دراسة الترانزستور وطرق استخداماته المختلفة !
وهو عبارة عن بلورتان مختلفتان القطبية احدهما موجبة ويرمز لها بالرمز ( P ) والأخرى سالبة ويرمز لها بالرمز ( n ) وهو يعمل كصمام يسمح بمرور التيار فى حالة التوصيل الأمامى ولا يسمح له بالمرور فى حالة التوصيل العكسى
والبلورات كما سبق الذكر أنها من مادة شبه موصلة مثل الجرمانيوم أو السيليكون ولها نظام وتقنية فى مقدار الشوائب حيث أنهاتصنع من شريحة صغيرة من السيليكون على سبيل المثال ، يتم فيها زرع شوائب ثلاثية أو خماسية التكافؤ .
لن نخوض فى كيفية حركة الإلكترونات وكيف يتم انتقالها لتملأ الفجوات بالبلورة الموجبة ثم يكون هناك عزل حتى يتم توصيل التيار الأمامى ولكن نتكلم مباشرا على نوع الإنحياز
فى حالة التوصيل الأمامى فقط يعمل الدايود على السماح بمرور التيار
وهذه هى قاعدة توصيل الدايود واستطعنا الإستفادة من الدايود على سبيل المثال فى عمل تحديد اتجاه سير التيار وبذلك استطعنا الحصول على تيار مستمر من تيار متغير
والآن نعود للترانزستور الذى وجدناه يشبه الدايود غير أنه يزيد عليه ببلورة ثالثة ومن هنا فيمكننا تشبيهه بأنه عبارة عن دايودان متحدان الوسط كما فى الشكل التالى
والسؤال هل يمكننا استخدام الترانزستور بدلا من عدد 2 دايود ؟
وهل يمكننا استخدام 2 ترانزستور كعدد 4 دايود لعمل قنطرة توحيد التيار ؟
وهل يمكننا توصيل دايودان لنحصل على ترانزستور ؟
مشاركة: دراسة الترانزستور وطرق استخداماته المختلفة !
----------------------------
هتان الرسمتان لتوضيح الفكرة واتجاه البلورات السالبة والموجبة لكن لا يمكن استخدام الدايودات كترانزستور أبدا ولا يمكن أن يحل الترانزستور مكان الدايودات إلا من النواحى النظرية فقط و سيظهر هذا بوضوح فى التجربة التالية عند استخدام الترانزستور كسوتش أى مفتاح توصيل يتحكم التيار فى تشغيله أو إطفائة وسنرى كيف ينتقل التيار من المشع إلى المجمع أما فى حالة الدايود فمستحيل انتقال التيار عبر الدايودان المعكوسان فى الرسمة السابقة والإختلاف يرجع إلى أن الموضوع ليس موضوع ترتيب بلورات فقط إنما هى نسب دقيقة يتم تحديدها بدقة بالغة وبأحجام تختلف عن بعضها فليست بلورة المشع بحجم بلورة المجمع أو بلورة القاعدة وهذا يتسبب فى قياس كل طرفان عن غيرهما من موديل لآخر وبالنسبة للترانزستور الواحد تجد أن المقاومة بين المجمع والقاعدة أقل منها بين القاعدة والمشع والمقاومة بين المشع والمجمع عالية جدا وبمجرد مرور تيار أمامى بسيط للقاعدة تجد المقاومة بين المجمع والمشع صغيرة ،
والآن إلى التجربة التالية والتى توضح أولى استخدامات الترانزستور كمفتاح ولنركز جيدا كيف يعمل وهذه التجربة أساس عمل الترانزستور والدخول إلى لغز هذا العنصر الذى أحدث ثورة فى عالم الإلكترونيات والذى نقل مستواها من حالة الصمامات ومشاكلها إلى حال مختلف مما جعل من البحث فى موضوع أشباه الموصلات اهتماما حتى تم التوصل لعمل المتكاملات بعد ذلك ،
توجد طريقتان لقياس الترانزستور
1- طريقة الأفوميتر : وهى تعتمد على المقاومة
