الترانزستورات وحيدة المتصل

الترانزستورات وحيدة المتصل

الترانزستورات وحيدة المتصل هي عناصر ذات ثلاث أرجل وتستخدم كمفاتيح متحكم بها جهديا (ولا تستخدم كمضخمات ) ومبدأ عمل هذه الترانزستورات بسيط نسبيا , فعندما لا يكون هناك فرق جهد بين الباعث (E) وإحدي القاعدتين (B1) أو (B2) فإن تيارا صغيرا جدا يمر بين (B1) و (B2) . عند تطبيق جهد موجب كاف (جهد قدح trigger voltage) علي الباعث بالنسبة إلي القواعد فإن تيارا كبيرا يمر عبر الباعث ويجمع هذه التيار مع التيار الصغير المار بين (B2) و (B1) وبذلك يصبح تيار (B1) أكبر . وبعكس الترانزستور وحيد المتصل هو السبب الأساسي في تشكيل تيار خرج كبير .

الشكل : رمز الترانزستور وحيد المتصل

كيف يعمل الترانزستور وحيد المتصل

يبين الشكل بنية الترانزستور وحيد المتصل التي تتكون من قطعة من مادة نصف ناقلة نوع (n) مع ما يشبه الفقاعة في الوسط من مادة نصف ناقلة نوع (p) . تشكل إحدي نهايات القطعة (n) القاعدة الأولي (B1) والنهاية الأخري القاعدة الثانية (B2) . أما الفقاعة فتشكل الباعث (E) . وفيما يلي شرح مبسط لمبدأ العمل .

في حال تطبيق جهد علي الباعث يمر تيار صغير جدا بين القاعدة (B1) و (B2) , وعادة ما تكون مناطق القواعد (B1) و (B2) ذات مقاومات عالية (مقاومة كل واحدة منها عدة ألاف الأومات ) , عند تطبيق جهد عال علي الباعث يصبح المتصل (pn) في حالة استقطاب أمامي (تماما كالاستقطاب الأمامي لديود عادي ) وهذه يسمح لعدد أكبر من إلكترونات القاعدة (1) بالخروج عبر الباعث , وبما أن الإتجاه الاصطلاحي لحركة التيار هو عكس جهة حركة الإلكترونات فإنه يمكنك القول بأن تيارا موجبا يتدفق عبر الباعث ويجمع مع تيار القنال مشكلا تيارا أكبر يمر من القاعدة (B1) .

الشكل : بنية ترانزستور UJT

معلومات فنية

يبين الشكل الرسم البياني لـــ (V_E) كتابع لـــ (I_E) لترانزستور UJT بالإضافة إلي الدارة المكافئة للــ UJT . إذا كانت القاعدة الأولي (B1) مؤرضة وطبق جهد علي الباعث , فإن هذه الجهد لن يكون له تأثير علي الناقلية (لا يزيد الناقلية بين قاعدة والأخري ) إلا إذا تجاوزت قيمة الجهد حدا معينا يسمي الجهد الخرج (critical voltage) أو جهد القدح (triggering voltage) ويعطي جهد القدح بالعلاقة التالية :

V_trig=(R_B1/R_B1+R_B2)V_B2= ηV_B2

R_B1 في هذه العلاقة هي مقاومة بين رجل القاعدة الأولي والقنال وكذلك الأمر بالنسبة لـــ R_B2 . عندما يكون الباعث مفتوحا فإن المقاومة الكلية للقنال تتجاوز عدة ألاف الأوم , وعادة تكون R_B1 أكبر قليلا من R_B2 وعندما تصل قيمة الجهد المطبق علي الباعث إلي جهد القدح فإن المتصل (pn) يصبح في حالة استقطاب أمامي (ويبدأ الديود الموجود في الدارة المكافئة بالتمرير ) ويمر تيار من الباعث إلي القنال . ولكن كيف نحدد المقاومات R_B1 و R_B2 ؟ هل تعطي هذه نسبة معادلة وذلك بإعتبار الباعث لا يمرر . تقع قيمة (η) بين (0) و(1) وقيمتها النموذجية تساوي (0.5) .

الشكل : الدارة المكافئة لترانزستور UJT وعلامة V_E بـــ (I_E) .

تطبيق نموذجي (هزاز الاسترخاء)

تستخدم ترانزستورات UJT علي الأغلب في دارات الهزازات , وفي الشكل يستخدم ترانزستور UJT مع بعض المقاومات ومكثف لتكوين هزاز استرخاء يعطي أنواع من إشارات الخرج . خلال العمل يشحن المكثف (C_E) عبر المقاومة (R_E) حتي يصبح المكثف مساويا جهد القدح للترانزستور وعند تجاوز قيمة جهد القدح بمقدار طفيف جدا تزداد أولي (B1) ثم إلي الأرض , ويفقد المكثف (C_E) شحنته فجأة فينخفض جهد الباعث بشكل مفاجئ إلي ما دون مستوي القدح , وتتكرر الدورة من جديد . أشكال الجهود التي تتشكل علي أطراف الترانزستور مبينة علي الشكل . يتحدد تردد الاهتزاز بدور الشحن والتفريغ ويعطي بالعلاقة التالية :

f=1/(RECE In[1/(1-η)]

مثلا إذا كان R_E = 100kΩ , C_E = 0.1µF و η = 0.61 عندما يكون f = 106Hz .

الشكل دارة هزاز استرخاء