معرفی ترانزیستور BJT و کاربردهای آن 

ترانزیستور BJT چیست؟

یکی دیگر از قطعات پر کاربرد در الکترونیک، ترانزیستور می‌باشد. ترانزیستور به عنوان سوییچ، تقویت‌کننده، تثبیت‌کننده ولتاژ و نوسان‌ساز و … در مدارهای الکترونیکی کاربرد دارد. ترانزیستورها در چند گروه اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند که در این بخش ترانزیستور BJT را بررسی می‌کنیم. همچنین اگر قصد مشاهده قیمت این نوع از ترانزیستورها را دارید روی لینک خرید ترانزیستور bjt کلیک کنید.

کاربرد ترانزیستور BJT چیست؟

کاربرذ اصلی یک BJT تقویت جریان است و به BJT ها اجازه می دهد تا به عنوان تقویت کننده یا سوئیچ برای تولید کاربرد گسترده در تجهیزات الکترونیکی از جمله تلفن های همراه، کنترل صنعتی، تلویزیون و فرستنده های رادیویی استفاده شوند. ترانزیستورهای پیوند دوقطبی (که به عنوان BJT شناخته می شوند) می توانند به عنوان تقویت کننده، فیلتر، یکسو کننده یا رکتیفایر، نوسان ساز یا اسیلاتور یا حتی کلید استفاده شوند. اگر ترانزیستور در ناحیه خطی بایاس شود، ترانزیستور به عنوان یک تقویت کننده یا مدار خطی دیگر عمل می کند.

ساختمان ترانزیستور BJT

ترانزیستور معمولی، یک المان سه پایه است که از سه کریستال نیمه هادی نوع N و P، که در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند، تشکیل شده است . ترتیب قرار گرفتن نیمه هادی‌ها در کنار هم، به دو صورت انجام پذیر است:

الف) دو قطعه نیمه هادی نوع N در دوطرف و نیمه هادی نوع P در وسط.

ب) دو قطعه نیمه هادی نوع P در دوطرف و نیمه هادی نوع N در وسط.

در حالت (الف) ترانزیستور را NPN و در حالت (ب) ترانزیستور را PNP می‌نامند. شکل زیر ترتیب قرار گیری کریستال‌ها را کنار هم نشان می‌دهد:

لایه‌های ترانزیستور را مشاهده می‌کنید. پایه‌های خروجی ترانزیستور را به ترتیب امیتر (منتشر کننده = Emitter) بیس (پایه = Base) و کلکتور (جمع‌کننده =collector) نام گذاری کرده‌اند. امیتر را با حرف E، بیس را با حرف B و کلکتور را با حرف C نشان می‌دهند.

نیمه هادی نوع P یا N که به عنوان امیتر به کار می‌رود، نسبت به لایه ی بیس و کلتکتور، ناخالصی بیشتری دارد. ضخامت این لایه حدود چند ده میکرون است (عملا حدود ۲۰-۲۰۰۰um) و سطح تماس آن نیز به میزان فرکانس و قدرت ترانزیستور بستگی دارد.

لایه‌ی بیس، نسبت به کلکتور و امیتر، ناخالصی کم‌تری دارد و ضخامت آن نیز به مراتب از امیتر و کلکتور کم تر است و عملا از حدود چند میکرون تجاوز نمی‌کند.

ناخالصی لایه‌ی کلکتور از امیتر کمتر و از بیس بیش‌تر است. ضخامت این لایه به مراتب از امیتر بزرگتر است، زیرا تقریبا تمامی تلفات حرارتی ترانزیستور در کلکتور ایجاد می‌شود. شکل زیر تصویری از نسبت تقریبی لایه‌ها را نشان می‌دهد. سطح تماس کلکتور با بیس، حدود ۹ برابر سطح تماس امیتر با بیس است.

این نوع ترانزیستورها را به اختصار BJT (Bipolar Junction Transistor) می‌نامند. عبارت Bipolar یا دوقطبی، از عملکرد الکترون‌ها و حفره‌ها که حامل‌های جریان هستند، ناشی می‌شود. در واقع این ترانزیستورها با جریان کنترل می‌شوند که در ادامه با این مفهوم بیشتر آشنا می‌شویم.

