معرفی ترانزیستور bc547

ترانزیستور در اصل یک کلید کنترل شده الکتریکی است. یک ورودی، خروجی و یک خط کنترل وجود دارد که به آنها امیتر، کلکتور و پایه گفته می شود. هنگامی که خط کنترل (پایه) راه اندازی می شود، امیتر و کلکتور را درست مانند سوئیچ کردن یک سوئیچ متصل می کند. از آنجایی که توان بین امیتر و کلکتور می تواند بیشتر از پایه باشد، ترانزیستورها اغلب به عنوان تقویت کننده استفاده می شوند.

BC547 یک ترانزیستور NPN است به این معنی که وقتی برق به پایه (پایه کنترل) اعمال شود، از کلکتور به امیتر جریان می یابد. معمولاً ترانزیستورهای NPN برای "تغییر زمین" روی یک دستگاه استفاده می شوند، به این معنی که آنها پس از بارگذاری در مدار قرار می گیرند.
ترانزیستور N-P-N از لایه ای از نیمه هادی دوپ شده P بین دو لایه مواد N-doped تشکیل شده است. با تقویت جریان پایه، جریان کلکتور و امیتر بالا را دریافت می کنیم. این اجازه می دهد تا جریان بیشتر و عملیات سریع تر. به همین دلیل بیشتر ترانزیستورهای دوقطبی که امروزه استفاده می شوند NPN هستند.

BC547 دارای مقدار بهره 110 تا 800 است، این مقدار ظرفیت تقویت ترانزیستور را تعیین می کند. حداکثر جریانی که می تواند از پین جمع کننده عبور کند 100 میلی آمپر است، بنابراین نمی توانیم بارهایی را که بیش از 100 میلی آمپر مصرف می کنند با استفاده از این ترانزیستور متصل کنیم. برای بایاس یک ترانزیستور باید جریان را به پایه پایه تامین کنیم، این جریان (IB) باید به 5 میلی آمپر محدود شود.

هنگامی که این ترانزیستور به طور کامل بایاس شود، می تواند حداکثر 100 میلی آمپر را در سراسر کلکتور و امیتر جریان دهد. این مرحله Saturation Region نامیده می شود و ولتاژ معمول مجاز در سراسر کلکتور-امیتر (VCE) یا پایه-امیتر (VBE) می تواند به ترتیب 200 و 900 میلی ولت باشد. هنگامی که جریان پایه حذف می شود، ترانزیستور کاملاً خاموش می شود، این مرحله به عنوان منطقه قطع نامیده می شود و ولتاژ پایه امیتر می تواند حدود 660 میلی ولت باشد.

BC547 به عنوان سوئیچ
هنگامی که یک ترانزیستور به عنوان سوئیچ استفاده می شود، همانطور که در بالا توضیح داده شد، در ناحیه اشباع و قطع کار می کند. همانطور که گفته شد یک ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ باز در هنگام بایاس رو به جلو و به عنوان یک سوئیچ بسته در هنگام بایاس معکوس عمل می کند، این بایاس را می توان با تامین مقدار جریان مورد نیاز به پایه پایه بدست آورد. همانطور که گفته شد جریان بایاس حداکثر باید 5 میلی آمپر باشد. هر چیزی بیش از 5 میلی آمپر ترانزیستور را از بین می برد. از این رو یک مقاومت همیشه به صورت سری با پایه پایه اضافه می شود. مقدار این مقاومت (RB) را می توان با استفاده از فرمول های زیر محاسبه کرد.

ترانزیستور چیست و چگونه ساخته شد؟

 

اتصال ترانزیستور دو قطبی

مقاله اصلی: ترانزیستور دو قطبی متصل است

در یک ترانزیستور دو قطبی ، اتصال با وارد کردن یک جریان به پایه فعلی که از طریق کلکتور و پایه امیترر جریان می یابد ، کنترل می شود. ترانزیستورهای دو قطبی متصل به دو صورت npn و pnp تولید می شوند. بسته به وضعیت تعصب ، این ترانزیستورها ممکن است در مناطق جدا ، فعال یا اشباع کار کنند. سرعت بالای این ترانزیستورها و برخی قابلیت های دیگر باعث شده است که در بعضی از مدارها از آنها استفاده شود. امروزه ترانزیستورها به جای مقاومت و خازن از مدارهای یکپارچه استفاده می کنند.

زمینه ترانزیستور لینک (JFET) [ویرایش]

در ترانزیستورهای تأثیر میدان (JFETs) ، جریان ولتاژ بین منبع و گوزن با اعمال ولتاژ به پایه دروازه کنترل می شود. ترانزیستور افکت میدانی به دو نوع تقسیم می شود: Type n یا N-Type و Type p یا P-Type. از دیدگاه دیگر ، این ترانزیستورها در دو نوع افزایش و تخلیه تولید می شوند. زمینه های عملکرد این ترانزیستورها شامل "فعال" ، "اشباع" و "تریود" می باشد. این ترانزیستورها تقریباً هیچ فایده ای ندارند زیرا جریان کمی دارند و ادغام آنها دشوار است.

انواع ترانزیستورهای لینک

• PNP: شامل سه لایه نیمه هادی ، دو لایه جانبی از جنس p و یک لایه n میانی است که در آن جهت سوراخ ها همان جهت جریان است.

• NPN: از سه لایه نیمه رسانا ، دو لایه n- جانبی و لایه p-middle تشکیل شده است.

پس از درک ایده های اصلی برای pnp ، می توانید به راحتی آنها را به ترانزیستور npn رایج تر پیوند دهید.

ساختار ترانزیستور پیوند

ترانزیستور پیوند دو اتصال دارد. یکی بین امیتر و پایه و دیگری بین پایه و جمع کننده. به همین دلیل ترانزیستور مانند دو دیود به نظر می رسد. دیود در سمت چپ پایه یا دیود ساطع کننده دیود است و دیود در سمت راست یک جمع کننده یا دیود جمع کننده است. ناحیه ناخالص منطقه میانه بسیار کمتر از دو منطقه جانبی است. این کاهش آلودگی باعث کاهش رسانایی و افزایش قدرت این منطقه می شود.

آلاینده های دوپ شده نقش تحویل الکترونی یا تزریق به پایه را بازی می کنند. پایه بسیار نازک است و داروهای آن ضعیف است ، بنابراین بیشتر الکترون های بیرون زده را از فرستنده به گیرنده منتقل می کند. آلودگی جمع کننده ها از میزان انتشار و پایین تر از آلودگی پایه کمتر است و جمع کننده الکترون ها را از پایه جمع می کند.

بازسازی اولین ترانزیستور جهان

ترانزیستور چگونه کار می کند

ترانزیستور pnp مشابه npn عمل می کند به شرط آنکه الکترون ها و حفره ها با یکدیگر متفاوت باشند. در نوع npn به دلیل تعصب مستقیم دیود ساطع کننده ، ناحیه خالی کاهش می یابد ، در نتیجه حامل های اکثر یعنی الکترون ها از n به p حمله می کنند. حال اگر دیود جمع کننده پایه را به عقب مقایسه کنیم ، ناحیه دیود جمع کننده به دلیل تعصب مخالف گسترده تر می شود. الکترونهایی که در ناحیه p جریان می یابند از دو جهت جریان می یابند. برخی از محل اتصال کلکتور عبور می کنند و به ناحیه جمع کننده می رسند و برخی در فضاهای پایه باز یکپارچه می شوند و به عنوان الکترون ظرفیت به پایه فرستاده می شوند که این جزء بسیار ناچیز است.

نحوه اتصال ترانزیستورها به مدار [ویرایش]

اتصال پایه مشترک

در این ارتباط از پایه معمولاً بین قسمتهای ورودی و خروجی مدار استفاده می شود. جهت انتخاب شده برای جریان شاخه ها برای جریان معمولی در همان جهت سوراخ ها قرار دارد.

اتصال فرستنده مشترک

مدار امیتر معمولی بیشتر از مدارهای الکترونیکی بیشتر در مدارهای الکترونیکی استفاده می شود و مدار است که در آن امیتر بین پایه و گیرنده مشترک است. این مدار از مقاومت بالایی برخوردار است و همچنین مقاومت بالایی دارد.

اتصال به اشتراک گذار مشترک

اتصال جمع کننده مشترک برای پیاده سازی امپدانس در مدار استفاده می شود زیرا برخلاف وضعیت قبلی ، دارای امپدانس ورودی بالا و امپدانس توان کم است. اتصال جمع کننده مشترک معمولاً با یک مقاومت بین امیتر و زمین به نام مقاومت مقاومت بسته می شود.

ترانزیستور درست FET [ویرایش]

مقاله اصلی: Masft

این ترانزیستورها نیز مانند JFET عمل می کنند ، به جز اینکه جریان ورودی دروازه آنها صفر است. همچنین رابطه بین جریان و ولتاژ متفاوت است. این ترانزیستورها دو نوع PMOS و NMOS دارند که فن آوری آنها به فناوری CMOS تک مدار (CMOS) گفته می شود.

این ترانزیستورها امروزه بسیار مفید هستند زیرا به راحتی جمع می شوند و فضای کمتری را اشغال می کنند. آنها همچنین مصرف برق بسیار کمی دارند. فناوری هایی که از دو نوع ترانزیستور دو قطبی و در همان زمان استفاده می شوند ، bikmus نامیده می شوند.

البته نقطه نظر این ترانزیستورها نسبت به دما و تغییرات حساس است. بنابراین آنها عمدتاً در برندسازی مورد استفاده قرار می گیرند.

نحوه سوزاندن ترانزیستورها [ویرایش]

ترانزیستورها بدون توجه به نحوه اتصال و چگونگی شوک در مدار ، به دو روش کلی می سوزند:

الف) حالت سوزاندن اتصالات جمع کننده کوتاهتر یا حالت گره:

در این حالت ، مسیر جمع کننده-emitter کاملاً مشخص می شود و این هنوز هم اتفاق می افتد که ترانزیستور ورودی ماشه را در پایه یا پایه افزایش می دهد. در واقع ، در این حالت به نظر می رسد سوئیچ تا زمانی که ولتاژ در پایه امیتر وجود داشته باشد روشن است.

ب) Burn Mode مسیری را که از جمع کننده خارج می شود یا حالت Circuite را قطع می کند جدا می کند:

Disconnected Circuite: در این حالت اتصال کلکتور به کلکتور به طور دائم قطع می شود. این بدان معناست که حتی با تحریک پایه یا افزایش ترانزیستور ، دیگر هیچ تأثیری در خروجی ولتاژ بر اساس جمع کننده ترانزیستور وجود ندارد. به طور کلی ، در این حالت ، رابطه اساسی امیتر با جمع کننده به هیچ وجه مشخص نیست.

علل سوختگی ترانزیستور [ویرایش]

سوزاندن ترانزیستور می تواند دلایل زیادی داشته باشد. یکی از این دلایل را می توان به استفاده از ولتاژ بالا در خارج از محدوده ولتاژ تنه نسبت داد

معادله قدرت در ترانسفورماتورها

ترانسفورماتور (فرانسوی: Transformateur) یا ترانسفورماتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی را بین دو یا چند چرخش از طریق القاء الکترومغناطیسی انتقال می دهد. به این ترتیب ، یک جریان متناوب در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ، یک میدان مغناطیسی متغیر را تولید می کند و منجر به ولتاژ در سیم پیچ ثانویه می شود.

برق را می توان بین دو سیم پیچ بدون اتصال فلزی بین دو مدار از طریق یک میدان مغناطیسی منتقل کرد. در سال 1831 قانون الهام بخش فارادی این تأثیر را شرح داد. ترانسفورماتورها برای افزایش یا کاهش ولتاژ AC در پروژه های برق استفاده می شوند.

ترانسفورماتورها از زمان اختراع اولین ترانسفورماتورها در ایستگاه ثابت در سال 1885 برای انتقال ، توزیع و استفاده از انرژی الکتریکی جریان متناوب استفاده شده اند. وزن آنها صدها تن است.

در معادله زیر بیان شده است که نسبت ولتاژ سیم پیچ اولیه (Vp) به ولتاژ سیم پیچ ثانویه (Vs) به طور مستقیم با نسبت بین تعداد چرخش سیم پیچ اصلی (Np) و تعداد چرخش سیم پیچ ثانویه (Ns) مرتبط است:

بنابراین با تغییر تعداد چرخش سیم پیچ ترانسفورماتور می توان ولتاژ در چرخش ثانویه ترانسفورماتور را تغییر داد. یکی از کاربردهای مهم ترانسفورماتورها ، کاهش جریان در خطوط انتقال برق است. دلیل استفاده از ترانسفورماتور در ابتدای خطوط این است که تمام رساناهای الکتریکی مقاومت الکتریکی دارند. این مقاومت می تواند باعث از بین رفتن انرژی در مسیر انتقال انرژی الکتریکی شود. میزان تلفات در هادی ارتباط مستقیمی با مربع جریان از طریق رسانا دارد ، بنابراین با کاهش جریان می توان آن را به شدت کاهش داد. با افزایش ولتاژ در خطوط انتقال ، نسبت جریان خط نیز تغییر می کند ، بنابراین هزینه های انتقال انرژی را کاهش می دهد. به استاندارد مصرف برسید. بنابراین ، منابع انرژی از راه دور بدون استفاده از ترانسفورماتور قابل استفاده نیست.

ترانسفورماتورها یکی از کارآمدترین تجهیزات برقی هستند. همانند برخی ترانسفورماتورهای بزرگ ، بازده به 99.75٪ می رسد. اکنون از ترانسفورماتورها در اندازه ها و قابلیت های مختلف استفاده شده است. از یک ترانسفورماتور کوچک که در یک میکروفون قرار گرفته است تا ترانسفورماتورهای عظیم چند GV. همه این ترانسفورماتورها اصول عملیاتی یکسانی دارند ، اما در طراحی و ساخت متفاوت هستند.

اصول اساسی ترانسفورماتورها
به طور کلی ، عملکرد ترانسفورماتور بر اساس دو اصل انجام می شود:
جریان متناوب می تواند یک میدان مغناطیسی متغیر ایجاد کند.
یک میدان مغناطیسی متغیر در یک سیم پیچ می تواند باعث ایجاد جریان متناوب در سیم پیچ دیگر شود.

ساده ترین طراحی برای ترانسفورماتور در شکل 2 نشان داده شده است. جریان سیم پیچ اصلی یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. سیم پیچ های اولیه و فرعی هر دو بر روی یک هسته با نفوذ پذیری مغناطیسی بالا (مانند آهن) زخم می شوند. نفوذپذیری مغناطیسی بالای هسته باعث می شود بیشتر میدان ایجاد شده توسط سیم پیچ اولیه از هسته عبور کرده و به سیم پیچ ثانویه برسد.

قانون استقراء
میزان ولتاژ ناشی از سیم پیچ ثانویه را می توان با قانون فارادی بدست آورد:

در فرمول بالا VS ولتاژ آنی است ، NS تعداد چرخش سیم پیچ در ثانیه است ، و Φ مجموع شار مغناطیسی است که از یک سیم پیچ عبور می کند. طبق این معادله ، تا زمانی که شار متغیر از هر دو چرخش اولیه و ثانویه عبور کند ، ولتاژ آنی اولیه یک ترانسفورماتور ایده آل از معادله زیر بدست می آید: و بسته به تعداد چرخش سیم پیچ های اولیه و فرعی و این معادله ساده ، می توان میزان ولتاژ القایی ثانویه را بدست آورد:

معادله قدرت
اگر سیم پیچ ثانویه یک بار به هم وصل شود ، یک جریان در سیم پیچ ثانویه جریان می یابد ، بنابراین انرژی الکتریکی را بین دو سیم پیچ منتقل می کند. اگر ترانسفورماتور ایده آل بدون ضرر کار کند و تمام نیرو وارد شده به ورودی برسد به خروجی و در نتیجه قدرت ورودی و خروجی برابر است ، در این حالت ما داریم:

بنابراین ، اگر ولتاژ ثانویه از جریان اصلی بیشتر باشد ، جریان ثانویه باید از جریان اصلی کوچکتر باشد. در حقیقت همانطور که گفته شد بیشتر ترانسفورماتورها راندمان بسیار بالایی دارند و بنابراین نتایج بدست آمده از این معادلات بسیار نزدیک به مقادیر واقعی خواهد بود.

ترانزیستور در مدارات الکترونیکی

ترانزیستور یکی از مهمترین قطعات در الکترونیک است و برای تقویت یا قطع یا قطع ارتباط سیگنالها استفاده می شود. ترانزیستور وسیله ای با حالت جامد است که از مواد نیمه هادی مانند سیلیکون و ژرمانیم ساخته شده است. ترانزیستور اتصالات نوع N و P را در ساختار خود دارد.

ترانزیستورها به دو دسته کلی تقسیم می شوند: اتصال دو قطبی (BJT) و ترانزیستورهای اثر میدان (FET). کاربرد جریان در BJT و ولتاژ موجود در FET بین ورودی به ترمینال مشترک ، باعث افزایش رسانایی بین خروجی و ترمینال مشترک و در نتیجه شدت جریان بین آنها می شود. مشخصات ترانزیستورها بستگی به نوع آنها دارد. ظاهر ترانزیستورها با توجه به قدرت و فراوانی کارکرد آنها متفاوت است.

مدارهای آنالوگ از تقویت کننده ها برای تقویت آمپلی فایرها (تقویت سیگنال هایی مانند صدا ، امواج رادیویی و غیره) و همچنین منبع تغذیه ثابت خطی و غیر خطی (منبع تغذیه سوئیچینگ) استفاده می کنند. در مدارهای دیجیتال از ترانزیستورها به عنوان سوئیچ های الکترونیکی استفاده می شود ، اگرچه به ندرت به عنوان یک جزء جداگانه بلکه به عنوان یک مدار مداوم در مدارهای مجتمع مورد استفاده قرار می گیرند. مدارهای دیجیتالی شامل دروازه های منطقی ، حافظه دسترسی تصادفی (RAM) ، پردازنده ها و پردازنده های سیگنال دیجیتال (DSP) هستند.

ترانزیستور BJT دارای سه پایه است: پایه (پایه) ، جمع کننده یا جمع کننده (جمع کننده) و emitter (emitter emitter).

ساختمان ترانزیستور اتصال دهنده دو قطبی

ترانزیستورهای اتصال دو قطبی BJT از اتصال بلوری هادی سه لایه تشکیل شده است. لایه میانی پایه نامیده می شود و دو لایه جانبی ، یکی امیتر و دیگری جمع کننده نام دارد. نوع کریستال پایه با نوع کریستالهای قابل انتشار و جذب متفاوت است. میزان ناخالصی امیتر معمولاً بالاتر از دو لایه دیگر است ، همچنین عرض لایه پایه کمتر است و لایه جمع کننده از لایه های دیگر پهن تر است. [2]

در یک ترانزیستور دو قطبی ، لایه امیترر بیشترین تعداد عفونت را دارد. الکترون ها از امیتر به لایه جمع کننده فرستاده می شوند که کمتر نجس است. [3]

