تاپیک جامع ترانزیستور و روش کار کردن به انها،به زبان ساده

[sinaset]

بنام خداوند یگانه و بخشنده و مهربان
با سلام

آشنایی به انواع ترازیستور و روش کار کردن به انها به زبان ساده!

در این تاپیک سعی می کنیم به روش ساده،نحویه کار کردن به این قطعه الکترونیک را اموزش دهیم . چون خیلی ها بدرستی با این قطعه آشنایی ندارند و نمی تواند کار کردش را درک کند
در این تاپیک به روش ساده ،عملکرد آن و انواع اقسام این کلید الکترونیکی را شرح خواهیم داد .

  موضوعات موجود در تاپیک ..(در آینده تکمیل خواهد شد)  ..  ...  ....  . 

[sinaset]

با سلام


*سعی می کنیم،در این تاپیک بصورت ساده،کار کردن با ترانزیستور و انواع و اقسام ان را مورد بحث قرار دهیم.
*بهترست اینتاپیک،که در رابطه با کلیه مباحث پایه تر الکترونیک است،را مطالعه فرمایید.

انواع و اقسام ترانزیستورها در شکل و شمایل کوچک تا بزرگ .. همه ترانزیستور سه پایه دارند.

مکانیزم ترانزیستور
ترانزیستور مکانیزم بسیار سادهی دارن و همانجور که قبلا گفته شد،به مانند یک کلید الکترونیکی کار و فعالیت می کنند.
به عنوان مثال سد زیر یک نمونه بارز عملکرد یک ترانزیستور است.

  زمانی که ما ولتاژ برای ترانزیستور نفرستاده باشیم،آب (جریان برق) پشت سد باقی می ماند.اما به محض اینکه(در حد میکرو یا میلی ثانیه) دکمه را زدیم (ولتاژی به پایه دستوری،ترانزیستور فرستادم،)آب سد،وارد چرخه میشود .   شاید از خود بپرسید،چطور همچین چیز ممکن است؟!   ادامه جواب سوال خود را خواهید   درون ترانزیستور اوضاع چه جور است و ترانزیستور به چه نحوهی فعالیت می کند؟!   از مواد نیم رسانا به وجود آمده(سیلیسیم و ژومانیم)... نیم رسانا به صورت خلاصه ها،مواد هستن که ،در صورتی عادی،عایق هستن.اما به محض اینکه ولتاژ عبوریشان از یک میزان بیشتر شد،رسانا میشوند.(البته مبحث تخصصیش بیشتر از اینه،ولی بصورت ساده شده،بیان کردم)   بر درک این موضوع نمایی داخلی ترانزیستور را بصورت گرافیکی ببینید. 

ترانزیستور مدل NPN تشکیل شده از سه قسمت.پایه سمت چپ،پایه که ولتاژ ورودی رو دریافت می کنه(امیتر).پایه سمت راست،پایه که ولتاژ ورودی رو بعد از اجازه به خروجی میدهد(کلکتور). وپایه وسط،همان پایه که اجازه عبور ولتاژ از پایه سمت چپ(امیتر) به پایه سمت راست(کلکتور) رو میده.که نیم رسانا در ان وجود دارد.(بیس)

همانجور که در تصویر می ببینید.پایه بیس مانند سد،بین دو پایه قرار دارد.

تصویر دیگر از درون ترانزیستور مدل NPN .

همانجور که می ببینید پایه بیس در حالت معمولی مانند سد،مانع رسیدن جریان برق به سمت دیگر میشود.

در تصویر متحرک بالا،وقتی به پایه بیس ولتاژ بدهیم،جریان عبور می کند،اما وقتی جریان برق قطع میشود(یا که جریان منفی میشود!فعلا این مورد رو در نظر نگرید!) بین دو پاین امیتر و کلکتور و بیس فاصله ایجاد میشود و در حالت عایق قرار می گیرند.

فعال سازی پایه بیس و روشن کردن LED

 ادامه دارد...  . 

[sinaset]

ترانزیستور بطور کلی چند مدل دارن ؟!

همه ترانزیستور یا NPN هستن یا PNP
*که البته NPN بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد .

اما تفاوت این دو
ترانزیستور NPN

بطور خلاصه و ساده شده.هر وقت نیاز باشد.که ما یک ولتاژ منفی را از ترانزیستور عبور دهیم،باید از ترانزیستور NPN استفاده کنید

تصویر گرافیکی از یک ترانزیستور NPN که N در واقع همان Negative (به فارسی منفی) و P در واقع همان Positive (به فارسی مثبت) می باشد.

پس ترانزیستور NPN ،امیترش جریان منفی رو میگیره. و کلکتورش هم ،جریان منفی رو میگیره. اما پایه بیسش (پایه فعال سازی) باید بهش یک جریان مثبت بدید..(چون مواد نیم رسانا درونش طوری که باید جریان مثبت روش بی افته تا فعال بشه)

همانجور که در مدار بالا می ببینید.به امیتر جریان منفی داده شده،به کلکتور جریان منفی . به پایه بیس هم مثبت داده شده. در تصویر بالا،جریان منفی به خوبی از سمت،امتیر به سمت کلکتور در حال حرکت می باشد

 ادامه دارد....  باتشکر. 

[sinaset]

بنام خدا
باسلام

ادامه مبحث ..
اما ترانزیستور های PNP

ترانزیستورهای PNP ، دقیقا عکس ترانزیستورهای NPN هستن. یعنی برای فعالی سازی انها باید یک ولتاژ منفی به پایه بیس انها بدهیم! تا ولتاژ برق مثبت را از خود عبور دهند.!
پس ترانزیستور pnp برای جاهایست که می خوایم به ولتاژ مثبت مدار کار کنیم.

همانجور که در تصویر بالا می ببینید،با یک ولتاژ منفی پایه بیس تحریک میشود. سپس ولتاژ مثبت از سمت امیتر به سمت کلکتور به حرکت در می اید.

  کلی .. ترانزیستورهای سری NPN در دنیای الکترونیک بسیار بیشتر از ترانزیستور های PNP مورد استفاده قرار می گیرند .   از دلیل اصلی این امر... حرکت الکترون ها (انرژی) از سمت ،جریان منفی می باشد.  چرا ترانزیستورها اینقدر کاربردی شدن.؟ 

  ترین دلیل کاربردی این کلید الکترونیکی. سرعت بسیار بالایی ، قطع و وصل شدن انها می باشد .   عنوان مثال یک ترانزیستور خیلی معمولی می تواند 10000 تا 50000 (و در بعضی مدل ها خیلی بیشتر!) در ثانیه خاموش و روشن شود!   خاطره همین قابلیت منحصر به فرد،می توان با ان هزاران کار مختلف کرد.  . 

[sinaset]

بنام خدا باسلام

روشن کردن LED به کمک ترانزیستور BC547 مدل NPN

در مدار زیر یک عدد LED به کمک ترانزیستور NPN .. مدل BC547 روشن میشود ..

 *در مدار بالا از ولتاژ 5 ولت استفاده شده .   هیچ وقت نمی توان پایه بیس ترانزیستور را بدون مقاومت روشن کرد! چون اگر جریان برایش محدود نشود، جریان کشی بالایی بین پایه ها اتفاق می افتد و در نتیجه باعث سوختن ترانزیستور میشود.   بیس ترانزیستورها معمولا حداقل امپر و ولتاژ دارن،که در دیتا شیت قید میشود ..(معمولا نهایت تا 50 میلی امپر می باشد!)   ما در مدار بالا یک مقاومت 1 کیلو اهم را برای محدود کردن جریان ،بیس ترانزیستور در نظر می گیریم (که به مقاومت 1 کیلو اهم،حدود 5 میلی امپر جریان به پایه بیس می رسد!)   *فرمول محاسبه جریان :ولتاژ تقسیم بر مقاومت .. که 5 ولت تقسیم بر 1000 (مقاومت 1 کیلو اهم) می شود. 0.005 (یعنی 5 میلی امپر)   حالا امیتر ترانزیستور را به منفی میدهیم و سپس کلکتور را هم به پایه منفی LED میدهیم.   از مثبت مدار، مقاومت 100 اهم (برای محدود کردن جریان LED ) به پایه مثبت LED میدهیم ..   در نهایت یک دکمه مثل تصویر بالا،سر راه پایه بیس مدار قرار میدهیم.. اکنون وقتی کلید را فشار دهیم. به راحتی،LED روشن میشود...  . 

[sinaset]

با سلام

در مدار بالا،ترانزیستور با سرعت در حال خاموش و روشن شدن می باشد.

----

پایه های یک ترانزیستور NPN مدل BC547

امیتر دریافت کنند ولتاژ، کلکتور،ارسال کنند ولتاژ ، بیس هم پایه تحریک OFF ،ON ترانزیستور
---

اگر تصور کنیم که به پایه کلکتور (پایه ی که بعد از فرمان پایه بیس،ولتاژ را ارسال می کند) یک فنر وصل شده و وقتی که ما به پایه بیس ولتاژ مثبت میدهیم،این فنر کش می اید و به سمت پایه امیتر(جایی که ولتاژ ورودی قرار دارد) کشیده میشود

و در نتیجه ولتاژ در مدار برقرار میشود. و وقتی ولتاژ پایه بیس قطع میشود (یا که منفی میشود) فنر به حالت اولیه خودش بر می گردد و جریان برق قطع میشود

*در مثال بالا نوع NPN مد نظر می باشد

 . 

[الهه.آتش]

خیلی آموزشتون عالی بود
ولی طرز کار ترانزیستورهای تقویت کننده رو هم بذارین عالی میشه مثلا یه ترانزیستور چجوری سیگنال های رادیویی رو تقویت میکنه

[sinaset]

با سلام

تشکر می کنم از کاربر محترم بابت پیشنهاده شون،انشالله خدا یاری کنه،تا هرجا که برسیم پیش خواهیم رفت.


چرا باید از ترانزیستور استفاده کنیم؟!

شاید تا به اینجا کار هنوز برایتان به درستی مشخص نشده باشد که چرا باید از ترانزیستور استفاده کنیم!حال سعی می کنیم چند مدار ساده ساخته شده به کمک ترانزیستور را مرور کنیم.

این یک مدار ساده،ساخته شده با ترانزیستور می باشد که به کمک انگشتان دست می توان LED را روشن کرد!

 تحلیل مدار   ابتدا قطعات به کار رفته در مدار   1-ولتاژ 6 ولتی: ترانزیستورها معمولا برای فعالیت خود نیاز به حداقل ولتاژ کاری دارند تا بتوانند عمل OFF و ON را انجام دهند،این ولتاژ معمولا در حدود 5 تا 6 ولت می باشد .(اما برای فهمیدن ولتاژ کاری ترانزیستور خود بهترست دفترچه راهنما یا Datasheet قطعه خود را مطالعه فرمایید)  2-LED: خوب این قطعه هم مشخصه،برای روشنایی و بودن برق و ...!  3-مقاومت 220 اهم،این مقاومت هم برای محدود کردن جریان بر روی پایه(مثبت) LED می باشد. هرگاه ما مقاومتی بر روی پایه LED وصل کنیم،عمر LED را بشدت افزایش دادهیم!(همچنین امکان سوختن ان بسیار کم میشود)  4-ترانریستور bc547 یا 2n2222 یا هر ترانزیستور NPN دیگری...  اما مکانیزم عملی مدار   مدار، یک سیم را از مثبت مدار گرفته و به نزدیگی هایی،بیس ترانزیستور رسانده اند سپس،از بیس هم یک سیم گرفته و به نزدیکی سیم مثبت رسانده اند،طوری که کمتر از یک انگشت دست فاصله انها    ،بدن ما رسانا الکتریکی می باشد،اما! مقاومت ان بالا می باشد. وقتی که ما انگشت خود را به دو سیم مثبت و پایه بیس ترانزیستور میزنیم. جریان برق از انگشت دست ما رد شد!(با مقاومت) و در نتیجه ترانزیستور فعال میشود و LED روشن میشود! 

همانجور که در تصویر بالا می ببینید. وقتی انگشت دست به دو سیم می خورد،فنر ترانزیستور باز شده!(مثال پست قبل را ببینید) و جریان برق در مدار جاری میشود!

