إبداعات الترانزيستور

[ابراهيم جاد]

   

رد: إبداعات الترانزيستور لإبراهيم جاد

الجزء الثاني:​

 الزوج دارلينجتون Darlington Pair:​

الزوج دارلينجتون عبارة عن زوج من الترانزيستورات متصلين معا بطريقة (انظر الشكل التالي) تجعل التيار الذي يكبره الترانزيستور الأول، يُكبر اكثر بالترانزيستور الثاني.​

وبالتالي فان معامل التكبير الكلي للتيار يساوي حاصل ضرب معامل تكبير التيار للترانزيستور الأول × معامل تكبير التيار للترانزيستور الثاني، أي: بيتا1 × بيتا2​

مثال: أنت بنيت الزوج دارلينجتون بواسطة ترانزيستورين، الأول بيتا له = 200 والثاني 300، تكون بيتا الكلية للزوج دارلينجتون = 200×300=60000
ستون ألف مرة يكبر التيار
نظريا، إذا كان تيار القاعدة 100 ميكرو، فان تيار المجمع = 100 ميكرو × 60000 = 6000000 ميكرو أي 6 مليون ميكرو أي 6 أمبير (أنا أقول نظريا، هذا الكلام يحتاج إلى شروط معينة وسقته فقط لتوضيح الفكرة).
ملاحظة: يُرمز لمعامل تكبير التيار في الترانزيستور بالرمز اللاتيني بيتا أو احياناً Hfe.
هذه خاصية هامة من خصائص الزوج دارلينجتون تبين أن معامل تكبير التيار له كبير جدا يُقدر بعشرات الالف من المرات، ومن هنا نرى انه لتشغيل الزوج دارلينجتون (أي جعله في حالة ON) يلزمنا تيار للقاعدة ضعيف جدا جدا جدا، وليس كما هو الحال مع الترانزيستور المنفرد.
في الشكل أعلاه، لاحظ الأحرف باللون الأخضر B, C, E وهي أطراف الزوج دارلينقتون، مما يعني أنني أرى في النهاية أن الزوج دارلينجتون عبارة عن ترانزيستور عادي بفرق بسيط انه ذو معامل تكبير تيار عالي جدا مقارنة مع الترانزيستور العادي.
الشكل الخارجي للزوج دارلينجتون لا يختلف على الإطلاق عن شكل الترانزيستور العادي ولن تميز بينهما إلا من خلال الـ Datasheets، حتى أن كثير من المصانع اليوم أصبحت تُصنع دارات متكاملة (IC) تحتوي الواحدة منها على مثلا 7 حبات من الزوج دارلينجتون، كذلك هناك دارات متكاملة تحتوي الواحدة منها على 7 حبات ترانزيستور.​

 

 

[ابراهيم جاد]

   

رد: إبداعات الترانزيستور لإبراهيم جاد

الجزء الثالث
هناك ثلاث مناطق عمل للراتزيستور​

1 - منطقة القطع Cut OFF وفيها يكون الترانزيستور متوقفاً تماماً عن العمل وتيار المجمع = صفر،
2 - منطقة التشغيل active region وفيها يعمل الترانزيستور كمكبر حيث يكون تيار المجمع هو صورة مكبرة لتيار القاعدة،
3 - منطقة التشبع Saturation وفيها يكون الترانزيستور عاملاً بكامل قدرته أي Fully ON ويكون تيار المجمع اكبر ما يمكن وهنا لا يكون (أي تيار المجمع) معتمداً على تيار القاعدة.
​

استخدام الترانزيستور كمفتاح كهربي
Using a transistor as a switch:​

عندما يستخدم الترانزيستور كمفتاح كهربي فانه يعمل إما في منطقة القطع أو في منطقة التشبع، أي باختصار يكون إما شغال أو مطفي مثل المفتاح. عندما يكون الترانزيستور شغال (منطقة التشبع) يكون الجهد VCE تقريبا صفر وهنا نقول أن الترانزيستور متشبع أي لا يمكنه تمرير المزيد من تيار المجمع. الجهاز الذي نتحكم في تشغيله عن طريق هذا الترانزيستور يسمى الحمل (LOAD) (انظر الشكل التالي). ​

