى إحباطك - بمفردها، بدون مصدر طاقة خارجي، لن تقوم الترانزستورات بتضخيم أي شيء (لم يتم إلغاء قانون الحفاظ على الطاقة بعد). يمكنك بناء مكبر للصوت باستخدام الترانزستور، ولكن هذا ليس سوى أحد تطبيقاته، وللحصول على إشارة مضخمة تحتاج إلى دائرة خاصة، يتم تصميمها وحسابها في ظل ظروف معينة، بالإضافة إلى مصدر طاقة.

يمكن للترانزستور بمفرده التحكم في التيار فقط.

ما هو أهم شيء تحتاج إلى معرفته؟ تنقسم الترانزستورات إلى مجموعتين كبيرتين: ثنائية القطب والتأثير الميداني. تختلف هاتان المجموعتان في البنية ومبدأ العمل، لذلك سنتحدث عن كل مجموعة من هاتين المجموعتين على حدة.

إذن المجموعة الأولى هي الترانزستورات ثنائية القطب.

تتكون هذه الترانزستورات من ثلاث طبقات من أشباه الموصلات وتنقسم إلى نوعين حسب بنيتها: pnpو npn. يُطلق على النوع الأول (pnp) أحيانًا اسم الترانزستورات الأمامية، ويسمى النوع الثاني (npn) بالترانزستورات العكسية.

ماذا تعني هذه الحروف؟ كيف تختلف هذه الترانزستورات؟ ولماذا بالضبط اثنين من الموصلات؟ كالعادة، الحقيقة موجودة في مكان ما. كل شيء عبقري بسيط. ن - سلبي (إنجليزي) - سلبي. ف - إيجابي (إنجليزي) - إيجابي. هذا هو تحديد أنواع الموصلية لطبقات أشباه الموصلات التي يتكون منها الترانزستور. "الإيجابية" هي طبقة أشباه الموصلات ذات الموصلية "الثقبية" (التي تحتوي على حاملات الشحنة الرئيسية علامة إيجابية) ، "سلبي" - طبقة من أشباه الموصلات ذات الموصلية "الإلكترونية" (تحتوي على حاملات الشحنة الرئيسية
إشارة سلبية).

يظهر هيكل وتعيين الترانزستورات ثنائية القطب في المخططات في الشكل الموجود على اليمين. كل إخراج له اسمه الخاص. E - باعث، K - جامع، B - قاعدة. كيفية معرفة الإخراج الأساسي على الرسم البياني؟ بسهولة. يتم تحديده بواسطة المنصة التي يستريح فيها المجمع والباعث. كيف يمكنك معرفة الباعث؟ إنه سهل أيضًا - هذا هو الإخراج بسهم. الدبوس المتبقي هو المجمع. يُظهر السهم الموجود على الباعث دائمًا اتجاه التيار. وفقًا لذلك، بالنسبة لترانزستورات npn، يتدفق التيار عبر المجمع والقاعدة، ويتدفق خارجًا من الباعث؛ بالنسبة لترانزستورات pnp، على العكس من ذلك، يتدفق التيار عبر الباعث، ويتدفق عبر المجمع والقاعدة.

دعونا نتعمق أكثر في النظرية... تشكل ثلاث طبقات من أشباه الموصلات وصلتين pn في الترانزستور. أحدهما بين الباعث والقاعدة، ويسمى عادة بالباعث، والثاني بين المجمع والقاعدة، ويسمى عادة المجمع.

في كل من الوصلتين pn يمكن أن يكون هناك انحياز أمامي أو عكسي، وبالتالي، هناك أربعة أوضاع رئيسية في تشغيل الترانزستور، اعتمادًا على انحياز الوصلات pn (تذكر نعم، إذا كان على الجانب ذو موصلية من النوع p الجهد أكبر مما هو عليه على الجانب ذو الموصلية من النوع n، فهذا انحياز مباشر لوصلة pn، وإذا كان العكس، فهو العكس). أدناه، في الأشكال التي توضح كل وضع، تظهر الأسهم الاتجاه من الجهد الأعلى إلى الجهد الأدنى (هذا ليس اتجاه التيار!). وهذا يجعل التنقل أسهل: إذا تم توجيه السهم من "p" إلى "n"، فهذا انحياز أمامي لوصلة pn، وإذا كان من "n" إلى "p"، فهذا انحياز عكسي.

