استخدام الترانزستور كمفتاح

تعريف الترانزستور

• يعتبر الترانزستور من أهم اختراعات العصر الحديث فِيْ مجال الإلكترونيات.
• يُعرَّف الترانزستور بأنه جزء إلكتروني صغير يتكون من بعض مواد أشباه الموصلات.
• يحتوي الترانزستور على ثلاث أرجل، وتوجد مادة أشباه الموصلات فِيْ النهايات، وهِيْ متشابهة.
  • الاختلاف بينهما.
• يستبدل الترانزستور الأنابيب المفرغة الكبيرة، والتي ينقسم منها ثنائي القطب إلَّى نوعين أساسيين.
• تستخدم على نطاق واسع وهِيْ PNP و NPN.
• اخترع العلماء جون باردين ووالتر براتين وويليام شوكلي الترانزستور خلال الحرب العالمية الثانية.
• كان ذلك بالضبط فِيْ عام 1947 وفاز هؤلاء العلماء بجائزة نوبل فِيْ الفِيْزياء لعملهم وأبحاثهم فِيْ مجال الترانزستورات.
• حصل جون باردين على جائزة نوبل للمرة الثانية عام 1972، وكان ذلك لأبحاثه فِيْ مجال المواد فائقة التوصيل.

نختار لك

يستخدم الترانزستور كَمْفتاح

يلجأ الكثيرون إلَّى استخدام الترانزستور كَمْفتاح لتغيير دائرة التيار الكهربائي.

يمكن تمثيل ذلك بأخذ دائرة كهربائية بسيطة تتكون مما يلي

• مصدر جهد متصل بمقاوم.
• المقاوم متصل بمفتاح أو أرضي.
• عَنّْدما يكون المفتاح مفتوحًا، يكون الجهد على طرفِيْ المقاوم مساويًا لجهد المصدر، ولا يتدفق التيار.
• إذا كان مغلقًا، فإن الجهد على طرفِيْ المقاوم المتصل بالمفتاح سيكون صفراً.
  • حيث يتشكل فرق الجهد حول طرفِيْ المقاوم، وينتقل التيار الكهربائي ويتدفق.

عَنّْدما يتم وضع الترانزستور فِيْ الدائرة فِيْ موضع المفتاح، تكون آلية العمل كَمْا يلي

• عَنّْدما يكون تيار القاعدة (ib) صفرًا، يصبح الترانزستور بمثابة مقاومة عالية ويمنع تدفق التيار الكهربائي.
  • فِيْ هذه الحالة، يشبه المفتاح المفتوح.
• والعكس صحيح عَنّْدما يكون التيار فِيْ القاعدة أقصى.
  • يعمل على تكوين فرق جهد مختلف بين الجزأين وينقل التيار الكهربائي.
  • فِيْ هذه الحالة، يشبه المفتاح المغلق.

ما هِيْ محطات الترانزستور

يحتوي كل ترانزستور على ثلاث محطات أساسية وهِيْ القاعدة والمجمع والباعث، ولكل منها وظيفته الخاصة وهِيْ

• الباعث هُو طرف جانبي تكون فِيْه الشحنات الكهربائية عالية التركيز ويرمز لها بالرمز (E).
  • من خلال هذا التجمع، يولد الإلكترونات وبالتالي يولد تيارًا كهربائيًا.
• يُشار إلَّى المجمع بالرمز (C)، ويعمل كَمْحطة جانبية أخرى، على عكس الباعث، لكن تركيز الشحنات عليه أقل.
  • اجمع التيار القادم من الباعث.
• القاعدة هِيْ المحطة الوسيطة بين المجمع والباعث وتتحكَمْ فِيْ اتجاه وكَمْية التيار الكهربائي ويرمز لها بالرمز (ب).

عوامل استخدام الترانزستور كَمْفتاح

هناك العديد من الحالات التي يلجأ فِيْها الشخص إلَّى استخدام الترانزستور كَمْفتاح، وهِيْ

• حالة الفصل حيث يفصل الترانزستور التيار الكهربائي الذي يمر عبر المجمع والباعث.
  • فِيْ هذه الحالة، نقارنها بدعامة مفتوحة.
• حالة التشغيل حيث يتم توصيل التيار فِيْ القاعدة أثناء مروره عبر الترانزستور وتكون الدائرة مغلقة ويتم توصيل التيار الكهربائي.

لذلك يجب مراعاة بعض العوامل عَنّْد اختيار ترانزستور يعمل كَمْفتاح للحالتين السابقتين وهِيْ

• يجب معرفة الحد الأقصى للجهد والتيار الذي يمكن أن يتعامل معه الترانزستور قبل استخدامه.
• ما هُو نوع الترانزستور NPN أو PNP
• تعرف على أطراف الترانزستور.
• اقرأ البيانات الموجودة على الترانزستور لتجد معلومات عَنّْه.
• قيمة بيتا للترانزستور والمقاوم الأساسي.

ما هِيْ أنواع الترانزستورات

هناك العديد من أنواع الترانزستورات، كل نوع يختلف قليلاً عَنّْ الذي يليه، لكن لكل نوع استخدام.

يمكننا عرضها على النحو التالي

• عَنّْد استخدامها كأشباه موصلات، هناك أنواع شائعة
  • السيليكون والزرنيخ وكربيد السيليكون والغاليوم والجرمانيوم.
• يتم تمثيل النوع حسب بنائه الداخلي على النحو التالي
  • بوابة معزولة IGBT، تأثير المجال MOSFET، ثنائي القطب BJT.
• النوع حسب القطبية، وهُو كالتالي
  • NPN هُو نوع سلبي، PNP هُو نوع إيجابي.
• اكتب حسب القدرة التشغيلية، صغير، متوسط ​​، كبير.
• اكتب وفقًا للتردد، إذا كانت موجات الراديو أو الموجات الدقيقة.
• اعتمادًا على التطبيق الذي يتم استخدامه فِيْه، سواء تم استخدامه كَمْفتاح، أو متعدد الأغراض، أو موحد، أو متماثل، أو تكبير عالي.
• يعتمد النوع على العبوة المادية، إما ثقب معدني أو بلاستيكي أو سطح مركب، أو سلسلة كروية.

مزايا استخدام الترانزستور على الأنابيب الإلكترونية

يفضل الكثير من الناس العمل باستخدام الترانزستور بدلاً من الأنبوب الإلكتروني للأسباب التالية

• لا تستهلك الطاقة الكهربائية عَنّْد التعامل معها.
• يتميز الترانزستور بخفة وزنه وحجمه مما يسهل استخدامه فِيْ أدق الأجهزة الإلكترونية.
• يعمل الترانزستور بجهد أقل من الصمام الثنائي.
• لا يتطلب الترانزستور التسخين المسبق قبل الاستخدام.
• كفاءة عمل الترانزستور أعلى بكثير من كفاءة الصمام الثنائي.
• لها عمر استخدام أطول، يصل إلَّى سنوات عديدة.
• لديها حساسية عالية للضوء فِيْ بعض معدات التصوير.

أهمية الترانزستور

تكَمْن أهمية الترانزستور فِيْ عالم الصناعات الإلكترونية فِيْ أشياء كثيرة منها

• يعتبر القاسم المشترك لجميع الأجهزة الإلكترونية الحالية.
  • لأنه لا يوجد جهاز إلكتروني بدون ترانزستور.
• لديك قدرة فائقة على إنتاج مستوى عملك على هذه الأجهزة والحفاظ عليه بكفاءة.
• تكلفة إنتاجه منخفضة مقارنة بالبدائل الأخرى التي تم استخدامها سابقًا.
• وتشارك فِيْ العديد من دوائر التحكَمْ الإلكترونية والميكانيكية.
• تصميمه سهل وبسيط، وصغر حجمه يمنحه إمكانيات كبيرة ومميزات سابقة.

أهمية وفوائد الأجهزة الإلكترونية

هناك العديد من الفوائد والأهمية الكبيرة للأجهزة الإلكترونية والتي راكَمْت على الإنسان مع العديد والعديد منها، منها

• أصبحت الأجهزة الإلكترونية وسيلة فعالة من نواح كثيرة، بما فِيْ ذلك مكافحة الجريمة وتعقب العديد من الآثار.
• تم استخدام العديد من الأجهزة الإلكترونية فِيْ مجالات التنصت والتصوير عَنّْ بعد وتتبع العديد من وسائل النقل.
• الأجهزة الإلكترونية وسيلة رائعة أفادت البشرية لحمايتها من الكوارث الطبيعية والاستشعار عَنّْ بعد.
• تم استخدام الأجهزة الإلكترونية فِيْ مجالات الحريق وأجهزة الإنذار المختلفة.
• كَمْا تم استخدام الأجهزة الإلكترونية فِيْ العديد من الصناعات المختلفة، مما سمح بتطوير الصناعة.
  • وأصلح العيوب الخفِيْة فِيْه، وانظر إلَّى أي مدى يعمل بشكل جيد أم لا.
• تم استخدام الأجهزة الإلكترونية فِيْ العديد من المجالات الطبية والكشف عَنّْ العديد من الأمراض.
  • معرفة التشخيصات المختلفة للأمراض واستخدامها فِيْ الجراحة المجهرية.
• استخدمت العديد من المؤسسات الأجهزة الإلكترونية فِيْ الصناعات الدقيقة ومجال الطاقة والمجالات الذرية وعلوم الفضاء.
• تم استخدام الأجهزة الإلكترونية فِيْ العديد من الاستكشافات والأبحاث الجيولوجية التي تدرس طبقات الأرض.

تأثير التكنولوجيا على الإنسان

كان للتكنولوجيا تأثير كبير على الإنسانية والإنسانية فِيْ ما يلي

• جلبت التكنولوجيا العديد من الفوائد للإنسان فِيْ كثير من مجالات حياته، مثل
  • التربية والطب والفلك والعلوم المختلفة والهندسة والزراعة والبناء.
• كَمْا تضمنت الفوائد والتأثير الكبير للتكنولوجيا على البشرية فِيْ مجالات الترفِيْه ومجالات السفر والسفر.
• كَمْا جعلت التقنية الأمر سهلاً ووفرت الكثير من الجهد والوقت فِيْ أداء المهام المختلفة.
• كَمْا تضمنت التقنية العديد من المزايا للإنسان لمعرفة جوانب لم تكن مرئية له من قبل وقدمت له مجهُودًا كبيرًا لاكتشافها.