کاربرد ترانزیستور BJT در مدارات الکترونیک دیجیتال

ترانزیستورها یکی از پیچیده ترین قطعات الکترونیکی هستند که با اختراع شدنشان صنعت و تکنولوژی را دگرگون کردند.
کاربرد ترانزیستور BJT در مدارات دیجیتالی بسیار مهم و در عین حال ساده است.

حفظ کردن فرمولهای طولانی ترانزیستور یکی از تلخ ترین بخش های کار با این قطعه است. موافقید!؟

با تماشای این ویدئو و مطالعه مقاله کوتاه آن به راحتی بدون بخاطر سپردن هیچ فرمولی مدارات ترانزیستوری را تحلیل خواهید کرد.

مهمترین کاربرد ترانزیستور BJT در الکترونیک دیجیتال

کاربرد اصلی ترانزیستور در دنیای دیجیتال

کاربرد ترانزیستور BJT در الکترونیک دیجیتال به عنوان یک سوئیچ (کلید) برای قطع و وصل کردن جریان است.
با بهره گیری از مدلسازی هیدرولیکی برای مدارات الکترونیکی، اگر بخواهیم یک ترانزیستور را مدلسازی کنیم
با یک کلید که بر سر راه جریان قرار گرفته است، مدل می­شود.
زمانی که ترانزیستور روشن است اجازه عبور تمام جریان رامی­دهد و

مدل آبی ترانزیستور وصل

اما وقتی خاموش است به طور کامل جریان را قطعمی­کند.

مدل آبی ترانزیستور قطع

ترانزیستور یک حالت کاری دیگر تحت عنوان ناحیه فعال نیز دارد که برای کنترل کردن مقدار جریان عبوری است و
فقط در مدارات آنالوگ کاربرد دارد.

مدل آبی ترانزیستور ناحیه فعال

ما از ترانزیستور در دو ناحیه کاری قطع (خاموش) و اشباع(روشن) استفاده می­کنیم.

نحوه عملکرد ترانزیستور در مدار

ترانزیستور نوع NPN

در این نوع ترانزیستور در حالت اولیه که ترانزیستور در مدار است ارتباط بین کلکتور و امیتر قطع است و
از آن شاخه جریانی عبور نمی­کند.
با تحریک بیس و وارد کردن یک جریان کوچک به آن ارتباط کلکتور-امیتر (CE) برقرار شده و
جریان در آن جاری می­شود.
برای روشن شدن ترانزیستور باید ولتاژی به بیس بدهیم که ۰.۷ ولت روی بیس-امیتر (BE) بیفتند و
ولتاژ بیس نیز باید بیشتر از امیتر باشد.
ما با اعمال یک ولتاژ به بیس و قرار دادن یک مقاومت در سر راه آن جریان و ولتاژ لازم برای تحریک ترانزیستور را فراهم می­کنیم.

ترانزیستور نوع PNP

در ترانزیستور نوع PNP همه چیز برعکس حالت بالاست.
باید با تحریک بیس، جریانی از امیتر به بیس جاری شود تا ترانزیستور روشن شده و
جریان اصلی از امیتر به کلکتور برقرار شود. ولتاژ بیس نیز باید ۰.۷ ولت کمتر از امیتر باشد.

مدار معادل سوئیچینگ ترانزیستور

مدار ترانزیستور NPN به عنوان یک کلید

یک ترانزیستور NPN از پایه امیتر به زمین و از بیس با یک مقاومت به منبع تحریک وصل شده است و
از شاخه کلکتور با یک LED و یک مقاومت محدود کننده جریان به ۵ ولت متصل شده است.
در این مدار در حالت عادی جریانی در شاخه LED برقرار نشده و خاموش خواهد ماند،
درست شبیه یک سوئیچ باز در مسیر شاخه LED.
اگر به مقاومت بیس ولتاژ تحریک ۵ ولت وصل کنیم ولتاژ ۰.۷ روی بیس-امیتر افتاده و ترانزیستور روشن می­شود و
در نتیجه آن LED روشن خواهد شد.

