ترانزیستور BJT و معرفی کاربرد آن در مدار الکتریکی

ترانزیستور یکی از مهم‌ترین اختراعات عصر جدید است. ترانزیستور را به عنوان قلب یک برد الکتریکی می‌شناسند. وظیفه‌ی ترانزیستور تقویت و تعویض یک سیگنال الکتریکی است. معمولا جنس ترانزیستور از مواد نیمه‌رسانا مانند سیلیسیوم و ژرمانیوم است. هزینه‌ی تولید ترانزیستور بسیار پایین است و یکی از دلایل استفاده‌ و کاربرد بالای این قطعه در مدارات الکتریکی مقرون به صرفه بودن استفاده از ترانزیستور است. ترانزیستور به 2 نوع زیر طبقه‌بندی می‌شود:

  1. ترانزیستور پیوندی دوقطبی BJT
  2. ترانزیستور اثر میدانی FET

در این صفحه تکنوکالا قصد دارد به معرفی ترانزیستور Bipolar Junction Transistor) BJT) پردازد و تمامی توضیحات لازم پیرامون تزانزیستور پیوندی دوقطبی را ارائه دهد. با تکنوکالا همراه باشید.

ترانزیستور BJT چیست؟

نسبت به ترانزیستور FET، ترانزیستور BJT در مدارات الکتریکی مصرف بالاتری دارد. این قطعه در کنار قطعات دیگر مدار همچون انواع مقاومت الکتریکی، انواع خازنها و… استفاده می شود. ساختار داخلی ترانزیستور پیوند دوقطبی از سه تراشه نیمه هادی تشکیل شده است. بخش میانی را Base و لایه‌های کناری راCollector  و  Emitter نامگذاری می‌کنند.

  • E: امیتر
  • B: بیس
  • C: کلکتور

عرض لایه‌ی کناری کلکتور بیشتر از لایه‌های دیگر است. همچنین لایه‌ی امیتر نسبت به لایه‌های دیگر ناخالصی بیشتری دارد. لایه‌ی بیس نیز از ناخالاصی کمتری برخوردار است. جنس این لایه‌‌ها از مواد نیمه‌هادی است. بخشی از این نیمه‌هادی‌ها دارای ناخالصی مثبت هستند و برخی دیگر دارای ناخالصی منفی. ترکیبات ترانزیستور BJT بصورت ترکیبات NPN و PNP است که N نمایانگر نیمه‌هادی دارای ناخالصی منفی و P نشانگر نیمه‌هادی دارای ناخالصی مثبت است. کنترل ترانزیستور BJT به کمک جریان مدار انجام می‌شود.

معرفی ترانزیستور NPN و PNO ترانزستور پیوندی دوقطبی

 

کاربرد ترانزیستور BJT

ترانزیستور پیوند دوقطبی هم در مدارات دیجیتالی و هم در مدارات آنالوگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مدارهای آنالوگ برای تثبیت یا تقویت ولتاژ از ترانزیستور BJT استفاده می‌شود. در مدار دیجیتالی از ترانزیستور برای دسترسی به حافظه، سوییچ و مدار منطقی استفاده می‌شود. مهم‌ترین کاربرد ترانزیستور پیوندی دوقطبی در مدارهای دیجیتالی، استفاده برای سوئیچ یا کلید جهت قطع و وصل جریان است.

از ترانزیستورها در تجهیزات و دستگاه های الکتریکی همچون انواع اینورتر خودرو استفاده می شود.

