ميحرلا نمحرلا هللا مسب الترانزستور او الممحل :اختصارا لكلمتً Transfer Resistorأي مماوم النمل سوف نعرف بعد ذالن لماذا وهو نبٌطة/عنصر ٌعتبر أحد أهم المكونات اإللكترونٌات الحدٌثة هو ثورة واساس من االساسات فً علوم االلكترونٌات. هو بلورة من مادة شبه موصل مطعمة الجرمانٌوم أو السٌلٌكون تحتوي على بلورة رلٌمة جدا بحٌث تكون المنطمة الوسطى منها شبه موصل موجب أو سالب وتسمى الماعدة بٌنهما المنطمتان الخارجٌتان من النوعٌة المخالفة وله لدرة كبٌرة على تكبٌر اإلشارات اإللكترونٌة ولة حتً االن نوعان ربٌسٌان والثالث مشتك منهم... ثنابً المطب (" )NPN , PNP(.....)BJTسٌكون التركٌز علٌهم اكثر" تأثٌر المجال(.)MOSFET , junctionFET(......)FET ذو البوابة المعزولة( )IGBTوهو جامع بٌن ممٌزات النوعان السابمٌن. وٌوجد انواع اخري مثل الـ()phototransistorوالـ()HEMTاوالـ(....)MODFETولكل منهم لة خصابصة التً تمٌزة. مادة اشباه الموصل: جرمانٌومً -سلٌكونً – جالٌومً – زرنخٌى – كربٌدي سلٌكونً .......................................... اعتبار الترانزستور وصلتٌن ثنابٌتٌن(داٌود/وهنان البعض ٌشبهة بداٌودٌن زٌنر) متصلتٌن مع بعض ولكنه لٌس هذا دلٌما( .ال تحاول استبدال الترانزستور بوصلتٌن ثنابٌتٌن ألن سوف ال تعمل) .فهنان الكثٌر من مبادئ فٌزٌاء والكٌمٌابٌة ن نسب التطعٌم لتتحكم فً التفاعالت الحادثة بٌن األطراف الثالثة للترانزستور. (ٌعتبر هذا النموذج مفٌدا عند الحاجة الختبار أي ترانزستور .من خالل اختبار الدٌود باستخدام (المالتٌمٌتر )Multimeterبٌن الماعدة والباعث BEوبٌن الماعدة والمجمع) سنذكر ذالن الحما. ................................................. ٌتم بناء الترانزستورعن طرٌك دمج ثالث طبمات مختلفة من مادة شبه موصلة معا .بعض تلن الطبمات تحتوي على إلكترونات إضافٌة مضافة إلٌها (من خالل عملٌة تعرف بـ”التطعٌم” ( ،))dopingوالبعض اآلخر ٌتم إزالة بعض اإللكترونات منها (مطعمة بـ”فجوات ( ”)holesوهً تنتج من إزالة اإللكترونات). ٌطلك على المادة شبه الموصلة التً تحتوي على إلكترونات إضافٌة أنها من النوع( (n-typeإشارة إلى سالب ( )negativeألن اإللكترونات تحمل شحنة سالبة ،بٌنما المادة التً ٌتم إزالة بعض اإللكترونات منها ٌُطلك علٌها أنها من النوع(ٌ (p-typeشٌر إلى موجب (ٌ .)positiveتم صنع الترانزستور إما عن طرٌك وضع طبمة من النوع nبٌن طبمتٌن من النوع )PNP( pأو عن طرٌك وضع طبمة من النوع pبٌن طبمتٌن من النوع .)PNP( n ....NPNمن النوع السالب وٌعنى منطمة من النوع السالب ٌلٌها منطمة من النوع الموجب ٌلٌها منطمة من النوع السالب ....PNPمن النوع الموجب وٌعنى منطمة من النوع الموجبة ٌلٌها منطمة من النوع السالب ٌلٌها منطمة من النوع الموجب ................................................. اطراف الترانزستور.: الماعدة ()B(...................)Base الباعث/المشع ()E(........)Emitter المجمع ()C(.............)Collector حٌث ٌكون اتجاة التٌارفً الـ( )PNPمن الباعث( (Eالً المجمع( (Cعلً حسب وضعة فً الدارة. وٌكون اتجاة التٌار فً الـ( )NPNمن المجمع( )Cالً الباعث( )Eعلً حسب وضعة فً الدارة. وٌكون ترتٌب االرجل فً الترنزٌستور الحمٌمً (المادي) لٌس بالضرورة ان تكون بالترتٌب تعرفهم من الداتاشٌت تكتب رلم الترانزستور علً محرن البحث وتدخل تشوف كل شً عنة ن الخصابص واالطراف فً انواع ترانز ستورات المدرة(تتحمل بور عالً نسبٌا) ٌكون جسمة الخارجً معدن او ٌكون ظهرة معدن ٌكون جسمة او ظهرة المعدن تكون لاعدة اٌضا مع طرف( )pinالماعدة ()B وٌوجد انواع تسمً ( )SMDالسطحٌة (الصغٌرة فً الحجم) مفهوم تشغٌل الترانزستور.: ٌتم التحكم فٌة عن طرٌك التٌار المطبك علً الماعدة فانة ٌتناسب طردٌا مع التٌار المار بٌن المجمع والباعث وبما ان اشبه بموحد ونحن نعلم ان من شروط تشغٌلة ٌكون علً االنود 0.7فولت (الجهد على المصعد أكبر من المهبط بمٌمة 0.7فولت على األلل) اذا ال زم او شرط تشغٌل الترانزٌستور ان ٌكون هنان فرق جهد بٌن الماعدة والمشع 0.7فولت واكبرعشان ٌشتغل. تشبٌهه بصنبور مٌاة .........................: كما هو موضح اذا ٌمكن التحكم فً فتح او غلك او التكحم فً كمٌة الماء الخارج من خالل الماعدة()B طرق توصٌل الترانزستور....................... الماعدة المشتركة .............................:Common Base ٌتم توصٌل إشارة الدخل بٌن المشع( )Eوالماعدة( )Bوتوصل إشارة الخرج بٌن المجمع( )Cوالماعدة()B وٌالحظ أن طرف الماعدة( )Bمشتركا بٌن الدخل والخرج ولهذا سمٌت طرٌمة التوصٌل هذه بالماعدة المشتركة ممدار التكبٌر فً الجهد.: فهً تعمل على تضخٌم الجهد مع بماء لٌمة تٌار الدخل مساوٌة لمٌمة تٌار الخرج تمرٌبا (ٌكون تٌار الدخل أكبر بشكل طفٌف من تٌار الخرج). تعمل دوابر الماعدة المشتركة كمثبت تٌار ( )current bufferبشكل جٌد .