نمادهای الکترونیک ترانزیستورها transistor

نمادهای الکترونیک (قسمت چهارم – ترانزیستور TRANSISTOR)

ما در مقالات گذشته توضیخ دادیم که در صنعت برق، از شماتیک Schematics  معمولاً برای شرح‌دادن طراحی تجهیزات استفاده می‌شود. نقشه شماتیک راهنمایی است برای مهندسین الکترونیک ، جهت نمایش طراحی یک مدار الکترونیکی ، قطعات و مونتاژ مدار و همچنین نشان دهنده عمالکرد و وظیفه مدار است  . و همچنین در مورد نمادهای الکترونیک توضیح دادیم که :
نمادهای الکترونیک علائمی هستند که برای نمایش عناصر الکترونیکی بر روی   شماتیک مدارات و فیبرهای الکترونیکی و بیشتر مدارات الکتریکی بکار میروند. که نشان دهنده دستگاه ها و سیم های دنیای واقعی است.
در مقالات گذشته نماد و عملکرد سیم ها – Wires ، کلید و رله - Switches ، منابع تغذیه و ژنراتورها -  Sources ، زمین -  Ground ، مقاومت و پتانسیومترها -  Resistor ، مقاومت متغیر -  Variable Resistor ، خازن – Capacitor ، سلف -  Inductors و دیودها -  Diode را بررسی کرده و در این مقاله قصد داریم توضیحی در مورد ترانزیستور و انواع آنها داشته باشیم .

ترانزیستور :

ترانزیستور را معمولاً به عنوان یکی از قطعات الکترونیک می‌‌شناسند. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم (سیلیکان) ساخته می‌شود.
ترانزیستور هم در مدارات الکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد.
در مدارات آنالوگ ترانزیستور در حالت فعال کار می‌کند و می‌توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و… استفاده کرد.
و در مدارات دیجیتال ترانزیستور در دو ناحیه قطع و اشباع فعالیت می‌کند که می‌توان از این حالت ترانزیستور در پیاده سازی مدار منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و… استفاده کرد.

۱      در تقویت کننده ها (تقویت جریان)
۲      در تثبیت کننده ها
۳      به عنوان سوییچ استفاده میشود. (سوئیچ = کلید)
۴      در نوسان سازها (در مدارات اسیلاتور)
۵      در مدارات آشکارساز
۶      در مخلوط کننده ها (مدارات میکسر)
۷      درمدارات مدولاتور

انواع ترانزیستور :

   ترانزیستور دوقطبی پیوندی (BJT )
   ترانزیستور پیوند اثر میدانی ( JFET )
    ترانزیستور اثر میدانی (FET )
    ترانزیستور اثر میدانی( MOSFET)

نمادالکترونیک ترانزیستور-TRANSISTOR SYMBOLS

BJT

NPN

Tesla-NPN-Transistor

شامل سه لایه نیمه رسانا که دو لایه کناری از نوع n و لایه میانی از نوع p است، می‌باشد.
در یک ترانزیستور NPN حرکت حامل های منفی (الکترون ها) در سرتاسر ناحیه بیس اساس کار ترانزیستور را تشکیل می دهد، چون که این الکترون های متحرک ارتباط بین کلکتور و امیتر را ایجاد می کند. این ارتباط بین مدارهای ورودی و خروجی ویژگی اصلی کار ترانزیستور است زیرا ویژگی های تقویت ترانزیستور ، نتیجه کنترلی است که بیس بر روی جریان کلکتور به امیتر اعمال می کند.

PNP

Tesla-PNP-Transistor

شامل سه لایه نیمه رسانا که دو لایه کناری از نوع p و لایه میانی از نوع n است، می‌باشد و مزیت اصلی آن در تشریح عملکرد ترانزیستور این است که جهت جاری شدن حفره‌ها با جهت جریان یکی است.
در PNP همچنان بیس الکترون ها رو کنترل میکنه اما این بار امیتر به جای الکترون ها ، حفره ها رو به سمت بیس و کلکتور ساطع میکنه ( در واقع حرکت میده) و بیس هم این حفره ها رو کنترل میکنه و مقدار زیادی از این حفره ها گیر کلکتور میاد

JFET

N- Channel JFET

Tesla-N-ChannelJFET.jp

این ترانزیستور از یک کریستال نوع N تشکیل شده است که یک فلز ۳ ظزفیتی مانند ایندیم را به گونه ای نفوذ می دهند که یک ناحیه نوع p با غلظتی بیش از ناحیه n تشکیل شود تا یک پیوند PN بوجود آید. در این حالت ناحیه N را کانال و نیمه هادی نوع P را دروازه یا گیت ( Gate ) می نامند. با اتصال دو سیم به دو طرف لایه N و یک سیم به لایه P یک عنصر سه پایه حاصل می شود که به ترانزیستور با اثر میدان پیوندی معروف است.

P-Channel JFET

Tesla-P-ChannelJFET

JFET با کانال P شبیه JFET با کانال N است، با این تفاوت که جنس کانال از نوع کریستال P و جنس گیت از کریستال N است.

MOSFET

Enhancement MOSFET
ماسفت افزایشی

Tesla-EnhancementMOSFET

ماسفت افزایشی برای روشن کردن دستگاه به ولتاژ گیت-سورس احتیاج دارد. این نوع ترانزیستور مشابه یک کلید معمولا باز است.
یک میدان الکتریکی که توسط یک ولتاژ گیت تولید شده است برای تغییر جریان بارهای حامل،( الکترون ها برای کانال N و یا حفره ها برای کانال P) از طریق کانال نیمه هادی درین-سورس استفاده می کنند. الکترود گیت در بالای یک لایه ی عایق بسیار نازک واقع شده است و یک جفت از ناحیه های کوچک نوع n زیر الکترودهای درین و سورس وجود دارد.

Depletion MOSFET
ماسفت تخلیه

Tesla-DepletionMOSFET

ماسفت تخلیه یا ماسفت با کانال تهی شونده که نسبت به نوع دیگر آن (با کانال تشکیل شونده) کمتر متداول است معمولا بدون استفاده از ولتاژ بایاس گیت هدایت می کند. هنگامی که V_GS = 0 کانال هدایت بسته است . در نماد مدار ترانزیستور ماسفت با کانال تهی شونده از یک خط توپر برای نشان دادن کانال رسانای معمولا بسته استفاده می شود .

برای ترانزیستور ماسفت با کانال تهی شونده نوع N، یک ولتاژ منفی بین گیت-سورس ، کانال هدایت را از الکترون های آزاد آن تهی خواهد کرد و ترانزیستورخاموش می شود. به همین ترتیب برای ترانزیستور با کانال تهی شونده نوع P یک ولتاژ مثبت بین گیت-سورس کانال را از حفره های آزاد تهی خواهد کرد و دستگاه خاموش می شود.

به عبارت دیگر، برای یک ماسفت با کانال تهی شونده نوع N، +V_GS به معنی الکترون های بیشتر و جریان بیشتر است در حالی که -V_GS به معنی الکترون های کمتر و جریان کمتر است.عکس آن نیز برای نوع P درست است. بنابراین ماسفت با کانال تهی شونده مشابه با یک کلید بسته است.

ترانزیستور برای خاموش کردن دستگاه به ولتاژ گیت–سورس احتیاج دارد.این نوع ترانزیستور مشابه یک کلید معمولا بسته است.

PhotoTransistor

ترانزیستور نوری

Tesla-Phototransistor

ترانزیستور نوری نوعی از ترانزیستور است که در آن اتصال بیس-امیتر در محفظه ی در پوشیده قرار ندارد و این اتصال می تواند تحت تاثیر نور محیط قرار گیرد.اتصال بین بیس و امیتر مانند یک دیود نوری عمل می کند و جریان در این اتصال با عمل معمولی تقویت کنندگی ترانزیستور تقویت می شود ودر نتیجه جریان کلکتور بسیار بزرگتری معمولا 100 برابر بزرگتراز جریان خروجی دیود نوری در خروجی ترانزیستور نوری به دست می آید.

جریمه ای که در مقابل افزایش قابل توجه حساسیت بایستی پرداخت شود افزایش پاسخ است، که به جای نانوثانیه اکنون در حد میکرو ثانیه است، به طوری که باعث میشود قطعه برای آشکار سازی پرتوهای نوری مدوله شده با سیگنالهای فرکانس بالا مناسب نباشد.

امروزه ترانزیستورهای نوری به صورت محدود مورد استفاده قرار میگیرد زیرا ساخت تراشه هایی که شامل دیود نوری بوده و سیگنال حاصل از آن در همان تراشه تقویت شود و ضمنا پاسخ زمانی قطعه هم در حد مطلوب باقی بماند ترانزیستور نوری هنوز هم همراه به قطعه منتشر کننده فرو سرخ در مواردی مانند خواندن نوار سوراخ شده،آشکار ساز انتهای نوار،شمارندی اشیای عبورداده شده از یک نقطه و کلیدهای حدی مورد استفاده قرار می گیرند.

Photo Darlingtom
دارلینگتون نوری

Tesla-PhotoDarlington

نوری مانند ترانزیستور نوری عمل میکند با این تفاوت که با حساسیت بسیار بالا است

Darlington Transistor
ترانزیستور دارلینگتون

Tesla-DarlingtonTransistor

ترانزیستور دارلینگتون
یک ساختار ترکیبی است که شامل دوترانزیستور دو قطبی (به صورت مجتمع یا قطعات مجزا) به هم متصل است.(در این ترکیب امیتر ترانزیستور اول به بیس ترانزیستور دوم متصل شده است. اینمدار در حقیقت متشکل از دو امیتر فالوئر یا کلکتور مشترک می‌باشد.) که جریان تقویت شده به وسیله ترانزیستور اول را، توسط ترانزیستور دوم بیشتر تقویت می‌کند. این پیکر بندی، گین جریان (β، h_fe، h_FE) بیشتری نسبت به هر ترانزیستور جداگانه، به ما می‌دهد و در حالت مجتمع فضای کمتری از دو ترانزیستورجداگانه اشغال می‌کند. همچنین این مدار مقاومت ورودی به مراتب بزرگتری از امیتر فالوئر یا کلکتور مشترک (با مقاومت ورودی زیر ۵۰۰ کیلو اهم) دارد و بهرهولتاژ خیلی نزدیک تر به واحد و بهره جریان بسیار بزرگ تری است. مقاومت خروجی مدار دارلینگتون، ممکن است بزرگ تر یا کوچک تر از یک طبقه امیتر فالوئر باشد.

در صورت نیاز به سفارش قطعات الکترونیک میتوانید با همکاران با دقت تسلا مدار تماس حاصل فرمایید .