ترانزيستور (T)

ساختمان داخلي ترانزيستور :


ترانزيستور از سه لايه نيمه هادي نوع P , N  كه در كنار هم قرار مي گيرند تشكيل شده است . اين لايه هاي نيمه هادي به دو صورت كنار هم چيده مي شوند .


P-N-P         ,           N-P-N


ترانزيستور NPN ( تيپ منفي ) و ترانزيستور PNP ( تيپ مثبت ) .


سه پايه اي كه از نيمه هادي ها خارج مي شوند به نام هاي اميتر (E)  يا منتشر كننده ، بيس (B) يا پايه و كلكتور (C) يا جمع كننده نام گذاري شده اند . نيمه هادي كه اميتر را تشكيل ميدهد نسبت به دولايه ي بيس و كلكتور ناخالصي بيش تري دارد و لايه ي بيس نسبت به كلكتور و اميتر ناخالصي كم تري دارد .


در نتيجه از نظر ناخالصي پايه هاي ترانزيستور به اين ترتيب از كم به زياد قرار مي گيرند : بيس ، كلكتور و اميتر .


مدل ديودي ترانزيستور :


اين نوع  ترانزيستورها را به اختصار ترانزيستورهاي BJT  (Bipolar Juncetion Transistor )  يا ترانزيستورهاي اتصال قطبي ( دو قطبي )  مي نامند .


عبارت Bipolar  يا دو قطبي ناشي از عملكرد الكترون ها و حفره ها به عنوان حامل هاي جريان مي باشد .
باياس ترانزيستور :
براي اينكه بتوانيم از ترانزيستور بعنوان تقويت كننده و سوئيچ و ... استفاده كنيم بايد ابتدا ترانزيستور را مورد تغذيه Dc  قرار دهيم . اين تغذيه را باياس ترانزيستور مي گويند . براي اينكه ترانزيستوري شروع به كار كند بايد بصورتي در مدار قرار گيرد كه ديود بيس – اميتر آن در باياس مستقيم و ديود كلكتور – بيس در باياس معكوس باشد، در غير اين صورت ترانزيستور خاموش مي باشد .


انواع باياس ترانزيستور :


1-     باياس ثابت ( مستقيم ) : در اين باياس بيس توسط يك مقاومت RB به منبع ولتاژ Dc متصل مي گردد .


2-     باياس كلكتور – بيس ( باياس اتوماتيك ) : در اين باياس بيس توسط يك مقاومت RB به كلكتور متصل است .


3-   باياس سرخود : دراين باياس بيس توسط مقاومت R1 به منبع تغذيه ي Dc و توسط مقاومت R2 به زمين متصل است و توسط اين دو مقاومت و يك تقسيم ولتاژ بين آن ها ولتاژ ثابتي براي بيس فراهم مي كند .


تقويت كننده ها :

 


يك تقويت كننده ي الكترونيكي تقويت كننده اي است كه سيگنال ضعيفي به آن وارد مي شود و سيگنال تقويت شده اي از آن خارج مي شود به چنين تقويت كننده اي آمپلي فاير مي گويند .


 انواع تقويت كنده ها :


1-     بيس مشترك C.B


2-     اميتر مشترك C.E


3-     كلكتور مشترك C.C


تقويت كننده هاي چند ترانزيستوري يا چند طبقه :


تقسيم بندي تقويت كننده هاي چند طبقه بر اساس نوع اتصال ( نوع كوپلاژ ) :


1-     كوپلاژ R.C( كوپلاژ خازني ) – هرگاه دو تقويت كننده توسط خازن به يكديگر متصل شوند ، كوپلاژ را خازني يا R.C   مي گويند .


2-     كوپلاژ مستقيم يا D.C – هر گاه دو تقويت كننده مستقيما بهم وصل بشوند كوپلاژ مستقيم است .


3-     كوپلاژ ترانسفورماتوري – در اين كوپلاژ تقويت كننده ها توسط ترانس به هم متصل مي شوند .


كلاس هاي تقويت كننده ها :


تقويت كننده هاي ترانزيستوري بر حسب چگونگي تقويت سيگنال ورودي به 4 كلاس تقسيم مي شوند ، هر كلاس معين مي كند چه قسمت هايي از موج ورودي به خروجي ظاهر مي شود .


الف – تقويت كننده ي كلاس A – تقويت كننده اي كه تمام قسمت هاي يك موج سينوسي را تقويت كند .


ب- تقويت كننده ي كلاس B – تقويت كننده اي است كه فقط نيم سيكل از موج را تقويت مي كند .


ج – تقويت كننده ي كلاس AB  - اين تقويت كننده كمي بيش تراز نيم سيكل را تقويت مي كند .


د – تقويت كننده ي كلاس C – اين تقويت كننده كم تر از نيم سيكل را تقويت مي كند .

