ترانزیستور چیست؟

ترانزیستور چیست؟ترانزیستور در سال 1947 در آزمایشگاه های بل هنگام تحقیق برای تقویت کننده های بهتر و یافتن جایگزینی بهتر برای رله های مکانیکی اختراع شد.لوله های خلاء، صوت و موسیقی را در نیمه اول قرن بیستم تقویت کرده بودنداما توان زیادی مصرف می کردند و سریعا می سوختند .شبکه های تلفن نیز به صد ها هزار رله مکانیکی برای اتصال مدارات به همدیگر نیاز داشتند تا شبکه بتواند سر پا بایستد و چون این رله های مکانیکی بودند لازم بود برای عملکرد مطلوب همیشه تمیز باشند .در نتیجه نگه داری و سرویس آنها مشکل و پر هزینه بود. با ظهور ترانزیستور قیمت ها نسبت به زمان استفاده از لامپ خلاء شکسته شد و بهبودی زیادی در کیفیت شبکه های تلفن حاصل گردید.

ترانزیستور چگونه کار می کند؟

ترانزیستور کاربرد های زیادی دارد اما دو کاربرد پایه ای آن به عنوان سوئیچ و استفاده در مدولاسیون است که کاربرد دومی بیشتر به عنوان تقوت کننده مورد نظر است.

این دو کاربرد ترانزیستور را می توان اینگونه توضیح داد :
سوئیچ همان کلید است مثل کلید چراغ خواب اتاقتان .دارای دو حالت روشن و خاموش است با قرار دادن کلید در حالت روشن چراغ اتاقتان روشن می شود و با قراردادن کلید در حالت خاموش چراغ خاموش می شود . بله به همین سادگی ! کاربرد ترانزیستور هم به عنوان سوئیچ به همن صورت است.
اما کاربرد تقویت کنندگی آن را می توان بدین صورت توضیح داد :
چراغ خواب نور کمی دارد اما اگر بتوان این نور را چنان زیاد کرد که تمام اتاق را روشن کند آنوقت عمل تقویت کنندگی صورت گرفته است.

فرق بین سوئیچینگ به وسیله ترانزیستور و به وسیله کلید برق! سرعت بسیار زیاد ترانزیستور است که می توان گاهی آن را در مقایسه با کلید آنی در نظر گرفت(صد ها هزار برابر و شاید میلیونها بار سریعتر).و اینکه ترانزیستور را می توان به دیگر منابع الکترونیکی متصل کرد مثلا به میکروفن به منبع سیگنال و حتی به یک ترانزیستور دیگر ....
ترانزیستور از عناصری به نام نیمه هادی مانند سیلیکون و ژرمانیوم ساخته می شود نیمه هادی ها جریان الکتریسیته را نسبتا خوب( – اما نه به اندازه ای خوب که رسانا خوانده شوند مانند مس و آلومنیوم و تقریبا بد اما نه به اندازه ای که عایق نامگذاری شوند مانند شیشه) هدایت می کنند به همین دلیل به آنها نیمه هادی می گویند.
عمل جادویی که ترانزیستور می تواند انجام دهد اینست که می تواند مقدار هادی بودن خود را تغییر دهد . هنگامی که لازم است یک هادی باشد می تواند هدایت خوبی دشته باشد و هنگامی که لازم است تا به عنوان عایق عمل کند جریان بسیار کمی را از خود عبور می دهد که می توان آن را ناچیز شمرد.
نیمه هادی ها در مقابل الکتریسیته عملکرد جالبی دارند یک قطعه از یک عنصر نیمه هادی را بین دو قطع از یک عنصر نیمه هادی دیگر قرار دهید.جریان کم قطعه وسطی قادر است که جریان دو قطعه ی دیگر را کنترل کند. جریان کمی که از قطعه ی وسطی می گذرد برای مثال می تواند یک موج رادیوئی یا جریان خروجی از یک ترانزیستور دیگر باشد .حتی اگر جریان ورودی بسیار ضعیف هم باشد( مثلا یک سیگنال رادیوئی که مسافت زیادی را طی کرده و از رمق افتاده است!) ترانزیستور می تواند جریان قوی مدار دیگری را که به آن وصل است کنترل کند. به زبان ساده ترانزیستور رفتار جریان خروجی از روی رفتار جریان ورودی تقلید می کند.نتیجه می تواند یک سیگنال تقوت شده و پرتوان رادیوئی باشد.

