ستتعرف في السطور القادمة علي الفرق بين ترانزستور ثنائي القطبية BJT و ترانزستور تأثير المجال FET من حيث التركيب الداخلي و طريقة العمل والتيار المستهلك وقيمة التكبير Gain و المقاومة الداخلية واستهلاك القدرة لكل منهما .
|
| الفرق بين ترانزستور BJT و FET |
التركيب الداخلي للترانزستور BJT والترانزستور FET
ترانزستور BJT
يتكون من ثلاث بلورات وله نوعان NPN و PNP ,وله ثلاث اطراف:
طرف Emitter الباعث وهو المصدر.
طرف Collector المجمع وهو الطرف الذي يكون موصل بالحمل الخارجي .
والطرفان السابقان لهما نفس الشحنة سواء P أو N.
طرف Base القاعدة وتكون شحنته مخالفة للمشع والمجمع وهو الطرف الذي يتحكم في
التيار المار من المشع إلى المجمع ,ونجد أن تيار I B يتحكم في تيار I
C.
ترانزستور FET
يتكون من ثلاث بلورات وله نوعان JFET و MOSFET ,وله ثلاث اطراف:
طرف المصدر Source وهو يشبه الباعث.
طرف المصرف Drain وهو يشبه المجمع في الترانزستور العادي.
طرف البوابة Gate وهي تشبه القاعدة.
يكون طرفي المصدر Source و المصرف Drain متصلين معا مكونين مايطلق عليه اسم قناة
وهذه القناه من الممكن أن تكون N-channel أو P-channel ,ويتم التحكم في التيار
المار بينهما عن طريق الجهد المطبق عند البوابة Gate.
طريقة العمل الترانزستور BJT و الترانزستور FET
ترانزستور BJT
حتى يمر تيار في الترانزستور لابد ان يكون الجهد عند القاعدة أكبر
من 0.7 فولت ,عند توصيل المجمع بجهد لن تمر إلكترونات من المجمع إلى المشع إلى ان
تتم زيادة الجهد على القاعدة أكبر من 0.7 فولت نجد أن الالكترونات في المشع تبدأ
في الانتقال نحو المجمع حتى تكتمل الدائرة,ويتم التحكم في التيار المار I
C بالزيادة والنقصان عن طريق زيادة أو نقصان I B وليس
الجهد حيث أن القاعدة أو الترانزستور يحتاج فقط إلى جهد 0.7 فولت ليعمل.
ترانزستور FET
نجد في الترانزستور JFET مابين الطرفين Source و Drain اتصال مباشر
قناة مفتوحة بمعنى أنها تسمح بمرور التيار,الذي يتحكم في مرور التيار هو الجهد
عند البوابة Gate فلو كان الجهد يساوي صفر يمر التيار ,ولكي تمنع هذه البوابة
مرور التيار لابد من تطبيق جهد سالب عليها إلى ان تصل لحد معين لن يمر تيار ويصبح
الترانزستور في حالة Cut-off,ولو طبقنا جهد بقيم موجبة سوف يمر تيار أكبر مما
يعرض الترانزستور للتلف.
أما الترانزستور MOSFET
له نوعان النوع الاول Depletion mode طريقة عمله نفس طريقة عمل الترانزستور JFET
,والنوع الثاني وهو Enhancement mode في هذا النوع تم فصل البوابةعن الترانزستور
بطبقة عازلة واصبحت تتحكم في الترانزستور عن طريق الشحنات المتراكمة عن بعد
,عندما يساوي الجهد عند البوابة صفر لن يمر تيار من المصدر Source إلى المصرف
Drain ولكن عند زيادة الجهد المطبق على البوابة Gate بقيم موجبة سوف يمر التيار
ولن يستهلك أي تيار في اتجاه
البوابة Gate وهذا عكس ترانزستور JFET الذي يستهلك تيار بسيط عند البوابة Gate.
التيار المستهلك في الترانزستور BJT والترانزستور FET
ترانزستور BJT
يستهلك تيار حيث يتم إختيار قيمة المقاومة R 2 في
دائرة مجزيء الجهد تستهلك قيمة 10 أضعاف قيمة التيار المار عند القاعدة حتى
نستطيع إهمال التيار عند القاعدة للوصول إلى مرحلة Active عندما تكون قيمة V
CE تساوي نصف قيمة جهد المصدر.
ترانزستور FET
لن يستهلك تيار فيمكنك إختيار قيمة المقاومات كما تريد في تصميمك
للوصول إلى مرحلة Active وتكون عندما قيمة V DS تساوي نصف قيمة جهد
المصدر.
قيمة التكبير Gain في الترانزستور BJT والترانزستور FET
تكون قيمة التكبير Gain في الترانزستور BJT أكبر بكثير من قيمة التكبير Gain للترانزستور FET ولذلك نجد أن الترانزستور BJT هو الأكثر إستخداما في دوائر التكبير.
ملاحظة
القدرة على مضاعفة التيار في الترانزستور BJT أقل من
الترانزستور FET
القدرة على مضاعفة الجهد في الترانزستور BJT أكبر من الترانزستور FET
المقاومة الداخلية في الترانزستور BJT والترانزستور FET
المقاومة الداخلية للترانزستور FET كبيرة ولذلك تمنع مرور التيار إلى الترانزستورفلا تستهلك أي تيار عند البوابة لعملية التحكم في الترانزستور,بينما المقاومة الداخلية للترانزستور FET تكون صغيرة والقاعدة تحتاج إلى تيار لعملية التحكم في الترانزستور.
استهلاك القدرة في الترانزستور BJT و الترانزستور FET
الترانزستور BJT عندما يكون في مرحلة Saturation يكون الجهد حول
الترانزستور حوالي 0.2 فولت ويمر تيار من المجمع إلى المشع مما يعني إستهلاك
قدرة أكبر مما يعرضه للسخونة.
اما الترانزستور FET عندما يكون
في مرحلة Saturation يكون الجهد حول الترانزستور حوالي صفر ولن يمر تيار من
المصدر Source إلى المصرف Drain فمقدار سخونة الترانزستور أقل.
يمكن التحكم في الترانزستور BJT بترددات متوسطة وسرعة متوسطة
وسعره رخيص, بينما الترانزستور FET يمكن التحكم به بترددات عالية وسرعات
عالية ولكن مرتفع السعر.
المصدر
دورة الالكترونيات العملية: مقارنة بين ترانزستور BJT و ترانزستور FET
للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا