مثير للإعجاب

شرح مواصفات الترانزستور

شرح مواصفات الترانزستور

هناك عدد كبير من الترانزستورات ثنائية القطب المتاحة سواء من الرصاص أو على السطح. وقد تم تصميمها لتلبية مجموعة متنوعة من التطبيقات المختلفة في جميع مجالات الإلكترونيات.

من أجل تحديد معلمات الترانزستور ، هناك العديد من المواصفات المختلفة المستخدمة. تحدد كل من مواصفات الترانزستور هذه جانبًا من جوانب أداء الترانزستور.

يصدر مصنعو الترانزستور أوراق مواصفات للترانزستورات الخاصة بهم والتي توجد عادةً على الإنترنت ، على الرغم من أن المهندسين استخدموا منذ سنوات لدراسة كتب البيانات لاكتشاف المعلومات.

لتصميم الدوائر الإلكترونية ، سيحتاج اختيار الترانزستور الصحيح إلى العديد من معلمات الترانزستور لمطابقة متطلبات الدائرة. لذلك ، يجب مطابقة مجموعة متنوعة من المعلمات بعناية.

ليست كل المعلمات كهربائية - جوانب مثل حجم الحزمة ، وما إذا كان الجهاز عبارة عن ترانزستور مثبت على السطح ، أي جهاز تثبيت على السطح. مع استخدام معظم تجميعات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الآن تقنية التثبيت السطحي للمساعدة في تصنيع الإلكترونيات الآلية للمنتجات والمعدات ، فإن معظم الترانزستورات المصنعة هذه الأيام هي ترانزستورات SMD.

في حين أن معظم الترانزستورات المصنوعة هذه الأيام عبارة عن ترانزستورات SMD بسبب تقنيات تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الآلي المستخدمة ، لا يزال هناك العديد من الأجهزة المحتوية على الرصاص أيضًا. تتوفر عادةً أرقام أجزاء الترانزستور المحددة كإصدارات تحتوي على الرصاص وأيضًا لترانزستورات SMD بنفس المواصفات الكهربائية ، على الرغم من أن جوانب مثل تبديد الحرارة ستختلف بسبب أنماط الحزمة المختلفة.

معلمات مواصفات الترانزستور

هناك عدد من المعلمات القياسية ذات الاختصارات التي تُستخدم لتحديد أداء الترانزستور. تم توضيح تعريفات هذه المعلمات في الجدول أدناه:

  • نوع الرقم: رقم نوع الجهاز هو معرف فريد لكل نوع من أنواع الترانزستور. يتيح ذلك التحقق من البيانات الكاملة المتعلقة بمواصفاته في ورقة بيانات الترانزستور الخاصة بالمصنعين للتحقق من أدائها.

    هناك ثلاث مخططات دولية مستخدمة على نطاق واسع: مخطط Pro-Electron الأوروبي. US JEDEC (تبدأ الأرقام بـ 2N للترانزستورات) ؛ والنظام الياباني (تبدأ الأرقام بـ 2S).

    بصرف النظر عن مجرد إعطاء رقم نوع معياري للترانزستورات ، يمكن لهذه المخططات أن توفر معلومات حول أداء الترانزستور. يعد مخطط Pro-Electron الأوروبي جيدًا بشكل خاص لهذا لأنه يميز بين أنواع مختلفة من الترانزستور ، على سبيل المثال BC109 هو ترانزستور منخفض الطاقة من السيليكون بتردد صوتي ، و BFR90 هو ترانزستور RF منخفض الطاقة.


  • قطبية: هناك نوعان من الترانزستور: ترانزستورات NPN وترانزستورات PNP. من المهم اختيار النوع الصحيح وإلا فإن كل أقطاب الدائرة ستكون خاطئة.

    تستخدم ترانزستورات NPN على نطاق واسع. على سبيل المثال ، فهي تقدم أداءً أفضل من ترانزستورات PNP لأن الإلكترونات هي حاملات الأغلبية وحركتها أعلى من تلك الموجودة في الثقوب التي تمثل غالبية ناقلات الترانزستورات PNP. تتلاءم الدوائر الأساسية لترانزستورات NPN أيضًا بشكل جيد مع الأرض السالبة المستخدمة عادةً في أنظمة التيار المستمر.

  • مواد: أحد مواصفات الترانزستور الرئيسية التي سيتم تقديمها لأي ترانزستور هي المادة التي يتم تصنيع t منها. النوع الرئيسي من المواد المستخدمة في أجهزة أشباه الموصلات هو السيليكون.

    على الرغم من توفر مواد أخرى مثل الجرمانيوم وزرنيخيد الغاليوم ، فإن السيليكون هو الأكثر شيوعًا لأنه أرخص في المعالجة بالإضافة إلى ذلك ، فإن العمليات أكثر تقدمًا من المواد الأخرى. نظرًا لأنه يتم استخدامه للعديد من أجهزة أشباه الموصلات الأخرى ، فهناك العديد من فوائد الحجم والتكنولوجيا المتاحة.

