آموزش حرفه و فن
مطالبی مفید و دانستنی هایی فراتر از کتاب های درسی
صفحات وبلاگ
آرشیو وبلاگ
نویسنده: علی خزائی - ۱٥ اردیبهشت ۱۳٩۱

ترانزیستور

تاریخچه ترانزیستور

در اواسط قرن نوزدهم با فراگیر شدن رادیو و تلویزیون ضرورت بهبود بخشیدن به کیفیت لامپهای دیودی وتریودی احساس گردید . تا اینکه در 23 دسامبر 1947 ترانزیستور توسط سه فیزیکدان به نامهای شاکلی، باردین و برتین به صنعت الکترونیک معرفی گردید.

                           

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب بروید .......................


ترانزیستور

 

تاریخچه ترانزیستور

در اواسط قرن نوزدهم با فراگیر شدن رادیو و تلویزیون ضرورت بهبود بخشیدن به کیفیت لامپهای دیودی وتریودی احساس گردید . تا اینکه در 23 دسامبر 1947 ترانزیستور توسط سه فیزیکدان به نامهای شاکلی، باردین و برتین به صنعت الکترونیک معرفی گردید.

     

اولین ترانزیستور دنیا از یک نارسانای مثلثی تشکیل شده که توسط دوسوزن طلا به نیمه رسانای ژرمانیم متصل می شود .این ترانزیستور برعکس لامپهای دیودی به گرما احتیاج نداشت وسریعا به کار می افتاد و همچنین بسیار سبکتر و ارزانتر از لامپهای دیودی بود.

بدین ترتیب شاکلی و همکاران وی به کمک فیزیک نیمه رسانا انقلابی را در عرصه الکترونیک پدید آوردند وبه پاس این اختراع مهم این محققان مفتخر به دریافت جایزه نوبل گردیدند.

ترانزیستور به سرعت روند تکاملی خود را طی می نمود به طوریکه در سال 1948 ترانزیستور صفحه ای ساخته شد.     

ترانزیستورها یکی از قطعات اساسی در الکترونیک هستند.ترانزیستور ها سوئیچ هایی هستند که برای خاموش و روشن کردن بکار می روند.اگر چه ترانزیستور ها یک قطعه ی ساده هستند اما یکی از مهم ترین قطعات الکترونیکی هستند.مثلا ترانزیستور تنها قطعه ای است که در ساخت یک پردازشگر پنتیوم استفاده می شود.یک چیپ پنتیوم تقریبا 5/3 میلیون ترانزیستور دارد.

ترانزیستور هایی که در پنتیوم وجود دارند کوچکتر از ترانزیستوری هستند که ما استفاده می کنیم اما عملکرد آن ها یکسان است.شکل بالا ترانزیستوری که ما استفاده می کنیم را نشان می دهد.

ترانزیستور درسال 1948 اختراع شد.

در اوایل ساخت این وسیله الکترونیکی و جایگزینی آن ها با لامپهای خلاء، ترانزیستورها اغلب از جنس ژرمانیم و بصورت PNP ساخته می شدند اما محدودیت های ساخت و فن آوری از یک طرف و تفاوت بهره دریافتی از طرف دیگر، سازندگان را مجبور کرد که بعدها بیشتر از نیمه هادیی از جنس سیلیکون و با پلاریته NPN برای ساخت ترانزیستور استفاده کنند.

تفاوت خاصی در عملکرد این دو نمونه وجود ندارد.

 

 

اولین ترانزیستورها

 


اولین نمونه ترانزیستور بدنه فلزی

 

در اولیــن ماههــای سـال 1948 نخسـتین نمـونـه از یـک ترانزیـسـتـور (Transistor) که بدنه فلزی داشت در مجموعه آزمایشگاه های Bell ساخته شد. این ترانزیستور که قرار بود جایگزین لامپهای خلاء - الکترونیک - شود Type A نام گرفت. این ترانزیستور که کاربرد عمومی داشت و بسیار خوب کار می کرد یکسال بعد به تعداد 3700 عدد تولید انبوه شد تا در اختیار دانشگاه ها، مراکز نظامی، آزمایشگاه ها و شرکت ها برای آزمایش قرار گیرد.

 جالب آنکه این اختراع در زمان خود آنقدر مهم بود که هر عدد از این ترانزیستورها در       بسته بندی جداگانه با شماره سریال و مشخصات کامل نگهداری می شد. همانطور که در شکل مشاهده می شود این ترانزیستور تنها دارای دو پایه بود. Collector و Emitter و پایه Base به بدنه فلزی آن متصل بود.  


اولین نمونه ترانزیستور بدنه پلاستیکی

 


نمونه اصلاح شده بدنه پلاستیکی

 

بازسازی اولین ترانزیستور جهان

 

تولید ترانزیستورهای بدنه فلزی تا سال 1950 ادامه داشت تا اینکه در این سال در آزمایشگاه های Bell اولین ترانزیستور با بدنه پلاستیکی ساخته شد. طبیعی بود که در این حالت ترانزیستور می بایست سه پایه داشته باشد. اما به دلیل مشکلاتی که در ساخت این ترانزیستور وجود داشت تولید آن به حالت انبوه نرسید و در همان سال ترانزیستور های جدید دیگری با پوشش پلاستیکی جایگزین همیشگی آن شدند.

لازم به ذکر است که به عقیده بسیاری از دانشمندان، ترانزیستور بزرگترین اختراع بشر در قرن نوزدهم بوده که بدون آن هیچ یک از پیشرفت های امروزی در علوم مختلف امکان پذیر نبوده است. تمامی پیشرفت های بشر که در مخابرات، صنعت حمل و نقل هوایی، اینترنت، تجهیزات کامپیوتری، مهندسی پزشکی و ... روی داده است همگی مرهون این اختراع می باشد.

ترانزیستور وسیله ای است که جایگزین لامپهای خلاء - الکترونیک - شد و توانست همان خاصیت لامپها را با ولتاژهای کاری پایین تر داشته باشد. ترانزیستورها عموما برای تقویت جریان الکتریکی و یا برای عمل کردن در حالت سوییچ بکار برده می شوند. ساختمان داخلی آنها از پیوندهایی از عناصر نیمه هادی مانند سیلیکون و ژرمانیوم تشکیل شده است.

 

ترانزیستور معمولی ، یک المان سه قطبی معمولی است که از سه عدد نیمه هادی نوع N و P تشکیل شده است .این نیمه هادی ها به دو شکل می توانند در کنار هم قرار گیرند .

 

الف ) دو نیمه هادی نوع N در دو طرف و یک نیمه هادی نوع P در وسط قرار می گیرند که در این حالت ترانزیستور را NPN می نامند . در شکل (1) نمایی از ساختمان این نوع ترانزیستور نمایش داده شده است .

شکل (1)

 

 

ب ) دو نیمه هادی نوع P در دو طرف و یک نیمه هادی نوع N در وسط قرار می گیرند که در این حالت ترانزیستور را PNP می نامند . در شکل (2) نمایی از ساختمان این نوع ترانزیستور نمایش داده شده است .

شکل (2)

 

 

پایه های ترانزیستور را امیتر (Emitter) ، بیس (Base) و کلکتور (Collector) می نامند که امیتر را با حرف E ، بیس را با حرف B و کلکتور را با حرف C نمایش می دهند .

نیمه هادی نوع N یا P که به عنوان امیتر به کار می رود ، نسبت به لایه های بیس و کلکتور دارای ناخالصی بیشتری می باشد . ضخامت این لایه حدود چند ده میکرون است و سطح تماس آن نیز بستگی به فرکانس کار و قدرت ترانزیستور دارد .

لایه بیس نسبت به لایه های کلکتور و امیتر دارای ناخالصی کمتری است و ضخامت آن نیز به مراتب کمتر از ضخامت لایه های امیتر و کلکتور می باشد وعملاً از چند میکرون تجاوز نمی کند.
ناخالصی لایه کلکتور از لایه امیتر کمتر و از لایه بیس بیشتر است . ضخامت این لایه به مراتب بزرگتر از ضخامت لایه امیتر می باشد زیرا تقریباً تمامی تلفات حرارتی ترانزیستور در لایه کلکتور ایجاد می شود . سطح تماس لایه کلکتور با لایه بیس حدوداً نه برابر سطح تماس لایه امیتر با لایه بیس می باشد .

در شکل (3) تصویری از نسبت تقریبی ضخامت و سطح تماس لایه های ترانزیستور نمایش داده شده است .

شکل (3)

 

 


این نوع ترانزیستورها را به اختصار
BJT می نامند که از عبارت Bipolar Junction Transistor به معنای ترانزیستور پیوندی دوقطبی گرفته شده است . در شکل (4) یک نمونه ترانزیستور BJT نمایش داده شده است .

شکل (4)

 

در مدارها برای نشان دادن ترانزیستور از علامت اختصاری آنها استفاده می کنند . در شکل (5) علامت اختصاری ترانزیستور PNP و در شکل (6) علامت اختصاری ترانزیستور NPN نمایش داده شده است . جهت فلش در علامت اختصاری ترانزیستور ، نشان دهنده جهت قراردادی جریان در پیوند بیس امیتر است .

شکل (5)

 

شکل (6)

 

ترانزیستور دارای یک طرف صاف و یک طرف گرد می باشد.اگر طرف گرد آن رو به روی شما باشد پایه ی کلکتور سمت چپ,بیس در وسط و امیتر در سمت راست خواهد بود.

