تابع تطبيقات عملية علي الترانزستورات Transistors

مضخمات الترانزستورات الحقلية

مضخم التابع المنبعي : تذكر دارة التابع الباعثي ومضخم التابع الباعثي في الترانزستورات ثنائية القطبية في الفقرة السابقة . توجد دارات تناظر التابع الباعثي ومضخم التابع الباعثي في عالم الترانزستورات الحقلية , وهذه الدارات هي التباع المنبعي ومضخم المنبع المشترك (common source amplifier) . تبين الدارة في الشكل مضخما بتوصيلة تابع منبعي , وتؤمن هذه الدارة ربح جهد بعكس دارة المضخم بوصلة تابع الباعث التي كانت تؤمن ربح تيار , ويعطي ربح الجهد لدارات تابع منبعي ومضخم منبع مشترك بالعلاقات :

Gain = Vout / Vin = RS / RS + (1/gm) ; (دارة تابع منبعي )

Gain = Vout / Vin = gm . RDR1/RD + R1 ; (دارة مضخم تابع منبعي )

وتعطي الناقلية التبادلية بالعلاقة :

semiconductor-illustrated_Page_43_13

semiconductor-illustrated_Page_43_07

الشكل : مضخم بوصلة تابع منبعي

تستخدم المقاومات (RC) و (R1) لتأمين استقطاب البوابة ولضبط تيار نقطة العمل . أما المكثفات فتستخدم كمكثفات ربط وتشكل مع المقاومات مرشحات تمرير عال . لاحظ أن المضخم الحقلي يحتاج إلي مقاومة استقطاب ذاتي واحدة , (R1) في الشكل .

مضخم بوصلة منبع مشترك : قبل أن نبدأ بالتعرف علي هذه الدارة نجيب علي سؤال قد يطرح نفسه كثيرا , وهو لماذا نستخدم مضخما حقليا (يعمل علي ترانزستور حقلي ) بدلا من مضخم يعمل علي ترانزستور ثنائي القطبية ؟ والجواب علي ذلك هو لأن المضخم الحقلي يمتاز بمانعة دخل عالية وبالتالي بتيار دخل منخفض جدا , ولكن إذا لم تكن هناك ضرورة لمقاومة الدخل العالية , فمن الممكن استخدام دارة مضخم عادي (غير حقلي) أو مضخم عملياتي (op amp) . في الواقع هناك مشكلة في خطية المضخمات العادية بالمقارنة مع المضخمات الحقلية , فالمضخمات الحقلية أكثر خطية من العادية , أما المضخمات العادية فتعطي ربحا أكثر من ربح المضخمات الحقلية , وذلك لأن الناقلية التبادلية للترانزستورات الحقلية أقل من مثيلتها في الترانزستورات العادية عند نفس مستويات التيار , ويمكن أن يكون الفرق بين (gm) لترانزستورات عادي و (gm) لترانزستور حقلي أكبر من (100) , ولذلك فالربح في المضخمات الحقلية أقل من ربح الترانزستورات ثنائية القطبية .

في دارة مضخم بوصلة منبع مشترك يطبق الدخل علي طرف البوابة ويؤخذ الخرج من المصرف . (C1) و (C2) هي مكثفات ربط متناوب و (C1) تشكل مع (R1) مرشح تمرير عال وكذلك تشكل C2 مع Rload مرشح تمرير عال .

يسمي المكثف (C3) مكثف تمرير جانبي (bypass capacitor) وهو يقصر المقاومة (Rs) بالنسبة للإشارات المتناوبة . دارة المضخم بوصلة المنبع المشترك مبينة في الشكل .

semiconductor-illustrated_Page_44_03

مقاومة متحكم بها جهديا

رأيت في مميزات خرج الترانزستور الحقلي أن الترانزستور يعمل في المنطقة الأومية إذا كان VDS منخفضا بقدر كاف , وفي هذه المنطقة تكون علاقة ID بالجهد VDS تقريبا بشكل خط مستقيم . ويعتبر VDS منخفضا وتتحقق العلاقة الخطية بين IDS و VDS أصغر من (VGS – VGS,off) . إذن في هذه المنطقة يعمل الترانزستور الحقلي كمقاومة متحكم بها جهديا بالنسبة للإشارات الصغيرة بنوعي قطبيتها . إذا أخذت مقسم كهد مثلا وأستبدلت إحدي المقاومات بترانزستور JFET , فإنك تحصل علي مقسم جهد متحكم به جهديا , أنظر الجزء العلوي من الشكل . يتعلق المجال الذي يعمل فيه ترانزستور JFET كمقاومة متغيرة بالترانزستور نفسه ويتناسب إلي حد ما مع مقدار زيادة جهد البوابة عن (VGS,off) , وكي يعمل الترانزستور في منطقة المقاومة الأومية من الضروري إبقاء (VDS < VGS,off) ويجب أيضا أن يكون |VGS| < |VGS,off| . تستخدم الترانزستورات الحقلية JFET كمقاومة متحكم بها جهديا في وحدات التحكم الإلكتروني بالربح , وفي دارات المخمدات (attenuators) وفي المرشحات ذات تردد القطع أو التردد المركزي التحكم به إلكترونيا وفي الهزاز بالإضافة إلي استخدامها أيضا في دارات التحكم بالمطال (amplitude control circuits) . يبين الشكل دارة تحكم إلكتروني بالمطال . ويعطي ربح الجهد لهذه الدارة بالعلاقة :

Vout / Vin  = 1 + RF / RDS(on)

RDSon : هي مقاومة القنال للترانزستور بين المصرف (D) والمنبع (S) .

إذا كانت RF = 29kΩ و RDS(on) = 1kΩ فإن الربح يسكون (30) وعندما تقترب (VGS) من (VGS,off) تزداد RDS(on) وتصبح كبيرة (RDS(on) >> RF وينخفض الربح إلي قيمته الدنيا القريبة من الواحد وبذلك تلاحظ أن ربح هذه الدارة يمكن تغيره بهامش يزيد علي نسبة (30:1) .

semiconductor-illustrated_Page_44_06

semiconductor-illustrated_Page_44_08

الشكل استخدامات الترانزستور الحقلي كمقاومة خطية

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