أوضاع تشغيل الترانزستور ثنائي القطب:

1) إذا كان تقاطع الباعث pn متحيزًا للأمام، ووصلة المجمع متحيزة عكسيًا، فإن الترانزستور في وضع التشغيل الوضع النشط العادي(أحيانًا يقولون ببساطة "الوضع النشط"، مع حذف كلمة عادي). في هذا الوضع يعتمد تيار المجمع على تيار القاعدة ويرتبط به بالعلاقة التالية: Ik=Ib*β. يتم استخدام الوضع النشط عند بناء مكبرات الصوت الترانزستور.

2) إذا كان كلا الوصلتين متحيزتين للأمام، يكون الترانزستور في وضع التشغيل وضع التشبع. في هذه الحالة، يتوقف تيار المجمع عن الاعتماد على التيار الأساسي وفقا للصيغة المذكورة أعلاه (حيث كان هناك معامل β)، ويتوقف عن الزيادة، حتى لو استمر التيار الأساسي في الزيادة. في هذه الحالة، يقال أن الترانزستور مفتوح بالكامل أو مفتوح ببساطة. كلما تعمقنا في منطقة التشبع، كلما زاد الاعتماد على Ik=Ib*β. خارجيًا، يبدو كما لو أن المعامل β آخذ في التناقص. سأقول أيضًا أن هناك شيئًا مثل معامل التشبع. يتم تعريفه على أنه نسبة التيار الأساسي الفعلي (الذي لديك حاليًا) إلى التيار الأساسي في الحالة الحدودية بين النشط والتشبع.

3) إذا كان لدينا انحياز عكسي في كلا الوصلتين، يكون الترانزستور في وضع التشغيل وضع القطع. في الوقت نفسه، لا يتدفق أي تيار من خلاله (باستثناء تيارات التسرب الصغيرة جدًا - التيارات العكسية عبر تقاطعات pn). في هذه الحالة، يُقال أن الترانزستور متوقف تمامًا أو ببساطة متوقف عن العمل. يتم استخدام أوضاع التشبع والقطع عند إنشاء مفاتيح الترانزستور.

4) إذا كانت تقاطع الباعث متحيزًا عكسيًا، وكانت تقاطع المجمع متحيزًا للأمام، فإن الترانزستور يقع في حالة انحياز الوضع النشط العكسي. هذا الوضع غريب تمامًا ونادرًا ما يستخدم. على الرغم من حقيقة أن الباعث في رسوماتنا لا يختلف عن المجمع وفي الواقع يجب أن يكونا متكافئين (انظر مرة أخرى إلى الرسم العلوي - للوهلة الأولى، لن يتغير شيء إذا قمت بتبديل المجمع والباعث)، في الواقع لديهما هناك اختلافات في التصميم (على سبيل المثال في الحجم) وهي غير متكافئة. وبسبب هذا التفاوت يوجد تقسيم إلى "الوضع النشط العادي" و"الوضع النشط العكسي".

وفي بعض الأحيان يتم تحديد نظام خامس يسمى "نظام الحاجز". في هذه الحالة، يتم تقصير قاعدة الترانزستور إلى المجمع. في الواقع، سيكون من الأصح الحديث ليس عن بعض الوضع الخاص، ولكن عن طريقة خاصة للتبديل. الوضع هنا طبيعي تمامًا - قريب من الحالة الحدودية بين الوضع النشط والتشبع. يمكن الحصول عليه ليس فقط عن طريق ماس كهربائى للقاعدة مع المجمع. في هذه الحالة بالذات، الحيلة هي أنه مع طريقة التبديل هذه، بغض النظر عن كيفية تغيير جهد المصدر أو الحمل، سيظل الترانزستور في هذا الوضع الحدي. أي أن الترانزستور في هذه الحالة سيكون معادلاً للصمام الثنائي.