 


تقويت كننده هاي قدرت :


تقويت كننده هاي قدرت آنهايي هستند كه توان قابل ملاحظه اي به خروجي منتقل مي كنند ، به اين تقويت كننده ها ، تقويت كننده ي POWER نيز مي گويند و معمولا در طبقه انتهايي مدار قرار مي گيرند .


انواع تقويت كننده هاي قدرت :


1-     تقويت كننده ي قدرت تك ترانزيستوري – اغلب در كلاس A كار مي كنند و از طريق ترانس ( چوك بلندگو ) به بلندگو متصل مي شوند .


2-     تقويت كننده ي قدرت پوشپول ( جفت ترانزيستوري )  - از 2 ترانزيستور كلاس B براي تقويت كامل سيگنال استفاده مي شود .


3-     تقويت كننده دارلينگتون – از دو ترانزيستور بصورت دارلينگتون استفاده مي شود كه دو توع


4-     تقويت كننده دارلينگتون – از دو ترانزيستور بصورت دارلينگتون استفاده مي شود كه دو توع NPN و PNP هستند .


5-     پوشپول قرينه يا مكمل يا كمپلي منتاري


6-     تقويت كننده تفاضلي – اين مدار از دو ترانزيستور مشابه كه در اميتر باهم مشتركند تشكيل شده است.

 

 


رگولاتورها ( تثبيت كننده ي ولتاژ )

 


در اغلب دستگاه هاي الكترونيكي مثل راديو ، TV براي تأمين ولتاژ DC از مداري به نام منبع تغذيه استفاده مي شود ، كه برق شهر را به برق  DC تبديل مي كند .


معمولا ولتاژ DC بدست آمده ، مقداري ريپل دارد ، همچنين ولتاژ خروجي در اثر تغييرات ولتاژ ورودي ( برق شهر ) و يا تغييرات جريان باز ( مصرف كننده ) تغيير مي كند ، به همين دليل به اين ولتاژ DC بدست آمده ولتاژ رگوله مي گويند .  در يك منبع ايده آل ولتاژ خروجي بايد مستقل از تغييرات ولتاژ ورودي و يا تغييرات جريان بار باشد ، به همين دليل از مدارات رگولاتور ولتاژ براي تثبيت ولتاژ خروجي استفاده مي كنند .


انواع رگولاتور ولتاژ :


الف – رگولاتور ساده


ب- رگولاتور ولتاژ موازي


ج- رگولاتور ولتاژ سري

 


نوسان ساز ها ( اسيلاتورها )

 


نوسان ساز مداري است كه بدون اعمال سيگنال متناوب به ورودي آن و با استفاده از يك ولتاژ DC بتواند يكي از موج هاي متناوب AC مثل سينوسي ، مربعي ، دندان اره اي و مثلثي را بسازد . مدارات نوسان ساز در دستگاه هاي سيگنال ژنراتور ، مدارات راديو و تلويزيون و فرستنده ها كاربرد دارند .

 


انواع نوسان ساز هاي سينوسي :


1-     نوسان ساز هارتلي


2-     نوسان ساز آرمسترانگ


3-     نوسان ساز كولپيتس


انواع نوسان سازهاي غير سينوسي :


1-     مولتي ويبراتور بي ثبات يا آستابل


2-     مولتي ويبراتور مونوآستابل ( 1 حالته )


3-     مولتي ويبراتور باي آستابل ( دو حالته )


                                                                                 
تقويت كننده هاي عملياتي ( آپ امپ )

براي تقويت بيش تر در تقويت كننده ها از مدارات چند ترانزيستوري استفاده مي شود . براي بيش تر كردن راندمان از مدارات پوشپول استفاده مي شود و براي بيش تر كردن ضريب تقويت جريان از مدارات دارلينگتون و تقويت كننده هاي تفاضلي استفاده مي شود .


يك تقويت كننده عملياتي يا آپ امپ به مجموعه اي از يك يا چند تقويت كننده تفاضلي و يك سري تقويت كننده ديگر و انواع مداراتي كه براي بهبود مشخصات تقويت كننده ي تفاضلي به كار مي رود اطلاق مي شود .


آپ امپ  دو ورودي و يك خروجي دارد و در پايه ي تغذيه يك ورودي با علامت منفي مشخص شده به آن ورودي معكوس كننده مي گويند . اگر سيگنالي به اين ورودي داده شود با 180 درجه اختلاف فاز تقويت شده آن در خروجي ظاهر مي شود . ورودي ديگر كه با علامت مثبت مشخص شده به آن ورودي غير معكوس كننده مي گويند . اگر سيگنالي به اين ورودي داده شود خروجي تقويت كننده است .

