الفيزياء

الانحياز المعدوم والمعكوس والأمامي

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

– الانحياز المعدوم

عندما لا نربط القاعدة بأيِّ شيء، أو عندما نجعل هناك قَصْراً في الدارة منها إلى الباعث من أجل التيّار المستمر، فإننا نقول بأنَّ الترانزستور ثنائي القطبية يعمل وفق انحياز قاعدة معدوم (أو ببساطة وفق انحيازٍ معدومٍ).

لا يستطيع أيُّ تيّارٍ ممكنٍ إدراكُه أن يمرّ بين الباعث والمجمِّع عند الانحياز المعدوم وتحت ظروفٍ لا إشارة فيها. لكي نجعل هناك تيّاراً يمرّ بين الباعث والمجمِّع، يجب علينا أن نطبِّق انحيازاً على الوصلة باعث-قاعدة E-B، مثلما كنّا سنفعل بالنسبة إلى ديود نصف ناقل كي نجعله يقوم بالتوصيل في الاتّجاه الأمامي.

فيجب علينا إمّا أن نطبّق فولطية تيّارٍ مستمرٍ تساوي على الأقلّ فولطية العبور نحو الأمام عند الوصلة E-B، أو كطريقةٍ أخرى نقدِّم إشارةَ تيّارٍ متناوبٍ عند القاعدة أو الباعث تؤدّي إلى وصول الفولطية عند الوصلة E-B إلى فولطية العبور نحو الأمام أو إلى تجاوزها، وذلك لجزءٍ صغيرٍ على الأقلّ من كلِّ دورة إشارة.

في الترانزستور السيليكوني، يبلغ هذا الحدّ الأدنى للفولطية الأمامية 0.6 فولط تقريباً. أمّا من أجل الترانزستورات الجيرمانيومية، فهو يقارب 0.3 فولط.

 

– الانحياز المعكوس

في السيناريو الظاهر في الشكل 6-2، تصوَّر أننا ربطنا بطارية ثانيةً بين القاعدة والباعث للترانزستور NPN، بحيث نجبر القاعدة على اكتساب فولطية سلبية بالنسبة إلى الباعث. سوف تجعل إضافةُ هذه البطارية الجديدة الوصلةَ E-B تعمل في ظرفٍ من الانحياز المعكوس.

ودعونا نفترض أنّ هذه البطارية الجديدة لا تملك فولطية كافيةً كي تسبّب التعطيلَ بالانهيار عند الوصلة E-B.

عندما نجعل الوصلةَ E-B لترانزستور ما بحالة انحياز معكوس، لا يمرّ أيُّ تيّار بين الباعث والمجمِّع تحت ظروفٍ لا إشارةَ فيها. ويمكننا أن نحقن إشارةً عند القاعدة أو الباعث للتغلّب على مجموع فولطية بطارية الانحياز المعكوس وفولطية العبور نحو الأمام للوصلة E-B.

ولكنّ مثلَ هذه الإشارة يجب أن تمتلك ذرواتٍ موجبةً من الفولطية يكفي ارتفاعها لأن يسبّب النقل عند الوصلة E-B لجزءٍ من دورة إشارة الدخل، وإلاّ سوف يبقى الترانزستور في حالةٍ تُسمَّى القطع (Cut off) طيلة الدورة كلها.

 

– الانحياز الأمامي

افترض الآن أننا -في حالة الشكل 6-2- جعلنا فولطية الانحياز عند قاعدة الترانزستور NPN إيجابيةً بالنسبة إلى الباعث، بحيث نبدأ بمستويات صغيرة ثم نزيدها بشكلٍ تدريجي. يمكننا القيام بذلك بواسطة ربط مكون مقاومةٍ ذات قيمة كبيرة إلى حدٍّ ما بين القاعدة والمطراف الموجب الموجود للبطارية.

وكخيارٍ آخر، نستطيع أن نفعل ذلك بواسطة بطارية ثانية. هذا العمل يسبّب انحيازاً أمامياً عند الوصلة E-B. فإذا بقي هذا الانحياز أصغر من فولطية العبور نحو الأمام، لا يمرّ أيُّ تيّار. ولكنْ ما إنْ تصل فولطية التيار المستمر إلى عتبة العبور نحو الأمام ومن ثم تتجاوزها، فإنّ الوصلة E-B تقوم بالنقل تحت ظروفٍ لا إشارةَ فيها.

على الرغم من الانحياز المعكوس عند وصلة القاعدة-المجمِّع (B-C)، فإنّ نوعاً من تيّار الباعث-المجمِّع (يُدعى ببساطة في غالبية الأحيان تيّارَ المجمِّع، ويُرمَز له بـ ) يمرّ عندما تقوم الوصلة E-B بالنقل. إنّ ارتفاعاً آنياً صغيراً في القطبية الموجبة لإشارة تيّارٍ متناوبٍ عند القاعدة –مع وجود ارتفاعٍ آني صغيرٍ في تيّار القاعدة  سوف يسبِّب زيادةً آنية كبيرةً في تيّار المجمِّع .

وبشكلٍ معاكس، فإنّ ارتفاعاً آنياً صغيراً في القطبية السالبة لإشارة تيّارٍ متناوبٍ عند القاعدة –مع وجود انخفاضٍ آني صغيرٍ في تيّار القاعدة  سوف يسبِّب نقصاناً آنياً كبيراً في تيّار المجمِّع . ولذلك يتغيّر تيّار المجمِّع بشكلٍ أكبر بكثير ممّا يفعل تيّار القاعدة، وبهذا يسلك الترانزستور سلوك مضخِّمٍ للتيّار المتناوب.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق
إغلاق