أنواع الترانزستور

الترانزستور Transitors
الترانزستور:
عندما تضاف طبقة ثالثة للثنائي بحيث يكون وصلتين فان الناتج هو عنصر جديد يطلق علية " الترانزستور "
ويتمتع الترانزستور بقدرة عالية على تكبير الاشارات الالكترونية ، هذا بالرغم من حجمة الصغير
أنواع الترانزستور :
هناك نوعيم من الترانزستور يختلف كل واحد في تركيبه وهما كالتالي:
1- الترانزستور ال PNP :
يحتوى الترانزستور ال PNP على ثلاثة بللورات اثنتان موجبتان P وبينهما واحدة سالبة N ليتكون بذلك الترانزستور ال PNP
2- الترانزستور ال NPN :
يحتوى الترانزستور ال NPN على ثلاثة بللورات اثنتان سا لبتان N وبينهما واحدة موجبة P ليتكون بذلك الترانزستور ال NPN
تركيب الترنزستور :

يحتوى الترانزستور على وصلتين وبذلك يمكن اعتباره كثنائيين موصل يين ظهرا لظهر او وجها لوجه وذلك كما في الشكل

PNP NPN
يحتوى كل ترانزستور على ثلاث أطراف وهي كما يلي :
1- المشع Emitter : وهوالجزء المختص بامداد حاملات الشحنة ( الفجوات في حالة الترانزستور PNP والالكترونات في الترانزستور NPN ويوصل المشع أماميا (forward) بالنسة للقاعدة



وبذلك فهو يعطي كمية كبيرة من حاملات الشحنة عند توصيلة .
2- المجمع Collector : ويختص هذا الجزء من الترانزستور بتجميع حاملات الشحنة القادمة من المشع ، ويوصل عكسيا (reverse) مع القاعدة .

3- القاعدة Base : وهي عبارة عن الجزء الأوسط بين المشع والمجمع ويوصل أماميا (forward) مع المشع ، وعكسيا (reverse) مع المجمع
رموز الترانزستور :

هناك رمزين للترنزستور والسهم يدل على نوعه كما بالشكل:
يدل السهم على نوع الترنزستور
1- السهم الخارج يدل على ترانزستور NPN
2- السهم الداخل يدل على ترانزستور PNP


PNP NPN

أشكال الترنزستور:



ترانزستور عادي ترانزستور معدني







خصائص الترانزستور :
يوصل الترانزستور تيارا في الاتجاه الأمامي ولا يوصل تيارا في الاتجاه العكسي ومنطقة التوصيل تنقسم الى ثلاث مناطق :
المنطقة الأولى: وهى منطقة القطع التي لا يمر فيها تيار في مجمع Base الترانزستور .
المنطقة الثانية: وهى منطقة التكبير أو المنطقة الفعال ة أو منطقة التشغيل الخطية للترانزستور .
المنطقة الثالثة: وهى منطقة التشبع التى يمر فيها أكبر تيار في مجمع Base الترانزستور
في المنطقة الأولى والثالثة يعمل الترانزستور كمفتاح ، وفي المنطقة الثانية يعمل الترانزستور كمكبر



طرق توصيل الترانزستورات

توصيل الترانزستور :
يوصل أحد أطراف الترانزستور باشارة الدخل والطرف الثاني يوصل باشارة الخرج ويشترك الطرف الثالث بين الدخل والخرج ، ولهذا يوصل الترانزستور في الدوائر الالكترونية بثلاث طرق مختلفة





القاعدة المشتركة Common Base:
توصيل اشارة الدخل بين المشع والقاعدة Emitter and Base ، وتوصل اشارة الخرج بين المجمع والقاعدة Collector and Base ويلاحظ أن طرف القاعدة Base مشتركا بين الدخل والخرج ، ولهذا سميت طريقة التوصيل هذه بالقاعدة المشتركة
Common Base

\

المشع المشترك Common Emitter:
توصل اشارة الدخل بين القاعدة والمشع Emitter and Base ، وتوصل اشارة الخرج بين المجمع والمشع Base and Emitter ويلاحظ أن طرف المشع Emitter مشتركا بين الدخل والخرج ، ولهذا سميت طريقة التوصيل هذه بالمشع المشترك Common Emitter.

المجمع المشترك Common Collector:
توصل اشارة الدخل بين القاعدة والمجمع Collector and Base، وتوصل اشارة الخرج بين المشع والمجمع Base and Emitter ويلاحظ أن طرف المجمع Collector مشتركا بين الدخل والخرج ، ولهذا سميت طريقة التوصيل هذه بالمجمع المشترك Common Collector.