معادل دیودی ترانزیستور

هر ترانزیستور، دارای سه پایه و دو پیوند است. هر پیوند را می‌توان به صورت یک دیود نشان داد. در نتیجه ، معادل دیودی یک ترانزیستور به صورت دو دیود ( مطابق شکل زیر) نشان داده می‌شود.

عملکرد ترانزیستور BJT

بایاس ترانزیستور

برای این که بتوان از ترانزیستور به عنوان سوییچ، تقویت کننده و … استفاده کرد باید ترانزیستور را از نطر ولتاژ DC تغذیه کرد ، عمل تغذیه ولتاژ پایه‌های ترانزیستور را بایاس ترانزیستور می‌نامند. باتوجه به پایه‌های ترانزیستور و مدار معادل دیودی ما ۴ حالت را برای بایاسینگ ترانزیستور داریم :

الف) اتصال بیس – امیتر در بایاس مستقیم و اتصال بیس – کلکتور نیز در بایاس مستقیم است. شکل زیر این نوع بایاسینگ را نشان می‌دهد . مقاومت R در این شکل برای کنترل جریان به کار می‌رود.

در این  شکل، در این حالت بایاسینگ، دو جریان IE ( جریانی که از امیتر عبور می‌کند ) و IC ( جریانی که از کلکتور عبور می‌کند ) هر کدام مسیر جداگانه‌ای را در دوحلقه طی می‌کنند و فقط در پایه ی بیس با یکدیگر جمع می‌شوند و دوباره تقسیم می‌گردند.

در این حالت به اصطلاح می‌گوییم ترانزیستور در حالت سویچینگ است.

ب) اتصال بیس – امیتر در بایاس معکوس و اتصال بیس – کلکتور نیز در بایاس معکوس است. این نوع اتصال را در شکل زیر مشاهده می‌کنید. همان طوری که در مدار معادل پیدا است، هر دو دیود در بایاس معکوس و قطع‌اند. لذا جریان IE و IC برابر صفر است (البته جریان بسیار ضعیفی در  اثر شکستن پیوندها در دمای معمولی از مدار عبور  می‌کند) جریان اشباع معکوس، (که ما فعلا آن را در نظر نمی‌گیریم ).

ترانزیستور در این حالت هیچ عملی را انجام نمی‌دهد و در بایاس مخالف است و به اصطلاح قطع است.

ج) اتصال بیس –  امیتر در بایاس مستقیم و اتصال بیس – کلکتور در بایاس مخالف است. در شکل زیر این حالت را مشاهده می‌کنید.

همانطور که در شکل پیداست، دیود بیس – امیتر در بایاس موافق است، لذا باید یک جریان در مدار بیس – امیتر داشته باشیم. (در این قسمت استثنائا جهت جریان را در جهت واقعی الکترون‌ها در نطر می‌گیریم).

همان‌طوری که از شکل بالا پیداست، الکترون‌های نیمه هادی N، توسط ولتاژ منفی باتری به سمت بیس رانده  می‌شوند. از قبل دانستیم که لایه‌ی بیس نسبت به امیتر و کلکتور ناخالصی کم‌تری دارد و ضخامت آن نیز، نسبت به دو لایه‌ی دیگر فوق‌العاده کم است. در این جا سوالی پیش می‌آید که آیا این جریان الکترون‌ها مسیر خود را از طریق امیتر _ بیس می‌بندد یا اتفاق دیگری می‌افتد؟

در مرحله ی اول به نظر می‌آید که جریان الکترون‌ها مسیر خود را باید از طریق بیس _ امیتر ببندد، ولی عملا این طور نیست و قسمت اعظم این جریان از طریق کلکتور بسته می‌شود. دلیل آن عمل آن است که اوّلا، به کلکتور ولتاژ مثبت وصل شده است و این ولتاژ قادر است الکترون‌ها را به طرف خود جذب کند. ثانیا، لایه‌ی بیس بسیار نازک است و الکترون‌ها به محض وارد شدن به لایه‌ی بیس به دلیل کم بودن ای فاصله با کلکتور به آن جذب می شوند. ثالثا ، سطح کلکتور حدود ۹ برابر بزرگتر از سطح امیتر است ، لذا نسبت به ورود الکترون‌ها به لایه‌ی بیس احاطه کامل دارد و تقریبا تمام آنها را جذب می‌کند. رابعا ، ناخالصی بیس کمتر است و الکترون‌ها با حفره‌ها کم تر ترکیب می‌شوند.

لذا بیش از ۹۵% الکترون‌هایی که به لایه‌ی بیس وارد می‌شوند ، مدار خود را از طریق کلکتور می‌بندند.

شکل زیر نسبت تقسیم تقریبی الکترون‌ها را بین بیس و کلکتور نشان می‌دهد.

در این حالت بایاسینگ می‌گوییم ترانزیستور در حالت تقویت‌کنندگی قرار دارد.

نماد فنی ترانزیستور BJT

برای ساده‌تر نشان دادن ترانزیستورها از علامت اختصاری استفاده می‌شود. نماد فنی ترانزیستور NPN و PNP را ملاحظه می‌کنید.

.جهت فلش در نماد فنی ترانزیستور ، نشان دهنده ی جهت دیود بیس – امیتر است

جهت جریان در ترانزیستور BJT

جریانی که از کلکتور عبور می‌کند با حرف IC، جریانی که از بیس عبور می‌کند با حرف IB، جریانی که از  امیتر عبور می‌کند را باحرف IE نشان می‌دهند. همان طوری که در شکل نشان داده می‌شود، جریانی که از امیتر عبور می‌کند، به دو انشعاب تقسیم می‌شود. قسمت بسیار اعظم آن از کلکتور عبور می‌کند.

لذا جریان امیتر برابر است با جریان بیس به علاوه‌ی جریان کلکتور یعنی: برای سادگی، معمولا جهت قراردادی را در نظر می‌گیرند. در جهت قراردادی، جریان از قطب مثبت باتری خارج شده و پس از عبور از مدار خارجی، به قطب منفی آن وارد می‌شود. در شکل زیر جهت قراردادی جریان در ترانزیستور NPN و PNP نشان داده شده است. جهت قراردادی، همیشه با جهت دیود بیس – امیتر مطابقت دارد.

نام گذاری ولتاژهای ترانزیستور BJT

در این قسمت به نام‌گذاری ولتاژ قسمت‌های مختلف می‌پردازیم.

ولتاژی که بین پایه‌های بیس و امیتر قرار می‌گیرد با VBE، ولتاژِ که در قسمت کلکتور – بیس قرار می‌گیرد با VCB، ولتاژی که بین  کلکتور – امیتر وصل می‌شود با VCE، ولتاژ منبع تغذیه‌ی کلکتور را با VCC و ولتاژی که انرژی بیس را تامین می‌کند با VBB نشان داده می‌شوند. شکل زیر ولتاژ قسمت‌های مختلف ترانزیستور را نشان می‌دهد. بین ولتاژهای ترانزیستور رابطه‌ی  VCE=VCB+VBE برقرار است.

آرایش ترانزیستور BJT

آرایش‌های ترانزیستور در مدار، به سه صورت امیتر مشترک، بیس مشترک. کلکتور مشترک است. در این جا به بررسی مختصر هر آرایش و سبب نام‌گذاری آن‌ها می‌پردازیم.

پایه مشترک در ترانزیستور

در تزانزیستور، همیشه سیگنال ورودی به دوپایه از سه پایه‌ی ترانزیستور داده می‌شود و سیگنال خروجی از دو پایه آن گرفته می‌شود، به طوری که یکی ز پایه‌ها بین ورودی و خروجی، مشترک است، لذا با توجه به پایه‌ی مشترک نام آرایش انتخاب می‌شود.

آرایش امیتر مشترک (Common Emitter)

در این آرایش پایه ی امیتر ، بین ورودی و خروجی مدار مشترک است و سبب نام گذاری این آرایش نیز به دلیل مشترک بودن پایه ی امیتر است. در هر آرایشی پایه ی مشترک را مبنا قرار می دهند و ولتاژ های نقاط مختلف را نسبت به آن اندازه می گیرند. شکل زیر آرایش امیتر مشترک را بدون رسم سایر المان های مورد نیاز ، نشان می دهد. این آرایش در مدارات کاربرد بیش تری دارد.

آرایش بیس مشترک (Common Base)

در این آرایش پایه‌ی بیس بین ورودی و خروجی مدار مشترک است. شکل زیر این آرایش را به طور ساده نشان می‌دهد.