فهً من الممكن أن تأخذ تٌار الدخل بممانعة دخل منخفضة وتموم بتوصٌل نفس التٌار تمرٌبا إلى خرج ذي ممانعة أكبر. المشع/الباعث المشترن ..........................:Common Emitter توصل إشارة الدخل بٌن الماعدة( )Bوالمشع( )Eوتوصل إشارة الخرج بٌن المجمع( )Cوالمشع()E وٌالحظ أن طرف المشع Emitterمشتركا بٌن الدخل والخرج ولهذا سمٌت طرٌمة التوصٌل هذه بالمشع المشترن .وتتمٌز بعكس إشارة الدخل ٌعنً تغٌٌر طورها 081درجة. المجمع المشترن ...................:Common Collector توصل إشارة الدخل بٌن الماعدة( )Bوالمجمع( )Cوتوصل إشارة الخرج بٌن المشع( )Eوالمجمع( )Cوٌالحظ أن طرف المجمع Collectorمشتركا بٌن الدخل والخرج ولهذا سمٌت طرٌمة التوصٌل هذه بالمجمع المشترن .المجمع المشترن ال ٌموم بتضخٌم الجهد (ٌكون جهد الخرج ألل من جهد الدخل بـ .)0.6Vولهذا السبب ٌطلك أحٌانا على هذه الدابرة اسم تابع الجهد (.)voltage follower هذه الدابرة لها لدرة كبٌرة على تضخٌم التٌار .وباإلضافة إلى ذلن تعد هذه الدابرة مثبتا للجهد ( voltage )bufferبسبب أنها تتمتع بتكبٌر تٌار مرتفع مع تكبٌر جهد لرٌب من الواحدٌ .عمل مثبت الجهد على منع دابرة الحمل من التداخل مع الدابرة التً تشغلها (أو تزودها بالطالة). على سبٌل المثال :إذا أردت توصٌل 1Vإلى حمل ٌمكنن اللجوء لطرٌمة األسهل وهً استخدام ممسم جهد ( )voltage dividerأو ٌمكنن بدال من ذلن استخدام دابرة تابع الباعث (المجمع المشترن). لنفرض أن الحمل لد زاد (وهذا ٌعنً انخفاض المماومة) ،فً حالة ممسم الجهد ٌمل جهد الخرج من الدابرة الخاصة به ،بٌنما ٌبمى جهد الخرج الخاص بتابع الباعث ثابتا ومستمرا بغض النظر عن حالة الحمل. ............................ وتستخدم كل توصٌلة علً حسب المطلوب فً تصمٌم الدابرة اذا ٌمكننا المول باختصار.... فً الـ.. الباعث المشترن ..........المجمع المشترن ...........الماعدة المشتركة تكبٌر الجهد ...............متوسط ....................منخفض ........................مرتفع تكبٌر التٌار ...............متوسط .....................مرتفع ........................منخفض ممانعة الدخل ............متوسطة ...................مرتفعة ........................منخفضة ممانعة الخرج ...........متوسطة ..................منخفضة ........................مرتفعة مناطك عمل الترانزستور.......................: منطمة التشبع (......:)Saturation هو وضع التشغٌل ( )Onبالنسبة للترانزستور ٌعمل الترانزستور كدابرة لصر ،بحٌث ٌسري التٌار من المجمع إلى الباعث. فً وضع التشبع ٌكون كل من الدٌودٌن التً ٌتكون منهما الترانزستور لهما انحٌاز أمامً. مما ٌعنً أن لٌمة ( VBEالجهد بٌن الماعدة( )Bوالباعث())E ال بد أن تكون أكبر من الصفر( ،)0.7vوكذلن بالنسبة لمٌمة .VBC ) ال بد أن تكون لٌمة VBأكبر من كل من VEو )VC ال بد أن تكون لٌمة VBEأكبر من لٌمة معٌنة تعرف باسم جهد العتبة ( )threshold voltageللدخول فً وضع التشبع ،وٌعود ذلن إلى أن الوصلة بٌن الماعدة والباعث تشبه الدٌود .وهنان العدٌد من االختصارات للداللة على ذلن الجهد مثل ،Vd ،Vγ ،Vthوتختلف المٌمة الفعلٌة لذلن الجهد باختالف الترانزستور (وتختلف أٌضا تبعا لدرجة الحرارة). الكن ال ٌكون هنان اتصال مثالً بٌن الباعث والمجمع .بل ٌكون هنان هبوط صغٌر فً الجهد بٌن هذٌن الطرفٌن .وٌرمز لمٌمة ذلن الهبوط فً الداتاشٌت الخاصة بالترانزستور بجهد التشبع بٌن الباعث والمجمع (( ،)CE saturation voltage (VCEsatوهو الجهد المطلوب بٌن الباعث والمجمع لحدوث التشبع .وفً الغالب تكون لٌمة ذلن الجهد مابٌن 0.05vإلى 0.5vوكثٌرا ماتجدها بـ(.)0.2v وهذه المٌمة تعنً أن لٌمة VCال بد أن تكون أكبر للٌال من لٌمة ( VEمع بماء المٌمتٌن أصغر من لٌمة )VB لجعل الترانزستور فً وضع التشبع. منطمة المطع (.........................:)Cut-off ٌعمل الترانزستور كدابرة مفتوحة ،بحٌث ال ٌسري أي تٌار من المجمع إلى الباعث. وضع المطع هو الممابل لوضع التشبع ،ووجود الترانزستور فً وضع المطع ٌعنً أنه فً حالة إٌماف (،)off أي أن لٌمة تٌار ال ُمجمع تساوي صفر وكذلن لٌمة تٌار الباعث تساوي صفر .وبالتالً ٌصبح مثل الدابرة المفتوحة. لجعل الترانزستور فً وضع اإلٌماف ٌجب أن ٌكون جهد الماعدة ألل من جهد كل من الباعث وال ُمجمع .أي أنه ال بد أن تكون لٌمتا VBCو VBEسالبتٌن. المنطمة الفعالة/النشاط (......:)Active ٌتناسب التٌار المار من المجمع إلى الباعث مع تٌار الماعدة (وهنا ٌستخدم كمماومة متغٌرة). للعمل فً وضع النشاط ٌجب أن تكون لٌمة VBEأكبر من صفر ،وكذلن ٌجب أن تكون لٌمة VBCسالبة. وبالتالً ال بد أن ٌكون جهد الماعدة ألل من المجمع ،ولكن أكبر من الباعث .وهذا ٌعنً أٌضا أن جهد المجمع ال بد أن ٌكون أكبر من الباعث. فً الوالع نحتاج إلى فرق جهد أمامً (ٌُرمز له Vthأو Vγأو )Vdال ٌساوي الصفر بٌن الماعدة والباعث ( )VBEلتشغٌل الترانزستور. وفً هذا الوضع ٌعمل ن مكبر/مضخم فالتٌار اآلتً عبر منفذ الماعدة ٌموم بتضخٌم التٌار اآلتً عبر المجمع والخارج من الباعث. الرمز الذي نستخدمه للتعبٌر عن الزٌادة (( )gainمعامل التضخٌم ( ))amplification factorللترانزستور هو ( βوفً بعض األحٌان ٌُمكن أٌضا استخدام βFأو ٌ (hFF). βربط بٌن تٌار المجمع ( )ICوتٌار الماعدة ( )IBبعاللة خطٌة طردٌة .تختلف لٌمة βباختالف الترانزستور .وٌستخدم المانون. فمثال إذا كانت لٌمة βللترانزستور الذي تستخدمه 100فهذا ٌعنً أنه فً مرور تٌار بمٌمة 1mAعبر الماعدة ٌنتج عنه تٌار بمٌمة 100mAعبر المجمع. فً وضع النشاط ٌسري كل من تٌاري الماعدة وال ُمجمع إلى الترانزستور ،بٌنما تٌار الباعث ٌخرج منه. ولنموم بالربط بٌن تٌار الباعث وتٌار ال ُمجمع نحتاج إلى استخدام ثابت آخر وهو .α :تربط αبٌن تٌار ال ُمجمع وتٌار الباعث من خالل المعادلة. عادة ما تكون لٌمة αلرٌبة جدا من الواحد الصحٌح ولكن ألل منه ،وهذا ٌعنً أن لٌمة ICفً وضع النشاط تكون لرٌبة للغاٌة من لٌمة IEولكن أٌلل منها. وٌمكن الربط بٌنهم من خالل العاللة: منطمة النشاط العكسً (.....:)Reverse-Active مثل وضع النشاطٌ ،تناسب التٌار مع تٌار الماعدة ،ولكنه ٌسري فً االتجاه المعاكس .وبالتالً ٌسري التٌار من الباعث إلى المجمع(.ال تستخدم كثٌرة وهذا لٌس غرض االستخدام). وضع النشاط العكسً هو الممابل لوضع النشاط .فالترانزستور فً وضع النشاط العكسً ٌموم بتوصٌل التٌار وتضخٌمه كذلن ولكن مع سرٌانه فً االتجاه المعاكس ،أي من الباعث إلى ال ُمجمع .الجانب السلبً فً وضع النشاط العكسً هو أن لٌمة ( βأو βRفً هذه الحالة) تكون أصغر للغاٌة. ولجعل الترانزستور فً وضع النشاط العكسً ٌجب أن ٌكون جهد الباعث أكبر من جهد الماعدة الذي بدوره ٌجب أن ٌكون أكبر من جهد المجمع VBE<0( .و .)VCE>0 المنحنٌات التً تربط هذا المناطك مع بعض(.كل رسمة فٌها الثالث مناطك) مكان الـ Q-pointعلً الـ( )DC load lineكماهو مبٌن هً التً تحدد الترانزستور فً اي منطمة. اذا باختصار ٌمكن المول ان.: فً منطمة المطع(..)Cut-offالترانزستورالٌوصل تٌار(ن مفتاح مفتوح) Ib=0 .و Ic=0 فً منطمة االشباع(..)Saturationالترانزستور ٌوصل تٌار(ن مفتاح مغلك) .كبٌر= Ibو اكبر ماٌمكن=Ic فً منطمة الخطٌة الفعالة(النشاط)(..)liner active regionالترانزستور ٌعمل ن مكبر متوسط= Ibو Ic= β*ib وفً اول حالتٌن (المطع واالشباع) ٌعمل كمفتاح()on-off وفً الثالثة ٌعمل كمكبر او كمماومة متغٌرة. بالنسبة لترانزستورات الـ PNPفهً لها أوضاع العمل األربعة ذاتها ،ولكن مع عكس كل شًء .لمعرفة الوضع الذي ٌعمل به ترانزستور PNPفً أي ولت لم بعكس اإلشارتٌن > و<. على سبٌل المثال لكً نجعل ترانزستور PNPفً وضع التشبع ٌجب أن تكون لٌمة كل من VCو VEأكبر من لٌمة .VBأي أنه ٌجب أن تجعل لٌمة تٌار الماعدة ألل من لٌمة تٌاري الماعدة والمجمع لجعل ترانزستور PNPفً وضع التشغٌل ،أو جعلها أكبر منهما لجعله فً وضع اإلٌماف .بالمثل لجعل ترانزستور ٌ PNPعمل فً وضع النشاط ٌجب أن تكون لٌمة VEأكبر من لٌمة VBوالتً بدورها ٌجب أن تكون أكبر من .VC اتجاه سرٌان التٌار ففً وضع النشاط والتشبع بالنسبة لترانزستورات ٌ PNPسري التٌار من الباعث إلى المجمع ،وهذا ٌعنً أن جهد الباعث ٌجب أن ٌكون (عموما) أكبر من جهد المجمع. العاللة بٌن الجهود ........بالنسبة لـ ...…… . NPNبالنسبة لـPNP .................VE < VB < VCفعالة...................نشاط عكسً ................VE < VB > VCتشبع ......................لطع ................VE > VB < VCلطع ......................تشبع ...........VE > VB > VCنشاط عكسً ..................فعالة حسابات بسٌطة للترانزستور................................................................. وهً تعتمد علً المعادالت السابمة ومع لانون اوم وتتبع مسار التٌار. ترانزستور الـ....................................NPN ترانزستور الـ................................................PNP بعض االمثلة والحسابات................. ستالحظ اختصار (Krichhoff’s voltage/current law)..(kCL)/)KVL( ..وهً تبع لوانٌن كٌرشوف (Collector-Feedback Bias....)CFB (...)biasانحٌاز (rEEاو...)Reوهً مماومة داخلٌة بٌن الماعدة الباعث(غالبا تكون فً الداتاشٌت)/المماومة الكلٌة من الماعدة الً ارضً الباعث. )Base-bias( ..................................................... ................................................. ............................................... )Collector-feedback bias( ......................................................... ........................................... )Emitter-bias( ......................................................................................... ........................................................... ..................................................... .......................................................... ....................................................... ....................................................... ....................................................... ()Emitter-bias وهنان البعض ٌجعل لٌمة الـ reeبـ25mV/IE ............................................................... ............................................................................................... >>>> ...................................................... .............................................................................. . ...................................................... ................................................ وٌجب ان ٌكون الـ VCEنصف الـ VCCاوٌمترب منها حتً ٌكون المكبر فً نمطة االنحٌاز الصحٌحة ()Q-point ...................................................................... والمكثفات التً توجد فً دوابر المكبرات لفلترة/تنمٌة االشارة. ......................................................................................................................... بعض الدوابر المشهورة للترانزستور..................... البوابات المنطمٌة.... بوابة ......:NOTاستخدام ترانزستور لعمل عاكس ٌتم تطبٌك جهد عالً على الماعدة مما ٌجعل الترانزستور فً وضع التشغٌل ،on وهذا بدوره ٌجعل المجمع متصال بالباعث. وألن الباعث فً األساس متصل مباشرة باألرضً ٌصبح كذلن المجمع متصال باألرضً (لكن سٌكون جهده أعلى للٌال وٌساوي ) VCE(satأي فً حدود 0.2Vو إذا كان الدخل منخفضا ٌصبح الترانزستور مثل دابرة مفتوحة وٌصبح الخرج متصال بـ .VCC بوابة .................:ANDبوابة الضرب إذا كان أي من الترانزستورٌن فً وضع اإلٌماف off فسٌصبح خرج الترانزستور الثانً عند المجمع منخفض. أما إذا كان كل من الترانزستورٌن فً وضع التشغٌل on (جهد كال الماعدتٌن مرتفع) فسٌكون خرج الدابرة أٌضا مرتفع بوابة ...............ORبوابة الجمع فً هذه الدابرة إذا كان جهد أي من Aأو Bأو كلٌهما مرتفعا فسٌصبح الترانزستور االخر فً وضع التشغٌل ،وبالتالً ٌكون الخرج مرتفعا. أما الو كان كل من الترانزستورٌن فً وضع اإلٌماف فسٌكن الخرج منخفضا. استخدام الترانزستور كمفتاح....... عندما ٌكون جهد الماعدة أكبر من( 0.7Vأو أكبر من لٌمة Vthأٌا كانت) ٌصبح الترانزستور فً وضع التشبع وٌعمل كدابرة لصر بٌن المجمع والباعث .وعندما ٌكون جهد الماعدة ألل من ٌ 0.7Vصبح الترانزستور فً وضع المطع ،وال ٌسري أي تٌار ألنه ٌعمل كدابرة مفتوحة بٌن الباعث والمجمع. ).......................)low-side-switch ٌطلك علٌها مفتاح الجانب المنخفض ألن الترانزستور متصل بالجانب المنخفض (األرضً) )....................:)high-side-switch ٌطلك علٌها مفتاح الجانب االعلً ألن الترانزستورمتصل بالجانب االعلً ()Vcc هذه الدابرة تعمل مثل دابرة مفتاح ،NPNالكن لتشغٌل الحمل ٌ onجب أن ٌكون جهد الماعدة منخفض. وهذا ٌمكن أن ٌسبب تعمٌدات خاصة إذا كان الجهد العالً للحمل ( )VCCأكبر من الجهد العالً للدخل .على سبٌل المثال :لن تعمل هذه الدابرة إذا حاولت استخدام متحكم ٌعمل بـ 5Vلتشغٌل ُمحرن .12Vففً هذه الحالة سٌكون من المستحٌل إٌماف المفتاح ألن لٌمة VBستكون دابما ألل من لٌمة .VE حساب لٌمة مماومة الماعدة (......)RB تموم المما ِومة بتحدٌد التٌار المار إلى الماعدة .بحٌث تحصل الوصلة بٌن الماعدة والباعث على فرق جهد ممداره 0.7Vومن ثم ٌموم المماومة بتصرٌف الجهد المتبمً .