از نماد زیر برای رسم یا نمایش ترانزیستور در مدار استفاده می شود.

مدار ساده برای آشنایی با طرز کار یک ترانزیستور

 


بطور جداگانه بین E و C و همچنین بین E و B منابع تغذیه ای قرار داده ایم. مقاومت ها یی که در مسیر هریک از این منابع ولتاژ قرار دادیم صرفا برای محدود کردن جریان بوده و نه چیز دیگر. چرا که در صورت نبود آنها، پیوندها بر اثر کشیده شدن جریان زیاد خواهند سوخت.

طرز کار ترانزیستور به اینصورت است، چنانچه پیوند BE را بصورت مستقیم بایاس )Bias به معنی اعمال ولتاژ و تحریک است) کنیم بطوری که این پیوند PN روشن شود )برای اینکار کافی است که به این پیوند حدود 0.6 تا 0.7 ولت با توجه به نوع ترانزیستور ولتاژ اعمال شود)، در آنصورت از مدار بسته شده میان E و C می توان جریان بسیار بالایی کشید. اگر به شکل دوم دقت کنید بوضوح خواهید فهمید که این عمل چگونه امکان پذیر است. در حالت عادی میان E و C هیچ مدار بازی وجود ندارد اما به محض آنکه شما پیوند BE را با پلاریته موافق بایاس کنید، این پیوند تقریبا بصورت اتصال کوتاه عمل می کند و شما عملا خواهید توانست از پایه های E و C جریان قابل ملاحظه ای بکشید. (در واقع در اینحالت می توان فرض کرد که در شکل دوم عملا لایه PN مربوط به BE از بین می رود و بین EC یک اتصال کوتاه رخ می دهد.)

بنابراین مشاهده می کنید که با برقراری یک جریان کوچک Ib شما می توانید یک جریان بزرگ Ic را داشته باشید. این مدار اساس سوئیچ های الکترونیک در مدارهای الکترونیکی است. بعنوان مثال شما می توانید در مدار کلکتور یک رله قرار دهید که با جریان مثلا چند آمپری کار می کند و در عوض با اعمال یک جریان بسیار ضعیف در حد میلی آمپر - حتی کمتر - در مدار بیس که ممکن است از طریق یک مدار دیجیتال تهیه شود، به رله فرمان روشن یا خاموش شدن بدهید.

 

مفهوم تقویت و تقویت کنندگی

یک تقویت کننده الکترونیکی تقویت کننده ای است که سیگنال ضعیفی به آن وارد می شود و سیگنال تقویت شده ای از آن خارج می شود به چنین تقویت کننده ای آمپلی فایر می گویند .

هرتقویت کننده ای 4 پایه دارد ،2پایه ورودی -2پایه خروجی ،ولی ترانزیستور3 پایه دارد بنابراین در تقویت کننده های ترانزیستوری ورودی به 2 پایه داده می شودواز یکی از پایه های ورودی در خروجی هم استفاده می شد یعنی یک پایه بین ورودی و خروجی مشترک می شود بر حسب اینکه کدام پایه مشترک باشد سه حالت داریم :

C.B : بیس مشترک یا تقویت کننده ولتاژ: این مدار قادر به تقویت ولتاژمی باشد.

C.C : کلکتورمشترک یا تقویت کننده جریان:این مدار قادر به تقویت جریان می باشد.

C.E : امیتر مشترک یا تقویت کننده جریان و ولتاژ برابر با تقویت توان: در این مدار هم تقویت ولتاژ و هم تقویت جریان می شود که با نام تقیت کننده توان معروف است.

 

بایاس ترانزیستور

برای اینکه بتوانیم از ترانزیستور به عنوان تقویت کننده و سوئیچ و.. استفاده کنیم باید ابتدا ترانزیستور را مورد تغذیه DCقرار دهیم .این تغذیه را بایاس ترانزیستور گویند .برای اینکه ترانزیستوری شروع به کار کند باید به صورتی درمدار قرار گیرد که دیود بیس امیتر آن دربایاس مستقیم و دیود بیس کلکتور در بایاس معکوس باشد .

در غیر این صورت ترانزیستور معکوس است .

در شکل (7) این نوع بایاسینگ برای یک ترانزیستور NPN نمایش داده شده است .