يتم التحكم في الترانزستور ثنائي القطب بواسطة التيار. أي أنه لكي يتدفق التيار بين المجمع والباعث (وبعبارة أخرى، لكي يفتح الترانزستور)، يجب أن يتدفق التيار بين الباعث والقاعدة (أو بين المجمع والقاعدة - في الوضع العكسي). علاوة على ذلك، فإن حجم التيار الأساسي والحد الأقصى للتيار المحتمل من خلال المجمع (في مثل هذا التيار الأساسي) يرتبطان بمعامل ثابت β (معامل نقل التيار الأساسي): I B * β = I K .

بالإضافة إلى المعلمة β، يتم استخدام معامل آخر: معامل نقل تيار الباعث (α). وهي تساوي نسبة تيار المجمع إلى تيار الباعث: α=Iк/Iе. عادة ما تكون قيمة هذا المعامل قريبة من الواحد (كلما اقتربت من الواحد، كلما كان ذلك أفضل). ترتبط المعاملات α و β ببعضها البعض بالعلاقة التالية: β=α/(1-α).

في الكتب المرجعية المحلية ، بدلاً من المعامل β ، يُشار غالبًا إلى المعامل h 21E (الكسب الحالي في دائرة ذات باعث مشترك) ؛ في الأدب الأجنبي ، في بعض الأحيان بدلاً من β يمكنك العثور على h FE. لا بأس، عادةً يمكننا أن نفترض أن جميع هذه المعاملات متساوية، وغالبًا ما يطلق عليها ببساطة "كسب الترانزستور".

ماذا يعطينا هذا ولماذا نحتاجه؟ يوضح الشكل الموجود على اليسار أبسط الدوائر. إنها متكافئة، ولكنها مبنية باستخدام ترانزستورات ذات موصلية مختلفة. يوجد أيضًا: حمل على شكل مصباح متوهج ومقاوم متغير ومقاوم ثابت.

دعونا نلقي نظرة على الرسم البياني الأيسر. ماذا يحدث هناك؟ لنتخيل أن منزلق المقاومة المتغيرة في الموضع العلوي. في هذه الحالة، الجهد عند قاعدة الترانزستور يساوي الجهد عند الباعث، تيار القاعدة هو صفر، وبالتالي فإن تيار المجمع هو أيضًا صفر (I K = β*I B) - الترانزستور مغلق، المصباح يعمل لا ضوء. نبدأ في خفض شريط التمرير لأسفل
- يبدأ الجهد الكهربائي في الانخفاض أقل من الباعث - يظهر تيار من الباعث إلى القاعدة (التيار الأساسي) وفي نفس الوقت - تيار من الباعث إلى المجمع (سيبدأ الترانزستور في الفتح). يبدأ المصباح في التوهج، ولكن ليس بكامل شدته. كلما قمنا بتحريك منزلق المقاومة المتغيرة إلى الأسفل، كلما كان المصباح أكثر سطوعًا.

ومن ثم الاهتمام! إذا بدأنا بتحريك منزلق المقاوم المتغير لأعلى، سيبدأ الترانزستور في الإغلاق، وستبدأ التيارات من الباعث إلى القاعدة ومن الباعث إلى المجمع في الانخفاض. في المخطط الصحيح، كل شيء هو نفسه، فقط مع ترانزستور ذو موصلية مختلفة.

وضع التشغيل المدروس للترانزستور نشط. ما هي النقطة؟ هل التيار يتحكم بالتيار؟ بالضبط، ولكن الحيلة هي أن المعامل β يمكن قياسه بالعشرات و
حتى المئات. أي أنه من أجل تغيير التيار المتدفق من الباعث إلى المجمع بشكل كبير، نحتاج فقط إلى تغيير طفيف للتيار المتدفق من الباعث إلى القاعدة.

في الوضع النشط، يتم استخدام الترانزستور (مع الأسلاك المناسبة) كمكبر للصوت.

لقد تعبنا...دعونا نرتاح قليلا...