آرایش کلکتور مشترک (Common Collector)

پایه‌ی مشترک بین ورودی و خروجی، در این آرایش، کلکتور است و به دلیل مشترک بودن پایه‌ی کلکتور نیز به آن کلکتور مشترک می‌گویند. این آرایش را امیتر فالوور (Emitter Follower) نیز می‌گویند.

منحنی مشخصه های ترانزیستور BJT

روابط بین جریان‌ها و ولتاژ ها و تغییرات آنها در ترانزیستور و همچنین ضریب تقویت به عامل‌هایی چون درجه حرارت، فرکانس و غیر خطی بودن المان‌ها بستگی دارد (منظور از غیر خطی بودن این است که نسبت تغییرات جریان‌ها و ولتاژها تابع یک معادله‌ی خطی ریاضی نیست) لذا معمولا از طریق ریاضی نمی‌توان مقادیر را به درستی تعیین کرد. برای به دست آوردن این رابطه‌ها از منحنی‌هایی، که بیان‌کننده‌ی روابط بین جریان‌ها و ولتاژها (باتوجه به آرایش ترانزیستور) است استفاده می‌شود. این منحنی‌ها عبارت است از:

1. منحنی مشخصه‌ی ورودی
2. منحنی مشخصه‌ی انتقالی
3. منحنی مشخصه‌ی خروجی

منحنی مشخصه‌ی ورودی

منحنی مشخصه‌ی ورودی ترانزیستور بیان‌کننده‌ی مقدار جریان ورودی، برحسب ولتاژ ورودی است. همان‌طوری که مدار ورودی شبیه یک دیود است منحنی مشخصه‌ی آن نیز شبیه منحنی مشخصه‌ی ولت – آمپر دیود معمولی است. شکل زیر منحنی مشخصه‌ی ورودی ترانزیستور AC 127 می‌باشد.

این ترانزیستور از جنس ژرمانیوم است و به همین دلیل جریان بیس آن بالا است اما در ترانزیستورها سیلیسیوم اینطور نیست و جریان بیس کمتری دارند.

باید توجه داشت که در ترانزیستور منحنی مشخصه‌ی ورودی به ازای یک ولتاژ معین  VCE رسم می‌شود. اگر VCE تغییر کند منحنی مشخصه نیز کمی تغییر می‌کند. البته این تغییرات بسیار جزئی است و در اکثر موارد می‌توان ار آن صرف نظر کرد. مقدار ولتاژ VCE را، که به ازای آن منحنی مشخصه‌ی ورودی رسم شده است، کارخانه سازنده مشخص می‌نماید. در شکل زیر منحنی مشخصه‌ی ورودی به ازای VCE = ۱v و VCE = ۲۰v رسم شده است.

در شکل زیز منحنی مشخصه‌ی ترانزیستوری از جنس سیلیسیم رسم شده است.

منحنی مشخصه‌ی انتقالی

منحنی مشخصه ی انتقالی، رابطه ی بین جریان ورودی و خروجی ترانزیستور را به ازای مقادیرثابت VCE  نشان      می دهد . شکل زیر منحنی مشخصه انتقالی ترانزیستور BC 107 را به ازای VCE = ۵v نشان می دهد. چون ضریب تقویت جریان ، برابر نسبت جریان خروجی به ورودی است ، لذا از این منحنی می توان ضریب تقویت جریان را بدست آورد . ضریب تقویت جریان را با β نشان می دهند. مقدار β بستگی به مشخصات فیزیکی و ساخت ترانزیستور دارد.

منحنی مشخصه‌ی خروجی

منحنی مشخصه‌ی خروجی رابطه‌ی بین جریان و ولتاژ خروجی به ازای جریان ورودی معین را نشان می‌دهد. اگر تقویت‌کننده امیتر مشترک باشد (تقویت‌کننده‌ی امیتر مشترک بعدا توضیح داده خواهد شد) جریان ورودی را  IB، جریان خروجی IC و ولتاژ خروجی VCE خواهد بود. شکل زیر منحنی مشخصه‌های خروجی ترانزیستور را به ازای جریان‌های IB ثابت نشان می‌دهد.