شکل (7)

 

چون پیوند بیس امیتر ، در بایاس مستقیم است ناحیه تخلیه پیوند بیس امیتر از بین می رود و الکترونهای قطب منفی منبع تغذیه V1 پس از عبور از مقاومت R1 که به منظور کنترل جریان مورد استفاده قرار گرفته ، وارد لایه امیتر می شوند و پس از عبور از لایه امیتر خود را به لایه بیس می رسانند . اما در این زمان با توجه به اینکه پیوند بیس کلکتور در بایاس معکوس است و عرض ناحیه تخلیه این پیوند زیاد است انتظار می رود که تمامی الکترونهای موجود در لایه بیس از طریق پایه بیس خود را به قطب مثبت منبع تغذیه V1 برسانند و هیچ الکترونی از لایه بیس وارد لایه کلکتور نشود اما در عمل چنین اتفاقی نمی افتد بلکه قسمت اعظم الکترونهای موجود در لایه بیس وارد لایه کلکتور می شوند و پس از عبور از این لایه و مقاومت R2 خود را به قطب مثبت منبع تغذیه V2 می رسانند و فقط تعداد کمی از الکترونهای موجود در لایه بیس ، خود را از طریق پایه بیس به قطب مثبت منبع تغذیه V1 می رسانند . علت این عمل این است که اولاً ولتاژ پایه کلکتور بیشتر از ولتاژ پایه بیس است و این ولتاژ قادر است الکترونهای موجود در لایه بیس را به طرف خود جذب کند . ثانیاً لایه بیس بسیار نازک است و الکترونها به محض وارد شدن به لایه بیس ، جذب کلکتور می شوند . ثالثاً سطح کلکتور حدود 9 برابر بزرگتر از سطح امیتر است لذا احاطه کامل بر ورود الکترونهای وارد شده به بیس داشته و تقریباً تمامی آنها را جذب می کند. رابعاً ناخالصی بیس کم است و در نتیجه الکترونهای وارد شده به بیس ، کمتر با حفره ها ترکیب می شوند و تعداد زیادی از آنها به صورت الکترون آزاد باقی می مانند . با توجه به مطالب فوق تقریباً بیش از %90 الکترونهایی که وارد بیس می شوند مدار خود را از طریق کلکتور می بندند . در شکل (8) نسبت تقریبی تقسیم الکترونها بین امیتر ، کلکتور و بیس نمایش داده شده است .  

  شکل (8)

 

 

ترانزیستور چگونه عمل تقویت کنندگی را انجام می دهد

 برای تقویت یک سیگنال الکتریکی توسط ترانزیستور ، باید سیگنال الکتریکی را به ورودی ترانزیستور داده و از خروجی ترانزیستور ، سیگنال تقویت شده را دریافت کنیم . در شکل (9) مدار مربوط به تقویت سیگنال الکتریکی توسط ترانزیستور نمایش داده شده است .

شکل (9)

 

در این شکل پایه بیس به عنوان پایه مشترک بین ورودی و خروجی و پیوند امیتر بیس به عنوان ورودی و پیوند کلکتور بیس به عنوان خروجی آن در نظر گرفته شده است . پیوند بیس امیتر در بایاس مستقیم است و لذا مقاومت آن کم می باشد اما پیوند بیس کلکتور در بایاس معکوس بوده و لذا مقاومت زیادی دارد . حال یک مقاومت مثلاً 100 اهمی را جهت کنترل جریان در ورودی ترانزیستور با اتصال بیس امیتر سری می نماییم . از آن جایی که اتصال کلکتور بیس در بایاس معکوس می باشد لذا سری کردن یک مقاومت زیاد مثلاً 1 کیلو اهمی ، اثر چندانی روی ترانزیستور ندارد . یک سیگنال متناوب با دامنه مثلاً 1/0 ولت را به ورودی ترانزیستور اعمال    می کنیم . ولتاژ امیتر بیس را نیز حدود 7/0 ولت انتخاب می کنیم زیرا 7/0 ولت ، پیوند امیتر بیس را کاملاً هادی می کند . ولتاژ کلکتور بیس را نیز حدود 10 ولت انتخاب می کنیم و چون پیوند کلکتور بیس در بایاس معکوس است لذا هیچ گونه اشکالی در مدار به وجود نمی آید . حال اگر مقاومت دینامیکی پیوند امیتر بیس را مثلاً 20 اهم فرض کنیم جریانی که در پیوند امیتر بیس برقرار می شود برابر است با :

 

همانطور که قبلاً گفته شد قسمت اعظم جریان گذرنده از پیوند امیتر بیس از طریق کلکتور مسیر خود را می بندد و لذا این جریان از کلکتور و مقاومت یک کیلو اهمی که با کلکتور سری شده است نیز عبور می کند و در دو سر مقاومت یک کیلو اهمی افت ولتاژ متناوبی ایجاد می شود که مقدار آن برابر است با :

همانطور که مشاهده می کنید این ولتاژ خیلی بیشتر از ولتاژ متناوب ورودی است . لذا می توان سیگنال تقویت شده را از دو سر مقاومت یک کیلو اهمی دریافت کرد . ضریب تقویت یا بهره ولتاژ این مدار از رابطه زیر بدست می آید .


بنابراین با طراحی مدارات ترانزیستوری و با تغییر مقاومت ها می توان دامنه سیگنال را به هر مقدار دلخواه تقویت نمود . همانطور که مشاهده کردید جریانی که از مقاومت 100 اهمی عبور کرد از مقاومت یک کیلو اهمی نیز عبور می نماید و این عمل ، توسط ترانزیستور انجام می شود . لذا می توان گفت که ترانزیستور در یک جریان ثابت عمل انتقال مقاومت را انجام می دهد . نام ترانزیستور نیز از همین عمل ترانزیستور یعنی انتقال مقاومت گرفته شده است یعنی کلمه
Transistor از عبارت Transfer of resistor به معنای انتقال مقاومت گرفته شده است .

 

 


جهت جریان در ترانزیستور :

جریانی را که از کلکتور عبور می کند با IC و جریانی را که از بیس عبور می کند با IB و جریانی را که از امیتر عبور می کند با IE نمایش می دهند . همانطور که قبلاً گفته شد جریانی که از امیتر عبور می کند به دو انشعاب تقسیم می شود . قسمت بسیار کمی از جریان امیتر از بیس و قسمت اعظم آن از کلکتور عبور می کند و لذا جریان امیتر برابر است با جریان بیس به علاوه جریان کلتکور یعنی داریم :


برای سادگی و درک جهت جریان ، معمولاً جهت قراردادی جریان را در نظر می گیرند . در جهت قراردادی ، جریان از قطب مثبت منبع تغذیه خارج شده و پس از عبور از مدار خارجی به قطب منفی آن وارد می شود . در شکل (10) جهت قراردادی جریان در ترانزیستور
NPN و در شکل (11) جهت قراردادی جریان در ترانزیستور PNP نمایش داده شده است .

شکل (10)

 

شکل (11)

 

 


نامگذاری ولتاژ ترانزیستور :

برای استفاده از ترانزیستور باید اول بایاسینگ ترانزیستور را تأمین کنیم ولتاژهایی که به این منظور به قسمت های مختلف ترانزیستور اعمال می شود با هم فرق می کنند . این ولتاژها به این ترتیب نامگذاری می شوند که ولتاژی که بین پایه های بیس و امیتر قرار دارد با VBE ، ولتاژی که بین پایه های کلکتور و بیس قرار دارد با VCB ، ولتاژی که بین پایه های کلکتور و امیتر قرار دارد با VCE ، ولتاژ منبع تغذیه کلکتور را با VCC و ولتاژی که انرژی بیس را تأمین می کند با VBB نشان می دهند . بین ولتاژهای پایه های ترانزیستور رابطه زیر برقرار است .

 

 

تأثیر درجه حرارت بر ترانزیستور :

افزایش درجه حرارت بیشتر بر روی جریان معکوس پیوند بیس کلکتور نسبت به جریان های دیگر اثر می گذارد . با توجه به اینکه پیوند بیس کلکتور در بایاس مخالف قرار دارد جریان بسیار ضعیفی که عامل آن حامل های اقلیت هستند از کلکتور به طرف بیس جاری می شود و افزایش درجه حرارت باعث می شود که تعداد بیشتری از پیوندها شکسته شده و الکترون های بیشتری آزاد گردند و در نتیجه جریان معکوس پیوند بیس کلکتور افزایش می یابد . این جریان را جریان قطع کلکتور نامیده و آن را با ICO یا ICBO نمایش می دهند .



مقادیر حد در ترانزیستورها : هر المان نیمه هادی ، از جمله ترانزیستور ، برای مقادیر الکتریکی مشخصی ساخته می شود . مثلاً هر ترانزیستوری را برای تحمل توان مشخصی می سازند . اگر مقادیر الکتریکی اعمال شده به ترانزیستور بیشتر از آنچه کارخانه سازنده مشخص کرده است باشد ترانزیستور معیوب می شود . این مقادیر الکتریکی به مقادیر حد معروفند . کارخانجات سازنده ، حداکثر مقدار مجاز مقادیر الکتریکی را مشخص می کنند . مهمترین این مقادیر عبارتند از :

1- حداکثر ولتاژ کلکتور امیتر : این پارامتر ، حداکثر ولتاژ مجاز بین پایه های کلکتور و امیتر را مشخص می کند و آن را با VCEmax نمایش می دهند .

2- حداکثر جریان کلکتور : حداکثر جریانی است که ترانزیستور می تواند در دمای مشخص شده از طرف کارخانه سازنده ، تحمل کند و آن را با ICmax نمایش می دهند .

3- حداکثر توان : حداکثر توانی است که می تواند در یک ترانزیستور به صورت حرارت تلف شود و آن را با Pmax نمایش می دهند .

4- حداکثر درجه حرارت محل پیوند : حداکثر درجه حرارتی است که در محل اتصال کلکتور بیس ، ترانزیستور می تواند تحمل کند و آن را با Tj نمایش می دهند .