وإلى الأمام مرة أخرى!

الآن دعونا نلقي نظرة على كيفية عمل الترانزستور كمفتاح. دعونا نلقي نظرة على الرسم البياني الأيسر. دع المفتاح S يكون مغلقا في الموضع 1. في هذه الحالة، يتم سحب قاعدة الترانزستور من خلال المقاومة R إلى القوة الموجبة، لذلك لا يوجد تيار بين الباعث والقاعدة ويتم إغلاق الترانزستور. لنتخيل أننا قمنا بتحريك المفتاح S إلى الموضع 2. يصبح الجهد عند القاعدة أقل منه عند الباعث - يظهر تيار بين الباعث والقاعدة (يتم تحديد قيمته بواسطة المقاومة R). ينشأ تيار FE على الفور. يفتح الترانزستور ويضيء المصباح. إذا أعدنا المفتاح S إلى الموضع 1 مرة أخرى، فسوف ينغلق الترانزستور وينطفئ المصباح. (في الرسم البياني الصحيح كل شيء هو نفسه، فقط الترانزستور له موصلية مختلفة)

في هذه الحالة، يقال أن الترانزستور يعمل كمفتاح. ما هي النقطة؟ يقوم الترانزستور بالتبديل بين حالتين - مفتوح ومغلق. عادة، عند استخدام الترانزستور كمفتاح، يحاولون التأكد من أن الترانزستور في الحالة المفتوحة يكون قريبًا من التشبع (وفي الوقت نفسه، يكون انخفاض الجهد بين المجمع والباعث، وبالتالي خسائر الترانزستور، منخفضًا). الحد الأدنى) ولهذا الغرض، يتم حساب المقاومة المحددة في الدائرة الأساسية بطريقة خاصة. عادةً ما يتم تجنب حالات التشبع العميق والقطع العميق، لأنه في هذه الحالة يزداد وقت تحويل المفتاح من حالة إلى أخرى.

مثال صغير على العمليات الحسابية. لنتخيل أننا نتحكم في مصباح متوهج بجهد 12 فولت، 50 مللي أمبير من خلال الترانزستور. يعمل الترانزستور الخاص بنا كمفتاح، لذلك في الحالة المفتوحة يجب أن يكون قريبًا من التشبع. لن نأخذ في الاعتبار انخفاض الجهد بين المجمع والباعث، لأنه بالنسبة لوضع التشبع يكون أقل من جهد الإمداد. نظرًا لأن تيارًا يبلغ 50 مللي أمبير يتدفق عبر المصباح، نحتاج إلى اختيار ترانزستور بحد أقصى لتيار EC يبلغ 62.5 مللي أمبير على الأقل (يُنصح عادةً باستخدام مكونات بنسبة 75٪ من الحد الأقصى لمعلماتها، وهذا نوع من الاحتياطي) . افتح الدليل وابحث مناسبة ع ن صالترانزستور. على سبيل المثال KT361. في حالتنا، من حيث التيار، فهي مناسبة مع مؤشرات الحروف "a، b، c، d"، نظرًا لأن الحد الأقصى لجهد EC هو 20V، ولكن في مشكلتنا هو 12V فقط.

لنفترض أننا سنستخدم KT361A، مع ربح من 20 إلى 90. وبما أننا نحتاج إلى ضمان فتح الترانزستور بالكامل، فسوف نستخدم الحد الأدنى Kus = 20 في الحساب. الآن نحن نفكر. ما هو الحد الأدنى من التيار الذي يجب أن يتدفق بين الباعث والقاعدة من أجل توفير تيار قدره 50 مللي أمبير عبر الجماعة الأوروبية؟

50 مللي أمبير / 20 مرة = 2.5 مللي أمبير

ما المقاومة المحددة للتيار التي يجب تركيبها لتمرير تيار مقداره 2.5 mA عبر BE؟

كل شيء بسيط هنا. قانون أوم: أنا=U/R. لذلك R = (إمدادات 12 فولت - خسارة 0.65 فولت عند تقاطع pn BE) / 0.0025 A = 4540 أوم. نظرًا لأن 2.5 مللي أمبير هو الحد الأدنى للتيار الذي يجب أن يتدفق في حالتنا من الباعث إلى القاعدة، فأنت بحاجة إلى تحديد أقرب مقاوم ذي مقاومة أقل من النطاق القياسي. على سبيل المثال، مع انحراف قدره 5%، ستكون المقاومة 4.3 كيلو أوم.

الآن عن الحالي. لإشعال مصباح بتيار مقنن قدره 50 مللي أمبير، نحتاج إلى تبديل تيار قدره 2.5 مللي أمبير فقط. وهذا عند استخدام سلع استهلاكية، ترانزستور رخيص، مع انخفاض Kus، تم تطويره منذ 40 عامًا. هل تشعر بالفرق؟ إلى أي مدى يمكن تقليل أبعاد المفاتيح (وبالتالي تكلفتها) عند استخدام الترانزستورات؟

دعنا نعود إلى النظرية مرة أخرى.

في الأمثلة التي تمت مناقشتها أعلاه، استخدمنا واحدة فقط من دوائر تبديل الترانزستور. في المجمل، اعتمادًا على المكان الذي نرسل فيه إشارة التحكم والمكان الذي نستقبل منه إشارة الخرج (على أي قطب كهربائي شائع لهذه الإشارات)، هناك 3 دوائر رئيسية لتشغيل الترانزستورات ثنائية القطب (حسنًا، منطقي، أليس كذلك؟ - الترانزستور لديه 3 مخارج، وهذا يعني أنه إذا قمت بتقسيم الدوائر وفقًا لمبدأ أن أحد المحطات مشترك، فيمكن أن يكون هناك 3 دوائر في المجموع):

1) دائرة الباعث المشترك.

إذا افترضنا أن تيار الدخل هو تيار القاعدة، وجهد الدخل هو الجهد عند الوصلة BE، وتيار الخرج هو تيار المجمع، وجهد الخرج هو الجهد بين المجمع والباعث، فيمكننا كتابة ما يلي: Iout/Iin=Ik/Ib= β، Rin=Ube/Ib.

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن Uout = Epit-Iк*R، فمن الواضح أنه، أولاً، يمكن بسهولة جعل جهد الخرج أعلى بكثير من الإدخال، وثانيًا، أن جهد الخرج معكوس بالنسبة إلى الإدخال (عندما Ube = يزداد Uin ويزداد تيار الإدخال - ويزداد تيار الخرج أيضًا، لكن Uke = Uout يتناقص).

يعد نظام الاتصال هذا (للإيجاز، تم تعيينه OE) هو الأكثر شيوعًا، لأنه يسمح لك بتضخيم كل من التيار والجهد، أي أنه يسمح لك بالحصول على أقصى قدر من تضخيم الطاقة. وألاحظ أن هذه القوة الإضافية من الإشارة المضخمة مأخوذة ليس من الهواء الرقيق وليس من الترانزستور نفسه، ولكن من مصدر الطاقة (Epit)، والذي بدونه لن يتمكن الترانزستور من تضخيم أي شيء ولن يكون هناك تيار في دائرة الإخراج على الإطلاق. (أعتقد - سنكتب بمزيد من التفصيل لاحقًا، في مقال منفصل، حول كيفية عمل مكبرات الصوت الترانزستور وكيفية حسابها).

2) مخطط مع قاعدة مشتركة.

هنا، تيار الإدخال هو تيار الباعث، وجهد الإدخال هو الجهد عند تقاطع BE، وتيار الخرج هو تيار المجمع، وجهد الخرج هو الجهد عند الحمل المتصل بدائرة المجمع. لهذه الدائرة: Iout≈Iin، لأن Ik≈Ie، Rin = Ube/Ie.

مثل هذه الدائرة (OB) تعمل فقط على تضخيم الجهد ولا تضخم التيار. الإشارة في هذه الحالة لا تتغير في الطور.

3) دائرة جامع مشتركة(تابع باعث).

هنا، تيار الدخل هو تيار القاعدة، وجهد الدخل متصل بوصلة الترانزستور BE والحمل، وتيار الخرج هو تيار الباعث، وجهد الخرج هو الجهد عبر الحمل المتصل بدائرة الباعث . لهذه الدائرة: Iout/Iin=Ie/Ib=(I K +I B)/I B =β+1، لأن عادةً ما يكون المعامل β كبيرًا جدًا، ولكن في بعض الأحيان يتم أخذ Iout/Iin≈β في الاعتبار. رين = أوبي / إب + ر. Uout/Uin=(Ube+Uout)/Uout≈1.

كما ترون، مثل هذه الدائرة (OK) تضخم التيار ولا تضخم الجهد. الإشارة في هذه الحالة لا تتغير في الطور. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع هذه الدائرة بأعلى مقاومة للمدخلات.

تُظهر الأسهم البرتقالية في المخططات أعلاه دوائر تدفق التيار التي أنشأها مصدر الطاقة لدائرة الخرج (Epit) وإشارة الإدخال نفسها (Uin). كما ترون، في الدائرة مع OB، يتدفق التيار الناتج عن Epit ليس فقط من خلال الترانزستور، ولكن أيضًا من خلال مصدر الإشارة المضخمة، وفي الدائرة مع OK، على العكس من ذلك، التيار الناتج عن لا تتدفق إشارة الدخل عبر الترانزستور فحسب، بل أيضًا عبر الحمل (باستخدام هذه العلامات، يمكنك بسهولة تمييز نظام اتصال عن الآخر).

وأخيرًا، دعونا نتحدث عن كيفية التحقق من صلاحية الترانزستور ثنائي القطب. في معظم الحالات، يمكن الحكم على صحة الترانزستور من خلال حالة الوصلات pn. إذا أخذنا في الاعتبار وصلات pn هذه بشكل مستقل عن بعضها البعض، فيمكن تمثيل الترانزستور كمجموعة من اثنين من الثنائيات (كما في الشكل الموجود على اليسار). بشكل عام، التأثير المتبادل لوصلات pn هو ما يجعل الترانزستور ترانزستورًا، ولكن عند التحقق، يمكن تجاهل هذا التأثير المتبادل، لأننا نطبق الجهد على أطراف الترانزستور في أزواج (إلى طرفين من أصل ثلاثة). وفقًا لذلك، يمكنك التحقق من وصلات pn هذه باستخدام مقياس متعدد عادي في وضع اختبار الصمام الثنائي. عند توصيل المسبار الأحمر (+) بكاثود الصمام الثنائي، والمسبار الأسود بالأنود، سيتم إغلاق تقاطع pn (يظهر المقياس المتعدد مقاومة عالية بلا حدود)، إذا قمت بتبديل المجسات، سيتم إغلاق تقاطع pn كن مفتوحًا (يُظهر المقياس المتعدد انخفاض الجهد عبر الوصلة pn المفتوحة، عادةً ما يكون 0.6-0.8 فولت). عند توصيل المجسات بين المجمع والباعث، سيظهر المقياس المتعدد مقاومة عالية بلا حدود، بغض النظر عن أي مسبار متصل بالمجمع وأي مسبار متصل بالباعث.

يتبع…

الترانزستور هو عنصر موجود في كل مكان ومهم في الإلكترونيات الدقيقة الحديثة. والغرض منه بسيط: فهو يسمح لك بالتحكم في جهاز أقوى بكثير باستخدام إشارة ضعيفة.

على وجه الخصوص، يمكن استخدامه كـ "مخمد" متحكم فيه: بسبب عدم وجود إشارة عند "البوابة"، يمنع تدفق التيار، ومن خلال إمداده، يسمح به. وبعبارة أخرى: هذا هو الزر الذي لا يتم الضغط عليه بإصبعك، ولكن عن طريق تطبيق الجهد. هذا هو التطبيق الأكثر شيوعًا في الإلكترونيات الرقمية.