ترانزیستور چه کاری انجام می دهد؟

در میکرو چیپ های امروزی ، که حاوی میلیونها ترانزیستور هستند که در الگو یا طرح مخصوصی چیده شده اند خروجی تقویت شده ی یک ترانزیستور به ورودی ترانزیستور دیگر داده می شود تاآن هم عمل تقویت کنندگی را بر روی ورودی انجام دهد و به همین ترتیب ادامه می یابد که نتیجه یک خروجی تقویت شده و پر توان می باشد . چنین میکروچیپی می تواند سیگنالی بسیار ضعیفی را از آنتن بگیرد و یک صوت قوی و چهار کاناله را تحویل دهد. با ساختن چیپ ها در طراحی های مختلف می توان تایمر هایی برای ساعت یا سنسور هایی برای نشان دادن درجه حرارت و یا کنترل کننده چرخ های ماشین تا قفل نشوند (سیستمABS) ساخت.می توان ترانزیستور ها را در آرایشی دیگر در داخل چیپ قرار داد(طراحی متفاوت) و پروسسور های منطقی و محاسباتی را ساخت که باعث می شوند تا ماشین حسابها محاسبه و کامپیوتر ها پردازش کنندو یا شبکه هایی را برای انتقال مکالمات تلفنی ساخت و یا سیستمهایی را ساخت که بتوانند صدا و تصویر را انتقال دهند.
می توان ترانزیستور ها را در بسته هایی چید که به آنها گیت های منطقی می گویند و می توانند دو عدد 1و 1 را باهم جمع کنند و یا می توان آنها را در آرایشی خاص قرار داد تا کارهای بسیار بزرگی را با استفاده از سرعت سوئیچینگ – 100 میلیون بار بر ثانیه و بیشتر - خود انجام دهند .
البته کار به همین جا ختم نمی شود مداراتی که در چندین سال گذشته برای انجام عملی خاص به وسیله ترانزیستور ها بر روی بورد ها بسته می شود امروزه به مدد طراحی کامپیوتری و تکنیک مدارات مجتمع بر روی یک آی سی هزاران ترانزیستور و سیم کشی های مربوطه و تمام قطعات الکترونیکی لازم قرار داده می شود . شاید بتوان گفت که حجم مدارات هزاران بار کاهش یافته است.
بر همین مقیاس امروزه می توان گفت که ترانزیستور مجانی است ( 1 دلار تقسیم بر یک میلیون ترانزیستور ) و ترانزیستور های داخل مدارات مجتمع واقعا قابل اطمینان هستند.
چیزی که باعث می شود که ترانزیستور ها روز به روز پیشرفت می کنند و بهتر و ارزان تر می شونداین است که به مدد تحقیقات نیمه هادی ها روز به روز بهتر و کاربردی تر می شوند . و این چیزی است که آزمایشگاههای بل برای آن تحقق می کند . دانشمندان این مرکز تحقیقاتی امروزه می دانند که چگونه نیمه هادی هار ا اتم به اتم به صورت مجازی ، از منابع سرشاری که مادر بی دریغ طبیعت در دسترس ما قرار داده است ، به وسیله تکنیک های لایه بندی بسازند.این چیزی است که می توان آن را جادو نامید.

بنابراین، ترانزیستور چیست؟

یک قطعه الکترونیکی شگفت انگیزی است که مجازا دیده نمی شود اما زندگی ما را کاملا و برای همیشه تغییر داده است