 

 


نامگذاری ترانزیستورها

 برای نامگذاری ترانزیستورها ، سه روش مشهور در دنیا وجود دارد اگر چه تعدادی از کارخانجات در گوشه و کنار دنیا از سیستم نامگذاری خاصی استفاده می کنند . این سه روش عبارتند از : 1- روش ژاپنی 2- روش اروپایی 3- روش آمریکایی

روش ژاپنی : در این سیستم ، نامگذاری ترانزیستور را با عدد 2 شروع کرده و به دنبال آن حرف S را می آورند . بعد از حرف و عدد 2S ، یکی از حروف C ، B ، A و D را قرار می دهند که هر یک مفاهیمی به شرح زیر دارند :

حرف A : این حرف نشان دهنده این است که ترانزیستور از نوع PNP بوده و در فرکانس های بالا نیز می تواند کار کند .

حرف B : این حرف نشان دهنده این است که ترانزیستور از نوع PNP بوده و در فرکانس های کم می تواند کار کند .

حرف C : این حرف نشان دهنده این است که ترانزیستور از نوع NPN بوده و در فرکانس های بالا نیز می تواند کار کند .

حرف D : این حرف نشان دهنده این است که ترانزیستور از نوع NPN بوده و در فرکانس های کم می تواند کار کند .

بعد از این حروف تعداد 2 یا 3 یا 4 رقم قرار می گیرد که با مراجعه به جدول مشخصات ترانزیستورها ، می توان مقادیر مشخصه های الکتریکی آن را بدست آورد . در این سیستم ، حروف روی ترانزیستور ، مشخص کننده جنس نیمه هادی به کار رفته ( ژرمانیوم یا سیلیسیم ) و همچنین حدود قدرت آن نمی باشد . مثلاً المان 2SC829 نشان دهنده ترانزیستور از نوع NPN با محدوده فرکانسی بالا می باشد . لازم به تذکر است که بر روی اکثر ترانزیستورها ، حرف 2S را قید نمی نمایند . مثلاً C829 همان 2SC829 می باشد .

 

روش اروپایی

 در نامگذاری به روش اروپایی ، تا سال 1960 ، ترانزیستور را با حروف OC و OD و با دو ، سه یا چهار عدد به دنبال آنها مشخص می کردند که OC برای ترانزیستورهای کم قدرت و OD برای ترانزیستورهای قدرت به کار می رفت مانند OC72 . در این روش نامگذاری ، نوع ترانزیستور و جنس نیمه هادی به کار رفته در آن و نیز محدوده فرکانسی آن مشخص نبود . از سال 1960 به بعد ، سیستم نامگذاری ترانزیستورها تغییر کرد . بدین نحو که ترانزیستورهای به کار رفته در رادیو و تلویزیون و یا در وسایل الکتریکی عمومی بیشتر با دو حرف و سه شماره و ترانزیستورهای خاص با سه حرف و دو شماره مشخص می شوند مانند ترانزیستور BUX38 که این ترانزیستور در فرکانس های رادیویی با جریان و ولتاژ زیاد به کار برده می شود . در ادامه روش نامگذاری با دو حرف و سه شماره که کاربرد بیشتری دارد بیان خواهد شد .

 

روش نامگذاری با دو حرف و سه شماره :

در این روش حرف اول نشان دهنده جنس نیمه هادی است که اگر ژرمانیوم باشد با حرف A و اگر سیلیسیم باشد با حرف B مشخص می شود . برای حرف دوم نیز از حروف S ، L ، F ، D ، C و یا U استفاده می نمایند که معانی هر یک از این حروف به شرح زیر است :

C : ترانزیستور کم قدرت با فرکانس کار کم .

D : ترانزیستور قدرت با فرکانس کار کم .

F : ترانزیستور کم قدرت با فرکانس کار زیاد .

L : ترانزیستور قدرت با فرکانس کار زیاد .

S : ترانزیستور کم قدرت که به عنوان سوئیچ به کار می رود .

U : ترانزیستور قدرت که به عنوان سوئیچ به کار می رود .

سه شماره بعد ، نشان دهنده سری ترانزیستور می باشد که با استفاده از این سه شماره و جدول مشخصات ، می توان مشخصات الکتریکی ترانزیستور را بدست آورد . به عنوان مثال مشخصات ظاهری ترانزیستور BC107 عبارت است از :

B : جنس ترانزیستور از سیلیسیم می باشد .

C : ترانزیستور کم قدرت بوده و در فرکانس کم می تواند کار کند .

مشخصات الکتریکی را با مراجعه به کتاب مشخصات ترانزیستور و پیدا کردن جدول مربوطه به دست می آورند .

در این سیستم نامگذاری ، نوع ترانزیستور یعنی NPN و یا PNP بودن آن ، از روی حروف ترانزیستور مشخص نیست .

