سلام دوستان
من حدودا یه ساله توی الکترونیک فعالیت میکنم و چون خودم خودجوش و بدون کلاس و داشتن استاد و ... وارد این حوزه شدم گفتم تجربیاتمو به اشتراک بذارم تا بقیه مثل خودم برای یادگیریشون انقدر سختی نکشن.
مثلا همین ترانزیستور، برای درک اش یه هفته دست و پا میزدم و اینترنت رو زیر و رو کردم ولی توی هر سایتی رفتم فقط داشت ساختار و جنس مواد و انواع ترانزیستور رو خیلی پیچیده توضیح میداد و عین بچه آدم برای تازه کارها نمیگفت چجوری کار میکنه و کاربردش چیه?، تا بعد از یه هفته با دیدن چند تا آموزش ویدیویی و اینا خداروشکر فهمیدم قضیه‌اش چجوریاس.
خب بریم سر اصل مطلب، ترانزیستور قطعه ایه که برای کنترل یه جریان بزرگ توسط یه جریان کوچیکتر به‌کار میره، خب این یعنی چی؟ بذارید یه مثال بزنم، فکر کنید میخواید با آردوینو یه موتور یا رله یا هر وسیله‌ای که جریان زیادی میخواد رو کنترل کنید، از اونجا که پین های آردوینو حداکثر 40 میلی‌آمپر میتونه جریان بده، نمیتونه رله که حدودا ۱۰۰ میلی آمپر یا یه موتور که ممکنه ۵۰۰ میلی آمپر جریان بخواد رو مستقیم کنترل کنه و فاتحه آردوینو خونده میشه، یا مثلا رله یا موتوری که میخواید استفاده کنید ۱۲ ولت هستش ولی شما با ۵ یا ۳.۳ ولت میخواید کنترلش کنید، اینجاس که باید از ترانزیستور استفاده کنیم.
ترانزیستور ها انواع مختلفی دارن که پرکاربردترین و پر استفاده ترین اونا ترانزیستور های bjt یا دوقطبی هستن، خود bjt ها ۲ نوع npn(اصطلاحا منفی) و pnp(اصطلاحا مثبت) دارن که استفاده npn ها از pnp ها خیلی بیشتره. در ادامه متن درمورد تفاوت و کاربردشون بیشتر توضیح میدم.
ترانزیستور ها ۳ تا پایه با نام های base, collector و emitter دارن. همونطور که توی عکس بالا میبینین هر پایه ای که روش فلش هست امیتر هستش، پایه مقابلش کلکتور هست و پایه ای که عمود شده به خط بین این دوتا بیس هست. توی ترانزیستور pnp این فلش به سمت داخل هست و توی npn به سمت خارج.
توی ترانزیستور npn ما با استفاده از جریانی که به بیس میدیم(جریان کوچکتر) میتونیم جریانی که از کلکتور به امیتر هدایت میشه(جریان بزرگتر) رو کنترل کنیم. اصلا اینکه به ترانزیستور میگن نیمه های برا همینه که میتونه تعیین کنه رسانای کامل، عایق کامل یا بین این دوتا باشه.
ترانزیستور معمولا دوتا کاربرد داره: استفاده به عنوان سوییچ و تقویت جریان. بریم تا کاربرد هاشو ببینیم.
به عنوان یه کلید توی مدار استفاده میشه مثلا همون که میخواستیم با آردوینو رله یا موتور رو کنترل کنیم.
خب همونطور که توی تصویر میبینید اینطوری میتونیم موتور رو با ترانزیستور راه اندازی کنیم.
حالا تفاوت ترانزیستور npn(منفی) و pnp(مثبت) رو بهتر متوجه میشیم، مدار بالا برای ترانزیستور منفی هست و همونطور که میبینید ترانزیستور بین سیم منفی موتور و gnd قرار گرفته و موتور رو با استفاده از سیم منفیش خاموش و روشن میکنه، ولی در ترانزیستور مثبت برعکس هستش و ترانزیستور بین سیم مثبت موتور و vcc قرار میگیره. اینطوری میتونیم موتور رو با ترانزیستور قطع و وصل کنیم.
خب یکی از کارایی که با ترانزیستور میشه کرد تقویت جریان رگولاتور یا تقسیم مقاومتی هست.
برای رگولاتور هایی که جریان خروجی بالایی ندارن یا برای کشیدن جریان بالا مثلا ۵ آمپر از رگولاتور ۷۸۰۵ میشه از این روش استفاده کرد.
