 |
| الترانزستور كمكبر |
الترانزستور كمكبر
يعمل الترانزستور كمكبر للإشارة الصغيرة جدا ويمكن أن تكون هذه الإشارة ناتجة عن صوت أو من جسم الانسان مثل القلب أو من جهاز أخر مثل الموبايل، وكيف تكون هذه الإشارة واضحة وغير مقطعة، والشرط الأساسي لعمل الترانزستور كمكبر هو ان يكون الترانزستور في المنطقة الخطية Active Region .
كيف يعمل الترانزستور كمكبر
 |
| كيف يعمل الترانزستور كمكبر |
لتوضيح ذلك نفترض أن لدينا إشارة لتيار متردد مقدار الجهد لها 1 فولت ولدينا جهد الخرج يساوي 12 فولت ولدينا مقاومتين مقاومة القاعدة مقدارها 10 كيلو اوم، ومقاومة المجمع مقدارها 500 أوم نلاحظ عندما تكون الموجة الجهد بها يساوي صفر لن يعمل الترانزستور وبالتالي لن يمر التيار ولكن عند زيادة الجهد أكبر من 0.7 فولت يبدأ الترانزستور في العمل كمكبر للإشارة حيث أنه يكون في هذه الحالة في منطقة Active Region وتظل الزيادة إلى أن يصل الجهد عند القاعدة مرة أخري إلى الصفر وثم يصبح الجهد بالسالب وعند هذه الحالة لن يعمل الترانزستور.
ولكن ماهي إشارة الخرج او موجة الخرج؟
نلاحظ ان شكل موجة الخرج عندما يكون تيار القاعدة يساوي صفر لن يمر التيار وبالتالي مقاومة المجمع لن يمر بها تيار وجهد الخرج يكون 12 فولت ولن يعمل الترانزستور ولكن عند زيادة جهد القاعدة أكبر من 0.7 فولت يكون الترانزستور في منقطة Active Region نجد موجة الخرج يكون الجهد بها متوازي مع جهد الدخل حيث أن عندما يزيد تيار I B يزيد تيار I C ويزيد الجهد علي مقاومة المجمع ويقل الجهد على الترانزستور، وتظهر صورة من موجة الدخل ولكن مقلوبة وعند وصول موجة الدخل مرة أخرى إلى الصفر ثم بالسالب لن يعمل الترانزستور.
ملاحظة
تم إخراج جزء فقط من الموجة مما يعني أنه حدث لها تشوه كبير وهذا الجزء تم إخراجه بشكل عكسي.
كلما زاد جهد تيار القاعدة كلما قل الجهد حول الترانزستور.
كيف يتم تفادي التشوه في التكبير؟
الموجة المركبة
عن طريق الموجة المركبة يتم تفادي التشوه في التكبير وهي عبارة عن موجة AC مركبة على موجة DC لمنع نزول الموجة AC لقيم بالسالب او هو عبارة عن Bias وهو جهد بسيط DC يضاف إلى AC حتى يجعل الترانزستور يبعد عن مرحلة القطع Cut off ولا تقتص الموجة.
والشكل التالي يوضح لنا ذلك:
وهى عبارة عن تحديد لقيمتي I BQ و I CQ التي تضمن لنا عمل التكبير بشكل سليم دون حدوث القطع للترانزستور أو وصوله إلى مرحلة الاشباع وضمان عمله في مرحلة Active Region، ويكون ذلك عن طريق إضافة Bias وهو جهد DC يضاف إلى AC حتي يجعل الترانزستور بعيد عن منطقتي Cut off و Saturation حتى نتفادى حدوث قص لموجة الخرج المكبرة سواء من الأسفل أو من الأعلى.
ملاحظة
أفضل الحالات في التكبير هو اختيار V CEQ يساوي نصف قيمة V CCحيث أن لو كانت قيمة V CEQ تساوي قيمة V CC يكون الترانزستور في حالة Cut off ولو كانت قيمة V CEQ تساوي صفر يكون الترانزستور في حالة Saturation.
نحدد قيمة الجهد الذي نريده حول الترانزستور وأفضل قيمة عندما يكون قيمة V CEQ تساوي نصف قيمة V CC.
والشكل التالي يوضح لنا ذلك:
 |
| كيف يتم تفادي التشوه في التكبير؟ |
ما هي نقطة التشغيل Q-Point؟
 |
| نقطة التشغيل Q-Point |
وهى عبارة عن تحديد لقيمتي I BQ و I CQ التي تضمن لنا عمل التكبير بشكل سليم دون حدوث القطع للترانزستور أو وصوله إلى مرحلة الاشباع وضمان عمله في مرحلة Active Region، ويكون ذلك عن طريق إضافة Bias وهو جهد DC يضاف إلى AC حتي يجعل الترانزستور بعيد عن منطقتي Cut off و Saturation حتى نتفادى حدوث قص لموجة الخرج المكبرة سواء من الأسفل أو من الأعلى.
ملاحظة
أفضل الحالات في التكبير هو اختيار V CEQ يساوي نصف قيمة V CCحيث أن لو كانت قيمة V CEQ تساوي قيمة V CC يكون الترانزستور في حالة Cut off ولو كانت قيمة V CEQ تساوي صفر يكون الترانزستور في حالة Saturation.
خطوات تصميم الترانزستور كمكبر
نحدد قيمة الجهد الذي نريده حول الترانزستور وأفضل قيمة عندما يكون قيمة V CEQ تساوي نصف قيمة V CC.
تحديد قيمة التيار المناسب I C
يتم تحديد قيمة التيار المناسب I C عن طريق القانون التالي:
تحديد قيمة التيار I B المناسب
يتم تحديد قيمة التيار I B المناسب عن طريق القانون التالي:
تشتمل تطبيقات الترانزستور كمكبر بشكل أساسي على الصوت والراديو واتصالات الألياف الضوئية ومعالجة الإشارات ...الخ من التطبيقات.
نحدد قيمة جهد الدخل المناسب(V in (Bias.
استخدامات الترانزستور كمكبر
تشتمل تطبيقات الترانزستور كمكبر بشكل أساسي على الصوت والراديو واتصالات الألياف الضوئية ومعالجة الإشارات ...الخ من التطبيقات.
الأسئلة الشائعة
متى يعمل الترانزستور كمكبر؟
لاستخدام الترانزستور كمضخم يجب أن يكون تقاطع قاعدة الباعث متحيزا للأمام ويجب أن يكون تقاطع قاعدة المجمع متحيزا عكسيا.
تسمح المقاومة المنخفضة في دارة الإدخال لأي تغيير طفيف في إشارة الإدخال بإحداث تغيير ملموس في الخرج و يساهم تيار الباعث الناتج عن إشارة الدخل في تيار المجمع والذي ينتج عنه انخفاض كبير في الجهد عند تدفقه عبر مقاومة الحمل (RL) وبالتالي ينتج عن جهد الدخل الصغير جهد خرج كبير مما يدل على أن الترانزستور يعمل كمضخم.
المصادر
Transistor as an Amplifier
دورة الالكترونيات العملية: الترانزستور كمكبر