وٌعتمد التٌار المار خالل الماعدة على كل من لٌمة المماومة والجهد المطبك علٌه. ٌجب أن تكون المماومة كبٌرة بما ٌكفً للتحكم فً التٌار ،وفً نفس الولت صغٌرة بما ٌكفً لتوصٌل تٌار كافً إلى الماعدة تحسب من خالل معرفة لٌمة التٌار ونسبة التكبٌرمن الـ( )datasheetوالـ( )VBEلوكانت 0.7vاو اٌا كانت المعادلة.: ......................................................................................................... المضخمات................... دارلنجتون (............)Darlington فً مضخم دارلنجتون ٌتم توصٌل ترانزستورٌن ذي الباعث المشترن معا للحصول على مضخم ذي تكبٌر تٌار ضخم (.)high current gain ٌكون جهد الخرج مساوٌا لجهد الدخل تمرٌبا (مع نمصانه حوالً.)1.2-1.4v أما تكبٌر التٌار فٌكون مساوٌا لحاصل ضرب معاملً تكبٌر كل من الترانزستورٌن ٌستخدم مضخم دارلنجتون عند الحاجة لتشغٌل حمل ضخم بواسطة تٌار دخل صغٌر جدا. المضخم التفاضلً (..............)Differential Amplifier ٌعمل المضخم التفاضلً من خالل طرح لٌمتً إشارتً دخل ،ومن ثم تكبٌر الفرق بٌنهما .وٌعد هذا المضخم جزءا هاما من دوابر التغذٌة الراجعة ( ،)feedback circuitsحٌث ٌتم ممارنة الدخل بالخرج إلنتاج خرج جدٌد وٌطلك علٌها أٌضا الزوج طوٌل الذٌل (.)long tailed pair مضخمات الدفع والجذب (...................)Push-Pull Amplifier ال تموم مضخمات الدفع والجذب بتضخٌم الجهد (جهد الخرج ٌكون ألل بنسبة بسٌطة من جهد الدخل)، ولكنها تموم بتضخٌم التٌار .وهً ذات أهمٌة كبٌرة فً الدوابر اإللكترونٌة ثنابٌة المطبٌة ( bi-polar ( )circuitsالتً تحتوي على مصدر طالة موجب وآخر سالب) ،ألنها تموم بدفع التٌار من مصدر الطالة الموجب إلى الحمل ،وفً ذات الولت تموم بسحب التٌار إلى مصدر الطالة السالب. وكثٌرا ما نجد هذة الدارة فً نهاٌة المتكامالت كخرج لها حٌث تسمً هنان دراٌفر للتحكم فً موسفت او بة ترانزٌستور اخر الننا نعلم ان الموسفت ٌوجد اشبة بمكثف صغٌر ٌشحن عند تشغٌلة ولفصلة ٌجب تفرٌغ هذه الشحنة اما بمماومة الً االرضً او زٌنر(سنتحدث علٌة الحما)... اما االفضل بدرٌفر مكون من ترانزستورٌن احدهم لتشغٌل الموسفت واالخر لفرٌغ شحنة السعة الداخلٌة الً االرض وبسرعات عالٌة(تردد).وهذة الدابرة اصال تستخدم لتكبٌر االشارة الكن نستخدمها كثٌرا ن(.)driver تحلٌل بسٌط لطرٌمة توصٌل ترانزستورٌن معا بطرٌمة الدفع والجذب(.........)Push pull ٌتم التوصٌل كما فً الصور ترانزستورٌن NPNو PNPعلً التوالً وهنان درٌفرات للٌلة تستخدم موسفتات وٌتم تغذٌة الماعدتٌن اما بمجزئ جهد او باتنٌن داٌود او من متحكم ونحن نعلم لتشغٌل الترانزستور ٌجب ان ٌكون الجهد بٌن الماعدة المشع 0.7vالكن سنواجة مشكلة وهً ال()Crossover Distortion وهً ناتج من عدم وجود جهد انحٌاز ثابت للماعدتٌن اذا سٌكون هنان فترة لطع ٌتولف فٌها االتنٌن ( dead )timeالن الترانزستور االول سٌتولف عن العمل فى الفترة من 0.7vالى الصفر فولت والترانزستور الثانى سٌكون متولف عن العمل مع االول الى ان ٌصل الجهد السالب للنصف السالب للموجة من صفر فولت الى سالب -0.7vاى ان الترانزستورٌن سٌتولفان معا فً الفترة التى هً حول الصفر لالنتمال ما بٌن الموجب والسالب اذا الحل نوجد ترانزستور ٌعمل عند جهد انحٌاز الل من 0.7vحٌث ٌعمل الترانزستور التانى فى نفس اللحظة التى ٌتولف فٌها الترنزستور االول ولذلن تخرج االشارة بدون تشوٌه الكن سٌكون هنان تشوٌة بسٌط حتً اذا كان جهد االنحٌاز للٌل جدا ولتفادٌه ٌمكن استخدام محوالت الربط للتغلب على هذا التشوٌه الكن تظل هذة المشكلة موجودة فً الكثٌر من الدرٌفرات وتكون مذكورة فً الداتاشٌت الدراٌفرٌ .عنً باختصار مكونة من ترانزستورٌن واحد ٌشتغل والتانً فاصل وٌبدلو مع بعض وفً منطمة ()dead zone االتنٌن بٌكونو فصلٌن مع بعض وبالطبع فً الكثٌر من الدرٌفرات ٌكون هنان تغذٌة عكسٌة()feedback من الخرج الً المتحكم مثال وٌكون هذا الولت الل كلما زادت جودة الدراٌفر وٌكون بالماٌكور او النانو او حتً بالبٌكو دابرة محدد التٌار باستخدام ترانزستورٌن(............)Current Limiter Circuit فً دابرة ال PNP Transistorsالترانزستور السفلى و المسؤل عن تشغٌل الحمل حٌث ٌعمل بواسطة الترانزستور العلوي طالما كان اإلخراج الحالً ضمن الحدود المحددة ٌموم الترانزستور العلوي بإغالق الترانزستور السفلً وإٌمافه لعدم مرور مزٌد من الحد المطلوبٌ .تم اعادة ضبط الحد الحالً للتٌار بواسطة المماومة Rلتعمل كحساس للتٌار من خالل المعادلة ( )IR=0.7/Iهو التٌار المطلوب اخراجة او مرورة ف الحمل وال( )0.7او ( )0.6علً حسب جهد تشغٌل الترانزستور .حٌث ان لاعدة العلوي موصلة بالمماومة فٌعمل علً تشغٌلة بالتٌار المعٌن وبما ان لاعدة السفلً موصلة بمشع العلوي لٌموم بامرار تٌار مناسب لة من المصدر لٌموم بتشغٌلة لٌموم بامرار التٌار المحدد الً الحمل. اما فً الدوابر االخري ال NPN Transistorsتموم بالعمل بنفس النظرٌة تمرٌبا. دابرة الـ............mirror current وهً تستخدم فً كثٌرة فً المتكامالت للحفاظ علً تغٌر ثابت فً تٌار واصل لدابرة اخري .فكرتها االساسٌة هً اي تغٌر فً تٌار الماعدة ٌمابلة تغٌر فً تٌار المجمع بنفس النسبة(نسبة معامل التكبٌر( )Ib*B=icشرط ان ٌكون جهد الدابرة كافً الدخال الترانزستور االساسً فً حالة التشبع الترانزستورعشان ٌشتغل الزم ٌكون الجهد بٌن الماعدة( )Bوالمشع( (0.7v( )Eعلً االلل. ونحن النضع بطارٌة(كمصدر جهد ثابت)بٌن الماعده واالرضً اذا توصل بمصدر جهد الدابرة فٌكون الجهد ٌساوي الهبوط فً الجهد علً مماومة الماعدة (التغٌر فً تٌار الماعدة نمثله بمماومة متغٌرة مثال) الـ 0.7بٌن الماعدة) (Bوالمشع(.)E ونحن نرٌد تثبٌت جهد الماعة ان ٌكون علً االلل 0.7vونحن نعلم ان والترانزستور ٌتكون من داٌودٌن متعاكسٌن اذا نضع داٌود مثل الداٌود االسفل توازي معة ونعلم فً حالة التوصٌل توازي الجهد ٌكون متساوي الكن ٌكون الداٌود الذي سنضعة ٌجب ان ٌكون مواصفاته مطابمة للداٌود الثانً وفً نفس اتجاهه فافضل حل نضع ترانزستور اخر مثله نفس المودٌل مثال لٌكون مطابمان فً المواصفات ثم نعمل لصر علً الداٌود االول الذي ف االعلً ()Shortالً الماعدة الننا ال نحتاجة وحتً ال ٌخلف الحسابات وحتً اي تغٌر فً الحرارة ٌكون التاثٌر علٌهم متساوي. المضخمات العملٌاتٌة (.LM3558 .........)Operational Amplifiersمن المضخمات المشهورة.. تشكل الترانزستورات Q4 ،Q3 ،Q2 ،Q1مرحلة الدخل .فالترانزستوران ( Q1و )Q4موصالن بطرٌمة المجمع المشترن ومن ثم ٌتصالن بمضخم تفاضلً ،ولكننا نرى التوصٌل مملوب ألن الترانزستورات ال ُمستخدمة من النوع .PNPهذه الترانزستورات لها أهمٌة حٌث تشكل مرحلة الدخل التفاضلً للمضخم. الترانزستوران Q11وٌ Q12عدان جزء من المرحلة الثانٌة .الترانزستور Q11ذو مجمع مشترن والترانزستور Q12ذو باعث مشترن .هذا الزوج من الترانزستورات ٌموم بتكبٌر اإلشارة المادمة من مجمع ،Q3وزٌادة التكبٌر أثناء مرور اإلشارة بالمرحلة األخٌرة. الترانزستوران Q6و Q13مضخم دفع وجذب (خاصة إذا أهملت وجود .)RSCفً هذه المرحلة ٌتم صمل الخرج مما ٌسمح بتشغٌل أحمال اكبر. Q8و Q9موصالن كدابرة مرآة التٌار ( ،)current mirrorوالتً تموم ببساطة بنسخ كمٌة التٌار المارة بأحد الترانزستورات إلى ترانزستور آخر البعض الدوابر االخري........ دابرة الجهد المرجعً لمرالبتة (...............)voltage reference circuit دابرة التٌار المرجعً لمرالبتة (..............)current reference circuit . الترانزستورالمنظم ((........)Transistor regulatorلتعمل كشاحن مثال) Vout=VZ – VBE دابرة للربط بٌن الدوابر/االجهزة ذات الجهود المختلفة )LLC) converter level Logic ....... Level Shifting/ ......................................................................................................................... كٌفٌة فحص الترانزستور وتحدٌد اطرافة...... وبما ان للنا انة عبارة عن كداٌودٌن فٌفحص مثل اي داٌود علً الملتٌمٌتر/االفومٌتر علً وضع الداٌوداوٌمكن لٌاسة كمماومة والكن الطرٌمة االولً ن داٌود افضل واسهل واكثر شٌوعا وهنان اجهزة خاصة لفحصة واٌضا هنان دوابر بسٌطة لفحصة.ولو كان مركب فً دارة ٌفضل بل ٌجب فصلة من علً بوردة الدابرة وفحصة لوحدة خارجها. الداٌود فً االنحٌاز االمامً (الموجب مع الموجب والسالب مع السالب) فً االفو علً وضع الداٌود ٌعطً لراءة حوالً 0.500الً 0.700وشوٌة .علً حسب كل ترانزستور الكن هنان انواع فً رنج من 0.2:0.8لٌسة كداٌود عادي ولو عكست االطراف (الموجب مع سالب الداٌود والسالب مع موجً الداٌود)/االنحٌاز العكسً التجد لراءة او تجد رلم 1علً اذا هذا الترانزستور سلٌم غٌر تالف ولو وجت غٌر ذالن فٌكون الترانزٌستور تالف وٌجب تغٌرة وان لم تجد مثلة دور علً اخر نفس مواصفاتة او حتً لرٌب منة وتجد هذة البٌانات فً الداتاشٌت بتعتة (.)Datasheet ولمعرفة نوعة سواء( PNPاو ) NPNوتحدٌد اطرافة كما للنا كداٌود امشً مع كل طرف لتحدٌدة مع االخرٌن هل هو()Pموجب ام()Nسالب. وٌجب ان ال ٌكون هنان لراءة بٌن المجمع( )Cوالباعث( )Eاو تكون مماومة كبٌرة جدا (دابرة مفتوحة.)OL ......................................................................................................................... ترانزستورات تاثٌر المجال الـ).................Field Effect Transistor )FET لة نوعان ربٌسٌن هما الـ MosFETو الـJFET حٌث ٌحتاجون اشارة جهد علً البوابة لتشغٌلهم ولٌس تٌار وٌستهلكون جهد بسٌط نسبٌا سواء كان جهد موجب او سالب علً حسب النوع. ترانزستور الـ).......... Junction Field Effect Transistor (JFET لة نوعٌن ربٌسٌن هما (.)N-channel , P-channel وٌتكون من ثالث اطراف المنبع( )Sourceوالمصرف( )Drainوالبوابة(.)Gate والعكس فً وٌتم التحكم فً كمٌة التٌار او الماء لو تخٌلتها كمناة ٌسري فٌها مٌاة ٌتم التحكم فٌها من خالل البوابة( )Gوٌكون نوع المناة سواء(ٌ )N,Pكون عكس نوع البوابة .الننا نعلم ان االلكترونات المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجازب وٌتم التحكم فً المناة بهذة النظرٌة. الـ.....N-channelكما هو موضح سمً Nالن المناة التً ٌسري فٌها التٌار من النوع N وٌسري التٌار فً المناة ( )Channelمن المصرف( )Dالً المصدر( .)Sعلً حسب وضعة فً الدارة. فلو اعطٌتة جهد سالب ونعلم ان توع البوابة Pاذا ٌحدث تجازب وتشبع وٌبدا بطرد/التنافر مع الـ Nبتاعة المناة ( )VGSاذا ستمل مساحة المناة الً ان تغلك. لو الجهد صفر( )VGSاذا ال Pالبوابة ٌجزب ال Nالمناة اذا ستكون المناة مساحتها كبٌرة وٌمر تٌار اكبر ما ٌمكن .الحظ مساحة الـ( )Depletion Layerفً الصور. ولو اعطٌتة جهد سالب الل فالل فسٌمر تٌار الل فالل فً المناة. ولو اعطٌتة جهد موجب اذا ستكون البوابة تجزب المناة بشكل كبٌر وٌمر تٌار كبٌر اكبر ماٌمكن تحملة حتً ٌحترق الترانزٌستور لعدم تحملة التٌار المار بة .المنحنٌات وبعض الحسابات والدابر. الـ.....P-channelكما موضح سمً Pالن المناة التً ٌسري فٌها التٌار من النوع P وٌسري التٌار فً المناة ( )Channelمن المصدر( )Sالً المصرف( .)Dعلً حسب وضعة فً الدارة. مثل النوع السابك الكن عكسة . كٌفٌة فحصة....... الٌستخدم هذا النوع كثٌرا ()JFET ترانزستور الموسفٌت.. .............)MosFET( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor وٌتكون من ثالث اطراف المنبع( )Sourceوالمصرف( )Drainوالبوابة(.)Gate ولة نوعان ( N-channelو ( .)P-channelالصور موضح بها وضعة واتجاة التٌار). حٌث تطورعن النوع السابك حٌث تكون البوابة معزولة وتتحكم فً المناة بالتاثٌر بالمجال حتً ال ٌمر اي تٌار الً داخل الترانزستور(مماومة البوابة كبٌرة) حٌث ٌتم التحكم بالجهد.وممٌزاتة انة ٌتحمل جهود وتٌارات كبٌرة اكبر من الـ BJTوال ٌستهلن اي تٌار وٌعمل كمماومة متغٌراو كمفتاح. الكن عٌب هذة الطرٌمة انة بما ان ٌوجد داخلة Nكمناة مثال والبوابة معزولة وٌغذي بجهد موجب اذا موجب وسالب وبٌنهما عازل سٌكون مثل المكثف اذا سٌوجد سعة طفٌلٌة/صغٌرة فٌة واذا تم تشغٌلة بجهد ثم اغلمت من علٌة هذا الجهد سٌظل الموسفت شغال نتٌجة وجود هذا المكثف الصغٌر.ولو حتً شحنات كهروستاتٌكٌة بسٌطة من الٌد مثال سٌتم تشغٌل الترانزستور. الحل بتفرٌغ هذة الشحنة .بوضع زٌنراو مماومة كبٌرة بٌن البوابة واالرضً او عمل داءرة للتحكم فٌة كدراٌفر لة مثل الـ. Push-Pull Transistor الـٌ..... Depletion-modeكون الترانزستور شغال بدون وضع اي جهد علً البوابة. الـٌ .. Enhancement-modeكون الترانزستورمغلك بدون وضع اي جهد علً البوابة(.االكثر استخداما). (هذا نوع واالخر نوع كما هو موضح فً الرسم). حٌث لة نفس مناطك العمل فً المنحنٌات السابمة مثل الـ.BJT ستالحظ عند عدم وضع الجهد الكافً لتشغٌل الموسفٌت ان الجهد بٌن المنبع والمصرف تمرٌبا نفس جهد المصدر الن الحمل الٌمر بة تٌار الن الترانزستور مازال مغلك اذا ال ٌمر تٌار بالحمل وبالتالً ال ٌكون علٌة فرق جهد وعند وضع الجهد المناسب وتعرفة من الداتاشٌت ستالحظ ان الجهد لد لل نتٌجة وجود فرق الجهد علً الحمل الذي اخذة. وٌوجد لة مماومة داخلٌة ( )RDSتذكر فً الداتاشٌت .وفً بعض الموسفٌتات ستالحظ وجود داٌود داخلً وهذا لحماٌة الموسفٌت. الجهد المطلوب علً البوابة لتشغٌلة ستجدها بالداتاشٌت ().Gate Threshold Voltage)VGS(th بعض الدوابر والحسابات......................... .....)RDS(on) value of 0.1ohms ( 6v, 24W ٌوصل كـ high-side-switchاو .Low-side-switch الكن الحظ ان لٌتم تشغٌلة البد ان ٌكون هنان فرق جهد بٌن المصدر( )Sوالبوابة( )VGS( )Gمعٌن موجود فً الداتاشٌت حتً ٌدخل فً المرحلة الخطٌة لو P-channelمثال. فً الـٌ …Low-side-switchكون الموسفٌت موصل تحت الحمل( )Loadبٌن الحمل واالرضً()GND ولو كان الـ() )VGS(thالجهد المطلوب ولٌكن 4vوهو موصل المصدر( )Sباالرضً اذا فرق الجهد اذا بٌن الـ G,Sصفر اذا ٌكون موجود علً البوابة ال 4vكاملٌن وسٌعمل الترانزستور. فً الـ ٌ...High-side-switchكون الموسفٌت موصل اعلً الحمل بٌن جهد التغذٌة للدابرة ( )VDDوالحمل لٌعمل كفتاح او مماومة متغٌر. الكن الحظ ولو كان... الـ(( )VGS(thالجهد المطلوب ولٌكن 4vوالكن موصل المصدر( )Sلٌس باالرضً الكن بالحمل اذا سٌكون هنان فرق فً الجهد بٌن الـ( Gو VGS ) Sلٌس صفر .