ترانزیستورها جزء دستگاه‌های نیمه هادی به حساب می‌آیند. از آنها برای تقویت و تضعیف سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌شود. به طور کلی دو نوع ترانس صنعتی وجود دارد که شامل میدانی و ترانزیستورهای دو قطبی است. بر اساس خصوصیات، مزایا و مضرات آنها می‌توان انواع مختلفی از ترانزیستورها را دسته بندی نمود. تقریباً همه دستگاه‌های الکترونیکی امروزه حاوی یک یا چند ترانس هستند. برخی از ترانزیستورها به صورت جداگانه بسته بندی شده‌اند؛ اما بسیاری دیگر در مدارهای یکپارچه تعبیه شده‌اند. در این مدارها، تعداد ترانزیستورها می‌توانند از چند عدد چند میلیارد متغیر باشند. ترانس صنعتی به دلیل استفاده فراوان در اکثر مدارهای مدرن و سیستم‌های الکترونیکی یکی از مهمترین اختراعات قرن بیستم محسوب می‌شود.
ترانزیستور چیست و چه کاربردی دارد؟
ترانزیستور نوعی دستگاه الکترونیکی است که توسط نیمه هادی نوع P و نوع N شکل می‌گیرد. هنگامی که یک نیمه هادی در وسط دو نیمه هادی از یک نوع قرار گیرد، ترتیب آن را ترانزیستور می‌نامند. ترانزیستور همچنین می‌تواند به عنوان یک اتصال همزمان دو دیود تعریف شود. علاوه بر این، ترانزیستور وسیله‌ای است که عبور جریان یا ولتاژ را کنترل کرده و به عنوان یک دکمه یا دروازه برای سیگنال‌های الکترونیکی خدمت می‌کند. ترانزیستورها دارای سه پایانه یعنی Emitter ،Base و Collector هستند. این دستگاه‌ها تاثیر قابل توجهی در انقلاب صنعت الکترونیکی داشته‌اند و قادر به تقویت و اصلاح سیگنال هستند.
آشنایی با انواع ترانس صنعتی
انواع مختلفی از ترانزیستورها وجود دارند که بر اساس کاربرد آنها را طبقه بندی می‌کنند. برخی از آنها شامل موارد زیر است:
- ترانزیستور انتشار
- ترانزیستور بهمن
- ترانزیستور چوتکی
- ترانزیستور اتصال دو قطبی
- ترانزیستور دارلینگتون
- ترانزیستور دو قطبی ناهماهنگ
- اثر میدانی ترانزیستور
- ترانزیستور اتصالی FET
- دروازه دوگانه
- ترانزیستور چند پیام
ترانس صنعتی اتصال دو قطبی (BJT)
یکی از انواع ترانسهای صنعتی، اتصال دو قطبی است که شامل آن دسته از ترانزیستور‌هایی هستند که از سه منطقه تشکیل شده‌اند: پایه، جمع کننده و امیتر. تفاوت آنها به نسبت ترانزیستورهای FET، در دستگاه‌هایی هستند که جریان را کنترل می‌کنند. انتشار جریان به منطقه جمع کننده ترانزیستور باعث می‌شود یک جریان قابل توجه و بزرگتر از پایه به سمت امیتر راه پیدا کند. NPN و PNP دو نوع اصلی ترانزیستور اتصال دوقطبی هستند.
ترانس صنعتی اثر میدانی (FET)
ترانزیستورهای اثر میدانی آن دسته از ترانس صنعتی است که از سه منطقه تشکیل شده‌اند: دروازه، منبع و تخلیه. FET همان ترانسهای صنعتی دوقطبی کنترل شده با ولتاژ هستند؛ اما عملکرد آن به این گونه است که ولتاژ اعمال شده برای دروازه ترانزیستور جریان را از منبع به تخلیه کنترل می‌کند.
ترانس صنعتی اثر میدانی دارای امپدانس‌های ورودی بسیار بالایی هستند که از چند اهم تا مقادیر بسیار بالا وجود دارند. با توجه به امپدانس ورودی زیاد، این نوع ترانزیستورها فقط مقدار کمی جریان را دریافت می‌کنند؛ طبق قانون اهم، جریان به طور معکوس تحت تأثیر ارزش مقاومت مدار قرار دارد. در نتیجه اگر امپدانس زیاد باشد، جریان بسیار کم است. همچنین FETS جریان بسیار کمی را از منبع تغذیه یک مدار ترسیم می‌کند.FET را می‌توان بیشتر در دسته‌بندی JFET و MOSFET طبقه بندی کرد. IGBT از MOSFET ولتاژ محور و به دنبال آن یک ترانزیستور با جریان بالا تشکیل شده است. اجزای اثر میدانی شامل موارد زیر است:
- دروازه لایه نیمه هادی و ترمینال است که جریان را از طریق ولتاژ کاربردی تعدیل می‌کند.