ترانزيستور چگونه كار مي كند؟

 بصورت استاندارد دو نوع ترانزیستور بصورت PNP و NPN داریم. انتخاب نامه آنها به نحوه کنار هم قرار گرفتن لایه های نیمه هادی و پلاریته آنها بستگی دارد. هر چند در اوایل ساخت این وسیله الکترونیکی و جایگزینی آن با لامپهای خلاء، ترانزستورها اغلب از جنس ژرمانیم و بصورت PNP ساخته می شدند اما محدودیت های ساخت و فن آوری از یکطرف و تفاوت بهره دریافتی از طرف دیگر، سازندگان را مجبور کرد که بعدها بیشتر از نیمه هادیی از جنس سیلیکون و با پلاریته NPN برای ساخت ترانزیستور استفاده کنند.
تفاوت خاصی در عملکرد این دو نمونه وجود ندارد و این بدان معنی نیست که ترانزیستور ژرمانیم با پلاریته NPN یا سیلیکون با پلاریته PNP وجود ندارد.
نمای واقعی تری از پیوندها در یک ترانزیستور که تفاوت کلکتور و امیتر را بوضوح نشان می دهد. برای هریک از لایه های نیمه هادی که در یک ترانزیستور وجود دارد یک پایه در نظر گرفته شده است که ارتباط مدار بیرونی را به نیمه هادی ها میسر می سازد.
این پایه ها به نامهای Base (پایه) ، Collector (جمع کننده) و Emitter (منتشر کننده) مشخص می شوند. اگر به ساختار لایه ای یک ترانزیستور دقت کنیم بنظر تفاوت خاصی میان Collector و Emitter دیده نمی شود اما واقعیت اینگونه نیست. چرا که ضخامت و بزرگی لایه Collector به مراتب از Emitter بزرگتر است و این عملا" باعث می شود که این دو لایه با وجود تشابه پلاریته ای که دارند با یکدیگر تفاوت داشته باشند. با وجود این معمولا" در شکل ها برای سهولت این دو لایه را بصورت یکسان در نظر میگیردند.
بدون آنکه در این مطلب قصد بررسی دقیق نحوه کار یک ترانزیستور را داشته باشیم، قصد داریم ساده ترین مداری که می توان با یک ترانزیستور تهیه کرد را به شما معرفی کرده و کاربرد آنرا برای شما شرح دهیم.
مدار ساده برای آشنایی با طرز کار یک ترانزیستور بطور جداگانه بین E و C و همچنین بین E و B منابع تغذیه ای قرار داده ایم. مقاومت ها یی که در مسیر هریک از این منابع ولتاژ قرار دادیم صرفا" برای محدود کردن جریان بوده و نه چیز دیگر. چرا که در صورت نبود آنها، پیوندها بر اثر کشیده شدن جریان زیاد خواهند سوخت.
طرز کار ترانزیستور به اینصورت است، چنانچه پیوند BE را بصورت مستقیم بایاس (Bias به معنی اعمال ولتاژ و تحریک است) کنیم بطوری که این پیوند PN روشن شود (برای اینکار کافی است که به این پیوند حدود ۰.۶ تا ۰.۷ ولت با توجه به نوع ترانزیستور ولتاژ اعمال شود)، در آنصورت از مدار بسته شده میان E و C می توان جریان بسیار بالایی کشید. اگر به شکل دوم دقت کنید بوضوح خواهید فهمید که این عمل چگونه امکان پذیر است.
در حالت عادی میان E و C هیچ مدار بازی وجود ندارد اما به محض آنکه شما پیوند BE را با پلاریته موافق بایاس کنید، با توجه به آنچه قبلا" راجع به یک پیوند PN توضیح دادیم، این پیوند تقریبا" بصورت اتصال کوتاه عمل می کند و شما عملا" خواهید توانست از پایه های E و C جریان قابل ملاحظه ای بکشید. (در واقع در اینحالت می توان فرض کرد که در شکل دوم عملا" لایه PN مربوط به BE از بین می رود و بین EC یک اتصال کوتاه رخ می دهد.)
بنابراین مشاهده می کنید که با برقراری یک جریان کوچک Ib شما می توانید یک جریان بزرگ Ic را داشته باشید. این مدار اساس سوئیچ های الکترونیک در مدارهای الکترونیکی است. بعنوان مثال شما می توانید در مدار کلکتور یک رله قرار دهید که با جریان مثلا" چند آمپری کار می کند و در عوض با اعمال یک جریان بسیار ضعیف در حد میلی آمپر - حتی کمتر - در مدار بیس که ممکن است از طریق یک مدار دیجیتال تهیه شود، به رله فرمان روشن یا خاموش شدن بدهید.

ترانزيستور چه كاربردي دارد؟

ترانزيستورها در مدارات زير كاربرد دارند:

1-در تقويت كننده ها

2-در تثبيت كننده ها

3-در نوسان سازها (در مدارات اسيلاتور)

4-در مدارات آشكارساز

5-در مخلوط كننده ها (مدارات ميكسر)

6-در مدارات كليد الكترونيكي (درمدارات سوئيچ)

7-درمدارات مدولاتور

نظرات شما عزیزان:

AMIR

ساعت16:04---15 فروردين 1395

[وب سایت] - [ایمیل]

salam kheili khob bod mamnon god bay

AMIR

ساعت16:04---15 فروردين 1395

- [ایمیل]

salam kheili khob bod mamnon god bay

مهدی

ساعت17:45---17 اسفند 1394

[وب سایت]

خوب و آسان بود اما تصویر نیاز دارد خصوصا برای بخش توضیح مدار.

امیرحسین

ساعت18:27---29 آبان 1394

[وب سایت]

دستتون درد نکنه خوب توضیح دادید

افسانه

ساعت22:14---13 خرداد 1394

[وب سایت] - [ایمیل]

سلام...... ساده و کامل....ممنونم

زهرا

ساعت15:58---13 خرداد 1394

[وب سایت]

خیلی خوب توضیح دادین...بسیار متشکرم دوستان!

ali

ساعت20:07---22 ارديبهشت 1394

[وب سایت] - [ایمیل]

بسیار عالی بود

مائده

ساعت13:35---10 ارديبهشت 1394

[وب سایت]

ممنون خیلی خوب بود....

امین

ساعت22:26---3 ارديبهشت 1394

[وب سایت]

عالی بود.