وسٌتغٌر جهد الـ.S اذا الحل باستخدام الـ Gate Driverبٌن البوابة( )Gواالمصدر( )Sوتوصل بٌنهم .لتعمل علً لٌاس او معادلة الجهد بٌن الـ Sوالـ Gلتعطً البوابة الجهد الالزم لتشغٌلها .واٌضا لحل مشكلة السعة الطفٌلٌة ف البوابة للتحكم الكامل فٌة .خصوصة لو سٌعمل ن مفتاح سرٌع جدا ٌحتاج الً ( )PWMتمنٌة التعدٌل فً عرض النبضة (تظهر كترددات/موجات مربعة) سرٌعة .كماذكرناها من لبل دارة الدفع والجذب. اطرافة وفحصة.............. ٌجب فحصة خارج البوردة واوال ٌجب اغاللة وذالن بلمس طرفً الـ Gوالـ Sللحظة لتفرٌغ اي شخنة موجودة كما للنا سابما .وٌجب البحث عنة لمرفة اطرافة من الداتاشٌت الخاصة بة. .....N-channel وضع علً الملتمٌترالرلمً وضع الجرس/البزر او الدٌود. وضع مجس االفو السالب علً الـ Dوالمجس الموجب علً الـ= Sلراءة. وضع مجس االفو السالب علً الـ Dوالمجس الموجب علً الـ= Gعدم لراءة. وعند اعادة المٌاس بٌن الـ( ....)D,Sوضع مجس االفو السالب علً الـ Dوالمجس الموجب علً الـ= Sصفارة او لراءة الل من المرة االولً. ......P-channel وضع مجس االفومٌتر الموجب علً الـ Dوالمجس السالب علً الـ= Sلراءة. وضع مجس االفو الموجب علً الـ Dوالمجس السالب علً الـ= Gعدم لراءة. عند اعادة المٌاس بٌن الـ( )D,Sوضع المجس الموجب علً الـ Dوالمجس السالب علً الـ = Sصفارة او لراءة الل من المرة االولً. ......................................................................................................................... الفرق بٌن الموسفٌت وال..... bjt الـ........................BJT ٌتم التحكم فٌة عن طرٌك التٌار المطبك علً الماعدة. مماومة الدخل صغٌرة (مماومة الماعدة لذالن ٌستهلن تٌار). لة المدرة علً تكبٌر الجهد .والمدرة علً تضخٌم التٌار للٌلة. ٌعمل علً ترددات الل .سرعة متوسطة. استهالن طالة/لدرة كبٌرة (تشتت علً شكل حرارة). رخٌص الثمن. الـ......................MosFET ٌتم التحكم فٌة عن طرٌك الجهد المطبك علً الماعدة. مماومة الدخل كبٌر (مماومة الماعدة كبٌرة لذالن الٌستهلن اي تٌار). لة المدرة علً مضاعفة التٌار كبٌرة .والمدرة علً تكبٌر الجهد الل. ٌعمل علً ترددات كبٌرة .سرعة عالٌة. اغلً فً الثمن. استهالن طالة/لدرة للٌلة (حرارتة الل). تختلف مواصفات الترانزستور من واحد الخر فعند تصمٌم دابرة ٌجب البحث عن الترانزستور الذي ٌناسب دابرتن. ......................................................................................................................... ترانزستور).....................Insulated Gate Bipolar Transistor (IGPT وهوعبارة عن ناتج ممٌزات النوعٌن السابمٌن (.)FET+BJT ٌتكون من ثالث اطراف( )pinoutبوابة( )Gateومجمع( )Collectorومشع/باعث()Emitter مماومة الدخل كبٌرة (الٌمر اي تٌار فً البوابة) ٌتحكم بة بالجهد المطبك علً البوابة. لة المدرة علً تحمل المدرات الكبٌرة.لذالن ٌستخدم فً مجاالت الٌكترونٌات المدرة(.)Power Electronics ولة المدرة علً التكبٌر كبٌرة دون مفالٌد كبٌرة .مماومتة اثناء التشغٌل تكون صغٌرة. ٌعمل علً ترددات كبٌرةٌ .تحمل الجهود والتٌارات الكبٌرة β = Output Current / Input Current اختبارة.......... ......................................................................................................................... ممارنة بٌن الثالث انواع..................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... لد تختلف المعادالت والمفاهٌم السابمة من شخص الخر لوجود معامالت واسباب/تفاصٌل اخري ذكرناها او لم ٌتم ذكرها. وعذرا لو كان هنان خطا غٌر ممصود نظرا للسرعة او عدم وضع معلومة فً مكانها الصحٌح او عدم التوفٌك فً الشرح................... المصادر....... العدٌد من الكتب والفٌدٌوهات والموالع الكن ابرزهم.... learn.sparkfun.com electronicsbeliever.com theengineeringprojects.com analog.com allaboutcircuits.com espruino.com leetsacademy.blogspot.com ........................................................................ الفوز الٌعنً انن االول ولكنة ٌعنً انن افضل من لبل. اللهم علمنا ماٌنفعنا وانفعنا بما علمتنا وزدنا علما الً علمنا انن علً كل شٌا لدٌر. والصالة والسالم النبً مسن الختام.والحمد للة اللهم صل وسلم علً سٌدنا دمحم.