مقدار جریان خروجی تابع دو عامل IB و VCE است. یعنی با کم و زیاد شدن IB جریان خروجی IC نیز کم یا زیاد می‌شود. این مطلب در مورد VCE نیز ثابت است، لیکن تاثیر تغییرات VCE بر IC ناچیز و در مواردی غیر قابل توجع است. از طرفی جریان IB هم به VBE بستگی دارد. منحنی مشخصه‌ی خروجی ترانزیستور، شامل ۳ ناحیه‌ی قطع، فعال و اشباع است.

ناحیه‌ی قطع

ناحیه‌ای است که جریان بیس، صفر و ترانزیستور هنوز به آستانه ی هدایت نرسیده است. لذا دارای مقادیر زیراست:

در شکل زیر ناحیه‌ی قطع را روی منحنی مشخصه‌ی خروجی نشان می‌دهد.

ناحیه‌ی فعال

در این ناحیه، ترانزیستور در حال هدایت است و با تغییرات زیاد VCE تغییرات جریان کلکتور کم است. (جریان بیس ثابت است) لذا این ناحیه دارای مشخصات زیر است:

شکل زیر ناحیه‌ی فعال را در روی منحنی مشخصه نشان می‌دهد.

ناحیه اشباع

ناحیه‌ای است که ترانزیستور در حال هدایت است، ولی با تغییر جزئی VCE (کسری از ولت) تغییرات بسیار زیادی در جریان کلکتور مشاهده می‌شود. لذا دارای مشخصات زیر است.

در شکل زیر ناحیه‌ی اشباع روی منحنی مشخصه، خروجی نشان داده شده است.

در شکل زیر ۳ ناحیه کار ترانزیستور در آن نشان داده شده است :

نقطه کار و خط بار ترانزیستور BJT

تعریف نقطه‌ی کار

به مقادیر dc  کمیت‌های IC – IB – VCE – VBE  در شرایطی که هیچ منبع سیگنال AC به ورودی آن متصل نباشد،  نقطه‌ی کار DC ترانزیستور گویند.

در شکل زیر نقطه کار را روی منحنی مشاهده می‌کنید :

در شکل زیر نقطه کار را روی منحنی مشخصه‌ی خروجی مشاهده می‌کنید

نقطه کار را با حرف Q نشان می‌دهند. Q حرف اول کلمه‌ی Quicken Point به مفهوم نقطه کار است.

انتخاب نقطه‌ی کار

برای انتخاب نقطه‌ی کار ژ، ابتدا باید محدودیت‌های ترانزیستور را در نطر گرفت. از جمله محدودیت‌ها ژ، تحمل توان تلف شده در ترانزیستور، حداکثر جریان کلکتور و حداکثر ولتاژ بین کلکتور و امیتر است. نظر به این که تلفات توان توسط ترانزیستور برابر PT = VCE.IC + VBE.IB است یادآور می‌شود که مقدار VBE.IB کم است و معمولا از آن صرف‌نظر می‌شود.

نقطه‌ی کار باید در محلی قرار گیرد که حاصل ضرب VCE.IC با ماکزیمم توان قابل تحمل ترانزیستور مساوی باشد یا کمتر باشد. رسم مشخصه‌ی VCE.IC در شکل زیر آمده است. در ضمن نقطه کار باید در محلی قرار گیرد که بتواند سیگنال را از دو طرف به یک اندازه تقویت کند.

خط بار ترانزیستور BJT

بر روی منحنی مشخصه‌ی خروجی ترانزیستور، می‌توان نقاط زیادی را به عنوان نقطه‌ی کار انتخاب نمود. نقاط مختلف را روی منحنی مشخصه‌ی خروجی ترانزیستور نشان می‌دهند. این نقاط روی خط راست قرار ندارند و با تغییر ولتاژ منبع یا RB یا RC بدست آمده‌اند. اگر نقطه‌ی کار را به صورتی پیدا کنیم که در آنها ولتاژ منبع تغذیه و مقاومت RC ثابت مانده باشد نقاط روی یک خط راست قرار می‌گیرند که به آن خط بار ترانزیستور می‌گویند.