 


انواع تقويت كننده ي عملياتي :


تقويت كننده ي عملياتي جمع كننده ( معكوس ولتاژ )


تقويت كننده ي عملياتي جمع كننده ( غير معكوس ولتاژ )


تقويت كننده تفاضلي ( مقايسه كننده يا تفريق كننده )


تقويت كننده ي عملياتي خطي


تقويت كننده عملياتي غير خطي


فيلتر پايين گذر ( انتگرال گير ) – يك مدار تقويت كننده ي آپ امپ با يك خازن در فيدبكش تشكيل يك مدار انتگرال گير را مي دهد . در اين مدار اگر موج ورودي مربعي باشد ، خروجي موج مثلثي است .


فيلتر بالا گذر ( مشتق گير )- اگر جاي خازن ومقاومت را در مدار انتگرال گير عوض شود مدار مشتق گير مي شود . در مدار مشتق گير اگر ورودي موجي مثلثي باشد ، خروجي موجي مربعي است .


آي سي ها

مدارهاي مجتمع يا آي سي ها :


در طول سال هاي اخير قطعه اي بنام IC در بازار الكترونيك ارائه شد اين قطعه به نام IC  يا Intege Vated Circuit  معروف است .


مهم ترين خاصيت آي سي ها اندازه هاي كوچك آن هاست ، بطوريكه اگر بخواهيم مداري را با استفاده از قطعات مجزا بسازيم تا كاري مطابق با يك IC انجام دهد تفاوت اندازه به صدها يا هزاران برابر مي رسد . IC ها از جمله قطعاتي هستند كه نمي توان آن ها را تعمير كرد و اگر فقط يكي از هزاران اجزاي دروني آن ها از كار بيافتد بايد كل IC را تعويض نمود . آي سي ها به روش هاي مختلف ساخته مي شوند ، تنها عامل مشخص كننده اي كه هر IC چه عملكردي دارد شماره ي قطعه است كه بر روي آن بصورت مجموعه اي از اعداد و حروف چاپ شده است .


تكنولوژي هاي متعدد ساخت IC ها :


الف – تكنولوژي RDL


ب- تكنولوژي RTL


ج – تكنولوژي DTL


د- تكنولوژي TTL


ر- تكنولوژي MOS


ز- تكنولوژي CMOS


و ...


مهم ترين تكنولوژي ها براي ساخت آي سي ها تكنولوژي TTL , CMOS   است .


انواع آي سي ها:


1-     آي سي هاي آنالوگ – كه با سيگنال هاي پيوسته عمل مي كند .


2-     آي سي هاي منطقي يا ديجيتال – كه با سيگنال هاي منطقي كار مي كنند ، اين سيگنال ها داراي دو حالت پايين و بالا هستند .


آي سي هاي آنالوگ در مدارات مقايسه كننده ، مبدل هاي ولتاژ به جريان ، چند برابر كننده ها ، فيلتر ها و ... بكار مي روند . اما آي سي هاي ديجيتال در مدارات محاسبات رياضي ، در حافظه ها و شمارش گرها بكار مي رود .


ميکرولنترلر:


تراشه اي است که کل سيستم يک کامپيوتر اعم از RAM ,CPU,I/O,مبدلهاي آنالوگ به ديجيتالA/D ,ROM  دارا مي باشد. اين تراشه ها با توجه به قيمت کم حجم کوچک و توانايي هاي باور نکردني شان اغلب در مدار هاي پيشرفته الکتونيکي که نياز به پردازش يا کنترل مي باشد به کار مي رود. توانايي هاي زياد اين تراشه باعث شده که در اغلب وسايلي که در کارهاي روزمره  بکار ميروند استفاده شوند.موارد استفاده اين تراشه ها در کنترل تلويزيونها ،کنترل دور موتور ماشين لباس شويي و کنترل دماي يخچالهاي جديد و قفل الکترونيکي اتومبيلها جديد و...استفاده مي شود.


اين تراشه ها توانايي ذخيره اطلاعات و اجراي آن در زمان معين را دارند. براي برنامه نويسي ميکروکنترلر، شخص برنامه اي بوسيله کامپيوترPC  مي نويسد و پس از عمل کامپايل کردن ، برنامه کامپايل شده  توسط يک برد الکترونيکي که  Programmer خوانده مي شود به داخل ميکرو کنترلر منتقل مي شود.اين برد اغلب به پورت موازي کامپيوتر وصل مي شود.


برنامه هايي که معمولا براي نوشتن و کامپايل برنامه هاي ميکروکنترلر استفاده مي شود  برنامه هاي به زبان  BASIC ياC مي باشند.


انواع ميکروکنترلرهايي که امروزه استفاده مي شوند PIC (Micro Chip) ، AVR ، 8051 است .در اين بين ميکروهاي PIC ، AVR قدرت پردازش بالا تر سرعت بيشتر و حافظه هاي بالاتري هستند.ولي ميکوکنترلر 8051 که اغلب در دانشکاهها تدريس مي شود کمي ضعيف تر از دو نوع مذکور است اما منابع مطالعاتي بيشتري دارد و اغلب دانشجويان از اين نوع ميکروکنترلر استفاده مي کنند.

 

WWW.ELECT.IR