تتوفر الترانزستورات في عبوات مختلفة: نفس الترانزستور يمكن أن يبدو مختلفًا تمامًا في المظهر. في النماذج الأولية، الحالات الأكثر شيوعًا هي:

TO-92 - مدمج للأحمال الخفيفة

TO-220AB - تبديد جيد للحرارة، للأحمال الثقيلة

يختلف التعيين الموجود في المخططات أيضًا اعتمادًا على نوع الترانزستور ومعيار التعيين المستخدم في التجميع. ولكن بغض النظر عن الاختلاف، يظل رمزه معروفًا.

الترانزستورات ثنائية القطب

تحتوي ترانزستورات الوصلات ثنائية القطب (BJT، ترانزستورات الوصلات ثنائية القطب) على ثلاث جهات اتصال:

المجمع - يتم تطبيق الجهد العالي عليه، والذي تريد التحكم فيه

القاعدة - يتم توفير كمية صغيرة من خلالها حاضِرلفتح كبيرة؛ القاعدة مؤرضة لمنعها

الباعث - يتدفق التيار من خلاله من المجمع والقاعدة عندما يكون الترانزستور "مفتوحًا"

السمة الرئيسية للترانزستور ثنائي القطب هو المؤشر hfeالمعروف أيضا باسم الربح. إنه يعكس عدد المرات التي يمكن أن يمرر فيها الترانزستور تيارًا أكبر في قسم الباعث والمجمع بالنسبة إلى تيار الباعث الأساسي.

على سبيل المثال، إذا hfe= 100، ومرور 0.1 مللي أمبير عبر القاعدة، فإن الترانزستور سيمر من خلال نفسه بحد أقصى 10 مللي أمبير. إذا كان في هذه الحالة يوجد مكون في قسم التيار العالي يستهلك مثلا 8 مللي أمبير، فسيتم تزويده بـ 8 مللي أمبير، وسيكون للترانزستور "احتياطي". إذا كان هناك مكون يسحب 20 مللي أمبير، فسيتم تزويده بحد أقصى 10 مللي أمبير فقط.

أيضًا، تشير الوثائق الخاصة بكل ترانزستور إلى الحد الأقصى من الفولتية والتيارات المسموح بها عند نقاط الاتصال. تجاوز هذه القيم يؤدي إلى التسخين المفرط وتقليل عمر الخدمة، والزيادة القوية يمكن أن تؤدي إلى التدمير.

إن بي إن و بي إن بي

الترانزستور الموصوف أعلاه هو ما يسمى بترانزستور NPN. وسمي بذلك لأنه يتكون من ثلاث طبقات من السيليكون متصلة بالترتيب: سالب - موجب - سالب. حيث السالبة عبارة عن سبيكة سيليكون بها فائض من حاملات الشحنة السالبة (n-doped)، والموجبة هي سبيكة بها فائض من حاملات الشحنة الموجبة (p-doped).

تعتبر شبكات NPN أكثر فعالية وشائعة في الصناعة.

عند تعيين ترانزستورات PNP، فإنها تختلف في اتجاه السهم. يشير السهم دائمًا من P إلى N. تتمتع ترانزستورات PNP بسلوك "مقلوب": لا يتم حظر التيار عندما تكون القاعدة مؤرضة ويتم حظره عندما يتدفق التيار عبرها.

تأثير الترانزستور الميدان

ترانزستورات التأثير الميداني (FET، ترانزستور التأثير الميداني) لها نفس الغرض، ولكنها تختلف في البنية الداخلية. نوع معين من هذه المكونات هو ترانزستورات MOSFET (ترانزستور تأثير المجال بأكسيد المعدن وأشباه الموصلات). إنها تسمح لك بالعمل بقوة أكبر بنفس الأبعاد. ويتم التحكم في "المخمد" نفسه بشكل حصري باستخدام الجهد: لا يتدفق التيار عبر البوابة، على عكس الترانزستورات ثنائية القطب.

تحتوي ترانزستورات التأثير الميداني على ثلاث جهات اتصال:

الصرف - يتم تطبيق الجهد العالي عليه، والذي تريد التحكم فيه

البوابة - يتم تطبيق الجهد عليها للسماح بتدفق التيار؛ البوابة مؤرضة لمنع التيار.