2- طريقة توصيل انحيازات للتعرف على سلامة الترانزستور وتحديد أطرافه
والأسرع هو معرفة طريقة قياس الموحد وهى كالتالى :
نضبط مقياس الأوم ميتر على محيز 10 كيلو أوم ونجرب أن نقيس دايود كما فى الرسم
http://www.ti4it.com/vb/imgcache/2/15647-ti4it.com.gifhttp://www.ti4it.com/vb/imgcache/2/15648-ti4it.com.gif
فى إلحالة الأولى وضعنا الطرف الموجب على القطب الموجب للدايود فنجد أن الأوم ميتر يتحرك ليقرأ قيمة مقاومة هذا الديود أما فى حالة التوصيل العكسى فى الرسمة الثانية لن يتحرك وهكذا يكون الدايود سليم و بما أننا شبهنا الترانزستور بأنه عبارة عن دايودان متصلان عند طرف القاعدة فإننا سنطبق القياس على كل طرفان على حدة من أطراف الترانزستور ونسجل القراءات حتى نحصل على الطرف الذى يقرأ مع الطرفان الباقيان فيكون هذا الطرف هو الطرف المشترك ألا وهو القاعدة وفى هذه الحالة إذا كان طرف القاعدة متصل مع الطرف الموجب لمقياس الأوم ميتر فيكون الترانزستور من نوع N-P-N وإن كان الطرف المشترك متصل بالطرف السالب للأوم ميتر فيكون الترانزستور من النوع P-N-P
وإن كان أى قراءات تدل على تلف أى موحد من مكونات الترانزستور فيكون الترانزستور تالف ،
مشاركة: دراسة الترانزستور وطرق استخداماته المختلفة !
قم بتوصيل الترانزستور كما فى هذا المخطط :
http://www9.0zz0.com/2010/01/20/11/125540996.jpg
هذا هو التوصيل الأمامى للترانزستور ، وها قد قمنا بتحريك المفتاح ليعمل على السماح للتيار السالب المار عبر المفاوم R2 للدخول إلى القاعدة ذات البلورة السالبة وبهذا يكون التوصيل أمامى حيث أن المشع الموجب متصل بالقطب الموجب للباور فيضئ الليد وفى حالة فصل المفتاح سيتم قطع تيار القاعدة فيتوقف الترانزستور تماما عن العمل
والذى قد يبدو غريبا هو أن الليد متصل بالطرف السالب و نحن كل ما علينا توصيل نفس القطب السالب للترانزستور ليعمل على مرور التيار الموجب من المشع إلى المجمع وكأننا نتعامل مع بوابة نعطيها إشارة لتسمح بالوصل أو القطع !!
==============
معلومات جانبية :
المقاومة المتصلة مع الليد للحد من شدة التيار المارة لليد ويمكن حذفها لو أننا سنستخدم مصباح 6 فولت - 9 فولت ، والمقاومة R2 لخفض التيار المار عبر القاعدة للترانزستور ويمكن خفضها لاحقا إلى 1 كيلو أوم لكن ليس فى هذه التجربة ،
==============
هذه من وجهة نظرى أهم تجربة للترانزستور لفهم طريقة عمله وتوصيله ، والآن يمكننا متابعة التجارب
ننتقل لإضافة تطوير أكثر لهذا المفتاح الترانزستورى
==============
http://www.al-wed.com/pic-vb/10.gif
نحن الآن نستخدم الترانزستور كسوتش و هنا سنضيف مكثف من النوع الكيميائى ( الكتروليتى ) 100 مايكرو فاراد 16 فولت
http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:e...1207478486.jpg
كما فى المخطط
--------
http://www9.0zz0.com/2010/01/20/12/422825352.jpg
عرفنا أننا إذا قفلنا المفتاح SW1 سيضئ الليد و الآن :-
1- سنقوم بقفل SW1 ليضئ الليد
2- ثم نقوم بقفل المفتاح SW2
ماذا حدث ؟ ؟
لقد انطفئ الليد ثم عاد وأضاء سريعا واستقر مضيئا ! !
3- و الآن نقوم بفتح المفتاح SW2 أولا ثم المفتاح SW1
والآن الليد منطفئ لأن المفتاح SW1 مفتوح .
4- قم بقفل المفتاح SW2 ستلاحظ إضاءة الليد ثم انطفاءه تدريجيا ببطء رغم أن المفتاح SW1 مفتوح !
التفسير :
أننا فى الخطوة رقم 2 قمنا بعمل شحن للمكثف الفارغ مما جعل التيار يتجه كاملا لشحن المكثف الفارغ ذى المقاومة المنخفضة وترك الترانزستور فانطفئ الليد وأثناء عملية الشحن تزداد مقاومة المكثف ويعود التيار تدريجيا وبسرعة لقاعدة الترانزستور فيعاد إضاءة الليد تدريجيا ولكن بسرعة عالية لأن شحن المكثف لا تأخذ إلا وقت صغير جدا وقد لا يلاحظ تدريج إضاءة الليد ،
----------------
فى الخطوة 4 كان المفتاح SW1 مفتوح ولكن عند قفل المفتاح SW2 قمنا بتوصيل المكثف المشحون ليعمل كبطارية على طرف القاعدة مما جعل الليد يضئ ولكن تضعف قوة الإضاءة تدريجيا حتى تكتمل عملية تفريغ المكثف الكيميائى ذى 100 مايكرو
----------------
معلومة جانبية : كلما كان المكثف ذى سعة أكبر كانت عملية الشحن والتفريغ أقل من حيث السرعة ( أبطء ) أى أطول زمنا وكلما كانت سعة المكثف أقل كانت سرعة الشحن والتفريغ أسرع
مشاركة: دراسة الترانزستور وطرق استخداماته المختلفة !
نقوم بعمل تكرار لنفس دارة المفتاح ولكن سنعمل على توصيل المكثف من ناحية واحدة فقط كما فى الشكل التالى ، وطبعا فهمنا فكرة المفتاح وماذا كان تأثير المكثف
http://www12.0zz0.com/2010/01/20/13/811194183.jpg
نفس مكونات المفتاح التى ذكرناها ولكن مكررة هنا مرتان والليدان مضيئان ولا يوجد ما يمنع الإضاءة والفكرة واضحة حتى الآن ،
مشاركة: دراسة الترانزستور وطرق استخداماته المختلفة !
تابع ،
نفس التجربة السابقة والتى هى عبارة عن مفتاحان ولكن قمنا بإلغاء ليد ووضعنا مقاومة مكانه كحمل للترانزستور وهنا سنجد الليد الوحيد الموجود يعمل على إضاءة متقطعة ،
اضغط على المخطط لتحميل ملف البروتوس
http://www3.0zz0.com/2010/01/21/13/582459784.jpg
معلومة جانبية : الآن تأكدنا من هذه التجربة الأخيرة ذات الليد الواحد أن المفتاحان يعملان رغم أننا لا نرى إلا ليد واحد يضئ ويطفئ و هذا يدل على أن المقاومة الخاصة بالمجمع والتى قيمتها 1 كيلو قامت بالتعويض عن الليد الذى ألغيناه و التيار على طرفيها متقطع غير أننا لا نراه وبالتالى نستنتج أننا لو قمنا بإلغاء الليد الوحيد الموجود الآن فإن الدارة تعمل كما هى لكننا لن نرى أنها تعمل إلا عن طريق استخدام راسم الإشارة الأوسليسكوب
تابع ،
والآن نفس التجربة ولكن !
لاحظنا أنه كلما قمنا بتقليل قيمة المكثف فإن سرعة التقطيع فى الضوء تزداد لأن عملية الشحن والتفريغ أصبحت أسرع . .
