ترازیستور bjt چیست؟
ترانزیستورهای دو قطبی، از دو نیمه هادی (نوع n و نوع p )بین دو اتصال استفاده می کنند. وظیفه اصلی این ترانزیستورها تقویت جریان می باشد و به عنوان تقویت کننده یا سوئیچ استفاده می شوند تا در تجهیزات الکترونیکی شامل تلفن های همراه، کنترل صنعتی، تلویزیون و فرستنده های رادیویی کاربرد گسترده ای داشته باشند. این ترانزیستورها از هر دو حامل بار، با نام الکترون و حفره استفاده می کند. اما ترانزیستورهای تک قطبی مانند ترانزیستورهای اثر میدان (FET) فقط از یک نوع حامل بار استفاده می کنند. ترانزیستورهای BJT در دو نوع عمده NPN و PNP وجود دارند. حال در نوعNPN ، اکثر حامل های جریان الکترون هستند. اما در ترانزیستورهایPNP، بیشتر حامل های جریان حفره ها می باشند. در این مقاله به بررسی ترانزیستور اتصال دو قطبی و کاربردهای آن می پردازیم.
ترانزیستورهای دو قطبی، از سه ترمینال هادی با نام های base، کلکتور و امیتر ساخته شده اند. این ترانزیستورها با جریان کنترل می شوند. ترانزیستور اتصال دو قطبی یک دستگاه حالت جامد است و جریان در دو ترمینال امیتر و کلکتور در گذر می باشد و میزان جریان توسط ترمینال سوم یعنی ترمینال base کنترل می شود. این نوع ترانزیستور از دیگر ترانزیستورها متفاوت می باشد. مثلاً در ترانزیستور اثر میدان، جریان خروجی توسط ولتاژ ورودی کنترل می شود. نماد اصلی BJT ها نوع n و p می باشد. اگر دو نوع p با یک نوع N در وسط وصل شوند، به عنوان ترانزیستور P-N-P تعریف می شود. اگر دو نوع n با یک نوع p در وسط به هم متصل شوند، به عنوان ترانزیستور N-P-N تعریف می شود. این N-P-N و P-N-P هر دو در گروه BJT قرار می گیرند. تنها تفاوت بین P-N-P و N-P-N در حرکت جریان آنها می باشد که بر اساس آن فلش ها نشان داده می شوند.این ترانزیستورها در انواع مختلفی از نیمه هادی ها قرار دارند و همین نیز باعث می شود که ترانزیستور بتواند در حالت کاملاً روشن یا در حالت خاموش هم عمل کند. این امر موجب شد که از آن به عنوان سوئیچینگ استفاده کنند. اساساً ترانزیستورهای اتصال دو قطبی براساس تماس آنها طبقه بندی می شوند حال این تماس می خواهد نقطه ای باشد یا اتصال باشد. با مقایسه این دو، از ترانزیستورهای اتصال بیشتر از نقطه ای استفاده می شود.
ترانزیستور اتصال دو قطبی (ترانزیستورهای BJT) دو کاربرد مهم دارد : سوئیچینگ و تقویت کننده.
برای سوئیچینگ، ترانزیستور در ناحیه اشباع یا قطع جریان عمل می کند. ترانزیستور در ناحیه قطع جریان به عنوان یک سوئیچ باز عمل می کند در حالی که در حالت اشباع به عنوان یک سوئیچ بسته عمل می کند.
در ناحیه قطع جریان (هر دو محل پیوست معکوس هستند) ولتاژ در اتصال CE بسیار زیاد است. ولتاژ ورودی صفر است بنابراین هر دو جریان base و کلکتور صفر هستند، بنابراین مقاومت ارائه شده توسط ترانزیستورهای BJT برای ما بسیار زیاد می باشد (در حالت ایده آل بی نهایت).
در حالت اشباع (هر دو اتصال به جلو متمایل هستند) ولتاژ ورودی بالا به base اعمال می شود. مقدار مقاومت base به گونه ای تنظیم می شود که جریان base زیادی، جریان یابد. افت ولتاژ کمی در اتصال امیتر و کلکتور وجود دارد که از 0.05 تا 0.2 ولت می باشد و جریان کلکتور بسیار زیاد می شود. افت ولتاژ بسیار کمی در ترانزیستورهای BJT اتفاق می افتد و می توان گفت که معادل یک سوئیچ بسته می باشد.
تقویت کننده CE تک مرحله ای RC
شکل زیر تقویت کننده CE تک مرحله ای را نشان می دهد. C1 و C3 خازن های اتصال هستند، آنها برای مسدود کردن بخشی ازDC استفاده می شوند و فقط از قسمت AC عبور می کنند. همچنین اطمینان را به وجود می آورند که شرایط پایهDC از ترانزیستور BJT حتی پس از اعمال ورودی نیز بدون تغییر باقی می ماند. C2 خازن گذرگاه فرعی می باشد و باعث افزایش ولتاژ می شود و مقاومت R4 را برای سیگنال های AC دور می زند.
ترانزیستور های BJT با استفاده از اجزای بایاس ضروری، در ناحیه فعال یک جانبه عمل می کند. نقطه Q در ناحیه فعال ترانزیستور پایدار می باشد. هنگامی که ورودی بکار برده می شود، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده، جریان base شروع به تغییر بالا و پایین می کند، از این رو جریان کلکتور نیز مانند IC = β × IB تغییر می کند. بنابراین ولتاژ R3 با عبور جریان کلکتور از آن متفاوت می باشد. ولتاژ در سراسر R3 یک تقویت شده می باشد و 180 درجه از سیگنال ورودی فاصله دارد. بنابراین ولتاژ در R3 به بار الکتریکی وصل شده و تقویت می شود. اگر نقطه Q حفظ شود تا در مرکز بار قرار گیرد، تحریف شکل موج کمتر اتفاق می افتد. ولتاژ و همچنین افزایش جریان تقویت کننده CE زیاد است (افزایش عاملی می باشد که در آن ولتاژ جریان از ورودی به خروجی افزایش می یابد). آن معمولاً در رادیوها و به عنوان تقویت کننده ولتاژ فرکانس پایین استفاده می شود.
1) این ترانزیستورها هستند که در مدارهای منطقی مقدم می باشند.
2) در مدارهای تقویت استفاده می شود.
3) ترانزیستورها در مدارهای نوسان استفاده می شوند.
4) در مدارهای مختصر، اینها برای مدارهای شکل دهنده موج مقدم هستند.
5) در مدارهای تایمر و مدارهای تأخیر زمانی استفاده می شود.
6) در مدارهای سوئیچینگ استفاده می شوند.
7) در مدارهای ردیاب یا به عنوان کشف رمز استفاده می شود.
