انواع ترانزیستورهای مدرن و کاربرد آنها | 20 میشم

انواع ترانزیستورهای مدرن

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 ترانزیستور و کاربرد آنها را شما می توانید از سایت بیست میشم مطالعه کنید و قطعا جامع ترین مطلب را خواهید دید. 

 

 

 

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.

 

انواع ترانزیستورهای مدرن

 

 

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).

 

 

انواع ترانزیستور و کاربرد آنها را شما می توانید از سایت بیست میشم مطالعه کنید و قطعا جامع ترین مطلب را خواهید دید. 

انواع ترانزیستور :

 

انواع ترانزیستور‌ها، ترانزیستور‌ها انواع مختلفی دارند که هر کدام کاربرد‌های متفاوتی دارند. مهم‌ترین دسته‌بندی آن‌ها را در نمودار زیر می‌بینید.
انواع ترانزیستور‌ها
ترانزیستور‌های BJT ترانزیستور‌های اولیه بودند و FET‌ها نسخه‌های جدیدتر هستند. البته هر کدام کاربرد‌های خودشان را در مدارات الکترونیکی دارند و از BJT‌ها هنوز در مدارات خیلی استفاده می‌شود. ابتدا نگاهی به BJT‌ها می‌اندازیم.

ترانزیستور‌های پیوندی دوقطبی BJTیک ترانزیستور پیوندی دو‌قطبی که به اختصار BJT گفته می‌شود را به این دلیل دوقطبی می‌گوییم که از دو پیوند P-N ساخته شده است. در واقع ترانزیستور‌های BJT همان ترانزیستور‌های معمولی هستند که در جلسات پیشین در مورد آن‌ها و روابط و ساختارشان صحبت کردیم. گفتیم که این ترانزیستور‌ها می‌توانند براساس ساختارشان دو نوع داشته باشند؛ نوع NPN و نوع PNP؛ که معمولا نوع NPN را به دلیل ساده‌تر بودن روابط حاکم بر آن، به نوع PNP ترجیح می‌دهند. در تصویر زیر یک ترانزیستور BJT واقعی را مشاهده می‌کنید.

انواع ترانزیستور‌ها
اگر بخواهیم دقیق‌تر شویم، ترانزیستور NPN از قرار گرفتن یک نیمه هادی نوع P. میان دو نیمه هادی نوع N. ساخته می‌شود و ترانزیستور PNP از قرار گرفتن یک نیمه هادی نوع N. میان دو نیمه هادی نوع P.

BJT قطعه‌ای است که توسط جریان کنترل می‌شود.

ترانزیستور‌های معمولی که در جلسات قبلی این مبحث در مورد آن‌ها صحبت کردیم و تمام روابط حاکم بر آن‌ها، ذیل خانواده BJT قرار می‌گیرند؛

ترانزیستور‌های اثر میدانی FETFET، یک قطعه‌ی نیمه‌هادی تک قطبی با سه ترمینال است که توسط ولتاژ کنترل می‌شود (برخلاف BJT که با جریان کنترل می‌شود.) مهم‌ترین مزیت FET‌ها این است که امپدانس ورودی بالایی، در مقیاس مگا اهم، دارند. از دیگر مزایای متعدد آن‌ها می‌توان مصرف پایین توان، اتلاف گرمایی کم و بهره‌وری بالا را نام برد. در تصویر زیر می‌بینید که یک FET از نظر ظاهری به چه شکل است.

انواع ترانزیستور‌ها

گفتیم که FET یک قطعه‌ی تک قطبی است. این سخن بدین معناست که در ساختار آن تنها از یک نوع نیمه‌هادی به عنوان بستر اصلی استفاده می‌شود، یا نیمه هادی نوع N. و یا نیمه‌هادی نوع P.؛ بنابراین هدایت جریان در FET‌ها یا توسط حامل‌های الکترونی اتفاق می‌افتد، یا حامل‌های حفره‌ای و نه هردو به صورت همزمان.FET، یک قطعه‌ی نیمه‌هادی تک قطبی با سه ترمینال است که توسط ولتاژ کنترل می‌شود.