کاربرد ترانزیستور BJT از نوع NPN به عنوان سوئیچ

مدار ترانزیستور PNP به عنوان یک کلید

برای ترانزیستور PNP مداری را تصور کنید که برخلاف حالت قبل از امیتر ترانزیستور به ۱۲ ولت متصل شده است.
بیس را با یک مقاومت به منبع تحریک متصل کرده ایم و
در شاخه کلکتور تا زمین یک موتور DC به همراه دیود هرزگرد وجود دارد.
در حالت عادی اگر صفر ولت به مقاومت بیس تحریک کنیم ولتاژ بیس از امیتر ۰.۷ کمتر بوده و
ترانزیستور روشن شده، جریان برقرار می­­شود و موتور به چرخش در می­­­ آید.
با اعمال تحریک ۵ ولت ترانزیستور قطع بوده و مشابه یک کلید باز عمل می­کند.

کاربرد ترانزیستور BJT از نوع PNP به عنوان سوئیچ

کاربرد ترانزیستور BJT در مداراتی است که ما یک جریان کوچک در اختیار داریم ولی یک جریان بزرگ (مثلا برای راه اندازی موتور) نیاز داریم.

شناخت قطعات اس ام دی بنر

شکل ظاهری ترانزیستور

مانند همه قطعات دیگر، ترانزیستور نیز دارای مدل های DIP و SMD است.
مدل دیپ یک قطعه نیمه استوانه ای با ۳ پایه است و باید از روی دیتاشیت تشخیص داد
که کدام پایه چیست !؟

ترانزیستور BJT نوع DIP

مدل اس ام دی هم مانند سایر المان ها بسیار کوچک است و دارای ۳ پایه در طرفین قطعه است.

ترانزیستور اس ام دی

در نماتک نظر دهید

مقاله بالا بخشی از بسته جامع الکترونیک (BEE) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته الکترونیک
بسته جامع آموزش الکترونیک
توسط | ۱۳۹۷-۱۲-۲۳ ۱۹:۰۷:۰۱ +۰۰:۰۰ ۱ شهریور ۱۳۹۷|الکترونیک دسته بندی ها|۴ نظرات

در باره نویسنده :

کارشناسی مهندسی الکترونیک از دانشگاه علم و صنعت... به شدت به حوزه الکترونیک علاقه مندم و توی تیم نماتک، کارشناس فنی بخش الکترونیک هستم و قراره به دوستانی که توی مسیر یادگیری هستند کمک کنم تا در کنار هم پیشرفت کنیم.

۴ ديدگاه

  1. امید ۱۳۹۷/۰۸/۱۴ در ۱۲:۰۰ - پاسخ دادن

    سلام و سپاس از آموزش های خوب شما
    جریان بیس در مدار سوئیچینگ NPN(مثلا BC107) ،با مقادیر داده شده حدود ۳.۹۲mA خواهد شد.آیا این جریان برای تحریک بیس زیاد نیست؟و یا VBE حدود ۰.۸ خواهد شد.اینکه در دیتا شیت ترانزیستور برای مثال گفته باشد VBE در حالت اشباع ماکزیمم ۰.۷ است(البته طبق شرایط گفته شده) را نباید در عمل رعایت کرد؟