کاری که ترانزیستور میکنه اینه که ولتاژی که روی بیس هست و جریانی که روی کلکتور هست رو میندازه روی امیتر، یعنی در واقع پایه امیتر ولتاژ بیس و جریان کلکتور رو دارید.
البته این تصویر برای ترانزیستور های npn هست ولی با سرچ توی اینترنت میتونید همین تقویت کننده رو با ترانزیستور های pnp هم انجام بدید.
نکته: حتما توجه کنید هیچوقت این افزایش جریان بیش از جریان منبع تغذیه نمیشه و حداکثر میتونه به جریان منبع تغدیه برسه.
یعنی اگه منبع تغدیه تون ۳ آمپر باشه با این مدار حداکثر ۵ ولت ۳ آمپر خروجی دارید.
یه چیز مهم: برای اینکه ترانزیستور npn کار کنه حدودا نیاز به حداقل ۰.۷ ولت روی پایه بیس دارید و برای pnp پایه بیس باید حداقل ۰.۷ ولت از کلکتور ولتاژ کمتری داشته باشه.
حداکثر ولتاژ کلکتور_امیتر یا Vce: همون مثال آردوینو و رله رو تصور کنید، فقط اگه بخواید به جای رله یه وسیله مثلا ۸۰ ولتی رو کنترل کنید، اینجا از ترانزیستور c945 نمیتونید استفاده کنید، چون وقتی ترانزیستور خاموشه ولتاژ بین کلکتور و امیتر ۸۰ ولت هست ولی حداکثر ولتاژ کلکتور_امیتر این ترانزیستور ۵۰ ولت هست. این مشخصه‌ی هر ترانزیستور رو قبل از خرید باید توی دیتاشیتش بررسی کنید تا به مشکل نخورید.
حداکثر جریان کلکتور: اینجا باید ببینید حداکثر جریانی که وسیله از ترانزیستور میکشه چقدره، اگه از حداکثر جریان کلکتور بیشتر بود ترانزیستور خواهد سوخت. این ویژگی هر ترانزیستور رو هم قبل از خرید حتما بررسی کنید.
بهره یا گین یا Hfe: بهره ترانزیستور به ما میگه هر ترانزیستور به ازای چقدر جریان در ورودی میتونه چه میزان جریان در خروجی رو کنترل کنه. البته مقدار بهره یک ترانزیستور متغیر هست و در شرایط مختلف تغییر میکنه، ولی توی دیتاشیت یه مقدار حداقل و حداکثری رو ذکر کردن که برای طراحی مدار بابد همیشه حداقلش رو در نظر گرفت تا به مشکل نخوریم.حالا یه مثال برای بهره براتون میزنم، مثلا فرض کنید بهره یه ترانزیستور ۱۰۰ تا ۱۵۰ هست، اين به ما میگه به ازای هر ۱ میلی آمپر جریانی که به بیس میدی ترانزیستور میتونه ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی آمپر جریان از کلکتور به بیس هدایت میکنه. حالا اگه وسیله ای داشته باشیم که ۵ آمپر جریان بخواد، با آردوینو و این ترانزیستور نمیتونیم کنترلش کنیم، چون حداکثر جریان پایه آردوینو(۴۰ میلی آمپر) و حداقل بهره(۱۰۰) هست و با یه محاسبه میشه فهمید که : 4=100×0.04 ، یعنی در این وضعیت حداکثر ۴ آمپر ترانزیستور به ما جریان میده که مناسب نیست، پس باید دنبال ترانزیستور با بهره بالاتر بگردیم.
دمای کاری: هر ترانزیستور از یه دمایی تا یه دمایی میتونه کار بکنه و اگه توان زیادی ازش بکشیم، داغ میکنه و ممکنه بسوزه. پس باید با توجه به دمای کاری و توان مورد نیاز بررسی کنیم که باید هیت‌سینک و فن و ... براش بذاریم یا نه.
خب فکر میکنم هرچی لازم بود رو توضیح دادم، بازم اگه مطلب مشکلی داشت خیلی ممنون میشم بهم بگین. جا داره اینجا از آقای ناظری و سایت آرتامیکرو تشکر کنم که به فهم این مطلب خیلی بهم کمک کردند.
هزینه مطلب هم ۳ صلوات هدیه به آقا امام زمان?