 

روش آمریکایی :

در این روش نامگذاری ، ترانزیستور را با حرف و عدد 2N مشخص می کنند و تعدادی رقم به عنوان شماره سری به دنبال آن می آورند که با توجه به این ارقام و با استفاده از جدول مشخصات ترانزیستورها ، مشخصات الکتریکی ترانزیستور را بدست می آورند . به عنوان مثال ترانزیستور 2N3055 ، یک ترانزیستور قدرت است که در فرکانس های کم کار می کند .

 

 

شیوه ی اتصال ترانزیستورها

اتصال بیس مشترک در این اتصال پایه بیس بین هر دو بخش ورودی و خروجی مدار مشترک است. جهت های انتخابی برای جریان شاخه‌ها جهت قراردادی جریان در همان جهت حفره‌ها می‌شود.
اتصال امیتر مشترک مدار امیتر مشترک بیشتر از سایر روشها در مدارهای الکترونیکی کاربرد دارد و مداری است که در آن امیتر بین بیس و کلکتور مشترک است. این مدار دارای امپدانس ورودی کم بوده، ولی امپدانس خروجی مدار بالا می‌باشد.

اتصال کلکتور مشترک اتصال کلکتور مشترک برای تطبیق امپدانس در مدار بکار می‌رود، زیرا برعکس حالت قبلی دارای امپدانس ورودی زیاد و امپدانس خروجی پائین است. اتصال کلکتور مشترک غالبا به همراه مقاومتی بین امیتر و زمین به نام مقاومت بار بسته می‌شود.

 

چگونه ترانزیستور را تست کنیم ؟

ابتدا یک ترانزیستور سالم را بررسی می کنیم:

یک ترانزیستور یا مثبت (pnp) و یا منفی (npn) می باشد .

برای تشخیص مثبت ویامنفی ترانزیستورها دیگر ضمن اینکه از دیتا شیت ها می توان استفاده  کرد. در صورت داشتن یک ترانزیستور با همان شماره وسالم می توان به شرح زیر عمل کرد .
ابتدا مولتی متر را روی
RX1 قرار داده و دنبال پایه ای می گردیم که به دوپایه ی دیگر راه بدهد یعنی عقربه حرکت کند و معمولاً اهم کمتر از 40 قابل قبول است .

دراین حالت اگر مولتی متر آنالوگ (عقربه دار ) داشته باشیم و سیم قرمز مولتی متر به پایه ای که به دو پایه دیگر راه بدهد متصل کنیم ترانزیستور از نوع مثبت است وپایه ای که به دوپایه ی دیگر راه می دهد پایه ی بیس B می باشد .

و اگر سیم مشکی را به پایه ای متصل کنیم که به دو پایه ی دیگر رابدهد ترانزیستور منفی و پایه مشتر ک بیس B می باشد .

برای تشخیص دو پایه دیگر چندین روش وجود دارد که فقط به دوروش ساده آن اشاره می کنم
اگر مولتی متر رنج
RX10K داشته باشد می توان در این رنج به شرح زیر C کلکتور را از امیتر E تشخیص داد .

باید در این رنج دستمان به پایه های ترانزیستور تماس نداشته باشد .

در این حالت( RX10K) ترمینال مشکی مولتی متر را اگر به دو پایه دیگر متصل کنیم (دست با پایه های ترانزیستور تماس نداشته باشد ) فقط در یک جهت عقربه منحرف می شود .

که در این حالت در ترانزیستور منفی سیم مشکی که بیس را تشخیص داد E امیتر را نیز در این حالت مشخص می کند .

و در ترانزیستور مثبت ترمینال قرمز که قبلاً بیس را تعیین نموده است اکنون E امیتر را تعیین    می کند .

حال که پایه های ترانزیستور را شناختیم چگونه آنرا تست کنیم تا بدانیم که قطعه صدرصد سالم است .

 

برا ی تشخیص صحت ترانزیستور بشرح زیر توجه فرمائید .

1 - پایه بیس باید به دو پایه دیگر با مولتی متر آنالوگ و در رنج RX1 راه بدهد و اهم کمی را نشان دهد . طبیعی است که در این حالت دیود بیس امیتر درگرایش مستقیم است .

2 - پایه بیس به دو پایه دیگر حتی در رنج RX1k هم راه ندهد یعنی هیچ گونه نشتی در این حالت قابل قبول نیست . دیود بیس امیتر در گرایش معکوس می باشد .

3 - پایه های C کلکتور و E امیتر نیز در حالیکه مولتی متر در رنج RX1K قرار دارد از هردو سو نشتی ندارند پس در این حال نیز هیچ گونه نشتی قابل قبول نیست ( دست با پایه های ترانزیستور نباید تماسی داشته باشد . )

توجه : این آزمایش فقط در یک ترانزیستور ساده بدون دیود داخلی ویا مقاومت داخلی صحت دارد ودر ترانزیستوردارلینگتون نیز روش تست متفاوت است.