ویژگی‌های FETتک قطبی بودن – ترانزیستور‌های خانواده FET تک قطبی هستند و هدایت جریان در آن‌ها را یا الکترون‌ها به عهده دارند یا حفره‌ها.
امپدانس ورودی بالا – جریان ورودی در یک FET به علت بایاس معکوس آن جاری می‌شود، به همین دلیل امپدانس ورودی آن بالا است.
کنترل‌پذیر توسط ولتاژ – ولتاژ خروجی در FET، توسط ولتاژ ورودی ترمینال گِیت کنترل می‌شود.
کم نویز بودن – در مسیر هدایت جریان در FET ها، هیچ پیوندی وجود ندارد، بنابراین نویز بسیار کمتری نیز نسبت به BJT‌ها ایجاد می‌شود.
تعبیر بهره به عنوان ضریب ترارسانایی (transconductance) – ضریب ترارسانایی را نسبت تغییرات جریان خروجی به تغییرات ولتاژ ورودی تعریف می‌کنیم.مزایای FETاگر بخواهیم FET‌ها را BJT‌ها ترجیح دهیم، لازم است بدانیم که این نسل جدید ترانزیستور‌ها چه مزیت‌های نسبت به نسل اولیه دارند. در جدول زیر برخی از این مزیت‌ها را به طور خلاصه مرور میکنیم.
انواع ترانزیستور‌هاکاربرد‌های FETدر مدار‌ها از FET به منظور کاهش تاثیر بار استفاده می‌شود.
در بسیاری از مدار‌ها هم‌چون تقویت کننده‌های بافر، اسیلاتور‌های تغییر فاز و ولت‌متر از FET‌ها استفاده می‌شود.پایه‌های FETبا اینکه FET نیز یک قطعه با سه پایه یا سه ترمینال است، اما ترمینال های آن با BJT متفاوت است. این سه ترمینال در FET ها، به نام‌های گِیت (Gate)، سورس (Source) و دِرِین (Drain) هستند. ترمینال سورس هم‌ارز با ترمینال امیتر، گیت هم‌ارز با بیس و درین هم‌ارز با کلکتور است.

نماد مداری FET برای هر دو نوع NPN و PNP را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید.
انواع ترانزیستور‌ها
ترمینال سورس

ترمینال سورس در FET‌ها ترمینالی است که حامل‌های جریان از طریق آن وارد کانال می‌شوند.
این ترمینال هم‌تراز با ترمینال امیتر در BJT هاست.
معمولا آن را با نماد S. مشخص می‌کنند.
جریانی که از طریق سورس وارد کانال می‌شود را IS می‌نامیم.

 

انواع ترانزیستورهای مدرن

 

ترمینال گیت

این ترمینال با کنترل جریان کانال نقشی کلیدی در عملکرد ترانزیستور‌های FET بازی می‌کند.از طریق اعمال یک ولتاژ خارجی به گیت، می‌توانیم جریان ترانزیستور را از طریق آن کنترل کنیم.گیت در واقع ترکیبی از دو ترمینال شدیدا دوپ شده است که از درون به هم متصل شده‌اند.
میزان رسانایی کانال توسط ترمینال گیت تنظیم می‌شود.
این ترمینال هم‌تراز با ترمینال بیس در BJT هاست.
معمولا آن را با نماد G. مشخص می‌کنند.
جریانی که از طریق گیت وارد کانال می‌شود را IG می‌نامیم.

ترمینال درین

ترمینال درین در FET‌ها ترمینالی است که حامل‌های جریان از طریق آن از کانال خارج می‌شوند.
این ترمینال هم‌تراز با ترمینال کلکتور در BJT هاست.
اختلاف ولتاژ بین دو ترمینال درین و سورس را با VDS نشان می‌دهند.
معمولا آن را با نماد D. مشخص می‌کنند.
جریانی که از طریق درین کانال را ترک می‌کند، ID گفته می‌شود.

انواع FET‌ها

FET‌ها خود دو به دو خانواده تقسیم می‌شوند؛ خانواده ماسفت‌ها و خانواده جِی‌فت ها. این تقسیم بندی را در نمودار زیر می‌توانید ببنید.

انواع ترانزیستور و کاربرد آنها را شما می توانید از سایت بیست میشم مطالعه کنید و قطعا جامع ترین مطلب را خواهید دید. 

 

  • اعمال ولتاژ با پلاریته موافق باعث عبور جریان از یک پیوند PN می شود و چنانچه پلاریته ولتاژتغییر کند جریانی از مدار عبور نخواهد کرد.
    اگر ساده بخواهیم به موضوع نگاه کنیم عملکرد یک ترانزیستور را می توان تقویت جریان دانست. مدار منطقی کوچکی را در نظر بگیرید که تحت شرایط خاص در خروجی خود جریان بسیار کمی را ایجاد می کند. شما بوسیله یک ترانزیستور می توانید این جریان را تقویت کنید و سپس از این جریان قوی برای قطع و وصل کردن یک رله برقی استفاده کنید.
    موارد بسیاری هم وجود دارد که شما از یک ترانزیستور برای تقویت ولتاژ استفاده می کنید. بدیهی است که این خصیصه مستقیما” از خصیصه تقویت جریان این وسیله به ارث می رسد کافی است که جریان وردی و خروجی تقویت شده را روی یک مقاومت بیندازیم تا ولتاژ کم ورودی به ولتاژ تقویت شده خروجی تبدیل شود.
    جریان ورودی ای که که یک ترانزیستور می تواند آنرا تقویت کند باید حداقل داشته باشد. چنانچه این جریان کمتر از حداقل نامبرده باشد ترانزیستور در خروجی خود هیچ جریانی را نشان نمی دهد. اما به محض آنکه شما جریان ورودی یک ترانزیستور را به بیش از حداقل مذکور ببرید در خروجی جریان تقویت شده خواهید دید. از این خاصیت ترانزیستور معمولا” برای ساخت سوییچ های الکترونیکی استفاده می شود.

    از لحاظ ساختاری می توان یک ترانزیستور را با دو دیود مدل کرد.
    اولین ترانزیستورها اشاره کردیم ترانزستورهای اولیه از دو پیوند نیمه هادی تشکیل شده اند و بر حسب آنکه چگونه این پیوند ها به یکدیگر متصل شده باشند می توان آنها را به دو نوع اصلی PNP یا NPN تقسیم کرد. برای درک نحوه عملکرد یک ترانزیستور ابتدا باید بدانیم که یک پیوند (Junction) نیمه هادی چگونه کار می کند.
    در شکل اول شما یک پیوند نیمه هادی از نوع PN را مشاهده می کنید. که از اتصال دادن دو قطعه نیمه هادی P و N به یکدیگر درست شده است. نیمه هادی های نوع N دارای الکترونهای آزاد و نیمه هادی نوع P دارای تعداد زیادی حفره (Hole) آزاد می باشند. بطور ساده می توان منظور از حفره آزاد را فضایی دانست که در آن کمبود الکترون وجود دارد.
    اگر به این تکه نیمه هادی از خارج ولتاژی بصورت آنچه در شکل نمایش داده می شود اعمال کنیم در مدار جریانی برقرار می شود و چنانچه جهت ولتاژ اعمال شده را تغییر دهیم جریانی از مدار عبور نخواهد کردچرا؟

    این پیوند نیمه هادی عملکرد ساده یک دیود را مدل می کند. همانطور که می دانید یکی از کاربردهای دیود یکسوسازی جریان های متناوب می باشد. از آنجایی که در محل اتصال نیمه هادی نوع N به P معمولآ یک خازن تشکیل می شود پاسخ فرکانسی یک پیوند PN کاملآ به کیفیت ساخت و اندازه خازن پیوند بستگی دارد. به همین دلیل اولین دیودهای ساخته شده توانایی کار در فرکانسهای رادیویی – مثلآ برای آشکار سازی – را نداشتند. معمولآ برای کاهش این خازن ناخاسته، سطح پیوند را کاهش داده و آنرا به حد یک نقطه می رسانند

    همانطور که می دانید دیود ها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بالایی نشان می دهند. این خاصیت آنها باعث شده بود تا در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی، به آن دریچه یا Valve هم اطلاق شود.
    از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و – به کاتد) آنرا آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث میشود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می شود که چیزی حدود 0.6 تا 0.7 ولت می باشد. به شکل اول توجه کنید که چگونه برای ولتاژهای مثبت – منظور جهت درست می باشد – تا قبل از 0.7 ولت دیود از خود مقاومت نشان می دهد و سپس به یکباره مقاومت خود را از دست می دهد و جریان را از خود عبور می دهد.

    نماد فنی و دو نمونه از انواع دیوید اما هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می کنید (+ به کاتد و – به آند) جریانی از دیود عبور نمی کند، مگر جریان بسیار کمی که به جریان نشتی یا Leakage معرف است که در حدود چند µA یا حتی کمتر می باشد. این مقدار جریان معمولآ در اغلب مدار های الکترونیکی قابل صرفنظر کردن بوده و تاثیر در رفتار سایر المانهای مدار نمیگذارد. اما نکته مهم آنکه تمام دیود ها یک آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژمعکوس بیش از آن شود دیوید می سوزد و جریان را در جهت معکوس هم عبور می دهد. به این ولتاژ آستانه شکست یا Breakdown گفته می شود.

    در دسته بندی اصلی، دیودها را به سه قسمت اصلی تقسیم می کنند، دیودهای سیگنال (Signal) که برای آشکار سازی در رادیو بکار می روند و جریانی در حد میلی آمپر از خود عبور می دهند، دیودهای یکسوکننده (Rectifiers) که برای یکسوسازی جریانهای متناوب بکاربرده می شوند و توانایی عبور جریانهای زیاد را دارند و بالآخره دیود های زنر (Zener) که برای تثبیت ولتاژ از آنها استفاده می شود.

    انواع ترانزیستور و کاربرد آنها را شما می توانید از سایت بیست میشم مطالعه کنید و قطعا جامع ترین مطلب را خواهید دید. 

    دیودهای سیگنال

    این نوع از انواع دیودها برای پردازش سیگنالهای ضعیف – معمولا” رادیویی – و کم جریان تا حداکثر حدود 100mA کاربرد دارند. معروفترین و پر استفاده ترین آنها که ممکن است با آن آشنا باشید دیود 1N4148 است که از سیلیکون ساخته شده است و ولتاژ شکست مستقیم آن 0.7 ولت است.

    استفاده از دیود سیگنار در مدار رله برای جلوگیری از ایجاد ولتاژ های ناخواسته زیاد اما برخی از دیود های سیگنال از ژرمانیم هم ساخته می شوند، مانند OA90 که ولتاژ شکست مستقیم پایینتری دارد، حدود 0.2 ولت. به همین دلیل از این نوع دیود بیشتر برای آشکار سازی امواج مدوله شده رادیویی استفاده می شود.

    بصورت یک قانون کلی هنگامی که ولتاژ شکست مستقیم دیوید خیلی مهم نباشد، از دیودهای سیلیکون استفاده می شود. دلیل آن مقاومت بهتر آنها در مقابل حرارت محیط یا حرارت هنگام لحیم کاری و نیز مقاومت الکتریکی کمتر در ولتاژ مستقیم است. همچنین دیود های سیلیکونی سیگنال معمولا” در ولتاژ معکوس جریان نشتی بسیار کمتری نسبت به نوع ژرمانیم دارند.

    از کاربرد دیگری که برای دیودهای سیگنال وجود دارد می توان به استفاده از آنها برای حفاظت مدار هنگامی که رله در یک مدار الکترونیکی قرار دارد نام برد. هنگامی که رله خاموش می شود تغییر جریان در سیم پیچ آن میتواند در دوسر آن ولتاژ بسیار زیادی القا کند که قرار دادن یک دیود در جهت مناسب میتواند این ولتاژ را خنثی کند. به شکل اول توجه کنید.

منبع : گوگل

انواع ترانزیستورهای مدرن

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 .
  • پشتیبانی محصولات سیستم تیکت و تماس از طریق واتس آپ 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
قالب فروش فایل

محصولات مرتبط