ترانزیستور چیست ؟ بخش اول : مقدمه و معرفی

مقدمه

ترانزیستورها رو اگه نگیم مهم ترین باید بگیم یکی از مهمترین قطعات در دنیای الکترونیک هست که با اومدنش دنیای الکترونیک رو متحول کرد. تقریبا در تمامی مدارات جدیدی که طراحی میشه از ترانزیستورها استفاده میشه. در تمامی مدارات مجتمع هم از ترانزیستورها استفاده میشه. در مجموعه جلسات مربوط به ترانزیستور میخوایم با هم دیگه در مورد ترانزیستورهای BJT  (مخفف عبارت Bi-polar junction transistor ) صحبت کنیم.

نماهای مختلف یک ترانزیستور BJT

در مداراتی همچون کلیدهای ساده الکترونیکی و مدارهای تقویت کننده و … از تعداد کمی ترانزیستور استفاده میشه در حالی که در میکروپروسسورها و حافظه ها و آیسی های پیچیده از ترانزیستورها در مقیاس های میلیونی و میلیاردی استفاده میشه.

مطالبی که قراره در مجموعه جلسات ترانزیستورها با همدیگه یادبگیریم:

ما در جلسات مربوط به ترانزیستورها نمیخوایم وارد بحث فیزیک نیمه هادی ها و مباحث فیزیکی بشیم ولی به طور کامل در مورد نحوه کار ترانزیستور و کاربردشون به عنوان یه switch و تقویت کننده بحث خواهیم کرد و مفاهیمش رو خیلی عمیق بررسی میکنیم.

در مجموعه جلسات ترانزیستور میخوایم با هم موارد زیر رو بررسی کنیم:

  • علایم، پین و ساختار ترانزیستورها:  توضیح پایه های ترانزیستور و بررسی تفاوت پایه ها با یکدیگر
  • شبیه سازی ترانزیستور با شیر آب: در این بخش میخوایم نحوه عملکرد ترانزیستور رو با استفاده از مثال شیر آب توضیح بدیم.
  • مدهای کاری ترانزیستورها: در این قسمت چهار ناحیه کاری ترانزیستورها رو با همدیگه یاد میگیریم.
  • کاربرد ترانزیستور به عنوان کلید: در این قسمت کاربرد ترانزیستورها رو به عنوان یه سوییچ  کنترل الکترونیکی همراه با چند مدار کاربردی بررسی خواهیم کرد
  • کاربرد ترانزیستورها به عنوان تقویت کننده: در این بخش نیز کاربرد ترانزیستورها به عنوان تقویت کننده های ولتاژ و جریان رو با همدیگه بررسی میکینم.

این نکته رو هم اینجا بگم که دو نوع ترانزیستور وجود داره یکی BJT و دیگری MOSFET هست. در سلسله جلسات آموزشی ترانزیستورها ما تمرکزمون بیشتر بر روی ترانزیستورهای BJT هست. چون فهمیدنش یه خورده آسون تره. اگه یه خورده هم بخوایم عمیق تر بشیم خود ترانزیستورهای BJT بر دو نوع هستند. یه نوع NPN و دیگری PNP . سعی ما در این آموزش هم بر این است که بیشتر روی ترانزیستور های NPN صحبت کنیم. چون باز فهمیدن ترانزیستور NPN از PNP آسون تر هست. البته بگم اگه NPN رو یادبگیریم فهمیدن PNP هم کار سختی نیست و فقط یه خورده با NPN تفاوت داره.

پیشنیاز های این جلسات

قبل از این که این بخش رو بخونید من به شدت توصیه میکنم مطالب زیر رو هم بخونید تا خوب این مباحث رو متوجه بشید:

ولتاژ، جریان، مقاومت و قانون اهم

الکتریسیته چیست؟

توان الکتریکی

دیود بخش اول

دیود بخش دوم

دیود بخش سوم

معرفی پایه ها و ساختار ترانزیستور

ترانزیستورها 3 تا پایه دارند. در ترانزیستورهای  BJT  این پایه ها با نام های کلکتور (Collector) ، بیس (Base) و امیتر(Emitter ) نام گذاری شده اند و به ترتیب با حرف C ، B و E نشون داده میشن. این نامگذاری برای هر دو نوع NPN و PNP به کار میره.

تنها تفاوت بین NPN و PNP هم در جهت پیکان امیتر هست. شکل بالا رو نگاه کنید. اگه جهت پیکان به سمت بیرون بود نوع ترانزیستور NPN  هست و اگه جهت پیکان به سمت داخل بود نوع ترانزیستور PNP هست. یه روش برای حفظ کردن این موضوع که کدوم NPN و کدوم PNP هست عبارت انگلیسی زیر هست:

NPN: Not Pointing iN

یعنی NPN پیکانش به سمت داخل اشاره نمیکنه. در واقع NPN پیکانش به سمت بیرون اشاره میکنه.

ساختار ترانزیستورها

ترانزیستورها جزو دسته قطعات نیمه رسانا هستند. قطعات نیمه رسانا قطعاتی هستند که از طرفی مثل سیم های مسی خیلی رسانا نیستند و از طرف دیگه هم مثل هوا نارسانا نیستند. میزان رسانایی یک نیمه هادی وابسته به پارامترهایی مثل دما  و تعداد کم یا زیاد الکترون ها هست. حالا بیایید به طور دقیق تر بررسی کنیم که ترانزیستورها چگونه کار میکنن. نگران نباشید اصلا وارد بحث های فیزیک کوانتوم نمی شویم. من هم زیاد به اینگونه مباحث خودم علاقه ندارم.

یک ترانزیستور در واقع دو تا دیود هست. همین

 ترانزیستورها خودشون در واقع از اجزای قطعات نیمه هادی دیگه ای به نام دیودها تشکیل شده اند. در واقع ترانزیستورها دو تا دیود هستند که کاتد ( یا آند) این دو دیود ) به همدیگه وصل شده.

ترانزیستور چیست ؟ - ترانزیستورهای PNP و NPN

دیود بین پایه های بیس امیتر برای ما مهمتره. به دو دلیل. اولا در شماتیک مربوط به ترانزیستور جهت پیکان مربوط به پایه امیتر رو این دیود تعیین میکنه و ثانیا این که جهت جریانی که از ترانزیستور عبور میکنه رو نشون میده.

دوستان برای این جلسه کافی هست. در جلسه بعد برای  توضیح نحوه کار ترانزیستور از نحوه کار دیود شروع می کنیم هر چند که زیاد به واقعیت نزدیک نیست ولی برای شروع نقطه خوبی هست. این مدلی که توضیح میدیم خیلی به واقعیت شبیه نیست و این رو به عنوان نحوه کار ترانزیستور در نظر نگیرید.( و سعی هم نکنید که روی بردبرد اون رو امتحان کنید چون جواب نمیده)   برای توضیح دقیق نحوه کار ترانزیستور به کلی مبحث عجیب و غریب از فیزیک کوانتوم نیاز هست.

خوب دیگه. مثل همیشه میتونید ما رو در تلگرام و یا اینستاگرام دنبال کنید:

 

 

 

شاید دوست داشته باشید مطالب زیر را نیز بخوانید:

8 نظر

  • Omidaramesh

    باسلام وسپاس از توضیحات ساده وقابل درکتون واقعا این طرزآموزش برای کسانی که علاقه دارن دراین زمینه چیزی یادبگیرن خیلی عالیه اماکوتاهی مطلب آموزش باعث میشه تاخیلیا پیگیر نشن وبه سراغ سایت دیگه ای برن…بعنوان مثال همین بحث ترانزیستور؛خیلی کوتاه گفتین وزود پایان دادین اگه میشه کمی دربارش فکرکنین…ممنون

    • حامد قاسمی

      با سلام. ممنون از لطف شما. یک سری جلسات مثل این جلسه کوتاه هست که البته این جلسات در حال بروز رسانی هست.
      ضمن این که ما در حال تدوین دوره آموزشی الکترونیک هستیم که همه جلسات در اون به صورت کیجا در دسترس هست.

  • hosain

    سلام

    به نظرم بهتر بود در حد چند خط انواع ترانزیستورها و تقسیم بندی آنها را در ابتدای مباحث ترانزیستور مطرح می کردید.

     

    • حامد قاسمی

      سلام مجدد.
      واقعیتش اینه اگه ما بخوایم همون اول انواع ترانزیستورها رو بگیم و هر کدوم از ماسفت ها و bjt ها رو دقیق دسته بندی کنیم ، ممکنه خیلی از دوستان فک کنن که این بحث ، بحث سنگین و سختی هست. در حالی بحث ترانزیستور بحث بسیار شیرین و جالبی هست. به همین خاطر ما در مورد دسته بندی صحبتی نکردیم. ولی در آینده ما در مورد سایر دسته بندی ها مثل mosfet دقیقتر صحبت خواهیم کرد و دسته بندی ای که شما فرمودید هم قرار خواهیم داد.
      موفق باشید.

  • hosain

    سلام . خیلی ساده و آسان توضیح دادید.ممنون.

    در خط زیر کلمه میکنیم اشتباه تایپی وجود داشت.

    ما در جلسات مربوط به ترانزیستورها نمیخوایم وارد بحث فیزیک نیمه هادی ها و مباحث فیزیکی بشیم ولی به طور کامل در مورد نحوه کار ترانزیستور و کاربردشون به عنوان یه switch و تقویت کننده بحث خواهیم کرد و مفاهیمش رو خیلی عمیق بررسی میکینم.

    بازم ممنون

    • حامد قاسمی

      با سلام و درود بر دقت نظر شما.
      تصحیحات لازم انجام گرفت

  • امیر

    سلام.خیلی سایت خوبی دارین.مطالبو در حد فهم همه بیان میکنید.من رشتم برق و الکترونیک نیست ولی علاقه زیادی به الکترونیک دارم.تازه هم فهمیدم علاقه مندم!!
    یه سوال دارم.من یه ترانزیستور رو روی برد برد سوار کرد.پایه کلکتور رو به منفی و امیتر رو به یه ال ایی دی و ال ایی دی رو به سر مثبت باتری وصل کردم.در این حالت ال ایی دی روشن نمیشه.ولی وقتی به پایه بیس یه سیم برد برد وصل میکنم از ال ایی دی یه نور خیلی کمی ساطع میشه.بدون اینکه دستم رو سیم مد نظر باشه.میخواستم بدونم وقتی یه سر سیم متصل به بیس آزاده چرا این اتفاق میفته.ممنون

    • حامد قاسمی

      با سلام خدمت شما.
      سوالی که میفرمایید مربوط به مدهای موجود در ترانزیستور هست که در جلسه سوم به صورت کامل توضیح داده خواهد شد. وقتی شما پایه بیس را بدون اتصال میگذارید در واقع اصلا ترانزیستور وجود ندارد که بخواهد کار کند. باید همه پایه های موجود ترانزیستور استفاده شود تا ترانزیستور در یک مد کاری قرار بگیرد. متاسفانه بحث بیشتر در این مورد منجر به توضیح کامل مربوط به مدهای ترانزیستور میشود که اینجا مکان مناسبی نیست و پیشنهاد میکنم جلسه مربوط به بخش سوم ترانزیستورها که احتمالا همین هفته یا هفته دیگر منتشر خواهد شد را پیگیری کنید. اگر باز جواب سوال خود را نگرفتید یکبار دیگر مطرح بفرمایید تا پاسخ به صورت کامل داده شود.
      موفق باشید.

  • نوشتن نظر

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    اضافه کردن تصویر ( فقط فرمت jpg)