تعد الأجهزة الإلكترونية عالمًا كبيرًا لا حدود له حيث طورت واستخدمت العديد من التقنيات لخدمة الناس.
الترانزستور هو أحد هذه الأجهزة التي تستخدم على نطاق واسع وشعبية.
وما سنتعلمه في مقال اليوم هو استخدام الترانزستور كمفتاح.
تعريف الترانزستور
- يعتبر الترانزستور من أهم اختراعات العصر الحديث في مجال الإلكترونيات.
- يُعرَّف الترانزستور بأنه قطعة إلكترونية صغيرة مصنوعة من مادة شبه موصلة.
- يحتوي الترانزستور على ثلاثة أرجل وتكون مادة أشباه الموصلات في نهاياتها وهي متشابهة.
- وفي الوقت نفسه، هم مختلفون في الوسط.
- يستبدل الترانزستور الأنابيب المفرغة الكبيرة، والتي ينقسم منها ثنائي القطب إلى نوعين رئيسيين:
- الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا هي PNP و NPN.
- اخترع العلماء جون باردين ووالتر براتين وويليام شوكلي الترانزستور خلال الحرب العالمية الثانية.
- على وجه الخصوص، في عام 1947، حصل هؤلاء العلماء على جائزة نوبل في الفيزياء لعملهم وأبحاثهم في مجال الترانزستورات.
- فاز جون باردين بجائزة نوبل مرة أخرى في عام 1972 لأبحاثه في مجال المواد فائقة التوصيل.
لقد اخترنا لك. ما لا تعرفه عن الترانزستور
باستخدام الترانزستور كمفتاح
يلجأ العديد من الأشخاص إلى استخدام الترانزستور كمفتاح لتشغيل الشبكة وإيقافها.
يمكن تمثيل ذلك بأخذ دائرة كهربائية بسيطة تتكون من:
- مصدر جهد ومتصل بمقاوم.
- المقاوم متصل بالمفتاح أو الأرض.
- عندما يكون المفتاح مفتوحًا، يكون الجهد عبر المقاوم مساويًا لجهد المصدر ولا يتم تطبيق أي تيار.
- إذا كان مغلقًا، يكون الجهد عبر طرفي المقاوم المتصل بالمفتاح صفرًا.
- حيث يتم تكوين فرق جهد حول طرفي المقاوم وينتقل التيار الكهربائي ويتدفق.
عندما يتم وضع الترانزستور في موضع التبديل في الدائرة، تكون آلية التشغيل فيه على النحو التالي.
- عندما يكون تيار القاعدة (ib) صفرًا، يتصرف الترانزستور كمقاومة عالية ويمنع تدفق التيار الكهربائي.
- وفي هذه الحالة يبدو وكأنه مفتاح مفتوح.
- والعكس صحيح عندما يكون التيار الأساسي هو الحد الأقصى.
- يعمل على إنشاء فرق جهد مختلف بين الطرفين وتوصيل التيار الكهربائي.
- في هذه الحالة، يشبه المفتاح المغلق.
ما هي محطات الترانزستور؟
يحتوي كل ترانزستور على ثلاث محطات رئيسية وهي القاعدة والمجمع والباعث ولكل منها وظيفتها الخاصة وهي على النحو التالي.
- الباعث هو الطرف الجانبي حيث تكون الشحنات الكهربائية عالية التركيز ويتم تمييزه بالرمز (E).
- من خلال هذا التجميع، يولد الإلكترونات وبالتالي يولد تيارًا كهربائيًا.
- يُرمز للمجمع بالرمز (C) وهو طرف جانبي آخر على عكس الباعث، لكن تركيز الشحنة أقل فيه.
- يجمع التيار من الباعث.
- قاعدة: إنه الطرف الأوسط بين المجمع والباعث ويتحكم في اتجاه وكمية التيار الكهربائي ويرمز إليه بالرمز (B).
عوامل لاستخدام الترانزستور كمفتاح
هناك العديد من الحالات التي يلجأ فيها المرء إلى استخدام الترانزستور كمفتاح وهي:
- حالة الانفصال. يقسم الترانزستور التيار الكهربائي من خلال المجمع والباعث.
- نحن نشبهه بمفتاح عمومي في هذه الحالة.
- الحالة الحالية: حيث يتم تطبيق التيار على القاعدة أثناء المرور عبر الترانزستور وتغلق الدائرة ويتم تشغيل التيار الكهربائي.
لذلك، عند اختيار ترانزستور ليكون بمثابة مفتاح تبديل للحالتين السابقتين، هناك بعض العوامل التي يجب مراعاتها وهي:
- قبل الاستخدام، من الضروري معرفة الحد الأقصى للجهد والتيار الذي يمكن أن يحمله الترانزستور.
- ما هو ترانزستور NOH، هل هو NPN أم PNP؟
- تعرف على محطات الترانزستور.
- اقرأ ورقة بيانات الترانزستور للتعرف عليها.
- قيمة بيتا والمقاومة الأساسية للترانزستور.
اقرأ أيضًا: كيفية اختبار الترانزستور بالصور
ما هي أنواع الترانزستور؟
هناك العديد من أنواع الترانزستورات، وكل نوع مختلف قليلاً، لكن لكل نوع تطبيقه الخاص.
يمكننا تقديمها على النحو التالي.
- عند استخدامها كأشباه موصلات، فإن الأنواع الأكثر شيوعًا هي:
- السيليكون والزرنيخ وكربيد السيليكون والغاليوم والجرمانيوم.
- والنوع حسب هيكله الداخلي كما يلي:
- محول بوابة معزول IGBT، تأثير المجال MOSFET، ثنائي القطب BJT.
- اكتب حسب القطبية كما يلي.
- NPN هو نوع سلبي، PNP هو نوع إيجابي.
- اكتب حسب القدرة التشغيلية، صغير، متوسط ، كبير.
- يعتمد النوع على التردد، سواء كانت موجات راديو أو موجات ميكرومترية.
- اعتمادًا على التطبيق الذي يتم استخدامه فيه، هل يتم استخدامه كمفتاح أو متعدد الوظائف أو زوج متماثل أو تكبير عالي.
- أدخل عن طريق التغليف المادي، سواء كان معدنًا مثقوبًا أو بلاستيكًا أو حاملًا سطحيًا أو شبكة كروية متسلسلة.
مزايا استخدام الترانزستورات على الصمامات الإلكترونية
يفضل الكثير من الناس العمل على الترانزستورات بدلاً من الصمامات الإلكترونية للأسباب التالية:
- عند العمل معها، لا تستهلك الطاقة الكهربائية.
- الترانزستور خفيف الوزن والحجم، مما يجعله سهل الاستخدام في أكثر الأجهزة الإلكترونية حساسية.
- يعمل الترانزستور بجهد أقل من المصهر.
- لا يتطلب الترانزستور التسخين المسبق قبل الاستخدام.
- كفاءة تشغيل الترانزستور أعلى بكثير من كفاءة المصهر.
- لها عمر أطول يصل إلى سنوات عديدة.
- في بعض معدات التصوير، لديها حساسية عالية للضوء.
أهمية الترانزستور
تأتي أهمية الترانزستور في عالم صناعة الإلكترونيات من عدة أمور منها:
- إنه القاسم المشترك لجميع الأجهزة الإلكترونية الحالية.
- لأنه لا يوجد جهاز إلكتروني بدون ترانزستور.
- لديها قدرة ممتازة على إنتاج والحفاظ على مستوى أدائها في هذه الأجهزة.
- تكلفة إنتاجه منخفضة مقارنة بالبدائل الأخرى المستخدمة سابقًا.
- يتم استخدامه في العديد من دوائر التحكم الإلكترونية والميكانيكية.
- لقد منحها تصميمها البسيط والسهل وصغر حجمها إمكانيات كبيرة ومزايا سابقة.
أهمية ومزايا الأجهزة الإلكترونية
هناك العديد من المزايا والأهمية الكبيرة للأجهزة الإلكترونية التي جلبت العديد والعديد من الفوائد للناس منها:
- أصبحت الأجهزة الإلكترونية أداة فعالة في العديد من المجالات، بما في ذلك مكافحة الجريمة وآثار كثيرة.
- تم استخدام العديد من الأجهزة الإلكترونية في مجالات التنصت والتصوير عن بعد وتتبع العديد من المركبات.
- تعتبر الأجهزة الإلكترونية أداة عظيمة أفادت البشرية في حمايتها من الكوارث الطبيعية والاستشعار عن بعد.
- تم استخدام الأجهزة الإلكترونية في مجالات الحريق وأجهزة الإنذار المختلفة.
- كما تم استخدام الأجهزة الإلكترونية في العديد من المجالات المختلفة، مما ساعد على تطوير الصناعة.
- وضبط العيوب الخفية ومعرفة مدى نجاحها من عدمه.
- تم استخدام الأجهزة الإلكترونية في العديد من المجالات الطبية والكشف عن العديد من الأمراض.
- معرفة التشخيصات المختلفة للأمراض واستخدامها في الجراحة المجهرية.
- استخدمت العديد من المؤسسات الأجهزة الإلكترونية في مجالات الصناعة الدقيقة والطاقة وعلوم الذرة والفضاء.
- تم استخدام الأجهزة الإلكترونية في العديد من الاستكشافات والمسوحات الجيولوجية التي تدرس طبقات الأرض.
تأثير التكنولوجيا على الناس
كان للتكنولوجيا تأثير كبير على البشرية والبشرية من خلال الطرق التالية:
- لقد أفادت التكنولوجيا الإنسان بشكل كبير في العديد من مجالات حياته مثل:
- التربية والطب والفلك والعلوم المختلفة والهندسة والزراعة والبناء.
- كما تضمنت الفوائد والتأثير الكبير للتكنولوجيا على البشرية في مجالات الترفيه والسفر والرحل.
- جعلت التكنولوجيا أيضًا الأمر أسهل ووفرت الكثير من الجهد والوقت في القيام بوظائف مختلفة.
- كما تضمنت التكنولوجيا العديد من المزايا للإنسان لمعرفة جوانب لم تكن واضحة له من قبل وقدمت مجهودًا كبيرًا لاكتشافها.
تحدثنا اليوم عن الاستخدامات العديدة للترانزستور كمفتاح وما هي أهميته ومزايا استخدامه المختلفة.
تم تمييز بعض أنواع الترانزستورات وما فائدة كل نوع.
ما هو تأثير التكنولوجيا على حياة الإنسان وأهمية التكنولوجيا الحديثة للإنسانية؟