ينقسم الترانزستور بشكل عام إلى نوعين الترانزستور ثنائي القطبية BJT وترانزستور تأثير المجال FET.
ترانزستور Bipolar Junction Transistor
وهو الترانزستور ثنائي القطبية ويطلق عليه BJT وينقسم إلى نوعين ترانزستور PNP وترانزستور NPN .
وهو ترانزستور تأثير المجال ويطلق عليه FET ويقوم بعملية تكبير إشارة الجهد والتيار وله ثلاث أطراف.
ويتم التحكم في التيار بين Source و Drain عن طريق الجهد المطبق على البوابة Gate وليس تيار القاعدة مثلما كان في الترانزستور العادي حيث أن مقاومة الدخل للترانزستور تأثير المجال FET تكون عالية جدا وبالتالي لا يوجد تيار عند البوابة Gate ويتم التحكم بالتيار بين Source و Drain بالجهد عند Gate.
ترانزستورأنواع ترانزستور Field Effect Transistor
وهو ترانزستور تأثير المجال ذو الوصلة ويطلق على هذا النوع JFET ويتم توصيل أطراف المصدرSource والمصرف Drain معا بإتصال مباشر وتسمح بمرور التيار من المصدر إلى المصرف ويطلق عليها أسم القناه,يتم التحكم في ضيق واتساع القناة عن طريق البوابة,و تكون البوابة معاكسة لنوع القناه,ولذلك نجد نوعان للترانزستور Junction FET وهما:
N-channel
تكون القناه N-channel عندما يكون السهم خارج من البوابة في اتجاه الترانزستور.
P-channel
تكون القناه P-channel عندما يكون السهم خارج من الترانزستور في اتجاه البوابة.
طريقة عمل الترانزستور JFET
نفترض أننا لدينا ترانزستور JFET نوعه N-channel نجد أن الطرف المصدر Source موصل بالمصرف Drain ما يعني مرور الكترونات بينهما ولكن ما يعيق أو يسمح بمرور الالكترونات هي البوابة حيث أننا نجد لدينا منطقة Depletion Layer كلما اتسعت هذه المنطقة تعوق مرور الالكترونات, وكلما قلت مساحة هذه المنطقة زاد مرور الالكترونات,عند ما يكون الجهد عند البوابة يساوي صفر سوف يمر تيار أكبر مايمكن حيث أن P-Type Gate به شحنات موجبة سوف تجذب الالكترونات نحوها مما يؤدي إلى تقليل مساحة المنطقة Depletion Layer مما يعني مرور الكترونات أكثر من Source إلى Drain ,بينما لو كان الجهد بالسالب عند البوابة سوف تزداد مساحة المنطقة Depletion Layer ممايعوق مرور الالكترونات من Source إلى Drain وقد يصل الأمر إلى توقف الترانزستور.
لو اعطيت البوابة جهد موجب سوف يتم إتلاف الترانزستور JFET عند حد معين لأنه سوف يمر تيار كبير جدا من Source إلى Drain .
عندما يكون الجهد عند البوابة يساوي صفر يمر تيار أعلى ما يمكن ولذلك يكون الترانزستور في حالة Saturation Region.
عندما يكون الجهد بالسالب عند البوابة يدخل الترانزستور في مرحلة Active.
عند الاستمرار في زيادة الجهد السالب عند البوابة عند حد معين يصل الترانزستور لحالة Cut off أو Pinch-off Region.
عيوب الترانزستور JFET
عندما يكون الجهد المطبق على البوابة يساوي صفر يمر التيار ويعتبر الترانزستور هنا كأنه Normally Closed.
حتى يكون الترانزستور في حالة Cut off أو Pinch-off Region لابد من تطبيق جهد سالب كبير.
يطلق على هذا النوع MOSFET وهو ترانزستور تأثير المجال ذو البوابة المعزولة بمعنى أن البوابة موصلة بطرف معدني Metal Electrode وطبقة عازلة Metal Oxide Insulator تحجز الطرف المعدني عن ما بداخل الترانزستور ,ويتم التحكم بزيادة أو نقصان منطقة Depletion Layer عن طريق تأثير المجال الذي نتنجه البوابة ,حيث أن مقاومة الدخل في هذه الحالة سوف تكون عالية جدا وبالتالي لن تستهلك تيار أبدا لعملية التحكم,وعملية التحكم في التيار من Source إلى Drain تتم عن طريق الجهد المطبق على البوابة.
أنواع ترانزستور MOSFET
Depletion mode
عندما يكون N-channel يكون الترانزستور في حالة ON من غير أى جهد على البوابة وهذا معناه أنه يمر تيار من Source إلى Drain دون تطبيق جهد عند Gate مما من الممكن أن يعرض الترانزستور للتلف,وحتى نصل إلى حالة الترانزستور يكون Off لابد من تطبيق جهد سالب عند البوابة Gate حتى نصل إلى Off,والعكس عندما يكون P-channel
Enhancement mode
هو النوع الاكثر استعمالا وشهرة,عندما يكون N-channel يكون الترانزستور في حالة Off من غير أى جهد على البوابة وحتي يمر تيار من Source إلى Drain لابد من تطبيق جهد عند Gate مما يحافظ على الترانزستور من للتلف,حتى يشتغل الترانزستور لابد من تطبيق جهد موجب عند البوابة,العكس عندما يكون P-channel.
