تطبيقات الترانزستور ثنائي القاعدة (BJT)

تعريف الترانزستور ثنائي القطب

يُعرف الترانزستور ثنائي القطب (BJT) بأنه جهاز نصف موصل ثلاثي الأطراف يستخدم للتضخيم والتوصيل.

تطبيقات الترانزستور ثنائي القطب

هناك نوعان من التطبيقات لترانزستور ثنائي القطب، وهما التحويل والتضخيم.

الترانزستور كمفتاح

في تطبيقات التحويل، يعمل الترانزستور إما في منطقة التشبع أو منطقة القطع. في منطقة القطع، يُعتبر الترانزستور بمثابة مفتاح مفتوح، بينما في منطقة التشبع، يُعتبر بمثابة مفتاح مغلق.

المفتاح المفتوح

في منطقة القطع (حيث تكون كلتا الوصلتين معكوستين)، يكون الجهد عبر الوصلة CE مرتفعاً جداً. الجهد المدخل صفر، وبالتالي فإن تيار القاعدة وتيار الكولكتور صفر، مما يجعل المقاومة التي يقدمها BJT عالية جداً (أو بشكل مثالي لا نهائية).

المفتاح المغلق

في حالة التشبع (حيث تكون كلتا الوصلتين موجبة الاتجاه)، يتم تطبيق جهد عالي على القاعدة، مما يؤدي إلى تدفق تيار قاعدة كبير. وهذا يؤدي إلى انخفاض جهد صغير عبر الوصلة الكولكتور-إميتير (0.05 إلى 0.2 فولت) وتكون تيار الكولكتور كبيراً. الانخفاض الصغير في الجهد يجعل الترانزستور يُعتبر بمثابة مفتاح مغلق.

الترانزستور كمضخم

مضخم CE متصل بمحاثة RC من مرحلة واحدة

يظهر الشكل مضخماً CE من مرحلة واحدة. C1 وC3 هما محاثات اقتران، تستخدم للحجب الجزء الثابت من التيار المستمر وتمرير فقط الجزء المتناوب، كما تضمن أن تبقى شروط التغذية الثابتة للـ BJT ثابتة حتى بعد تطبيق الإدخال. C2 هي المحاثة الطائفة التي تزيد من كسب الجهد وتتجاوز مقاومة R4 للإشارات المتناوبة.

يتم تغذية الترانزستور في المنطقة النشطة باستخدام المكونات اللازمة للتغذية. يتم استقرار نقطة Q في المنطقة النشطة للترانزستور. عند تطبيق الإدخال كما هو موضح أدناه، يبدأ تيار القاعدة في التغير لأعلى ولأسفل، وبالتالي يتغير تيار الكولكتور حسب I C = β × IB. لذلك يتغير الجهد عبر R3 حيث يمر تيار الكولكتور عبره. الجهد عبر R3 هو المضاعف ويكون مفصلاً عن إشارة الإدخال بمقدار 180 درجة. وبالتالي يتم ربط الجهد عبر R3 بالحمل ويحدث التضخيم. إذا تم الحفاظ على نقطة Q في مركز الحمل، لن يحدث تشوه للموجة أو سيكون ضئيلاً جداً. يكون كسب الجهد والتيار للمضخم CE عالياً (الكسب هو العامل الذي يزيد به الجهد أو التيار من الإدخال إلى الإخراج). يستخدم بشكل شائع في الراديو وفي مضخمات الجهد ذات التردد المنخفض.

لزيادة الكسب بشكل أكبر، يتم استخدام مضخمات متعددة المراحل. يتم ربطها عبر محاثة أو محول كهربائي أو R-L أو ربط مباشر حسب التطبيق. الكسب الإجمالي هو ناتج كسب المراحل الفردية. يظهر الشكل أدناه مضخماً CE من مرحلتين.