جميل
لقد قمنا بعمل مذبذب ينتج موجة مربعة وهى التى كانت تسبب الإضاءة والإطفاء ! !
والآن سنعمل على تقليل سعة كلا المكثفان إلى 100 نانو أى 0,1 مايكرو فقط والآن أصبح التناوب سريع التردد إلى درجة تقع داخل النطاق السمعى ( النطاق السمعى يقع ما بين 15 إلى 20000 هيرتز ) ولذلك يمكننا وضع مكثف على طرف مجمع أى من الترانزستوران وتوصيل سماعة خارجية لنسمع الصوت الصادر كما فى المخطط التالى !
هكذا أصبح لدينا سرينة صوتية ذات نغمة واحدة مستمرة يمكن استخدامها كإنذار أو إلغاء السماعة واستخدام طرف الخرج كحاقن إشارة وتتبع عمليات الإصلاح للمكبرات الصوتية والراديو أو لهواة إشارات مورس
مشاركة: دراسة الترانزستور وطرق استخداماته المختلفة !
تابع ،
http://www.al-wed.com/pic-vb/10.gif
رأينا فى مخطط استخدام الترانزستور كمفتاح
http://www9.0zz0.com/2010/01/20/12/422825352.jpg
أن عملية شحن وتفريغ المكثف تعمل على تغيير فى التيار الواقع على قاعدة الترانزستور وبالتالى فإن خرجه المتمثل فى الليد يتغير فيغير الإضاءة والآن سنقوم بهذه التجربة التالية
http://www8.0zz0.com/2010/01/21/14/709322239.jpg
بدلا من المكثف وضعنا مقاومة متغيرة ستتحكم فى الإضاءة لأنها ستعمل على تغيير التيار المار للقاعدة , سنقوم بعمل مشروع صغير حول هذه التجربة
نتابع دراسة تيار الإنحياز للترانزستور
لن نتناول العمليات الحسابية الآن لأننا نتعامل مع الترانزستور كمفتاح ولكن سنبدأ بالحسابات فى مراحل آتية عند استخدام الترانزستور كمضخم أى كمكبر للإشارات ، فكل ما يهمنا الآن هو التركيز على الإنحياز الأمامى والعكسى ، والآن نكمل آخر تجربة قبل أن نعود للمذبذب مرة ثانية والذى قلنا أنه عبارة عن مفتاحان ترانزستوريان وأصبح المكثف هو الذى يحدد سرعة المذبذب لأن المكثف عند الشحن والتفريغ يؤثر مع المقاومة الخاصة بنفس مفتاحه ذات القيمة 10 كيلو على تغيير تدريجى فى قيمة التيار المار للقاعدة !
ومن هنا قمنا بتجربة التعويض عن المكثف بمقاومة متغيرة كهذا المخطط
http://www8.0zz0.com/2010/01/21/14/709322239.jpg
ونجد أن المقامة تعمل على توصيل قاعدة الترانزستور بالطرف الموجب مباشر أو ينتقل طرف القاعدة تدريجيا إلى المقاومة 10 كيلو لكى نبتعد عن الطرف الموجب و كلما اقترب طرف القاعدة من المقاومة 10 كيلو أى من القطب السالب فيضئ الليد أكثر و هذا ما يسمى بالإنحياز الأمامى للقاعدة ( لأن القاعدة ذات بللورة سالبة N والطرف التى تحتاجه سالب مثلها ) وكلما اقترب طرف القاعدة من الموجب باستخدام المقاومة المتغيرة كان الإنحياز اقرب للموجب أى أقرب لأن يكون إنحياز عكسى فنجد أن الليد ينخفض فى الإضاءة !
و هذه التجربة توضح أن التيار الواقع على قاعدة الترانزستور يؤثر فى تيار المجمع كنسبة وتناسب .. .. ! و هذه الفكرة ستنفعنا فى كثير جدا من المشاريع المختلفة فيجب عدم نسيانها وسنعود لذكرها عند بناء الكثير من المشاريع .
والآن هيا بنا نستخدم هذه الفكرة مع المذبذب الصوتى الذى أنشأناه
مشاركة: دراسة الترانزستور وطرق استخداماته المختلفة !
والآن نضيف المقاومة المتغيرة التى كانت تؤثر على تيار القاعدة إلى دارة المذبذب الصوتى ونرى ما سيحدث هكذا
لقد قمنا بوضع المقاومة المتغيرة والتى وظيفتها كما ذكرنا التحكم فى شدة التيار المار فى قاعدة الترانزستور ولكن يجب وضع مقاومة 1 كيلو كى لا تسمح المقاومة المتغيرة بمرور التيار بالكامل لقاعدة الترانزستور وإلا سيتلف !
والآن أى تغيير فى قيمة المقاومة المتغيرة سيعمل على تغيير فى تيار المجمع وبما أن تيار أى مجمع يؤثر على كلا الترانزستوران بالتبادل فإننا الآن أصبحنا بهذه المقاومة فقط نتحكم فى تردد المذبذب بالكامل بدلا من تغيير المكثفان ،
والآن أصبح لدينا سرينة تصدر صوتا رفيعا أو غليظا أو متدرجا بطريقة يدوية كما ولو كان لدينا آلة الكمان الكهربى وفى هذه الحالة نحتاج لمفتاح ضاغط على احد أطراف المقاومة المتغيرة !
وطبعا هذا المشروع ليس لغرض صنع سرينة ولكن كدراسة للترانزستور كفكرة تغيير التردد بطريقة تغيير شدة التيار الواقع على القاعدة ، ولكن ترى كيف يمكننا عمل دارة كأرغن إلكترونى أو أورج إلكترونى للعزف الموسيقى مثلا ؟ من باب التجارب والأفكار وليس من باب التخصص فى صناعة آلة موسيقية متقدمة ، ولكن كتجربة بسيطة الغرض منها هو إصدار ترددات ثابتة مستقرة القيمة الترددية سابقة الضبط والتحديد وليست متغيرة ؟
والآن نطور المذبذب ليصبح مذبذب متعدد الخرج حسب المفتاح كريموت كنترول بالموجات الصوتية عدة قنوات
-----------------------------------------
وهو نفس فكرة الأرغن الإلكترونى المستخدم لعزف الألحان حيث يمكننا إضافة مفاتيح زيادة مع مقاومات متغيرة سابقة الضبط ( أى تقوم بضبطها أثناء ضغطك على المفتاح الخاص بها حتى يكون تردد المذبذب كما تريد أو بمعنى آ خر يتم التوليف على أى آلة بيانو أخرى لكل مفتاح على حدة ) و نفس هذه الفكرة هى المستخدمة فى المرسل للموجات فوق الصوتية والذى عن طريقه تستطيع تشغيل العديد من الوظائف حيث أن كل مفتاح يعمل كقناة مختلفة ولكن عند ضغط مفتاحان فى آن واحد يكون الخرج نشاز ،
[IMG]http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ZFD2EvugjGjkiM:http://evil-*******.com/malikkk/jpg%2520only/iano-turns-iphone-and-ipod-touch-into-a-piano-170208.jpg[/IMG]
مشروع أرغن الكترونى بسيط وهو نفس فكرة مفتاح يعمل بنغمة حيث أن هذه الدارة تضبط أحد مفاتيحها على تردد محدد يتم توليف المستقبل عليه بحيث إذا أصدرت هذا التردد أو النغمة يقوم تلك المستقبل بتشغيل وظيفة محددة مثلا وفى حاجة إحتياجنا لتردد عالى فوق صوتى يمكننا تبديل المكثفان بمكثفان ذات سعة أقل بالبيكو أو النانو مثلا ونستخدم حينئذ سماعة ultra sonic