الترانزستور NPN

الترانزستور " سالب-موجب-سالب" The NPN Transistor

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الشكل العلوى يوضح بناء وجهود أطراف الترانزستور NPN . الجهد بين القاعدة والمشع ( VBE ) يكون الموجب عند القاعدة والسالب عند المشع لأن الترانزستور نوع NPN , جهد القاعدة يكون دائما موجب بالنسبة لجهد المشع . أيضا يكون مصدر جهد المجمع موجب بالنسبة لجهد المشع ( VCE ) . لكى يتم توصيل الترانزستور NPN يجب أن يكون المجمع دائما أكبر إيجابية بالنسبة لكل من القاعدة والمشع .

توصيل الترانزستور NPN
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

يتم توصيل مصادر الجهد كما هو موضح بالشكل العلوى . يتم توصيل المجمع بمصدر الجهد VCC من خلال مقاومة الحمل RL , والتى تعمل أيضا فى تحديد أقصى تيار يمر خلال الترانزستور. يتم توصيل جهد مصدر القاعدة VB إلى مقاومة القاعدة RB , والتى أيضا تسنخدم لتحديد أقصى تيار للقاعدة .
نحن نعرف أن الترانزستور جهاز يعمل بالتيار ويمر تيار كبير ( Ic ) خلال الجهاز بين أطراف المجمع والمشع عندما يكون الترانزستور موصل بالكامل . مع ذلك يحدث هذا فقط عندما يمر تيار انحياز صغير ( Ib ) خلال طرف القاعدة فى نفس الوقت ومن ثم يسمح للقاعدة بالعمل كمصدر تحكم بتيار الدخل .
تيار الترانزستور من النوع NPN هو النسبة بين هذين التيارين ( Ic/Ib ) , يسمى "كسب التيار للتيار المستمر" للجهاز DC Current Gain ويرمز له بالرمز hfe أو حاليا بالحرف "بيتا" Beta, ( ) . قيمة يمكن أن تكون كبيرة حتى 200 للترانزستورات القياسية , وهذه النسبة المرتفعة بين Ic و Ib هى التى تجعل من الترانزستور NPN جهاز تكبير مفيد عندما يستخدم فى منطقته الفعالة حيث يمثل Ibالدخل ويمثل Ic الخرج . لاحظ أن بيتا ليس لها وحدات لأنها نسبة .
أيضا , كسب التيار للترانزستور من طرف المجمع إلى طرف المشع Ic/Ie يسمى "ألفا" Alpha, ( ) وهو دالة للترانزستور نفسه ( إنتشار الإلكترونات عبر الوصلة) . وحيث أن تيار المشع Ie هو نتيجة تيار القاعدة مضافا إليه تيار المجمع الكبير فإن قيمة ألفا تكون قريبة جدا من الوحدة , حوالى 0.950 to 0.999لترانزستور اللإشارة ذات القدرة المنخفضة .



العلاقة بين ألفا و بيتا للترانزستور and Relationship in a NPN Transistor


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

بتجميع البارامتران و يمكننا الحصول على صيغ تعطى العلاقة بين التيارات المختلفة التى تمر خلال الترانزستور .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

قيم تتراوح بين 20 لترانزستورات القدرة ذات التيار المرتفع و 1000 لترانزستورات القدرة المنخفضة والتى تعمل فى الترددات المرتفعة . يمكن الحصول على القيمة الفعلية لبيتا من الداتا شيت الخاصة بالترانزستور المستخدم .
من معادلة بيتا يمكن استنتاج أنه عندما يكون تيار القاعدة بصفر ( Ib = 0 ) سوف يكون تيار المجمع الناتج بصفر أيضا ( x 0 ) . أيضا عندما يكون تيار القاعدة مرتفع فإن تيار المجمع المناظر سوف يكون أيضا مرتفع أى أن تيار القاعدة يتحكم فى تيار المجمع . أحد أهم خصائص الترانزستور ثنائى القطبية هو أنه بتيار قاعدة صغير يمكن التحكم بتيار أكبر بالمجمع . المثال التالى يوضح ذلك .
مثال 1 :
ترانزستور NPN له كسب تيار للتيار المستمر (Beta) بالقيمة 200 . إحسب تيار القاعدة المطلوب لتوصيل تيار 4mA لحمل أومى resistive load .
الحل :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

شىء آخر يجب أن تتذكره حول الترانزستور NPN . جهد المجمع ( Vc ) يجب أن يكو أكبر من وموجب بالنسبة لجهد المشع ( Ve ) للسماح بمرور التيار خلال الترانزستور بين وصلات المجمع – المشع .
أيضا يوجد هبوط فى الجهد بين أطراف القاعدة والمشع حوالى 0.7v ( تناظر هبوط جهد لدايود واحد ) لأجهزة السليكون لأن خصائص الدخل للترانزستور NPN تمثل دايود ذات انحياز أمامى . نتيجة لذلك يجب أن يكون جهد القاعدة ( Vb ) للترانزستور NPN أكبر من القيمة 0.7V وإلا فإن الترانزستور لن يتم توصيله بتيار القاعدة الذى يعطى بالعلاقة :
[img][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
حيث :
Ib : هو تيار القاعدة .
Vb : جهد انحياز القاعدة المستمر DC .
Vbe : هبوط الجهد بين بين القاعدة والمشع (0.7v) .
Rb : مقاومة دخل القاعدة .
زيادة Ib يؤدى إلى زيادة Vb ببطىء حتى 0.7V لكن Ic يزداد أسيا .
مثال 2 :
ترانزستور NPN له جهد انحيار قاعدة مستمر Vb بالقيمة 10V ومقاومة دخل القاعدة Rb بالقيمة 100Kω . ما هى قيمة تيار القاعدة الداخل إلى الترانزستور .
الحل :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]