    يوفر السيليكون أداءً عامًا جيدًا مع تقاطع باعث أساسي يعمل على جهد يبلغ حوالي 0.6 فولت - من 0.2 إلى 0.3 فولت للجرمانيوم.

  • الخامسCBO: هذه المعلمة هي جامع لجهد الانهيار الأساسي للترانزستور ثنائي القطب. إنه الحد الأقصى لجهد قاعدة المجمع - مرة أخرى يتم قياسه بشكل عام مع ترك الباعث مفتوحًا. لا ينبغي تجاوز هذه القيمة في تشغيل الدائرة.

    هذه المعلمة مهمة لأن بعض تيار التسرب سوف يتدفق بين المجمع والقاعدة ، مما يتسبب في تسخين الجزء. بدلاً من ذلك ، يمكن أن يؤدي الجهد الزائد إلى إتلاف تقاطع قاعدة المجمع. نظرًا لأنه يمكن أن يحدث تلف طرفي للترانزستور ثنائي القطب ، فلا يجب تجاوز هذا التصنيف ومن الناحية المثالية يجب تشغيل الترانزستور بهامش جيد في متناول اليد.

    أثناء التشغيل ، يكون تقاطع قاعدة المجمع منحازًا عكسيًا ، وسوف يتدفق تيار عكسي صغير (ICBO. مع زيادة الجهد العكسي ، يزداد المجال الكهربائي في منطقة استنفاد تقاطع قاعدة المجمع ، ويبدأ التيار العكسي في الارتفاع حيث تكتسب ناقلات الأقلية طاقة كافية لتوليد أزواج الإلكترون الفتحة التي تزيد من التيار العكسي. في نهاية المطاف يحدث انهيار الانهيار الجليدي. هذا يحد من الحد الأقصى للجهد الذي يمكن تطبيقه على الترانزستور.

    الخامسCBO عادة ما يكون أعلى من V.المدير التنفيذي لأنه مع فتح الطرف الأساسي لـ BJT ، فإن أي تيار تسرب سيكون أيضًا هو نفسه تيار القاعدة المطبق خارجيًا ، ويتم تضخيمه بواسطة الترانزستور. سيؤدي هذا إلى تدفق المزيد من التيار عبر الجهاز ، مما يؤدي إلى تسخينه ولهذا السبب ، فإن Vالمدير التنفيذي غالبًا ما يكون أقل من V.CBO.

  • الخامسالمدير التنفيذي: جامع لباعث انهيار الجهد. مواصفات الترانزستور هذه هي أقصى جهد يمكن وضعه من المجمع إلى الباعث. يتم قياسها عادةً بالدائرة المفتوحة الأساسية - ومن هنا جاء الحرف "O" في الاختصار. أثناء مرحلة تصميم الدوائر الإلكترونية ، من الضروري التأكد من عدم تجاوز هذه القيمة أثناء التشغيل ، وإلا فقد يحدث تلف. من الناحية المثالية ، يجب تشغيل الترانزستور بهامش جيد في متناول اليد.

    في كثير من الأحيان ، يجب السماح للجهد الأقصى بالارتفاع فقط إلى 50 أو 60٪ من القيمة القصوى للتشغيل الموثوق. لاحظ أنه بالنسبة للدوائر التي تستخدم المحاثات في دائرة المجمع ، قد يرتفع جهد المجمع إلى ضعف جهد السكة.

    إذا كان الجهد المطبق بين أطراف المجمع والباعث مرتفعًا ، ويبدأ عدد متزايد من الموجات الحاملة بالانتشار في منطقة المجمع من القاعدة. يؤدي هذا إلى بدء الصمام الثنائي الباعث للقاعدة في الترانزستور ثنائي القطب في التحول إلى الأمام ، وهذا يتسبب في تدفق التيار بين المجمع والباعث ، على الرغم من عدم تطبيق تيار أساسي خارجي. عند وجود جهد معين ، Vالمدير التنفيذي، يتم الوصول إلى أنه يمكن تشغيل الترانزستور بالكامل ، وفي بعض الحالات يمكن أن يؤدي ذلك إلى تلف الجهاز الطرفي.

  • أناج: عادة ما يتم تحديد مواصفات تيار المجمع للترانزستور بالمللي أمبير ، ولكن يمكن تحديد الترانزستورات عالية الطاقة بالأمبير. المعلمة المهمة هي الحد الأقصى لمستوى تيار المجمع. لا ينبغي تجاوز هذا الرقم وإلا فقد يتعرض الترانزستور للتلف.
  • الخامسCEsat: جهد تشبع الباعث للمجمع ، أي الجهد عبر الترانزستور (من المجمع إلى الباعث) عند تشغيل الترانزستور بقوة. عادة ما يتم اقتباسها لقاعدة معينة وقيم المجمع الحالية.

