الفيزياء

الترانزستورات ثنائية القطبية

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

تستطيع الترانزستورات أن تولِّد إشاراتٍ، وأن تحوِّل الإشارات الضعيفة إلى إشاراتٍ قويّةٍ، وأن تخلط الإشارات، وأن تتصرَّف كمُبتدِلات عالية السرعة.

وتحتوي الدارات المتكاملة على العديد من الترانزستورات – إلى جانب مكوِّنات أخريات – فوق قطعة مسطَّحة رقيقة من مادة نصف ناقلة تُدعى رقاقة (Chip).

 

الترانزستورات ثنائية القطبية

لدى الترانزستورات ثنائية القطبية ثلاثة أقسام من مادة نصف ناقلة مع وصلتَي P-N.

يوجد هنا تكوينان هندسيان رئيسيان: إمّا طبقة من النوع P بين طبقتَين اثنتَين من النوع N (وهو يُدعى ترانزستور NPP)، أو طبقة من النوع N بين طبقتَين اثنتَين من النوع P (وهذا يُدعى ترانزستور PNP).

 

NPN مقابل PNP

يظهر في الشكل 6-1 أ رسمٌ عمليٌّ مبسَّطٌ لترانزستور NPN، ويرينا الشكلُ 6-1 P الرمزَ الذي يستخدمه المهندسون لتمثيله في الرسوم التخطيطية. تؤلِّف الطبقة من النوع P -أو المركز- ما يُدعى القاعدة.

وتشكِّل واحدةٌ من طبقتَي النوع N ما يُدعى الباعث (Emitter)، بينما تشكِّل الطبقةُ الأخرى من النوع N المُجمِّعَ (Collector). ويمكننا أن نرمز إلى القاعدة والباعث والمجمِّع بالأحرف (الأولى من الأسماء باللغة الإنكليزيّة) B و E و C على الترتيب.

لدى ترانزستور PNP طبقتَين من النوع P، واحدةٌ على كلِّ جانب من طبقة رقيقة من النوع N، كما هو مُشاهَد في الشكل 6-1 ج. ويظهر الرمز التخطيطي لهذا الجهاز في الشكل 6-1 د.

تؤلِّف هنا الطبقةُ من النوع N القاعدة، وتشكِّل واحدةٌ من طبقتَي النوع P الباعثَ، بينما تشكِّل الطبقةُ الأخرى من النوع P المُجمِّعَ، ومثلما هو الحال بالنسبة إلى الجهاز NPN، نستطيع أن نرمز إلى الأقطاب الكهربائية الثلاثة بالأحرف B وE وC.

 

يمكننا بسهولة بواسطة الرمز التخطيطي معرفة ما إذا كان مصمِّم الدارة يقصد من ترانزستور معيَّن أنه من النوع NPN أو النوع PNP.

وإذا عرفنا أنّ السهم يوجد دائماً على الباعث، فسوف نستطيع أن نميّز الأقطاب الكهربائية الثلاثة من دون الحاجة إلى تسميتها. في الترانزستور NPN، يشير السهم على الباعث إلى جهة الخارج. بينما في الترانزستور بي ن بي، يشير السهم على الباعث إلى جهة الداخل.

في الدارات الإلكترونية، يمكن للترانزستورات PNP وNPN أن تنفِّذ مهماتٍ متشابهةً. لكنها تتطلَّب عكس قطبيتَي الفولطية، وجريان التيّار بالاتّجاه المعاكس. وفي ظروف عديدة، يمكننا أن نستبدل بجهاز NPN جهازَ PNP أو العكس بالعكس، ونقلب قطبية وحدة التغذية، ونتوقَّع أن تقوم الدارة الجديدة بنفس العمل مع الجهاز الجديد، بشرط أن يمتلك الترانزستورُ البديلُ المواصفاتِ المناسبةَ.

 

فكرة مفيدة: تقوم بعض الترانزستورات ثنائية القطبية بوظيفتها بشكل أساسي في هزّازات ومضخِّمات التردّد الراديوي (RF)؛ ويعمل بعضها الآخر بشكلٍ أفضل مع التردّد الصوتي (AF).

يستطيع بعضها أن يتعامل مع الطاقات العالية، بينما تُصنَع أخرى من أجل تطبيقات الإشارات الضعيفة. تكون غايةُ تصنيع بعضها القيامَ بالابتدال الرقمي، وتعمل أخرى بشكلٍ جيّدٍ عند معالجة الإشارات التماثلية.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق