الترانزستور Transistor

الترانزستور Transistor

مم يتكون الترانزستور ؟ 

     الترانزستور في ابسط صوره هو عبارة عن ثلاث بلورات متلاصقة من مادة شبة موصلة كالجرمانيوم والسيليكون وهي من النوع  P ,  N ويتم معالجتها بطريقة معينة بحيث تكون البلورة الوسطى من النوع المخالف للبلورتين الطرفييتين , ومنة يتكون نوعان من الترانزستور ، ما هي انواع الترانزستور ؟ 

هناك نوعين من الترانزستورات تبعا للبلورات الداخلة في تركيبه وهما النوع (P-N-P) , والنوع  (N-P-N), ويسمى الترانزستور احيانا بوصلة الساندويتش .

 من هو مخترع التراتزستور ؟ ومتى أخترع الترانزستور ؟ 

    تم اختراع الترانزستور على يد العالمان الامريكيان براتينيان وباردين في عام 1948 م .

البلورة  الوسطى تسمى  القاعدة Base ويرمز لها بالرمز (B) وإحدى البلورتين الطرفيتين تسمى الباعث Emitter  ويرمز لها بالرمز (E)  وهي بلورة تتحرك منها الإلكترونات الحرة أو الفجوات الموجبة باتجاة القاعدة ,والبلورة الطرفية الثانية التي تجذب الإلكترونات أو الفجوات إليها تسمى المجمع Collector  ويرمز لها بالرمز (C) .

          والبلورات الثلاث ممكن نسميها أقطاب أو أطراف التوصيل في الترانزستور ,وللتمييز بين الأقطاب في الترنزستور . تكون القاعدة أقرب إلى الباعث منها إلى المجمع أو توضع دائرة ملونة عند طرف المجمع - كما يكون سمك بلورة القاعدة صغيرا حدا , ونسبة الشوائب فيها قليلة جدا مقارنة بشوائب الباعث و المجمع , ونسبة شوائب بلورات الباعث أكبر بكثير من نسبة الشوائب في بلورة المجمع .

من الشكل المرسوم  (أ ) يوضح الرمز الاصطلاحي  للنوع النوع (P-N-P) ,ومن نفس الشكل (ب) يوضح الرمز الاصطلاحي  للنوع    (N-P-N) . أما السهم في الرسمين يدل على اتجاة التيار الكهربائي الاصطلاحي وهو يمثل الفجوات الموجبة ويوضع السهم دائما على الباعث ويشير دائما نحو البلورة السالبة ففي الرسم  (أ) اتجاة التيارالاصطلاحي  يكون من الباعث إلى القاعدة وفي الرسم (ب) يكون اتجاة التيار من القاعدة إلى الباعث .

مرور التيار في الترانزستور

      إذا تم توصيل بطارية ومللي أميتر أو جلفانومتر بين البلورة الموجبة (القاعدة ) وإحدى البلورتين السالبتين , ولتكن بلورة الباعث هي السالبة  كما في الشكل  , بحيث يكون التوصيل أمامي , فإن تيارا كهربائيا ضعيف نسبيا يمر  رغم أن التوصيل أمامي ,  ويعود السبب في مرور التيار إلى أن البلورة الموجبة ( القاعدة ) تقع عند الجهد الموجب للباعث  , وبالتالي يتكون عدد كبير من الفجوات في القاعدة  . ممايجعل إلكترونات البلورة السالبة ( الباعث ) تعبر الوصلة لتملء فجوات القاعدة .

       وفي هذة الطريقة القطب الموجب للبطارية يجذب إلية إلكترونات المجمع ويمنعها من الانتقال عبر الوصلة كما أن القطب السالب للبطارية يجذب نحوة الفجوات الموجبة للقاعدة  , وبذلك لايمر سوى تيار كهربائي ضعيف عبر الوصلة وقد لايمر .

كما أن هناك مميزات لكل من المجمع والباعث , فالمجمع يتميز بكبر مساحة سطحة وقلة الشوائب فية بالنسبة للباعث , أما الباعث فيتميز بصغر مساحة سطحة ووفرة الشوائب فية .

 - إذا تم توصيل بطارية ومللي أميتر أو جلفانومتر بين البلورة الموجبة (القاعدة ) والبلورة الأخرى السالبة ( المجمع ) بحيث يكون التوصيل خلفيا  كما في الشكل , فإن تيارا ضعيفا سيمر بسبب التوصيل الخلفي .

     إذا وصلنا  القاعدة بالباعث توصيلا أماميا ووصلنا القاعدة بالمجمع توصيلا خلفيا , مع توصيل مللي أميتر بكل من الباعث والقاعدة والمجمع كما في الشكل .

     نلاحظ من خلال المللي أميتر أن الجزءالأكبر من تيار الباعث يمر في المجمع وما تبقى يمر في القاعدة ..........

والسبب في ذلك هو أن اتصال بطاريى الباعث وبطارية المجمع اتصال توالي  , ممايسبب فرق جهد كبير وبالتالي يكون هناك مجالا كهربائيا شديدا بين الباعث والمجمع وينتج عن ذلك مرور عدد كبير من الإلكترونات من الباعث إلى المجمع ثم إلى الدائرة الخارجية .

ويتحكم تيار الباعث في تيار المجمع , رغم أن الباعث والمجمع مزود ببطارية خاصة بة , ولذا يسمى تيار الباعث بالتيار الحاكم أم تيار المجمع فيسمى بالتيار المحكوم .

وهنا نوضح ذلك بالأتي :

   بفرض أن تيار الباعث ت_E = 20  ملي امبير،فإن  تيار المجمع يكون ت_C=19 مل أمبير وبالتالي  بحسب قانون كيرشوف تيار القاعدة  ت_B = ت_E   -   ت_C  = 20 - 19 =1 ملي امبير.
مثال :  إذا كان تيار القاعدة يساوي 10 مل أمبير وتيار المجمع يساوي  100 مل أمبير فكم يكون مقدار التيار الباعث في هذا الترانزستور ؟

الحل

تيار الباعث = تيار المجمع  + تيار القاعدة .

                  ت_E = ت_C +  ت_B

                       =  100 + 10  = 110 مل أمبير

ويمكن تطبيق نفس السلوك لجميع أنواع الترانزستورات السابقة وبنفس الرموز .