 کاربرد اصلی ترانزیستور در مدار بالا،در یک نکته،نهفته است! جریان برق ضعیف.   که ما دست خود را نزدیک سیم ها میکنیم،تا اتصال بین مثبت و بیس ترانزیستور برقرار شود،جریان بسیار کمی باعث میشود،که ترانزیستور فعال شود!   عبارت دیگر ما با جریان کم توانستیم،یک جریان بسیار زیاد را هدایت کنیم،در واقع ما توانستیم عمل تقویت جریان را هم انجام دهیم!  . 

[sinaset]

باسلام

روشن کردن یک LED به کمک دو مقاومت،یک ترانزیستور و یک باتری، به زبان تصویر متحرکت:


  

باتشکر.

[abas321]

انقدر بی نظیر بود که دلم نیومد تشکر نکنم خدا خیر دنیا وآخرنو بهتون بده کاش استادای ما اینارو بلد باشن حالا توضیحم ندادن مهم نیست

[sinaset]

بنام خدا
باسلام

ترانزیستور ترانزیستور و بازهم ترانزیستور!

اختراع ترانزیستور در سال 1926 ! بر می گردد! که البته در سال 1947 در ازمایشگاه نیز کامل و تکمیل شد! (یا اختراع شد!) . چرا ترانزیستور اختراع شد؟!

در الکترونیک،می توان به کمک دست،کلید مکانیکی (مثل همین کلید روشن خاموش کردن وسایل خانه!) وسایل را خاموش و روشن کرد! اما اگر میشد،بجایی دست انسان و روش ها دیگر! وسیله را خاموش و روشن کرد،بسیار جالب میشد. برای همین منظور، سال ها به روی این عمر تحقیق شد،تا برخره،ترانزیستور اختراع شد! (*البته خود ترانزیستور کامل شده طرح قبل تر می باشد! ) . ترانزیستور های معمولی که BJT های امروزی هستن! سایز کوچکی دارند، می توان با دادن ولتاژ پایین و کمی امپر! سوئیچ ان را فعال کرد و ولتاژ و امپر بسیار بیشتری را به قسمت مورد نظر مدار رساند!

ترانزیستور های امروزی، قابلیت خاموش روشن شدن بالا 10 میلیون بار در ثانیه را دارند! حتما سوال میشود،که این میزان خاموش و روشن شدن برای چیست؟! برای این است که،در مباحث هوش و دیجیتال ،یک شکل موج ایجاد شود و اطلاعات به کمک ان رد و بدل شود! (ناگفته نماند،ترانزیستورهای کامپیوتر بش از میلیاردها بار در ثانیه خاموش و روشن میشند!)

با بررسی ها که انجام شد،عیب ترانزیستور معمولی بررسی شد،دو عیب این نوع ترانزیستورها داشتن(نسبت به امروز!). مصرف بالایی خود پایه فعال سازی، و همچنین عبور نسبتا کم جریان برق و ولتاژ!

برای این منظور،ماسفت ها اختراع شدن،نسل جدید از ترانزیستورها که با جنس و مواد بهتر ساخته شده اند! این نوع ترانزیستورها،برای فعال سازی پایه فعال سازی (GATE)خود تقریبا نیازی به امپر ندارند! چون به کمک نیروالکترومغناطیس فعال میشوند(*بری درک بهتر اهنربا الکتریکی،یا رله!بررسی کنید ) و علاه بر ان،می تواند امپر و ولتاژ خروجی بیشتری را از پایه ها خود عبور دهد!
ماسفت ها قیمت گرانتر نسبت به ترانزیستورهای معمولی دارند! اما عملکرد ان بهتر می باشند! تصور کنید،یک ترانزیستور SMD ساده فرضا 500 میلی امپر می تواند عبور دهد،اما ماسفت می توانند 1 امپر و بیشتر را عبور دهد!(در نوع معمولی!) .

امروز ترانزیستورهای که درون سی پی یو و میکروپروسسورها به کار می روند،از نوع ماسفت می باشند! ماسفت ها بدلیل مصرف کم و خروجی قابل قبل،در حال جایگزینی با ترانزیستورها قدیمی می باشند!

ماسفت در کنار ترانزیستورBJT در بسته بندی مشابه هم !

درون ماسفت و ترانزیستور معمولی

شماتیک ماسفت و ترانزیستور

شماتیک ماسفت و ترانزیستور N و P چنل !

ماسفت ها خود چندین مدل دارند،که در تصویر بالا می توانید انها را ببینید!

 .