معادله خط بار و نحوه رسم آن

برای رسم خط بار ابتدا باید معادله آن را بنویسیم. برای این کار، باتوجه به جهت جریان و جهت گردش در حلقه‌ی خروجی از یک نقطه (مثلا قطب منفی منبع تغذیه) در مدار شکل زیر معادله KVL را می‌نویسیم. به این طریق:

در معادله‌ی بالا RC و VCC ثابت‌اند ولی IC و VCE متغیر هستند. لذا برای بدست آوردن حداقل دو نقطه از خط بار، یک بار IC را برابر صفر فرض می‌کنیم و در معادله‌ی خروجی قرار می‌دهیم و VCE را بدست می‌آوریم (نقطه A) و و بار دیگر VCE را برابر صفر فرض می‌کنیم و در معادله‌ی خروجی قرار می‌دهیم و IC را به دست می‌آوریم (نقطه B)، سپس نقاط A و B را به هم وصل می‌کنیم تا خط بار به دست آید.

تامین ولتاژها و جریان‌های مورد نیاز ترانزیستور

مقدار ولتاژی که باید به قسمت‌های مختلف ترانزیستور یا مدارات ترانزیستوری اعمال شود یک اندازه نیست . مثلا ولتاژی که باید بین بیس و امیتر قرارا گیرد، حدود ۰٫۶۵ ولت و مقدار ولتاژی که بین کلکتور و امیتر باید قرار بگیرد حدود نصف ولتاژ منبع تغذیه است و … بنابراین مشاهده می‌شود که در یک مدار ترانزیستوری، به تعداد زیادی منبع تغذیه با ولتاژ های مختلف نیاز است . تامین این همه ولتاژهای مختلف از طریق منابع تغذیه متعدد امکان‌پذیر نیست برای تامین ولتاژهای مورد نیاز قسمت‌های مختلف یک تقویت‌کننده به کمک فقط یک منبع تغذیه، باید از تقسیم‌کننده‌های مقاومتی اهمی استفاده کرد. برای این منطور مقاومت‌های را با قسمت‌های مختلف تقویت‌کننده سری می‌کنند و با ایجاد افت ولتاژ کافی، ولتاژ و جریان‌های DC مورد نیاز را به دست می‌آورند .

تأثیر درجه حرارت بر ترانزیستور

افزایش درجه حرارت بیشتر بر روی جریان معکوس پیوند بیس – کلکتور نسبت به جریان‌های دیگر اثر می‌گذارد. با توجه به اینکه پیوند بیس – کلکتور در بایاس مخالف قرار دارد جریان بسیار ضعیفی که عامل آن حامل‌های اقلیت هستند از کلکتور به طرف بیس جاری می‌شود و افزایش درجه حرارت باعث می‌شود که تعداد بیشتری از پیوندها شکسته شده و الکترون‌های بیشتری آزاد گردند و در نتیجه جریان معکوس پیوند بیس – کلکتور افزایش می‌یابد. این جریان را جریان قطع کلکتور نامیده و آن را با ICO یا ICBO نمایش می‌دهند.

مقادیر حد در ترانزیستورها

هر المان نیمه هادی، از جمله ترانزیستور، برای مقادیر الکتریکی مشخصی ساخته می‌شود. مثلاً هر ترانزیستوری را برای تحمل توان مشخصی می‌سازند.  اگر مقادیر الکتریکی اعمال شده به ترانزیستور بیشتر از آنچه کارخانه سازنده مشخص کرده است باشد، ترانزیستور معیوب می‌شود. این مقادیر الکتریکی به مقادیر حد معروفند. کارخانجات سازنده، حداکثر مقدار مجاز مقادیر الکتریکی را مشخص می‌کنند. مهمترین این مقادیر عبارتند از :

1. حداکثر ولتاژ کلکتور – امیتر: این پارامتر، حداکثر ولتاژ مجاز بین پایه‌های کلکتور و امیتر را مشخص می‌کند و آن را با VCEmax نمایش می‌دهند.
2. حداکثر جریان کلکتور: حداکثر جریانی است که ترانزیستور می‌تواند در دمای مشخص شده از طرف کارخانه سازنده، تحمل کند و آن را با ICmax نمایش می‌دهند.
3. حداکثر توان: حداکثر توانی است که می‌تواند در یک ترانزیستور به صورت حرارت تلف شود و آن را با Pmax نمایش می‌دهند.
4. حداکثر درجه حرارت محل پیوند: حداکثر درجه حرارتی است که در محل اتصال کلکتور – بیس، ترانزیستور می‌تواند تحمل کند و آن را با Tj نمایش می‌دهند.