اهمیت ترانزیستور

ترانزیستور یکی از بزرگترین اختراعات در تاریخ مدرن به حساب می آید و در کنار چاپ ، خودرو ، ارتباطات الکترونیکی و برقی از اهمیت برخوردار است. ترانزیستور یک جزء فعال اصلی الکترونیک مدرن است. اهمیت ترانزیستورها در جامعه امروز به ظرفیت تولید انبوه آن بستگی دارد ، که از یک فرآیند ساخت کاملاً خودکار استفاده می کند که در آن هزینه هر ترانزیستور بسیار پایین است. اگرچه هنوز هم از ترانزیستور به طور جداگانه استفاده می شود ، اما آنها معمولاً در مدارهای یکپارچه ساخته می شوند (بیشتر از قطعات تراشه های IC ، و همچنین میکروچیپ ها یا به سادگی تراشه ها) با دیودها ، مقاومت ها ، خازن ها و سایر قطعات الکترونیکی برای ساخت یک مدار کامل. محصولات الکترونیکی استفاده می شود. به عنوان مثال ، دروازه منطق حدود بیست ترانزیستور یا پردازنده ریزپردازنده ساخته شده در سال 2006 از بیش از 7.1 میلیون ترانزیستور MOSFET ساخته شده است.

کم هزینه ، انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان ترانزیستور را متنوع می کند. مدارهای ترانزیستور جایگزین دستگاه های کنترل شده مناسب برای دستگاه ها و ماشین ها شده اند. استفاده از میکروکنترلر استاندارد و نوشتن یک برنامه کامپیوتری که عملیات کنترل را انجام می دهد معمولاً ارزانتر و کارآمدتر از طراحی مکانیکی معادل آن است. ، طبقه بندی و پردازش اطلاعات دیجیتال. در نتیجه ، در حال حاضر بسیاری از رسانه ها به دیجیتال تبدیل می شوند و پس از پردازش رایانه ، در قالب های آنالوگ در اختیار کاربر قرار می گیرند. تلویزیون ، رادیو و روزنامه ها بیشترین تأثیر را از این انقلاب دیجیتال دارند.

مزایای استفاده از ترانزیستور در لامپ های خلاء [ویرایش]

قبل از گسترش ترانزیستورها ، لوله های خلاء اصلی ترین اجزای فعال تجهیزات الکترونیکی بودند. مهمترین مزایایی که ترانزیستورها را قادر به جایگزینی لامپهای خلاء در اکثر برنامه ها می کند:

• اندازه بسیار کوچکتر است

• تولید کاملاً اتوماتیک

• هزینه کمتر (تولید انبوه)

• ولتاژ پایین تر کار کند (اما لامپ های خلاء ولتاژ بالاتر می توانند کار کنند)

• عدم نیاز به گرمایش اولیه (بیشتر لامپ های خلاء برای کارکرد مناسب 10 تا 60 ثانیه نیاز دارند)

• تلفات کمتری (توان حرارتی ، ولتاژ اشباع بسیار کم)

• قابلیت اطمینان بالاتری و سختی بدنی بالاتر (اگرچه لامپهای خلاء از نظر الکتریکی نیز مقاوم تر هستند. همچنین لامپهای پالس الکترومغناطیسی لامپ هسته ای (NEMP) و تخلیه الکترواستاتیک (ESD)) مقاوم تر هستند.

• عمر بسیار طولانی تر (قطب منفی لامپ خلاء سرانجام ناپدید می شود و خلاء آن نیز از بین می رود)

• تهیه دستگاه های مکمل (تولید مدار مکمل متقارن احتمالی: لامپ خلاء قطبی معادل نوع مثبت BJT و نوع مثبت FET موجود نیست)

• امکان کنترل جریانهای زیاد (ترانزیستورهای قدرت موجود برای کنترل صدها آمپر یا بالاتر ، لامپهای خلاء برای کنترل حتی یک آمپلی فایر بسیار بزرگ و هزینه برند)

• میکروفون بسیار کمتری (لرزش می تواند روی ویژگی های لامپ خلاء تأثیر بگذارد).