    في ظل هذه الظروف ، يكون الجهد بين المجمع والباعث أصغر من الجهد عبر تقاطع القاعدة الباعث - غالبًا ما يكون حوالي 0.2 فولت.

  • حFE & حfe: هذا هو الكسب الحالي للترانزستور المعبر عنه كمعامل h أو معلمة هجينة. يشير الحرف "f" إلى أنه من خصائص النقل الأمامي ، ويشير الحرف "e" إلى أنه مخصص لتكوين جهاز إرسال مشترك. قيمة hfe هو تقريبا نفس β.

    يتم عرض نسختين من هذه المعلمة: hFE يشير إلى المعلمة المقاسة تحت ظروف DC ، بينما hfe يشير إلى معلمة إشارات التيار المتردد.

  • قدم: انتقال التردد - توضح مواصفات الترانزستور هذه التردد حيث ينخفض ​​الكسب الحالي إلى الوحدة. يجب عادةً تشغيل الترانزستور أقل من هذا التردد.
  • صتوت: تبديد الطاقة الكلي للجهاز. يُقتبس عادةً لدرجة حرارة خارجية محيطة تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يذكر حكمة أخرى. التبديد الفعلي عبر الجهاز هو التيار المتدفق عبر المجمع مضروبًا في الجهد عبر الجهاز نفسه.
  • نوع الحزمة: يمكن تركيب الترانزستورات في عبوات متنوعة وفقًا لتطبيقاتها. توجد الأجهزة القياسية المحتوية على الرصاص التي تظهر في مجموعة متنوعة من العبوات - تتوافق هذه الحزم عادةً مع معايير JEDEC وتبدأ بالحرفين TO ، التي ترمز إلى مخطط الترانزستور. يتبع ذلك واصلة ورقم يصل عادةً إلى ثلاثة أرقام.

    تشمل أحجام المكونات المشهورة المحتوية على الرصاص TO5 (علبة معدنية ، قطر الغطاء 8.1 مم) ، TO18 (علبة معدنية بقطر غطاء للغطاء 4.5-4.95 مم) و TO92 (المعروف أيضًا باسم SOT54 ، علبة بلاستيكية بأحجام مختلفة ولكن خط مستقيم تباعد 1.27 مم).

    تُستخدم الترانزستورات المثبتة على السطح ، ترانزستورات SMD بكميات كبيرة لأن معظم تصنيع الإلكترونيات وتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور يتم باستخدام تقنيات آلية وتقنية تركيب السطح تفسح المجال لذلك. تشمل الأحجام الشائعة مخطط SOT-23 و SOT-223.

  • مخططات ترميز وعلامات الترانزستور: تحتوي معظم الترانزستورات المستخدمة على أرقام أجزاء تتوافق مع مخططات JEDEC أو Pro-Electron. الأرقام مثل BC107 و BC109 و 2N2222A وغيرها الكثير مألوفة جدًا لأي شخص يشارك في تصميم وتصنيع الإلكترونيات.

    ومع ذلك ، عند استخدام تقنيات التجميع الآلي لثنائي الفينيل متعدد الكلور وأجهزة التثبيت السطحي ، وجد أن العديد من الترانزستورات صغيرة جدًا بحيث لا يمكنها حمل الرقم الكامل الذي يمكن استخدامه في ورقة البيانات. نتيجة لذلك ، تم تطوير نظام ترميز عشوائي إلى حد ما ، حيث تحمل حزمة الجهاز رمز تعريف بسيط مكون من حرفين أو ثلاثة أحرف.

    يمكن عادةً استيعاب ذلك على حزم الصمام الثنائي الصغيرة المثبتة على السطح. ومع ذلك ، قد لا يكون تحديد رقم نوع الشركة المصنعة للديود SMD من رمز الحزمة أمرًا سهلاً للوهلة الأولى. تتوفر بعض دفاتر الشفرات SMD المفيدة التي توفر البيانات لهذه الأجهزة.

هناك العديد من العناصر المختلفة لمواصفات الترانزستور ، سواء من الترانزستورات المحتوية على الرصاص أو السطحية. لتلبية الطلب على تصنيع الإلكترونيات ، هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من الترانزستورات للاختيار من بينها. ومع ذلك ، لا يزال من السهل نسبيًا اختيار الترانزستور عند استخدام المعرفة الأساسية لمواصفات ومعلمات الترانزستور المختلفة.

بالنسبة للتطبيقات ذات الأغراض العامة ، يكفي العديد من الترانزستورات ، ولكن بالنسبة للتطبيقات الأكثر تخصصًا ، من الضروري تحديد النوع المناسب من الترانزستور.


شاهد الفيديو: Transistors, How do they work? (سبتمبر 2021).