تطبيقات عملية علي الترانزستورات Transistors

تطبيقات أساسية

متحكم بالإضاءة

يبين الشكل دارتين توضحان كيفية عمل الترانزستور الحقلي كمتحكم بالإضاءة عن طريق الجهد . في ترانزستورات القنال (n) تنخفض الإضاءة بزيادة سلبية جهد البوابة , وذلك بسبب زيادة المقاومة بين المصرف والمنبع , أما في ترانزستورات القنال (p) فإن زيادة جهد البوابة إيجابية تؤدي إلي إنخفاض الإضاءة بسبب زيادة المقاومة RDS .

 

semiconductor-illustrated_Page_41_23

الشكل دارات تحكم بالإضاءة باستخدام ترانزستورات FET

دارة منبع أساسية ودارة مضخم أساسي

يمكن بناء منبع تيار البوابة مع المنبع كما في الدارة اليسارية من الشكل , وتسمي هذه الدارة باسم دارة استقطاب ذاتي (self-biassing) وفيها تلاحظ أن VG = VS وبالتالي (VGS = VG – VS = 0) والتيار (ID) يساوي (IDSS) وسلبية هذه الدارة هي أن قيمة (IDSS)الخاص به وتختلف قيم (IDSS) حتي للترانزستورات التي لها نفس النوع , ولذلك فإن التيار في منبع التيار هذا غير قابل للضبط . يمكن ضبط التيار بوصل مقاومة بين المنبع والأرض كما في الدارة اليمينية . يمكن تخفيض (ID) بزيادة (RS) وبالعكس(راجع المسألة رقم 2) – تيار الدارة اليمينية قابلة للضبط بواسطة (RS) ولا يتغير كثيرا بتغير VDS . لاحظ بساطة دارات منابع التيار هذه ولكن استقرارها أقل من استقرار دارات منابع التيار التي تعمل علي ترانزستورات ثنائية القطبية .

semiconductor-illustrated_Page_42_03

الشكل : دارات منبع تيار

دارة تابع منبعي

تسمي الدارات المبينة في الشكل باسم تابع منبعي , وهي مشابهة لدارات تابع الباعث , وهي تعطي ربح تيار ولا تعطي ربح جهد . يمكن حساب مطال إشارة الخرج بتطبيق قانون أوم .

VS = RS . ID

والقانون :

ID = gm . VGS = gm(VG – VS)

ومن هاتين العلاقتين نحصل علي :

VS = RS.gm / ( 1 + RS.gm) / VG

وبما أن VS = Vout و VG = VM فإن ربح الجهد هو :

VS/VG = Gain = RSgm / (1 + Rsgm)

مقاومة الخرج , وكما رأيت في المسألة الثانية هي (1/gm). مقاومة دخل دارة التابع المنبعي عالية جدا , ولذلك فهي لا تستهلك عمليا أي تيار من منبع الإشارة ( أي تيار دخلها يساوي الصفر) . ولكن الناقلية التبادلية للترانزستور الحقلي أصغر من مثيلتها في الترانزستور ثنائي القطبية ولذلك فإن جهد خرج التابع المنبعي يكون أخفض من جهد خرج تابع الباعث إذا اليمينية في الشكل , فإن تغيرات إشارة الدخل تؤدي إلي تغيرات في تيار المصرف ولذلك تتغير gm مع تغيرات إشارة الدخل وبالتالي تتغير مقاومة الخرج , مما يؤدي إلي تشوهات في جهد الخرج . هناك مشكلة أخري في هذه الدارة , وهي أن (VGS) هي بارامتر يصعب التحكم به (نتيجة للتصنيع (result of manufacturing) , ولذلك سيكون هناك أنزياح غير معروف بالجهد المستمر (dc offset) .

semiconductor-illustrated_Page_42_06

الشكل دارة تابع منبعي .

تابع منبعي محسن

إن دارة التابع المنبعي السابقة ضعيفة الخطية , كما أن انزياح الجهد المستمر فيها غير معروف , ويمكن التخلص من هذه السلبيات باستخدام إحدي الدارات المبينة في الشكل . في الدارة اليسارية تم استبدال مقاومة المنبع بدارة منبع تيار يعمل علي ترانزستور ثنائي القطبية . يعمل منبع التيار علي تثبيت الجهد VGS علي قيمة ثابتة وبذلك يتم إلغاء عدم الخطية ومن أجل تحديد الإزاحة (dc offset) يتم ضبط المقاومة (R1) , R2 تقوم بنفس وظيفة (RS) في دارة الشكل أي أنها تحدد الربح . في الدارة اليمينية من الشكل يستخدم منبع تيار يعمل علي ترانزستور حقلي , وهذه الدارة , وبعكس دارة الترانزستور ثنائي القطبية لا تحتاج إلي ضبط , كما أنها ذات استقرار حراري أفضل . ترانزستور الـــــ FET الموجودان في الشكل اليميني يجب أن يكونا متوافقين بالبارامترات ويمكن أن يتوفرا كزوج في غلاف مشترك ويستهلك الترانزستور السفلي مقدارا مناسبا من التيار لجعل (VGS = 0) , وهذا يعني أن (VGS = 0) لكلا الترانزستورين .وهذا يجعل الترانزستور العلوي تابعا منبعيا بإزاحة صفرية , وبما أن الترانزستور السفلي يتجاوب مباشرة مع الترانزستور العلوي فإن أية تغيرات حرارية يتم تعويضها . عند اختيار R1 = R2 , فإن (Vout = Vin) .