- منبع جایی است که جریان وارد کانال می‌شود.
- تخلیه جایی است که جریان از کانال خارج می‌شود.
به طور کلی برق از طریق لایه نیمه هادی اول (به نام کانال) جریان پیدا می‌کند. ولتاژ متصل به لایه نیمه هادی دوم (دروازه) با تداخل در جریان، باعث ایجاد بیشتر قدرت آن شده و همچنین جریان به کانال راهی و کنترل می‌کند.
سایر ترانسهای صنعتی چه عملکردی دارند؟
- ترانس صنعتی بهمن: این نوعی از ترانس‌ها دارای اتصال دو قطبی هستند که ولتاژ منطقه را جمع آوری می‌کند. این عملیات حالت بهمن است که بین جریان‌های بالا در کمتر از نانو ثانیه تغییر می‌کند.
- ترانزیستور انتشار: این دسته از ترانس صنعتی نوعی BJT است که از طریق انتشار دوپانت به یک بستر نیمه هادی ایجاد می‌شود. به عنوان مثال می‌توان به ترانزیستور پراکنده میکرو آلوی Philco اشاره نمود.
- ترانس صنعتی دارلینگتون: این یک مدار ترانزیستور با دو ترانزیستور مجزا در آن است. این توانایی بیشتر برای به دست آوردن جریان زیاد است. مدار آن همچنین می‌تواند در یک مدار یکپارچه موجود باشد.
- ترانزیستور شاتکی: ترانسهای صنعتی شاتکی از جمله مواردی هستند که با یک دیود شوتکی ادغام شده‌اند. با معرفی این نوع دیود منجر به جلوگیری از انحراف جریان ورودی بالا می‌شود.
- ترانس صنعتی دو قطبی ناهماهنگ: این ترانس صنعتی در مایکروویوهای آنالوگ با فرکانس بالاتر یا دیجیتال استفاده می‌شوند. این سرعت سوئیچینگ سریع‌تر و عملکرد لیتوگرافی بالاتر را به وجود می‌آورد. همچنین آنها راندمان بالاتری از تزریق امیتر دارند.
- ترانزیستور چندگانه: از انتشار دهنده‌ها با سیگنال‌های ورودی در این ترانزیستورها استفاده می‌شود. این توانایی کاهش زمان سوئیچینگ و مصرف برق را دارد.
نحوه عملکرد ترانسهای صنعتی
ترانسهای صنعتی می‌توانند به عنوان سوئیچ و تقویت کننده عمل کنند. این دستگاه‌ها در حین کار ولتاژ تأمین شده جریان الکتریکی را با افزودن الکترون یا قطع جریان تغییر می‌دهند. همچنین این اجازه را نیز می‌دهند تا تغییرات کوچک در ولتاژ باعث ایجاد تغییرات متناسب در جریان خروجی شود و در نتیجه تقویت انجام شود. جریانی که از طریق یک ترانس اجرا می‌شود می‌تواند به عنوان یک مکانیسم تعویض نیز عمل کند. از یک قیاس بصری ساده می‌توان برای درک عملکرد ترانسهای صنعتی استفاده نمود.
ساخت و متریال بکار رفته در ترانسهای صنعتی
اساسی‌ترین عنصر ماژول قدرت ترانزیستور، تراشه سیلیکون است. به دلیل افزایش بالای پیکربندی‌های دارلینگتون، بیشتر انواع دو قطبی ترانزیستورها و ماژول‌های ترانزیستور حاوی تراشه‌های ترانزیستور دارلینگتون هستند. برخی از این تراشه‌ها سازه‌های مسطح هستند. سطح یک تراشه مسطح را می توان به راحتی ساخت و تولید انبوه آن نیز بسیار ساده است. تولید کنندگان مختلف از الگوهای پیشرفته خطی استفاده می‌کنند و در نتیجه عملکرد عالی و ایمنی را می‌سازند. ولتاژهای مسدود کننده بالا با استفاده از یک فرآیند انتشار سه گانه و حلقه‌های نگهبان حاصل می‌شوند. برای اطلاعات بیشتر و مشاهده آگهی‌های مربوط به ترانس صنعتی، کلیک کنید.
469 بازدید
الهه زینالی
