ترانزیستور ها

ساختمان ترانزیستور

BJT از اتصال سه لایه بلورنیمه هادی  تشکیل می‌شود. لایه وسطی بیس (base)، و دو لایه جانبی، یکی امیتر (به لاتین:emitter) و دیگری کلکتور(به لاتین: collector) نام دارد. نوع بلوربیس با نوع بلورهای امیتر و کلکتور متفاوت است. معمولاً میزان ناخالصی در امیتر بیشتر از دو لایه دیگر وهمچنین عرض لایه بیس کمتر و عرض لایه کلکتور بیشتر از لایه های دیگر است.

دریک ترانزیستور دوقطبی، لایه امیتر یا گسیلنده بیشترین مقدار ناخالصی را دارد. که الکترونها از امیتر به سوی لایه کلکتور که ناخالصی کمتری دارد، گسیل داده می شود.

عملکرد

ترانزیستور از دیدگاه مداری یک عنصر سه‌پایه می‌باشد که با اعمال یک سیگنال به یکی از پایه‌های آن میزان جریان عبور کننده از دو پایه دیگر آن را می‌توان تنظیم کرد. برای عملکرد صحیح ترانزیستور در مدار باید توسط المانهای دیگر مانند مقاومت ها و... جریان‌ها و ولتاژهای لازم را برای آن فراهم کرد و یا اصطلاحاً آن را بایاس کرد.

انواع

دو دسته مهم از ترانزیستورها ترانزیستور دو قطبی پیوندی(BJT) (Bipolar Junction Transistors) و ترانزیستور اثر میدان(FET) (Field Effect Transistors) هستند. ترانزیستورهای اثر میدان نیز خود به دو دستهٔ ترانزیستور پیوند اثر میدانی (JFET) و ماسفتها (Metal Oxide SemiConductor Field Effect Transistor) تقسیم می‌شوند.

شیوهٔ اتصال ترانزیستورها

اتصال بیس مشترک

در این اتصال پایه بیس بین هر دو بخش ورودی و خروجی مدار مشترک است. جهت های انتخابی برای جریان شاخه‌ها جهت قراردادی جریان در همان جهت حفره‌ها می‌شود.

اتصال امیتر مشترک

مدار امیتر مشترک بیشتر از سایر روشها در مدار های الکترونیکی کاربرد دارد و مداری است که در آن امیتر بین بیس و کلکتور مشترک است. این مدار دارای امپدانس ورودی کم بوده، ولی امپدانس خروجی مدار بالا می‌باشد.

اتصال کلکتور مشترک

اتصال کلکتور مشترک برای تطبیق امپدانس در مدار بکار می‌رود، زیرا برعکس حالت قبلی دارای امپدانس ورودی زیاد و امپدانس خروجی پائین است. اتصال کلکتور مشترک غالباً به همراه مقاومتی بین امیتر و زمین به نام مقاومت بار بسته می‌شود.

دلایل سوختن ترانزیستورها

سوختن ترانزیستور میتواند دلایل زیادی داشته باشد. از جمله این دلایل میتوان به اعمال ولتاژ بالای خارج از محدوده ولتاژ ترانزیستور به آن اشاره کرد که این ولتاژ میتواند از طریق پایه Emitter به ترانزیستور منتقل شده و یا در مدارات مکانیکی اعمال بار سلفی سیم پیچ مصرف کننده و در زمان Peak Off آن به پایه کلکتور اشاره کرد که جلوگیری از هرکدام از آنها روشهای مربوط به خود را دارد.

یکی دیگر از دلایل آن میتواند قراردادن مصرف کننده با جریان بیش از اندازه قدرت سوئیچ ترانزیستور باشد که منجر به گرم شدن، داغ شدن و نهایتاً سوختن ترانزیستور میگردد.

همچنین قطعات نیمه هادی که در نقش سویچینگ هستند و اتصال کوتاه می شوند به دلیل وجود جریان های ضربه ها یا ولتاژ بالاست(بهترین وقتی رخ میدهد که ولتاژ ضربه ای ، متغیر با زمان فرکانس بالا و ... باشد)

همچنین از دلایل سوختن قطعات نیمه هادی که در نقش سویچینگ هستند و اتصال باز می شوند به دلیل وجود جریان های dc ضربه ای میباشد.

این دو دلیل هم بابت عدم ایده‌آل بودن دیفیوژن قطعات در هنگام ساخت قطعه است. یعنی وقتی که قطعه p روی n قرار میگیرد به جای اینکه سطوح صاف و مثلاً مثل مستطیل باشند، لبه های تند و تیز و یا در جاهایی یکنواختی وجود دارد که لبه های تیز باعت حالت اول و لبه های صاف ایجاد حالت دوم می کند.