تؤدي المقاومات إلي تحقيق خطية أفضل في الدارة وتسمح لك بضبط تيار المصرف علي قيمة لا تساوي (IDSS) وبذلك تساعد علي تحسين الخطية .

تستخدم التوابع المنبعية عادة كمراحل دخل للمضخمات , وكذلك في أجهزة الاختيار (test intruments) ومع غيرها من التجهيزات التي توصل مع مصادر الإشارة (sources) ذات ممانعات الخرج المرتفعة .

semiconductor-illustrated_Page_43_03

الشكل : دارات توابع منبعية محسنة

تعليقات

إرسال تعليق

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

الشاشة الإفتتاحية لإكسل

صورة
الشاشة الإفتتاحية لإكسل : المكونات الرئيسية لنافذة برنامج الأكسل § الأعمدة : كل عمود يرمز له بحرف من (IV-A) = 256 عمود وتشتمل الشاشة الواحدة علي (^) عمود ما لم تتغير مساحة الأعمدة من حجم النافذة . § السطور ( الصفوف ) تأخذ أرقاما متسلسلة من ( 1 – 55366( § الخلية تطلق علي نقطة تقاطع العمود مع السطر علي صفحة البيانات ولكل خلية عنوان مميز يتكون من إسم العمود ورقم السطر المتقاطعين (A1) . عدد الخلايا < 4 مليون خلية = ( 256 X 65536 ) § الخلية النشطة هي الخلية التي يحيط بها برواز يسمي ( مؤشر الخلية ) ويظهر عنوانها دائما في شريط المعادلة وهي الخلية التي تستقبل المخلات من لوحة المفاتيح . ويمكن إتساع الخلية من شريط الافقي وذلك بتحريك عن طريق الماوس باستمرار الضغط عليه وتركه حسب المساحة المطلوبة . § شريط العنوان يشتمل علي إسم المستند (BOOK1) ( اسم البرنامج + اسم المستند + أزرار التحكم ) § شريط أدوات التنسيق قضيب يشتمل علي أدوات تستخدم لتنفيذ عمليات توفر وقتك ويمكن من خلاله اختيار نوع الخط وحجمها – تنسيق فقرة الكتابة – الضبط الكلي لفقرة الكتابة – تغيير لون الخ
قراءة المزيد

أوامر الجافا سكريبت JavaScript

صورة
أوامر الجافا سكريبت :- الجافا سكريبت لغة تعتمد علي الكائنات البرمجية , وهو الشئ الذي يمنحها قوة في الإستخدام , لكن أين نكتب أوامر الجافا سكريبت :- 1- في منطقة الرأس ( Head) الخاصة بكود HTMl 2- في منطقة الجسم ( Body) الخاصة بكود HTML ولا قيود علي مبرمج الجافا أن يضع أوامر الجافا سكريبت في منطقة الرأس أو الجسم , لكن راعي أن أوامر الإخراج – وهي الأوامر التي من اختصاصها أن تظهر ناتج الكود البرمجي علي المتصفح – لابد وأن تكتب في منطقة الجسم (Body) أو في المكان الذي تريده أن يظهر فيه ناتج السكريبت , أما عند كتابة أمر الإخراج في منطقة الرأس (Head) فإنه يعمل علي كتابة ناتج هذا الأمر قبل البدء في أي أوامر تختص بمنطقة الجسم ( Body) . هناك ميزة أخري في الجافا سكريبت وهو أنه يمكنك كتابة كود الجافا سكريبت في ملف خارجي (كما هو الحال في CSS ) , ويكون امتداد ذلك الملف (* .Js) ,   وتكون صيغةالربط بينصفحتك وملف الجافا كالآتي :- > Script Language = " javascript" src = " موقع الملف علي الشبكة أو علي الجهاز "> > /Script> ملاحظات علي كتابة الأوامر في ا
قراءة المزيد

مسائل علي الترانزستورات MOSFET

صورة
مسائل مسألة 1 ترانزستور MOSFET من النوع المقلل (depletion) له المعطيات التالية : IDSS = 10mA; VGS,of = -4V أوجد قيم I D R DS , g m , عندما تكون V G = -2V و V G = +2V . أفرض أن الترانزستور يعمل في المنطقة الفعالة . الحل :   مسألة (2) : ترانزستور MOSFET من النوع المعزز له البارامترات التالية : V GS,th = +2v; وعند V GS يساوي (+4V) كان ID = 12mA أوجد R DS , gm, k بفرض أن الترانزستور يعمل في المنطقة الفعالة . الحل : من أجل حساب k استخدم معادلة تيار المصرف في المنطقة الفعالة : I D = k (V GS – V GS,th )2 ومن هذه المعادلة تحصل علي : ومن أجل إيجاد g m , استخدم العلاقة التالية : وعندها يمكن حساب المقاومة R DS من العلاقة : R DS = (1/gm) = 83Ω مسألة (3) : في دارة الشكل يوجد ترانزستور MOSFET قنال (n) من النوع المعزز له V GS,off = -4V , I DSS = 10mA . المقاومة R D = 1kΩ وجهد التغذية المستمر V DD = +20V . أوجد الربح (V out / V in ) . يمكن باستخدام قوانين كيرشوف وأوم الحصول علي المعادلات التالية : V DD = V DS + I DRD V DD = V D
قراءة المزيد