ترانزیستور پیوندی دوقطبی چگونه کار میکند؟

همانطور که در بالا گفته شد ترانزیستورها قطعات نیمه هادی هستند که از قطب‌های منفی و مثبت N و P ساخته می‌شوند. برای فهم کامل و درست عملکرد ترانزیستور BJT هنگام قطع و وصل جریان، باید ساختار ترانزیستور بصورت هیدرولیکی مدل سازی شود. در زمان روشن بودن ترانزیستور، جریان بصورت کامل از آن عبور می‌کند. هنگام خاموش بودن اجازه‌ی عبور هیچ جریانی از ترانزیستور وجود ندارد. اما در مدارهای آنالوگ در صورتی که ترانزیستور در ناحیه‌ی فعال قرار بگیرد، مقدار کنترل شده‌ای از جریان می‌تواند از ترانزیستور عبور کند. به ناحیه‌ی که در آن ترانزیستور خاموش است ناحیه‌ی قطع و به ناحیه‌ای که ترانزیستور روشن است ناحیه‌ی اشباع گفته می‌شود. کارکرد ترانزیستور در ناحیه‌ی فعال، مابین کارکرد اشباع و قطع ترانزیستور پیوند دوقطبی است.

ترانزیستور NPN

در ترانزیستور NPN در حالت اولیه که ترانزیستور در مدار قرار دارد، جریانی از آن عبور نمی‌کند و مسیر امیتر و کلکتور قطع است. در صورت تحریک پایه‌ی بیس ترانزیستور، ارتباط پایه‌های کلکتور و امیتر وصل خواهد شد و جریان از آن عبور می‌کند. جهت تحریک پایه‌ی بیس نیاز به ولتاژی است که میزان ولتاژ دوسر پایه‌ی بیس و امیتر را 0.7 ولت نشان دهد. همچنین باید ولتاژ پایه‌ی بیس بیشتر از ولتاژ پایه‌ی امیتر باشد.

ترانزیستور PNP

در ترانزیستور پیوندی دوقطبی PNP همه چیز کاملا برعکس ترانزیستور NPN است. با تحریک پایه‌ی بیس ترانزیستور، جریانی از پایه‌ی امیتر به سمت بیس جاری خواهد شد. جاری شدن جریان از پایه‌ی امیتر به سمت بیس باعث روشن شدن ترانزیستور می‌شود و جریان اصلی مدار از امیتر به سمت پایه‌ی کلکتور جاری می‌شود. در تحریک پایه‌ی بیس باید در نظر داشت که ولتاژ بیس کمتر از ولتاژ امیتر باشد.

مقایسه انواع باطری UPS و بررسی تخصصی تفاوت انواع آداپتور را از دست ندهید.

انواع ترانزیستور BJT از نظر ظاهری

ترانزیستورهای پیوندی دوقطبی به دو نوع DIP و SMD ساخته می‌شوند. در نوع دیپ مدل ترانزیستور بصورت یک تراشه نیمه استوانه‌ای است که دارای 3 پایه می‌باشد. تشخیص پایه‌های مدل دیپ باید از روی دیتاشیت انجام شود. مدل SMD بسیار کوچک بوده و 3 پایه مختلف در طرفین دارد.

ترانزیستور smd پیوندی دوقطبی bjt

چرا ترانزیستور BJT میسوزد؟

در سوختن ترانزیستورهای پیوندی دوقطبی ممکن است یکی از دو حالت زیر رخ بدهد:

  1. قطع ارتباط امیتر به کلکتور
  2. اتصال کوتاه امیتر به کلکتور

در حالت اول در صورت تحریک پایه‌ی بیس هیچ‌گونه مسیری بین پایه‌های امیتر و کلکتور برقرار نمی‌شود. در حالی که در حالت دوم با قطع کردن منبع تحریک کننده‌ی بیس، ترانزیستور همچنان فعال باقی خواهد ماند.

استفاده از ترانزیستورهایی که از نظر ساخت دارای کیفیت و مرغوبیت هستند می‌تواند طول عمر مدارات الکتریکی شما را افزایش دهد. برای مشاهده و خرید انواع ترانزیستور  و تجهیزات مورد استفاده برای کار با ترانزیستور همچون انواع تجهیزات و قطعات لحیم کاری، می‌توانید از فروشگاه تجهیزات الکتریکی تکنوکالا خرید کنید.

مقالات پیشنهادی تکنوکالا:

 

دیدگاهتان را بنویسید

بستن
مقایسه