 

 

منابع:

 

http://www.tebyan.net/index.aspx?pid=17257&threadID=74908

 http://maghale.pib.ir/71620/

 http://absharan.com/blog/%D8%A2%D9%85%D9%88%D8%B2%D8%B4-%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86%DB%8C%DA%A9-%D9%88-%D9%85%D8%AF%D8%A7%D8%B1-%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86%DB%8C%DA%A9%DB%8C/%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B2%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%B1-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F/

 http://www.bahaneh.net/hall/topic_show.php?t=17719

 http://www.bargh63.gigpa.com/teransistor.htm

 http://www.robocup2009.blogfa.com/post-15.aspx

 http://www.metaroclub.com/forum/f21/a-136/

 http://www.asemoniha.com/%DA%AF%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D8%B4-%D8%A8%D8%B1%D9%82-%D9%88-%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86%DB%8C%DA%A9/6257-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B2%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%B1-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA.html

 http://emu-team.mihanblog.com/post/19

 http://cpu.blogdoon.com/post-1.aspx

 http://amirsalehii.persianblog.ir/post/3

 http://arshavir.org/Thread-%D8%A7%D9%85%D9%88%D8%B2%D8%B4-%D8%AA%D8%B3%D8%AA-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B2%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%B1--22853

 http://www.niazemarkazi.com/article/pdf/10010092-مقاله-نحوه-تست-ترانزیستور-با-مولتی-متر.html

 http://www.elmha.com/post/10

http://www.p-electric.ir/post-411.aspx

http://iranrobot.org/Forum/transistor/topic-t159.html

http://www.ellab.ir/forum/showthread.php?tid=29

 http://www.bargh63.gigpa.com/teransistor.htm

http://daneshjo-faza.persiangig.com/page11.html

http://lioncomputer.ir/forum/index.php?showtopic=2624

 http://www.prozhe.com/tag/%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B2%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%B1

 http://www.senmerv.com/archives/000152.php

http://electrobot.org/post-77.html

 http://zhina.persianblog.ir/post/84

 http://www.ellab.ir/forum/showthread.php?tid=29

 http://www.fadak.us/A.database/Electronic/learn/L.002/A.0082.htm

 http://imencar.com/index.php/fa/articles/electronics-articles/55-transistor-history#Scene_2

 

 

ساخت ترانزیستور با استفاده از بدن انسان

گروهی از محققان مرکز علوم و فناوری نانو موفق به ارایه مدلی برای ساخت ترانزیستور و مواد نیمه رسانا با استفاده از مواد آلی موجود در بدن انسان شدند.

به گزارش 'ساینتیفک'، برای ساخت این ترانزیستور که بر مبنای پروتئین قرار دارد از مواد آلی موجود در بدن انسان استفاده می‌شود.

با استفاده از این روش گام بزرگی در ساخت صفحات نمایشی برداشته شده است و قدم بعدی با استفاده از همین تکنولوژی ساخت ترانزیستور است.

در ساخت این ترانزیستور از پروتئین های موجود در خون، شیر و مخاط استفاده می‌شود.

زمانیکه ترکیبات خاصی از این سه ماده با هر ماده دیگری ترکیب شوند، مولکول‌ها به‌گونه‌ای درکنار هم قرار می‌گیرند که یک فیلم نیمه‌رسانا در ابعاد نانو تولید می‌شود. برای مثال پروتئین خون فیلمی به ضخامت تقریباً 4 نانومتر تولید می‌کند.

یکی از مهمترین عناصر نیمه رسانا که در حال حاضر برای ساخت تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد سیلیکون است که در دراز مدت برای محیط زیست مضر است.

همین امر موجب شده است که دانشمندان برای ساخت تجهیزات الکترونیکی و کامپیوتری از موادی که در طبیعت تجزیه می‌شوند و آسیبی به محیط زیست نمی‌رسانند کمک بگیرند.

 

منبع:

http://irna.ir/News/80091105/%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B2%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%B1-%D8%A8%D8%A7-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%AF%D9%87-%D8%A7%D8%B2-%D8%A8%D8%AF%D9%86-%D8%A7%D9%86%D8%B3%D8%A7%D9%86/%D9%81%D9%86%D8%A2%D9%88%D8%B1%D9%8A/

 

 

علی خزائی
دبیر حرفه و فن مدرسه راهنمایی ابوریحان بیرونی - سرگروه حرفه و فن و عضو کمیسیون فناوری اطلاعات و ارتباطات مقطع راهنمایی شهرستان اسدآباد
نویسندگان وبلاگ:
کدهای اضافی کاربر :


تماس با ما

.

.

.

.

مشاهده جدول کامل ليگ برتر ايران