​

الملاحظة الهامة جدا هنا ​

هي أن القدرة التي على الترانزيستور أن يبددها تكون صغيرة جدا، أتعرف لماذا؟ لان الجهد VCE يكون صغير جدا (تقريبا صفر) وكما نعلم أن القدرة التي يبددها الترانزيستور = تيار المجمع IC × الجهد VCE .
انتبه: عندما يكون أي ترانزيستور في حالة تشبع فان الجهد VCE يكون تقريبا صفر، ويكون تيار المجمع اكبر ما يمكن.​

مثال توضيحي:
أنت تستخدم الترانزيستور 2N3904، في الداتاشيت الخاصة بهذا الترانزيستور وجدنا أن Po = 625 mW أي أن القدرة التي يستطيع هذا الترانزيستور تبديدها (على شكل حرارة) تساوي 625 ميللي وات. الآن إذا افترضنا أن الجهد VCE = 0.4 V عند التشبع، فان هذا الترانزيستور يستطيع تمرير تيار مجمع = 1,5 أمبير تقريباً (ناتج قسمة القدرة على الجهد VCE مع مراعاة الوحدات). لكن السؤال الآن: هل يستطيع هذا الترانزيستور تمرير هذا القدر من التيار علماً بأن الداتا شيت الخاصة به تقول أن أعلى Ic يستطيع هذا الترانزيستور تحمله هو 200 ميللي أمبير؟ الإجابة قطعاً لا. لو تم تمرير تيار 1,5 أمبير في هذا الترانزيستور سيتفحم.​

النقطة التي احب أن أؤكد عليها هنا هي​

انك إذا اخترت ترانزيستور ما ليعمل في دائرتك كمفتاح فانه يتوجب عليك الحصول على الداتاشيت الخاصة به والحصول على القيم القصوى الثلاث وهي القدرة القصوى وتيار المجمع الأقصى والجهد VCE الأقصى، بعد ذلك عليك أن لا تتجاوز أيٍ من هذه القيم وإلا خسرت الترانزيستور.​

عندما يعمل الترانزيستور كمفتاح يجب أن يكون ملمسه باردا لان القدرة المتبددة فيه على شكل حرارة تكون صغيرة جدا، إذا شعرت بسخونة الترانزيستور عليك إيقاف الدائرة فوراً ومراجعتها لان الترانزيستور:
عندما يكون شغال (تشبع) يكون VCE تقريباً صفر وبالتالي تكون القدرة = تقريباً صفر.
وعندما يكون مطفي (Cut off) يكون IC = صفر وبالتالي تكون القدرة = صفر.​

ونكمل إن شاء الله ​

 

 

[ابراهيم جاد]

   

رد: إبداعات الترانزيستور لإبراهيم جاد

جزاكم الله خيرا مهندسنا الكبير
مهندس / محمد إسماعيل
على تقييماتك للموضوع

لك منى كل الاحترام والتقدير ​

 

 

[ابراهيم جاد]

   

رد: إبداعات الترانزيستور لإبراهيم جاد

الجزء الرابع​

استخدام ديود الحماية Protection Diode​

عندما يكون الحمل ريلي أو ملف، فانه يجب توصيل ديود على التوازي مع الملف (أو ملف الريلي) انظر الشكل التالي. ​

​

هذا الديود يقوم بحماية الترانزيستور من التلف في اللحظة التي يتم فيها قطع التيار عن الحمل (أي الملف)
لاحظ أن الديود متصل بشكل مقلوب، أي أن سالب الديود متصل بنقطة الملف المتصلة بموجب البطارية وبالتالي فان الديود يكون غير موصل (مطفي) في الوضع الطبيعي عندما تكون الدائرة شغالة.
عندما يتحول الترانزيستور إلى حالة القطع، يحاول الملف الإبقاء على التيار الذي كان ماراً به قبل القطع (هذه هي طبيعة الملفات) مولداً بالحث تيارا معاكساً لانهيار التيار الأصلي في محاولة للإبقاء عليه، هذا التيار يضر الترانزيستور. بوجود الديود متصل بهذه الطريقة، يتم توجيه جريان هذا التيار من خلاله إلى البطارية بعيدا عن الترانزيستور وبذلك نكون قد حميناه من التلف.​

العبارة تياراً معاكساً
لا تعني أن التيار يكون عكسيا للتيار الأصلي بل في اتجاهه لمنعه من الانهيار والمعاكسة في الحقيقة هي للانهيار.​

تجربتي الشخصية:
عندما أقوم ببناء دوائر فيها ريلي يكون هذا الديود موجودا ومتصلاً بنفس الطريقة المبينة بالشكل أعلاه، لكنني الصراحة ومن باب الكسل والإهمال لا أضعه ضمن الدائرة. لا اذكر أن الترانزيستور احترق معي بسبب عدم وجود الديود، لكن هذا لا يعفيني من تهمة الإهمال، يجب وضع الديود من باب الاحتياط.​

ونكمل إن شاء الله ​

 

 

[ابراهيم جاد]

   

رد: إبداعات الترانزيستور لإبراهيم جاد

الجزء الخامس​

الآن نأتي للزبدة​

(وهي السبب الرئيسي لاختياري هذا الموضوع وتسميته إبداعات الترانزيستور )​

نبذة حول الترانزيستور PNP:​

في الوقت الذي يصبح الترانزيستور NPN في حالة ON عندما يكون جهد القاعدة موجباً اكثر more positive من جهد باعثه بمقدار 0,7 فولت على الأقل​

فان الترانزيستور نوع PNP يصبح في حالة ON عندما يكون جهد القاعدة سالباً اكثر more negative من جهد باعثه بمقدار 0,7 فولت على الأقل.
​

اعرف أن العبارة السابقة غامضة بالنسبة للبعض، لذا سأقوم بمزيد من التوضيح.
إذا كان مع عمر 5 جنيه ومع سعيد 8 جنيه فإننا من منظور إلكتروني نستطيع أن نعبر عن ذلك كما يلي:
سعيد اكثر موجب من عمر أو
عمر اكثر سالب من سعيد​

فإذا اتصل الباعث بسالب البطارية مباشرة (أي جهده = صفر) واتصلت القاعدة بأي مصدر جهد موجب فان القاعدة اكثر موجب أو الباعث اكثر سالب.

وإذا اتصل الباعث مباشرة بموجب البطارية واتصلت القاعدة بأي جهد اقل من جهد هذه البطارية فإننا نقول أن الباعث موجب اكثر من القاعدة أو أن القاعدة اكثر سالبية من الباعث.​

الترانزيستور NPN يتم توصيله بحيث يتصل الباعث بسالب البطارية مباشرة (انظر الشكل التالي) أي أن جهد الباعث VE = 0، أما القاعدة فتتصل بمخرج الأي سي​

Chip output التي تتحكم بالترانزيستور، يعني يكون جهد القاعدة موجبا وقيمته
0,7 فولت على الأقل، إذن جهد القاعدة موجباً اكثر more positive من جهد الباعث بمقدار 0,7 فولت على الأقل. ​

الترانزيستور PNP يتم توصيله بحيث يتصل الباعث بموجب البطارية مباشرة (انظر الشكل التالي)، أما القاعدة فتتصل بمخرج الأي سي Chip output التي تتحكم​

بالترانزيستور، يعني يكون جهد القاعدة مهما كان اقل من جهد البطارية المغذية للباعث وبالتالي نقول أن جهد القاعدة سالب اكثر more negative من جهد الباعث.​

الآن لاحظ الشكلين أعلاه، كلاهما ترانزيستور يعمل كمفتاح لكن الأول يستخدم NPN لان المُصمم يريد تشغيل الحمل عندما يكون خرج أي سي التحكم منطق 1 أي موجب،
والثاني يستخدم PNP لانه يريد تشغيل الحمل عندما يكون خرج أي سي التحكم منطق صفر (أي صفر أو سالب).
هذه كل الحكاية.

هذا كلام مهم جدا ويجب ان تستحضره في عقلك عند بناء الدوائر أو التعديل عليها لان العلم بالشيء يساوي الكثير عند الحاجة إليه.​

تم بحمد الله ولنا لقاء فى موضوع آخر إن شاء الله ​