نام گذاری ترانزیستورها

برای نامگذاری ترانزیستورها، سه روش مشهور در دنیا وجود دارد اگر چه تعدادی از کارخانجات در گوشه و کنار دنیا از سیستم نامگذاری خاصی استفاده می‌کنند. این سه روش عبارتند از: ۱- روش ژاپنی        ۲- روش اروپایی        ۳-روش آمریکایی

روش ژاپنی: در این سیستم، نامگذاری ترانزیستور را با عدد ۲ شروع کرده و به دنبال آن حرف S را می‌آورند. بعد از حرف و عدد ۲S یکی از حروف C ،B ،A و D را قرار می‌دهند که هر یک مفاهیمی به شرح زیر دارند:

A: این حرف نشان‌دهنده این است که ترانزیستور از نوع PNP بوده و در فرکانس‌های بالا نیز می‌تواند کار کند.

B: این حرف نشان‌دهنده این است که ترانزیستور از نوع PNP بوده و در فرکانس‌های کم می‌تواند کارکند.

C: این حرف نشا‌دهنده این است که ترانزیستور از نوع NPN بوده و در فرکانس‌های بالا نیز می‌تواند کار کند.

D: این حرف نشان‌دهنده این است که ترانزیستور از نوع NPN بوده و در فرکانس‌های کم می‌تواند کارکند.

بعد از این حروف تعداد ۲ یا ۳ یا ۴ رقم قرار می‌گیرد که با مراجعه به جدول مشخصات ترانزیستورها، می‌توان مقادیر مشخصه‌های الکتریکی آن را بدست آورد. در این سیستم، حروف روی ترانزیستور، مشخص‌کننده جنس نیمه هادی به کار رفته (ژرمانیوم یا سیلیسیم) و همچنین حدود قدرت آن نمی‌باشد. مثلاً المان ۲SC829 نشان‌دهنده ترانزیستور از نوع NPN با محدوده فرکانسی بالا می‌باشد. لازم به تذکر است که بر روی اکثر ترانزیستورها، حرف ۲S را قید نمی‌نمایند. مثلاً C829 همان ۲SC829 می‌باشد.

روش اروپایی: در نامگذاری به روش اروپایی، تا سال ۱۹۶ ، ترانزیستور را با حروف OC و OD و با دو، سه یا چهار عدد به دنبال آنها مشخص می‌کردند که  OC برای ترانزیستورهای کم قدرت و OD برای ترانزیستور قدرت به کار می‌رفت مانند OC7 . در این روش نامگذار ، نوع ترانزیستور و جنس نیمه هادی به کار رفته در آن و نیز محدوده فرکانسی آن مشخص نبو . از سال ۱۹۶۰ به بع ، سیستم نامگذاری ترانزیستورها تغییر کر . بدین نحو که ترانزیستورهای به کار رفته در رادیو و تلویزیون و یا در وسایل الکتریکی عمومی بیشتر با دو حرف و سه شماره و ترانزیستورهای خاص با سه حرف و دو شماره مشخص م شوند مانند ترانزیستور BUX38 که این ترانزیستور در فرکان های رادیویی با جریان و ولتاژ زیاد به کار برده م شو . در ادامه روش نامگذاری با دو حرف و سه شماره که کاربرد بیشتری دارد بیان خواهد شد.

روش نامگذاری با دو حرف و سه شمار : در این روش حرف اول نشان‌‌دهنده جنس نیمه هادی است که اگر ژرمانیوم باشد با حرف A و اگر سیلیسیم باشد با حرف B مشخص می‌شود. برای حرف دوم نیز از حروف S ،L ،F ،D ،C و یاU استفاده می‌نمایند که معانی هر یک از این حروف به شرح زیر است :

C: ترانزیستور کم قدرت با فرکانس کار کم.

D:  ترانزیستور قدرت با فرکانس کار کم.

F: ترانزیستور کم قدرت با فرکانس کار زیاد.

L: ترانزیستور قدرت با فرکانس کار زیاد.

S: ترانزیستور کم قدرت که به عنوان سوئیچ به کار می‌رود.