عيوب الترانزستور MOSFET
الطبقة العازلة من الممكن أن تعمل على تراكم شحنات موجبة وسالبة كبيرة على كل من البوابة والاطراف الأخرى مما يجعل أى تلامس بينهما أو لمس يسبب تفريغ الكتروستاتيكي يؤدي إلى تلف الترانزستور.
نجد نوعه N-channel,يتحمل 500 فولت ويتحمل تيار 4.5 أمبير ,وأقل مقاومة متغيرة يمكن أن يتعامل معها هي 1.35 أوم وهي المقاومة الداخلية له عندما يكون الترانزستور في حالة ON,ومقاومة الأرضي أقل من 1.5 أوم في حالة ON التام,وسوف نجد استعمالاته وهي Applications.
V DS هو الجهد بين الSource وال Drain ومقداره 500 فولت.
V GS هو الجهد بين الSource وال Gate من موجب إلى سالب 20 فولت.
I D هو مقدار التيار المار من Source إلى Drain وهو حوالي 4.5 أمبير.
P tot هو مقدار الPower الذي يتحمله الترانزستور ويساوي هنا 100 وات.
V GS th التى تعبر عن مقدار الجهد الذي يصل بالترانزستور إلى حالة Active وأكبر من ذلك يكون في حالة Saturation وعندما يساوي صفر يكون في حالة Cut off ,والقيمة هنا تبدأ من 2 فولت إلى 4 فولت.
R DS on وهى المقاومة الداخلية وتساوي 1.35 أوم.
دورة الالكترونيات العملية:ترانزستور الموسفت FET Transistors
للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا
ترانزستور Bipolar Junction Transistor
وهو الترانزستور ثنائي القطبية ويطلق عليه BJT وينقسم إلى نوعين ترانزستور PNP وترانزستور NPN .
ترانزستور Field Effect Transistor
وهو ترانزستور تأثير المجال ويطلق عليه FET ويقوم بعملية تكبير إشارة الجهد والتيار وله ثلاث أطراف.
- المصرف أو المصب ويطلق عليه Drain وهو يشبه المجمع في الترانزستور العادي.
- المنبع أو المصدر ويطلق عليه Source وهو يشبه الباعث.
- البوابة ويطلق عليها Gate وهي تشبه القاعدة.
 |
| ترانزستور Field Effect Transistor |
ويتم التحكم في التيار بين Source و Drain عن طريق الجهد المطبق على البوابة Gate وليس تيار القاعدة مثلما كان في الترانزستور العادي حيث أن مقاومة الدخل للترانزستور تأثير المجال FET تكون عالية جدا وبالتالي لا يوجد تيار عند البوابة Gate ويتم التحكم بالتيار بين Source و Drain بالجهد عند Gate.
ترانزستورأنواع ترانزستور Field Effect Transistor
ترانزستور Junction FET
وهو ترانزستور تأثير المجال ذو الوصلة ويطلق على هذا النوع JFET ويتم توصيل أطراف المصدرSource والمصرف Drain معا بإتصال مباشر وتسمح بمرور التيار من المصدر إلى المصرف ويطلق عليها أسم القناه,يتم التحكم في ضيق واتساع القناة عن طريق البوابة,و تكون البوابة معاكسة لنوع القناه,ولذلك نجد نوعان للترانزستور Junction FET وهما:
N-channel
تكون القناه N-channel عندما يكون السهم خارج من البوابة في اتجاه الترانزستور.
P-channel
تكون القناه P-channel عندما يكون السهم خارج من الترانزستور في اتجاه البوابة.
طريقة عمل الترانزستور JFET
 |
| طريقة عمل الترانزستور JFET |
نفترض أننا لدينا ترانزستور JFET نوعه N-channel نجد أن الطرف المصدر Source موصل بالمصرف Drain ما يعني مرور الكترونات بينهما ولكن ما يعيق أو يسمح بمرور الالكترونات هي البوابة حيث أننا نجد لدينا منطقة Depletion Layer كلما اتسعت هذه المنطقة تعوق مرور الالكترونات, وكلما قلت مساحة هذه المنطقة زاد مرور الالكترونات,عند ما يكون الجهد عند البوابة يساوي صفر سوف يمر تيار أكبر مايمكن حيث أن P-Type Gate به شحنات موجبة سوف تجذب الالكترونات نحوها مما يؤدي إلى تقليل مساحة المنطقة Depletion Layer مما يعني مرور الكترونات أكثر من Source إلى Drain ,بينما لو كان الجهد بالسالب عند البوابة سوف تزداد مساحة المنطقة Depletion Layer ممايعوق مرور الالكترونات من Source إلى Drain وقد يصل الأمر إلى توقف الترانزستور.