المصدر - يتدفق التيار من خلاله من المصرف عندما يكون الترانزستور "مفتوحًا"

قناة N وقناة P

قياسا على الترانزستورات ثنائية القطب، تختلف ترانزستورات المجال في القطبية. تم وصف ترانزستور القناة N أعلاه. هم الأكثر شيوعا.

تختلف قناة P عند تعيينها في اتجاه السهم، ومرة ​​أخرى، يكون لها سلوك "مقلوب".

توصيل الترانزستورات لتشغيل المكونات عالية الطاقة

تتمثل المهمة النموذجية لوحدة التحكم الدقيقة في تشغيل وإيقاف مكون دائرة معين. عادةً ما يتمتع المتحكم الدقيق نفسه بخصائص متواضعة في التعامل مع الطاقة. لذا فإن Arduino، مع خرج 5 فولت لكل طرف، يمكنه تحمل تيار 40 مللي أمبير. يمكن للمحركات القوية أو مصابيح LED فائقة السطوع أن تسحب مئات المللي أمبير. عند توصيل هذه الأحمال مباشرة، يمكن أن تفشل الشريحة بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، لتشغيل بعض المكونات، يلزم جهد أكبر من 5 فولت، ولا يمكن لـ Arduino إنتاج أكثر من 5 فولت من طرف الإخراج الرقمي.

ولكن من السهل التحكم في الترانزستور، والذي بدوره سيتحكم في تيار كبير. لنفترض أننا بحاجة إلى توصيل شريط LED طويل يتطلب 12 فولت ويستهلك 100 مللي أمبير:

الآن، عندما يتم ضبط الإخراج على المستوى المنطقي (مرتفع)، فإن 5 فولت الذي يدخل إلى القاعدة سيفتح الترانزستور وسوف يتدفق التيار عبر الشريط - وسوف يتوهج. عندما يتم ضبط الإخراج على الصفر المنطقي (منخفض)، سيتم تأريض القاعدة من خلال وحدة التحكم الدقيقة وسيتم حظر تدفق التيار.

انتبه إلى المقاوم المحدد الحالي ر. من الضروري أنه عند تطبيق جهد التحكم، لا تتشكل دائرة كهربائية قصيرة على طول مسار متحكم دقيق - ترانزستور - أرضي. الشيء الرئيسي هو عدم تجاوز التيار المسموح به من خلال اتصال Arduino البالغ 40 مللي أمبير، لذلك تحتاج إلى استخدام مقاوم بقيمة على الأقل:

هنا أود- هذا هو انخفاض الجهد عبر الترانزستور نفسه. يعتمد ذلك على المادة التي صنع منها وعادة ما يكون 0.3 – 0.6 فولت.

لكن ليس من الضروري على الإطلاق إبقاء التيار عند الحد المسموح به. من الضروري فقط أن يسمح لك كسب الترانزستور بالتحكم في التيار المطلوب. في حالتنا هو 100 مللي أمبير. مقبول للترانزستور المستخدم hfe= 100، فإن تيار التحكم 1 مللي أمبير سيكون كافيًا بالنسبة لنا

المقاوم الذي تتراوح قيمته من 118 أوم إلى 4.7 كيلو أوم مناسب لنا. من أجل التشغيل المستقر من جانب والحمل الخفيف على الشريحة من الجانب الآخر، يعد 2.2 كيلو أوم خيارًا جيدًا.

إذا كنت تستخدم ترانزستور ذو تأثير مجالي بدلاً من ترانزستور ثنائي القطب، فيمكنك الاستغناء عن المقاوم:

ويرجع ذلك إلى حقيقة أن البوابة في مثل هذه الترانزستورات يتم التحكم فيها فقط عن طريق الجهد: لا يوجد تيار في قسم المصدر - البوابة - المتحكم الدقيق. وبفضل خصائصها العالية، تسمح لك الدائرة التي تستخدم MOSFETs بالتحكم في مكونات قوية جدًا.