بعض الحقائق عن الترانزستور :
1- طبقة القاعدة Base في الترانزستور تكون رقيقة جدا يليها المشع Em itter أكبرهم المجمع Collector.
2- يكون المشع Emitter مشبعا بحاملات الشحنة بحيث يمكنة امداد عدداََ هائلا منها أما القاعدة Base فتكون خفيفة التشبع وتعمل على امرار غالبية الشحنات القادمة من المشع Emitter الى المجمع Collector ويكون المجمع متوسط التشبع .
3- وصلة المشع مع القاعدة Emitter-Base تكون أمامية Forward دائما أما وصلة المجمع مع القاعدة Collector-Base فتكون عكسية R everse .
4- يتميز المشع Emitter عن بقية أطراف الترانزستور بوجود سهم علية ، يشير السهم الى اتجاه التيار ( الفجوات ) ، ففي نوع PNP نجد أن التيار (الفجوات ) يتدفق خارجاََ من المشع Emitter أما في النوع NPN نجد أن التيار يتجه داخلا الى المشع Emitter .


مسارات التيار في دوائر الترانزستور :
هناك مساران هما :
المسار الأول : المجمع Collector – المشع Emitter.
فإاذا سلط فرق جهد بين مجمع Collector ومشع Emitter ترانزستور من النوع PNP بحيث يكون المجمع Collector موجبا بالنسبة للمشع Emitter وتركت دائرة القاعدة Base – المشع Emitter مفتوحة فسوف لا يمر تيار لا في دائرة المجمع Collector – المشع Emitter ولا في دائرة القاعدة Base – المشع Emitter .






المسار الثاني : القاعدة Base – المشع Emitter.
إذا سلط جهد انحياز أمامي على دائرة القاعدة Base – المشع Emitter قيمتة (0,7) فولت فان عدد من الالكترونات تترك المشع Emitter بسبب جهد الانحياز الأمامى بين القاعدة Base والمشع Emitter متجهة نحو القاعدة Base .



وحيث أن القاعدة Base غير مشبعة بالشحنات ورقيقة جدا (1000 1 من المللى متر ) ، لذلك فان عدد الالكترونات التي تتحد بالفجوات فى القاعدة Base يكون قليلا جد ا لا يتعدى 1 % من الكترونات المشع Emitter التى تتجه نحو القاعدة Base

يقوم الجهد الموجب للمجمع Collector بجذب هذه الالكترونات نحوه لتكون r التيار المار في دائرة المجمع Collector – المشع Emitter.

مما سبق نستنتج أن
1- يكون الترانزستور فى حالة قطع اذا كان جهد القاعدة – المشع أقل من 0.7 فولت فى حالة ترانزستورات السيليكون ، 0.3 فولت في حالة ترانزستورات الجرمانيوم .
2- فى الوقت الذى يكون فيه جهد القاعدة –المشع يساوى من 0.7 فولت فى ترانزستورات السيليكون يتزايد تيار المجمع بتزايد تيار القاعدة
3- تيار القاعدة أصغر بكثير من تيار المجمع ولكنه يتحكم فيه ، أى أن النقص القليل فى تيار القاعدة يناظره نقص كبير فى تيار المجمع والزيادة القليلة فى تيار القاعدة يناظرها زيادة كبيرة فى تيار المجمع .
4- ولهذا تدخل الاشارة صغيرة الى دائرة القاعدة – المشع وتخرج كبيرة من دائرة المجمع – المشع .




