X
تبلیغات
اتوپيا - ترانزیستور

ترانزيستور چگونه کار میکند؟ - ۶


Ie = Ib + Ic

در مطالب قبل دیدیم که چگونه می توان با برقراری جریان کمی میان بیس و امیتر ترانزیستور جریان قابل توجهی در مسیر کلکتور - امیتر را می توان راه اندازی و کنترل کرد. در این مطلب با دقت بیشتری این موضوع را بررسی کرده و نقش ترانزیستور بعنوان یک تقویت کننده جریان را توضیح خواهیم داد.

راجع به مدار شکل اول در مطلب قبل توضیح دادیم و دیدیم که که چگونه با بایاس کردن پیوند کوچک بیس - امیتر می توان میان کلکتور و امیتر جریان بزرگی را برقرار کرد. بدون آنکه وارد معادلات پیچیده ریاضی شویم با دقت در شکل اول می توان برای نقطه ای که ترانزیستور قرار دارد جمع جبری جریان ها را معادل صفر قرار داد و از آن نتیجه بسیار جالب زیر را گرفت :

Ie = Ib + Ic

از شکل هم کاملآ مشخص است که جریان های ورودی به ترانزیستور - در حالت ایده آل - باید مساوی با جریان های خروجی باشد. این معادله بعد ها برای انجام محاسبات بایاسینگ یک ترانزیستور بسیار کاربرد خواهد داشت.

اگر در آزمایشگاه مدار فوق را با یک ترانزیستور معمولی بسته و پیوند بیس - امیتر را بایاس کنید خواهید دید که برای ولتاژ ثابت Vbe و Vce نسبت جریان عبوری از کلکتور به جریان بیس در محدوده ای که ترانزیستور بصورت خطی کار می کند و اشباع نشده است تقریبآ مقدار ثابتی است. به این مقدار ضریب تقویت جریان می گویند و اغلب آنرا با hfe نمایش می دهند، یعنی :

hfe = Ic / Ib


در محدوده عملکرد خطی جریان کلکتور ضریبی از
جریان بیس خواهد بود.

به شکل مقابل نگاه کنید این شکل برای یک بایاسینگ خاص ترانزیستور، نمودار جریان کلکتور به جریان بیس را نمایش می دهد. دقت کنید که چنانچه بایاسینگ ترانزیستور تغییر کند این نمودار نیز بالا و پایین رفته و نقاط اشباع و یا آستانه تقویت نیز تغییر خواهد کرد. همانگونه که مشاهده می کنید در محدوده سبز رنگ عملکرد ترانزیستور تقریبآ خطی بوده و می تواند جریان بیس را که در حد میکروآمپر است به جریان های چند صد میلی آمپر و حتی چند ده آمپر - بسته به نوع ترانزیستور - تبدیل کند. در این حالت ترانزیستور بعنوان یک تقویت کنند جریان با ضریب تقویت hfe بکار برده می شود.

دقت کنید که قسمت قرمز اولیه نمودار هنگامی است که پیوند بیس - امیتر از بایاسینگ مناسب برخوردار نیست و جریان کمی از این پیوند عبور می کند لذا جریان خروجی کلکتور نیز کم است و برعکس در قسمت قرمز انتهایی نمودار بایاسینگ ترانزیستور به گونه ای است که اصطلاحآ می گویند ترانزیستور اشباع شده و در این حالت عملکرد خطی ندارد و شکل موج تقویت شده را تغییر می دهد.

در طراحی مدارها مقادیر پارامتر هایی که از یک ترانزیستور انتظار می رود، مشخص شده و سپس طراح می تواند با مراجعه به کتابهای مشخصات ترانزیستور، ترانزیستور مورد نظر خود را انتخاب کند. این پارامترها عمومآ عبارتند از :

Ic Max :
ماکزیمم جریان کلکتور (می تواند از حدود 100 میلی آمپر تا چند ده آمپر باشد)
Vce Maz :
ماکزیمم ولتاژ کلکتور- امیتر (می تواند از حدود 20 ولت باشد تا حدود 100 ولت)
hfe Min :
حداقل ضریب تقویت جریان (از حدود 10 برای ترانزیستورهای قدرت تا چند صد)
P Max :
قدرت تحمل توان ماکزیمم (از حدود چند صد میلی وات تا حدود 200 وات)

عمومآ مشخصات مداری برای شما مشخص می کند که از چه ترانزیستوری با چه پارامترهایی استفاده کنید. (ادامه دارد ...)

 

 

+ نوشته شده در  سه شنبه سوم فروردین 1389ساعت 17:28  توسط شیما  |