    • مهراد معین ۱۳۹۷/۰۸/۱۶ در ۱۳:۵۱ - پاسخ دادن

      با سلام و تشکر از اینکه با ما همراه هستید.
      مطلبی که شما بهش اشاره کردید درست هست. شما همیشه قبل از استفاده از یک قطعه باید به دیتاشیت اون مراجعه کنید. ولی این ویدئو مربوط به فصل یک این بسته هست و در واقع توی این قسمت ها داریم آروم آروم وارد دنیای الکترونیک میشیم و اسمی از مدل خاصی از ترانزیستور نبردیم. در واقع روش کلی درایو کردن ترانزیستورها رو اشاره کردیم بهش. در فصل های بعدی یکی از کارهای مهمی که انجام میدیم این هست که دیتاشیت های مختلف رو با هم می خونیم و طبق دیتاشیت با قطعات کار می کنیم.
      در مورد نکته ای که شما بهش اشاره کردید هم این رو اضافه کنم که بین Base و Emitter توی ترانزیستور های BJT در واقع یک دیود وجود داره. شما برای روشن کردن یک دیود باید با استفاده از جریان، دو سرش به اندازه Von اون دیود که توی دیتاشیتش هست، ولتاژ برقرار کنید. در واقع وقتی شما با یک مقاومت به Base ولتاژ میدید، خود دیود BE (دیود بین بیس و امیتر)، اون ولتاژی که برای روشن شدن لازم داره رو استفاده می کنه و بقیه ولتاژ، دو سر مقاومت شما میفته. پس ما نگران ولتاژ ماکزیمم بین بیس و امیتر نیستیم. چون این ولتاژ رو ما ندادیم بهش. خودش برداشته! (معمولا ۰.۷ ولت هست.) پس باید به چی دقت کنیم؟ باید به جریان بیس دقت کنیم. (همون طور که شما اشاره کردید بهش). برای تنظیم جریان بیس، باید مقدار مقاومت رو تغییر بدیم که این کار رو باید طبق دیتاشیت انجام بدیم.
      مجددا از نکته بینی شما تشکر می کنم.

      • امید ۱۳۹۷/۰۸/۲۶ در ۲۳:۴۳ - پاسخ دادن

        ممنون از پاسخ شما
        سوال دیگه ای که داشتم این هست که پطور بفهمیم که ترانزیستور در ناحیه اشباع قرار دارد؟در دیتا شیت گفته است که برای مثال VCE(sat) با این Ic و این جریان بیس ماکزیمم اینقدر خواهد بود اما در مداری که من می بندم(همان led) ولتاژکلکتور-امیتر بیشتر خواهد بود(البته حدود ۰.۲ یا ۰.۳ بیشتر) چون جریان کلکتور و بیس متفاوت هست.آیا باید مقدار ماکزیمم VCE که در دیتا شیت نوشته شده است عینا رعایت شود؟بعضی کتب نوشته اند که باید به طور معمول کمتر از ۰.۲ باشد.به نظر شما این قابل استناد است؟شاید باید از ترانزیستور های فقط سوئیچینگ( و نه آمپلی فایر و سوئیچینگ) استفاده کرد؟

        • مهراد معین ۱۳۹۷/۰۸/۲۸ در ۰۸:۰۸ - پاسخ دادن

          سلام،
          میشه پارت نامبر ترانزیستوری که استفاده می کنید رو بگید؟ معمولا ترانزیستور های سوئیچینگ به راحتی وارد ناحیه اشباع میشن. ولی شما برای اطمینان از اشباع، می تونید از ترانزیستور های دارلینگتون برای تحریک بیس استفاده کنید. در خیلی از مدارهای درایو موتور، برای تحریک بیس از دارلینگتون ها استفاده میشه.

ثبت ديدگاه

کد تخفیف 20%
پوچ
کد تخفیف 5%
کد تخفیف 10%
کد تخفیف 20%
کد تخفیف 15%
کد تخفیف 10%
پوچ
شانس خود را برای برنده شدن یک جایزه ! امتحان کنید!
شانس خود را برای برنده شدن تخفیف های شگفت انگیز امتحان کنید. مشخصات خود را وارد کنید و دکمه زیر را فشار دهید و اجازه دهید تا گردونه شانس شما را برای بردن جایزه مشخص کند.
کد تخفیف ها برای خرید محصولات جامع قابل استفاده می‌باشد.برای دریافت اطلاعات بیشتر با مهندس هاشمی تماس بگیرید.09017039329
جشنواره تکرار نشدنی نماتک

شانس خودتو توی گردونه نماتک امتحان کن.

گردونه رو میچرخونم
Close