الطاقة الشمسية والسيارات:
قد يبدو غريباً ونحن نشهد قفزات عملاقة في صناعات عديدة، أننا لا نزال نسير في نفس السيارات التي كانت تسير قبل أكثر من100 سنة، ونستخدم ذات الوقود الحيوي، وطرق التشغيل والإطارات وغيرها.
إحدى الأمور التي لا تزال تسيطر على تقنية قيادة السيارات، هي الوقود المستخدم، والذي لن تستطيع السيارات التحوّل إلى أشكال ونماذج أكثر تقنية وتقدماً ما دامت تستخدم البترول في التشغيل، والذي يحتاج إلى خزان، وموصلات، ومحرّك وحارق وصمامات وغيرها من الأمور المرتبطة بتخزين ونقل وحرق البترول في السيارة، وتحويله إلى طاقة تشغيلية.
لذلك فإن الكثير من التجارب والدراسات تتجه إلى استخدام وقود بديل، كالإيثانول والهدروجين والكهرباء وأشعة الشمس.
وفيما يتعلق بأشعة الشمس، فإنها قادرة على تأمين وقود فعال ونظيف وخال من الشوائب والمخلفات الضارة. فلماذا لا يمكن استخدام هذه الأشعة كبديل عن الوقود الحيوي؟
في الواقع، هناك سباق علمي يجري في كثير من الدول المتقدمة، وخاصة في كليات الهندسة ومنظمات الطاقة الشمسية، كالمنظمة الأمريكية (NASC) وغيرها. كل ذلك في سبيل التوصل إلى أفضل الطرق لاستخدام الشمس في تشغيل السيارات.
إلا أن أيّ من الجامعات والمنظمات لم تستطع تقديم سيارات تشبه تلك التي تسير في الشوارع، فغالبية السيارات التي يتم إنتاجها للاستفادة من أشعة الشمس تكون طويلة وواسعة ومسطحة، وذلك بهدف استغلال الطول والاتساع في التعرض لأشعة الشمس، وتقليل مقاومة الهواء قدر المستطاع خلال السير. كما أنها مصممة لتحمل شخصاً واحداً فقط، بهدف تقليل الوزن، فضلاً عن سرعتها البطيئة، والتي لا تتعدى الـ 80 كم/سا. إلا أنها في النهاية تستطيع أن تسير مئات الآلاف من الكيلومترات دون الحاجة لقطرة وقود واحدة.

مشكلات وقيود:
الكثير من الجهود العلمية لا تزال تقف عند حدود بعض المشكلات، التي لا بد أن يجد العلم حلاً لها في المستقبل. من بينها مشكلة تجميع الطاقة الشمسية وتخزينها في السيارة لاستخدامها خلال الليل أو تحت الغيوم. وقد تمكن الكثير من حل هذه المشكلة، بتزويد السيارة ببطارية لتخزين الطاقة الشمسية، والتي تستطيع تزويد السيارة بالطاقة
اللازمة من الغروب وحتى طلوع شمس اليوم التالي. إلا أن هذه البطارية تزيد من ثقل
السيارة، وتتسبب ببطئها.
كذلك فإن من المشكلات التي تعاني منها صناعة سيارات الشمس، أنها يجب أن تقف في أماكن معرضة للشمس، لسحب الطاقة اللازمة للتشغيل والشحن خلال توقفها، لذلك فمن غير المناسب إيقافها في مرآب سيارات تحت الأرض، أو تحت أسطح مغطاة.
كذلك فإن من بين المشكلات، التكلفة العالية لإنتاج الألواح الشمسية. خاصة النوع المستخدم في السيارات. والتي تصل إلى مئات الآلاف من الدولارات. ولم يستطع العلماء حتى الآن التوصل لوسيلة جيدة لإنتاج ألواح رخيصة.
كما لا يرغب الكثير من العلماء ومراكز الأبحاث والمهندسين تمضية وقت أطول ودفع تكاليف مرتفعة في هذه الصناعة، التي يوجد ما يوازيها ويتفوّق عليها في مجال الطاقة البديلة.
ومع ذلك، يرى عدد كبير من العلماء أن العالم سيتجه عاجلاً أو آجلاً إلى أشعة الشمس، للحصول على الطاقة اللازمة لتشغيل كهرباء المنازل والمكاتب والمعامل، وتشغيل السيارات والقطارات والطائرات وغيرها، لأنها طاقة دائمة ومتجددة ورخيصة ولا تسبب مخلفات ضارة بالبيئة.






مقدمة
أهمية الترانزستور : تكمن أهميته في أنه يدخل في معظم الأدوات الكهربائية المستخدمة في حياتنا اليومية مثل : الحاسوب و الهواتف النقالة و الأقمار الصناعية لما تمثله هذه الأجهزة في نقل المعلومات المسموعة أو المقروءة الزاخرة بالمعلومات بمختلف المجالات و التي يستفيد منها شريحة كبيرة جدا من المجتمع .
سبب الاختيار : لأن اكتشاف الترانزستور أحدث ثورة في عالم التكنولوجيا بحيث تم تصميم أجهزة مختلفة توفر علينا الوقت و الجهد مما أثار اعجابي بأن هذا الجسم الصغير حجما يعطي الكم الهائل من الأجهزة التكنولوجية التي تمدنا بمعلومات مختلفة و من مصادر مختلفة فتزيد من مصداقية العمل الذي ننجزه .
الموضوع



المراجع

مكوِّنات حالة الصلابة - جامعة كتاب العرب ( منتديات حوارية )

نادي الإلكترونيات العربي

فيزياء الحالة الصلبة/د. أحمد سالم / جامعة اليرموك / الأردن