انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم

 

انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم

شرح مختصر : امروزه ترانزیستورها به مهمترین اجزای الکترونیک مدرن تبدیل شده‌اند و تصور جهان بدون ترانزیستور تقریبا غیر ممکن است. ساختار کلی آنها شباهت بسیاری به دیود دارد. از ترانزیستورها در ناحیه فعالشان به عنوان تقویت‌کننده و تثبیت‌کننده ولتاژ (رگولاتور) و … استفاده می‌شود. در حالت قطع و اشباع نیز به عنوان سوئیچ و در ساخت مدارات الکتریکی و گیت‌های منطقی کاربرد دارند. در این مقاله از فنولوژی می‌خواهیم شما را با ترانزیستور و انواع آن آشنا کنیم. جهت دانلود با ما در سایت بیست میشم باشید.

 

انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم

انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم

انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم

 

فهرست : ‌

چکیده

فصل اول مقدمه پژوهش

مقدمه

ترانزیستور چیست؟

انواع ترانزیستورها

ترانزیستور دوقطبی پیوندی Bipolar Junction Transistor

نماد ترانزیستور BJT.  a ترانزیستور اتصال npn،  b ترانزیستور اتصال pnp

ترانزیستور BJT اتصال NPN

ترانزیستور BJT – NPN

مداری ترانزیستور BJT – NPN

ترانزیستور BJT اتصال PNP

ترانزیستور BJT – PNP

مداری ترانزیستور BJT – PNP

ساختار دیودی ترانزیستورهای دوقطبی پیوندی

ترانزیستور اثر میدانی Field Effect Transistor

ترانزیستور پیوند اثر میدانی JunctionField Effect Transistor

تزانزیستور JFET از نوع NChannel

ترانزیستور JFET – Nchannel

نمودار جریان – ولتاژ JFET – N channel

تزانزیستور JFET از نوع PChannel

شماتیک ترانزیستور JFET – Pchannel

نمای کلی از ترانزیستورهای JFET

ترانزیستور ماسفت MOSFET

ترانزیستور MOSFET از نوع NChannel

ترانزیستور MOSFET از نوع PChannel

نحوه سوختن ترانزیستورها

دلایل سوختن ترانزیستورها

 

فصل دوم پیشینه و نسل جدید ترانزیستورها

مقدمه

تاریخچه ترانزیستورها

نسل جدید ترانزیستورها

ریزپردازنده ها و نانو صفحات

ریزپردازنده

و مواد به‌کاررفته در ساختار ترانزیستورها با گذر زمان

سیر تکامل FET ترانزیستور اثرمیدان

ترانزیستور Trigate

فصل سوم بررسی یافته های جدید ساختارترانزیستور

ساخت ترانزیستوری با طول یک نانومتر

آینده ی ترانزیستور ها

مزایای ترانزیستورها بر لامپ های خلإ

ساختاری جدید از ترانزیستورهای اثرمیدان در مقیاس نانو به منظور بالا بردن قابلیت اطمینان

فصل چهارم نتیجه گیری

ترانزیستورهای نسل جدید

معرفی ترانزیستور های آینده و ساختار آنها

ترانزیستور کاغذی

ترانزيستورهاي نامريي

سوالات و پیشنهادات

منابع

 

 

انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم

 

 

 

 

 

ویژگی‌های ترانزیستور

۱- ترانزیستور از عناصری به نام نیمه هادی مانند سیلیکون و ژرمانیوم ساخته می شود نیمه هادی ها جریان الکتریسیته را نسبتا خوب
(اما نه به اندازه ای خوب که رسانا خوانده شوند مانند مس و آلومنیوم و تقریبا بد اما نه به اندازه ای که عایق نامگذاری شوند مانند شیشه) هدایت می کنند به همین دلیل به آنها نیمه هادی می گویند.
۲- عمل جادویی که ترانزیستور می تواند انجام دهد اینست که می تواند مقدار هادی بودن خود را تغییر دهد . هنگامی که لازم است یک هادی باشد می تواند هدایت خوبی دشته باشد و هنگامی که لازم است تا به عنوان عایق عمل کند جریان بسیار کمی را از خود عبور می دهد که می توان آن را ناچیز شمرد.

ناحیه کاری ترانزیستور

۱- ناحیه قطع
۲- ناحیه فعال (کاری یا خطی)
۳- ناحیه اشباع

ناحیه قطع: حالتی است که ترانزیستور در آن ناحیه فعالیت خاصی انجام نمی‌دهد.

ناحیه فعال: اگر ولتاژ B را افزایش دهیم ترانزیستور از حالت قطع بیرون امده و به ناحیه فعال وارد می‌شود در حالت فعال ترانزیستور مثل یک عنصر تقریباً خطی عمل می‌کند.
حالت اشباع: اگر ولتاژ B را همچنان افزایش دهیم به ناحیه‌ای می‌رسیم که با افزایش جریان ورودی در B دیگر شاهد افزایش جریان بین C و E نخواهیم بود به این حالت می‌گویند حالت اشباع و اگر جریان ورودی به B زیاد تر شود امکان سوختن ترانزیستور وجود دارد.

ترانزیستور چگونه کار می‌کند؟

طرز کار ترانزیستور به این صورت است، چنانچه پیوند BE را بi صورت مستقیم بایاس (Bias به معنی اعمال ولتاژ و تحریک است) کنیم به طوری که این پیوند PN روشن شود (برای این کار کافی است که به این پیوند حدود ۰.۶تا ۰.۷ولت با توجه به نوع ترانزیستور ولتاژ اعمال شود)، در آنصورت از مدار بسته شده میان E و C می توان جریان بسیار بالایی کشید. اگر به شکل دوم دقت کنید بوضوح خواهید فهمید که این عمل چگونه امکان پذیر است.

 

در حالت عادی میان E و C هیچ مدار بازی وجود ندارد اما به محض آنکه شما پیوند BE را با پلاریته موافق بایاس کنید، با توجه به آنچه قبلا راجع به یک پیوند PN توضیح دادیم، این پیوند تقریبا بصورت اتصال کوتاه عمل می کند و شما عملا خواهید توانست از پایه های E و C جریان قابل ملاحظه ای بکشید. (در واقع در اینحالت می توان فرض کرد که در شکل دوم عملا لایه PN مربوط به BE از بین می رود و بین EC یک اتصال کوتاه رخ می دهد.)

 

بنابراین مشاهده می کنید که با برقراری یک جریان کوچک Ib شما می توانید یک جریان بزرگ Ic را داشته باشید. این مدار اساس سوئیچ های الکترونیک در مدارهای الکترونیکی است. بعنوان مثال شما می توانید در مدار کلکتور یک رله قرار دهید که با جریان مثلا چند آمپری کار می کند و در عوض با اعمال یک جریان بسیار ضعیف در حد میلی آمپر (حتی کمتر) در مدار بیس که ممکن است از طریق یک مدار دیجیتال تهیه شود، به رله فرمان روشن یا خاموش شدن بدهید.

 

 

انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم

انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم
کاربرد ترانزیستور

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

۱- ترانزیستور دوقطبی پیوندی (BJT )
۲- ترانزیستور پیوند اثر میدانی (JFET)
۳- ترانزیستور اثر میدانی (FET)
۴- ترانزیستور اثر میدانی (MOSFET)

 

 

 

ساختمان ترانزیستور اتصال دوقطبی

ترانزیستورهای اتصال دوقطبی BJT از اتصال سه لایه بلور نیمه‌هادی تشکیل می‌شوند. لایهٔ وسطی بیس یا پایه (به انگلیسی: Base)، و دو لایهٔ جانبی، یکی امیتر (به انگلیسی: Emitter) و دیگری کلکتور (به انگلیسی: Collector) نام دارد. نوع بلور بیس، با نوع بلورهای امیتر و کلکتور متفاوت است. معمولاً میزان ناخالصی در امیتر بیشتر از دو لایهٔ دیگر و همچنین عرض لایه بیس کمتر و عرض لایهٔ کلکتور بیشتر از لایه‌های دیگر است.

در یک ترانزیستور دو قطبی، لایهٔ امیتر یا گسیلنده بیشترین مقدار ناخالصی را دارد؛ که الکترون‌ها از امیتر به‌سوی لایهٔ کلکتور که ناخالصی کمتری دارد، گسیل داده می‌شوند.

اهمیت

ترانزیستور به عنوان یکی از بزرگترین اختراعات در تاریخ نوین مطرح شده‌است و در رتبه‌بندی از لحاظ اهمیت، در کنار ماشین چاپ، خودرو و ارتباطات الکترونیکی و الکتریکی قرار دارد. ترانزیستور عنصر فعال بنیادی در الکترونیک مدرن است. اهمیت ترانزیستور در جامعهٔ امروز متکی به قابلیت تولید انبوه آن است که از یک فرایند ساخت کاملاً اتوماتیک که قیمت تمام شده هر ترانزیستور در آن بسیار ناچیز است، استفاده می‌کند. اگرچه ترانزیستورها هنوز به صورت جداگانه نیز استفاده می‌شوند ولی بیشتر در مدارهای مجتمع (اغلب به صورت مختصر IC و همچنین میکرو چیپ یا به صورت ساده چیپ ساخته و نامیده می‌شوند) همراه با دیودها، مقاومت‌ها، خازن‌ها و دیگر قطعات الکترونیکی برای ساخت یک مدار کامل الکترونیک به کار می‌روند. مثلاً یک گیت منطقی حدود بیست ترانزیستور دارد یا یک ریزپردازنده پیشرفته سال ۲۰۰۶ از بیش از ۷٫۱ میلیون ترانزیستور ماسفت ساخته شده‌است.

قیمت کم، انعطاف‌پذیری و اطمینان، از ترانزیستور یک قطعهٔ همه‌کاره ساخته‌است. مدارهای ترانزیستوری به خوبی جایگزین دستگاه‌های کنترل ادوات و ماشین‌ها شده‌اند. استفاده از یک میکروکنترلر استاندارد و نوشتن یک برنامه رایانه‌ای که عمل کنترل را انجام می‌دهد اغلب ارزان‌تر و مؤثرتر از طراحی مکانیکی معادل آن است.

به سبب قیمت کم ترانزیستورها، گرایش برای دیجیتال کردن انواع اطلاعات نیز بیشتر شده‌است زیرا رایانه‌های دیجیتالی توانایی خوبی در جستجوی سریع، دسته‌بندی و پردازش اطلاعات دیجیتال دارند. در نتیجه امروزه داده‌های رسانه‌ای بیشتری به دیجیتال تبدیل می‌شوند و پس از پردازش رایانه به صورت آنالوگ در اختیار کاربر قرار می‌گیرند. تلویزیون، رادیو و روزنامه‌ها از جمله چیزهایی هستند که بیشتر تحت تأثیر این انقلاب دیجیتالی قرار داشته‌اند.

مزایای ترانزیستورها بر لامپ‌های خلاء

قبل از گسترش ترانزیستورها، لامپ‌های خلاء قطعات فعال اصلی تجهیزات الکترونیک بودند. مزایای اصلی که به ترانزیستورها اجازه دادند در بیشتر کاربردها جایگزین لامپ‌های خلاء شوند در زیر آمده‌است:

  • اندازه به مراتب کوچک‌تر
  • تولید کاملاً اتوماتیک
  • هزینه کمتر (در تولید انبوه)
  • ولتاژ کاری پایین‌تر (اما لامپ‌های خلاء در ولتاژهای بالاتر می‌توانند کار کنند)
  • بدون نیاز به تغذیه مجزا برای گرم کردن فیلمان ( در لامپ های خلا از فیلمان استفاده میشود تا کاتد را گرم کند) ودر نتیجه پایین آمدن مصرف برق.
  • نیاز نداشتن به گرم شدن اولیه (بیشتر لامپ‌های خلاء به ۱۰ تا ۶۰ ثانیه زمان برای عملکرد صحیح نیاز دارند)
  • تلفات توان کمتر (توان گرمایی، ولتاژ اشباع خیلی پایین)
  • قابلیت اطمینان بالاتر و سختی فیزیکی بیشتر (اگرچه لامپ‌های خلاء از نظر الکتریکی مقاوم ترند. همچنین لامپ خلاء در برابر پالس‌های الکترومغناطیسی هسته‌ای (NEMP) و تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) مقاوم ترند)
  • عمر خیلی بیشتر (قطب منفی لامپ خلاء سرانجام از بین می‌رود و نیز خلاء آن می‌تواند از بین برود)
  • فراهم آوردن دستگاه‌های مکمل (امکان ساختن مدارات مکمل متقارن: لامپ خلاء قطبی معادل نوع مثبت BJTها و نوع مثبت FETها در دسترس نیست)
  • قابلیت کنترل جریان‌های زیاد (ترانزیستورهای قدرت برای کنترل صدها آمپر یا بیشتر در دسترسند، لامپ‌های خلاء برای کنترل حتی یک آمپر بسیار بزرگ و هزینه برند)
  • خطر نداشتن پرتو های منتشر شونده خطرناک در ولتاژ های بالا.
  • میکروفونیک بسیار کمتر (لرزش می‌تواند بر خصوصیات لامپ خلاء تأثیر بگذارد).

 

 

 

منبع : گوگل

 

 

جهت : انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم لطفا روی لینک زیر کلیک کنید

محصول مفیدی برای شما بود ؟ پس به اشتراک بگذارید برای دوستانتان
درباره این محصول نظر دهید !
  • توضیحات محصول را به خوبی بخوانید و در صورت نیاز به راهنمایی از بخش کاربری و سیستم تیکت استفاده نمایید .
  • تنها راه پشتیبانی محصولات سیستم تیکت می باشد .
  • برای دریافت آخرین نسخه محصولات و دسترسی همیشگی به محصولات خریداری شده حتما در سایت عضو شوید .
  • پرداخت از طریق درگاه بانکی انجام میشود در غیر این صورت با ما تماس بگیرید
  • در صورت نیاز به سفارشی سازی و تغییرات در این محصول ، لطفا از بخش پشتیبانی با ما در ارتباط باشید
قالب فروش فایل

محصولات مرتبط