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).