کمال

ساعت14:39---28 فروردين 1394

[وب سایت] - [ایمیل]

کاش تصویر هم داشت

رولی

ساعت10:15---12 اسفند 1393

[وب سایت]

سلام دمتون گرم خسته نباشید

رولی

ساعت10:15---12 اسفند 1393

[وب سایت]

سلام دمتون گرم خسته نباشید

محسن

ساعت12:52---28 بهمن 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

جالب وکانل بود .
ممنون از شما

عباس علمی صدر

ساعت12:27---9 بهمن 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

کاربرد tca 700 y را با پای هاش.

محمد

ساعت10:32---30 دی 1393

سلام و خداقوت ممنون خسته نباشید!!

علي

ساعت21:40---21 دی 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

خيلي عالي

عرفان

ساعت17:33---14 دی 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

عالی بود ولی با تصویر باشه خیلی بهتر میشه موضوع رو درک کرد.. باز هم ممنونم

عرفان

ساعت19:37---8 دی 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

خوب است متن جالبی داربد

هومن

ساعت12:18---7 دی 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

از اطلاعات خوبتون ممنون

ع.ا.گ.پ

ساعت23:26---5 دی 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

ضبط تصاویر به صورت دیجیتال چگونه است وبا چه سازوکاری انجام می گیرد؟

منصور

ساعت19:25---8 مهر 1393

[وب سایت]

عالی بود ممنون از مطالب مفیدتون

وحید

ساعت1:41---2 مهر 1393

- [ایمیل]

خوب بود بیشتر با عکس توضیح بدین

محمد

ساعت9:57---29 شهريور 1393

[وب سایت]

سلام گل کاشتی ممنون

مریم

ساعت9:28---24 شهريور 1393

[وب سایت]

صپــاثگــذآرم

morteza

ساعت17:23---28 مرداد 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

سلام
یه مقدار توضیح بدین از چه ترانزیستوری باید استفاده کرد تا ولتاژی در حد 12ولت رو به ولتاژ220 یا بالاتر تبدیل کرد.
ممنون از کمکتون.

مهدی

ساعت10:16---27 مرداد 1393

- [ایمیل]

سایتتونخوبه وای اگه مطالب بیشتری داشته باشه بهتره

امیر

ساعت11:58---21 تير 1393

[وب سایت]

فوق العاده خلاصه و کاربردی و در عین حال جامع بود ... ممنونم

سوشیانت

ساعت19:44---3 تير 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

یعنی نجاتم دادی

mohamad

ساعت10:54---8 خرداد 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

سلام من رشتم الکترونیک بود ولی خیلی وقت بود سراغ کتابا م نرفته بود.واقعا ممنون خیلی ساده ومفید بود.

بهزاد

ساعت23:55---30 ارديبهشت 1393

[وب سایت]

مرصی از مطالب ساده و مفیدتون

yavar

ساعت4:27---23 فروردين 1393

[وب سایت] - [ایمیل]

سلام دوستان.ممنون میشم اگه راهنماییم کنیدچطورمیشه تشخیص داد که ترانزیستور در یک مدار عملشو انجام میده یا نه؟!با اهم متر اگه امتحانش کنیم چه چیزی رو باید نشون بده؟

شیده

ساعت19:59---16 فروردين 1393

[وب سایت]

ممنونم برای من که رشته ام الکترونیک نیست قابل درک بود....

مرتضی

ساعت19:31---18 بهمن 1392

- [ایمیل]

ممنون

مجتبی جوزی

ساعت9:37---16 آذر 1392

[وب سایت] - [ایمیل]

با سلام وخسته نباشی خواهش میکنم اگه در مورد ترانزیستور دقییق تر از این با تصویر توضیح دارید برام ایمیل کنید من علاقه زیادی دارم که بفهمم کار دقیق ساخت دقیق ترانزیستور و مقاومت و خارزن و عدسی و غیره را خواهش می کنم مرا یاری کنید

sepehr

ساعت0:12---12 آذر 1392

[وب سایت] - [ایمیل]

کارتون خوبه ممنون.

حسین رحیمی بیدگلی

ساعت23:33---4 آذر 1392

- [ایمیل]

سلام ممنون از لطفتون اگه مطلبی در مورد تفائت پی ال سی npn با pnp و نیز ابزار دقیق دارید ممنون می شم برام بفرستید

يگانه

ساعت22:35---3 آذر 1392

[وب سایت]

ميسيييييييييييييييييي

مجید

ساعت11:10---2 آذر 1392

- [ایمیل]

از زحمات شما در سایتتان خیلی ممنونم

مرسده

ساعت20:12---26 آبان 1392

[وب سایت]

واقعا عالی بود

هیچکس

ساعت11:06---22 آبان 1392

[وب سایت]

ممنونم به دردم خورد

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: