الترانزستور : ثنائى القطبية Bipolar NPN, PNP و تأثير المجال JFET و الموسفيت MOSFET

أساسيات الترانزستور الثنائى القطبية Bipolar Transistor Basics


مقدمة:
يتكون الدايود البسيط من قطعتين من المواد شبه الموصلة كلاهما إما من السليكون أو من الجرمانيوم لتشكيل وصلة PN بسيطة . إذا تم ربط دايودين معا بطريقة معكوسة back-to-back فإننا نحصل على وصلتين PN متصلين معا على التوالى وتتشارك فى طرف (قطعة) مشتركة إما P أو N . إندماج (إنصهار) هذين الدايودين ينتج جهاز مكون من ثلاثة طبقات , بوصلتين , وبثلاثة أطراف وهو ما يشكل أساس الترانزستور ثنائى القطبية Bipolar Junction Transistor أو إختصارا BJT .
الترانزستورات هى أجهزة فعالة active devices ذات ثلاثة أطراف مصنوعة من مواد شبه موصلة مختلفة والتى يمكن أن تكون بمثابة عازل insulator أو موصل conductor عن طري تطبيق جهد إشارة صغير . قدرة الترانزستور على التغيير بين هاتين الحالتين تمكنه من القيام بوظيفتين أساسيتن : "وظيفة التحول أو العمل كمفتاح" "switching" ( فى الإلكترونيات الرقمية digital electronics) أو "وظيفة التكبير""amplification" (فى الإلكترونيات التناظرية analogue electronics) . من ثم فإن الترانزستور ثنائى القطبية BJT له القدرة على العمل ضمن ثلاث مناطق مختلفة :
1- المنطقة الفعالة (النشطة) Active Region .
فيها يعمل الترانزستور كمكبر amplifier ويكون Ic = β.Ib .
2- منطقة التشبع Saturation .
فيها يكون الترانزستور فى حالة توصيل كامل "fully-ON" ويعمل كمفتاح switch ويكون Ic = I(saturation) .
3- منطقة القطع (الفصل) Cut-off .
فيها يكون الترانزستور فى حالة فصل كامل"fully-OFF" كمفتاح ويكون Ic = 0 .

الترانزستور ثنائى القطبية النموذجى Typical Bipolar Transistor :
هناك نوعان أساسيان من البناء للترانزستور ثنائى القطبية هما PNP و NPN والتى تصف أساس الترتيب الفيزيائى لمواد أشباه الموصلات من النوع P-type والنوع N-typeوالتى تصنع منها .
يتكون التركيب الأساسىللترانزستور ثنائى القطبية من وصلتين PN لتنتج ثلاثة أطراف توصيل ويعطى كل طرف اسم للتعرف عليه .تسمى هذه الأطراف بالمشع Emitter ( E ), , والقاعدة Base ( B ) ، والمجمع Collector ( C ) .
الترانزستورات ثنائية القطبية هى أجهزة " تنظيم للتيار" current regulating والتى تتحكم فى كمية التيار المار من خلالها بما يتناسب مع قيمة جهد الانحياز biasing voltage المطيق على طرف القاعدة والذى يعمل كمفتاح "تحكم فى التيار" . مبدأ عمل الترانزستور نوع PNP هو نفسه تماما مبدأ عمل الترانزستور NPN والفرق الوحيد هو " الانحياز" biasing و وقطبية polarity مصدر القدرة لكل نوع .