U: ترانزیستور قدرت که به عنوان سوئیچ به کار می‌رود.

سه شماره بعد، نشان‌دهنده سری ترانزیستور می‌باشد که با استفاده از این سه شماره و جدول مشخصات، می‌توان مشخصات الکتریکی ترانزیستور را بدست آورد. به عنوان مثال مشخصات ظاهری ترانزیستور BC107 عبارت است از:

B: جنس ترانزیستور از سیلیسیم می‌باشد .

C: ترانزیستور کم قدرت بوده و در فرکانس کم می تواند کار کند .

مشخصات الکتریکی را با مراجعه به کتاب مشخصات ترانزیستور و پیدا کردن جدول مربوطه به دست می آورند.

در این سیستم نامگذاری ، نوع ترانزیستور یعنی NPN و یا PNP بودن آن ، از روی حروف ترانزیستور مشخص نیست.

روش آمریکایی: در این روش نامگذاری، ترانزیستور را با حرف و عدد  ۲N مشخص می‌کنند و تعدادی رقم به عنوان شماره سری به دنبال آن می‌آورند که با توجه به این ارقام و با استفاده از جدول مشخصات ترانزیستورها، مشخصات الکتریکی ترانزیستور را بدست می‌آورند. به عنوان مثال ترانزیستور ۲n3055، یک ترانزیستور قدرت است که در فرکانس‌های کم کار می‌کند.

تقسیم‌بندی ترانزیستور BJT بر اساس پارامترهای آن

اگر به اطلاعات نوشته شده در برگه اطلاعات ترانزیستورها توجه شود، مشاهده می‌گردد برخی مشخصات مانند ICmax ،VCEmax ،PCmax، فرکانس حد و فرکانس قطع آنها با هم متفاوت است.

ترانزیستورها براساس این پارامترها (مشخصه‌ها) و نوع کاربرد، در دسته بندی‌های متعددی قرار می‌گیرند. مثلا ترانزیستورها از نظر فرکانس به سه دسته فرکانس کم (LF = Low Frequency)، فرکانس متوسط (MF = Medium Frequency)، فرکانس زیاد (HF = High Frequency) تقسیم‌بندی می‌شوند. این موضوع برای تقویت سیگنال از نظر ولتاژ، جریان و توان نیز صدق می‌کند.

ترانزیستور کاربرد عمومی و سیگنال کوچک General Purpose/Small signal Transistor

این ترانزیستورها برای تقویت سیگنال‌های با ولتاژ و جریان با دامنه کم به کار می‌روند و معمولا در تقویت‌کننده‌های قدرت پایین یا متوسط یا برای مدارهای کلیدی به کار می‌روند. بدنه این ترانطیستورها معمولا پلاستیکی یا فلزی است و حداکثر توان مجاز آن ها از ۰٫۵w تجاوز نمی‌کند. در شکل زیر چند نمونه از این ترانزیستورها را مشاهده می‌کنید:

ترانزیستور قدرت چیست؟ 

ترانزیستور قدرت(Power Transistor) قادر به تقویت سیگنال‌های با ولتاژ و جریان با دامنه زیاد است و معمولا در تقویت‌کننده‌های سیگنال بزرگ به کار می‌رود. حداکثر توان مجاز این ترانزیستورها از ۰٫۵w تا چند ده وات است.

بدنه این ترانزیستورها که معمولا فلزی است، به کلکتور اتصال دارد تا بتواند با محیط تبادل حرارت نماید.

در توان‌های زیاد، بدنه به گرماگیر (هیت سینک) اتصال داده می‌شود.

ترانزیستورهای فرکانس بالا High Frequency Transistor

این ترانزیستورها به تغییر ولتاژ و شدت جریان ورودی خود که فرکانس فوق‌العاده زیاد دارند، به سرعت پاسخ می‌دهند. مقدار فرکانس قطع این ترانزیستورها چندین مگاهرتز تا گیگاهرتز است. در صورتی که قصد خرید انواع قطعات الکترونیکی را دارید میتوانید از طریق فروشگاه آنلاین قطعات الکترونیکی دیجی قطعه سبد خرید خود را ایجاد کنید، یا لیست bom خود را در بخش BOM بارگذاری کنید.