لو اعطيت البوابة جهد موجب سوف يتم إتلاف الترانزستور JFET عند حد معين لأنه سوف يمر تيار كبير جدا من Source إلى Drain .
عندما يكون الجهد عند البوابة يساوي صفر يمر تيار أعلى ما يمكن ولذلك يكون الترانزستور في حالة Saturation Region.
عندما يكون الجهد بالسالب عند البوابة يدخل الترانزستور في مرحلة Active.
عند الاستمرار في زيادة الجهد السالب عند البوابة عند حد معين يصل الترانزستور لحالة Cut off أو Pinch-off Region.
عيوب الترانزستور JFET
عندما يكون الجهد المطبق على البوابة يساوي صفر يمر التيار ويعتبر الترانزستور هنا كأنه Normally Closed.
حتى يكون الترانزستور في حالة Cut off أو Pinch-off Region لابد من تطبيق جهد سالب كبير.
ترانزستور موسفت Metal Oxide Semiconductor FET
 |
| ترانزستور موسفت Metal Oxide Semiconductor FET |
يطلق على هذا النوع MOSFET وهو ترانزستور تأثير المجال ذو البوابة المعزولة بمعنى أن البوابة موصلة بطرف معدني Metal Electrode وطبقة عازلة Metal Oxide Insulator تحجز الطرف المعدني عن ما بداخل الترانزستور ,ويتم التحكم بزيادة أو نقصان منطقة Depletion Layer عن طريق تأثير المجال الذي نتنجه البوابة ,حيث أن مقاومة الدخل في هذه الحالة سوف تكون عالية جدا وبالتالي لن تستهلك تيار أبدا لعملية التحكم,وعملية التحكم في التيار من Source إلى Drain تتم عن طريق الجهد المطبق على البوابة.
أنواع ترانزستور MOSFET
 |
| أنواع ترانزستور MOSFET |
Depletion mode
عندما يكون N-channel يكون الترانزستور في حالة ON من غير أى جهد على البوابة وهذا معناه أنه يمر تيار من Source إلى Drain دون تطبيق جهد عند Gate مما من الممكن أن يعرض الترانزستور للتلف,وحتى نصل إلى حالة الترانزستور يكون Off لابد من تطبيق جهد سالب عند البوابة Gate حتى نصل إلى Off,والعكس عندما يكون P-channel
Enhancement mode
هو النوع الاكثر استعمالا وشهرة,عندما يكون N-channel يكون الترانزستور في حالة Off من غير أى جهد على البوابة وحتي يمر تيار من Source إلى Drain لابد من تطبيق جهد عند Gate مما يحافظ على الترانزستور من للتلف,حتى يشتغل الترانزستور لابد من تطبيق جهد موجب عند البوابة,العكس عندما يكون P-channel.
عيوب الترانزستور MOSFET
الطبقة العازلة من الممكن أن تعمل على تراكم شحنات موجبة وسالبة كبيرة على كل من البوابة والاطراف الأخرى مما يجعل أى تلامس بينهما أو لمس يسبب تفريغ الكتروستاتيكي يؤدي إلى تلف الترانزستور.
كيفية قراءة ال Datasheet للترانزستور ال MOSFET
سوف نأخذ IRF830 كمثال مشهور ويتحمل تيار وجهد عالي,سوف نستعرض أهم المعلومات في الداتاشيت وهي: |
| كيفية قراءة ال Datasheet للترانزستور ال MOSFET |
نجد نوعه N-channel,يتحمل 500 فولت ويتحمل تيار 4.5 أمبير ,وأقل مقاومة متغيرة يمكن أن يتعامل معها هي 1.35 أوم وهي المقاومة الداخلية له عندما يكون الترانزستور في حالة ON,ومقاومة الأرضي أقل من 1.5 أوم في حالة ON التام,وسوف نجد استعمالاته وهي Applications.
 |
| كيفية قراءة ال Datasheet للترانزستور ال MOSFET |
V DS هو الجهد بين الSource وال Drain ومقداره 500 فولت.
V GS هو الجهد بين الSource وال Gate من موجب إلى سالب 20 فولت.
I D هو مقدار التيار المار من Source إلى Drain وهو حوالي 4.5 أمبير.
P tot هو مقدار الPower الذي يتحمله الترانزستور ويساوي هنا 100 وات.
 |
| كيفية قراءة ال Datasheet للترانزستور ال MOSFET |
V GS th التى تعبر عن مقدار الجهد الذي يصل بالترانزستور إلى حالة Active وأكبر من ذلك يكون في حالة Saturation وعندما يساوي صفر يكون في حالة Cut off ,والقيمة هنا تبدأ من 2 فولت إلى 4 فولت.
R DS on وهى المقاومة الداخلية وتساوي 1.35 أوم.
دورة الالكترونيات العملية:ترانزستور الموسفت FET Transistors
للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا