ترانزستورات ج8 ثنائية القطبية BJT ج3

Silicon_PNP_Epitaxial_Type_Transistor_2SA1015.jpg_220x220

يعتبر الترانزستور PNP عكس الترانزستور NPNتماماً حيث يتم عكس الثنائيين الداخليين لنحصل على التركيب “موجب – سالب – موجب”.
*
سنتعرف في مقال اليوم على المزيد من التفاصيل عن هذا الترانزستور.

*
متابعة مفيدة وممتعة ..

*

يتم في هذا الترانزستور عكس جميع القطبيات التي تعرفنا عليها في الترانزستور NPN، حيث يعتبر هذا الترانزستور PNP مصباً للتيار على عكس الترانزستور NPN الذى يعتبر “منبعاً للتيار حيث يصب تيار الدارة في قاعدة الترانزستور PNP.

*

يعتمد الترانزستورPNP في ناقليته على الثقوب في حين أن ترانزستورNPN يعتمد على الالكترونات.

*

تستخدم ترانزستورات PNPتيار خرج قاعدة صغير وجهد قاعدة سالب للتحكم في تيار “الباعث – المجمع” وزيادة قيمته، فبعبارة أخرى يكون الباعث أكثر إيجابية من القاعدة ومن المجمع أيضاً.

*

يتكون الترانزستور PNP من طبقتين من أنصاف النواقل الموجبة على طرفي الترانزستور وطبقة من مادة نصف ناقلة سالبة في الوسط كما هو موضح بالشكل:

*

الشكل 1: تشكيل الترانزستور PNP واتجاه التيارات والجهود الخاصة

*

bjt111

 

تشكيل الترانزستور PNP و اتجاه التيارات و الجهود الخاصة

*

ملاحظة: يحدد السهم الموجود في رمز الترانزستور طرف الباعث، واتجاه تدفق التيار الاصطلاحي إلى داخل الترانزستور PNP .

*

• يكون الجهد بين القاعدة والباعث VBE سالباً عند القاعدة وموجباً عند الباعث لأن طرف قاعدة الترانزستور PNP يكون دائماً سالب الانحياز بالنسبة للباعث.

*

• يكون جهد تغذية الباعث موجب بالنسبة للمجمعVCE ومن ثم لكي يوصل الترانزستور PNP فإن الباعث يكون دائما أكثر إيجابية بالنسبة لكل من القاعدة والمجمع.

*

• يتم توصيل مصدر التغذية للترانزستور PNP كما هو مبين في الشكل:

*

الشكل 2: توصيل الترانزستورPNP
• يتم في هذه الحالة توصيل الباعث بجهد المنبع VCC بمقاومة الحمل RL والتي تحدد أقصى تيار مار خلال الجهاز المتصل بطرف المجمع.

*

*bjt222
*

• يكون انحياز جهد القاعدة VB سالب بالنسبة للباعث ويتصل بمقاومة القاعدة RB التي تستخدم في تحديد التيار الأقصى للقاعدة.

*

• حتى يمر تيار في قاعدة الترانزستور PNP فإن القاعدة تحتاج أن تكون أكثر سلبية من الباعث (يجب أن يغادر التيار القاعدة) بحوالي 0.7 volts للترانزستورات المصنوعة من السليكون و حوالى 0.3 volts للترانزستورات المصنوعة من الجرمانيوم.

*

• تعطى الصيغة التي تستخدم في حساب مقاومة القاعدة وتيار القاعدة وتيار المجمع كما يلي:

*

bjt333

*
• يتم في هذه الحالة توصيل الباعث بجهد المنبع VCC بمقاومة الحمل RL والتي تحدد أقصى تيار مار خلال الجهاز المتصل بطرف المجمع.

*

• يكون انحياز جهد القاعدة VB سالب بالنسبة للباعث ويتصل بمقاومة القاعدة RB التي تستخدم في تحديد التيار الأقصى للقاعدة.

*

• حتى يمر تيار في قاعدة الترانزستور PNP فإن القاعدة تحتاج أن تكون أكثر سلبية من الباعث (يجب أن يغادر التيار القاعدة) بحوالي 0.7 volts للترانزستورات المصنوعة من السليكون و حوالى 0.3 volts للترانزستورات المصنوعة من الجرمانيوم.

*

• تعطى الصيغة التي تستخدم في حساب مقاومة القاعدة وتيار القاعدة وتيار المجمع كما يلي:

*

bjt444

*

تشبه منحنيات خواص الخرج للترانزستور PNP إلى حد كبير منحنيات خواص خرج الترانزستور NPN المكافئ، فيما عدا أنها تدور 180 درجة بحيث تنعكس قطبية الجهود والتيارات (فالتيارات الخارجة من المجمع والقاعدة تكون سالبة).

*
يمكن أيضاً إيجاد نقط العمل للترانزستوراتPNP برسم خط الحمل الديناميكي على المنحنيات I-V curves .

*

موائمة الترانزستورات Transistor Matching:

يمكن الاستفادة من وجود نوعين مختلفين من الترانزستورات PNP و NPN عند تصميم دارات تكبير الصوت من الفئة “ب” Class B Amplifier.

*

يتم الحصول على المكبرات من الصنف “ب” Class B Amplifier” باستخدام الترانزستورات المتكاملة (المتتامة) Complementary أو الزوج المتوائم Matched Pair (ترانزستوران PNP وNPN متصلان مع بعضهما) في مرحلة خرجها، أو في دارات التحكم بعكس حركة دوران المحركات والمعروفة باسم “جسر  H ” H-Bridge والتي نحتاج فيها للتحكم بمرور التيار بالتساوي في كلا الاتجاهين .

*

الشكل 3: الترانزستورات المتكاملة Complementary Transistors

*

bjt555

*

يطلق على الزوج المتناظر من الترانزستورات NPN و PNP واللذان يملكان خصائص متماثلة تقريباً لبعضها البعض اسم “الترانزستورات المتكاملة أو المتتامة، على سبيل المثال: الترانزستور TIP3055 (NPN Transistor) والترانزستور TIP2955 (PNP Transistor) ، فكلاهما له نفس كسب التيار المستمر Beta ( IC/IB )، وتيار مجمع مرتفع حوالى 15A مما يجعلها مثالية للتحكم العام في المحركات أو في تطبيقات الروبوت .

*

عند استخدام ترانزستورات NPN وPNP المتكاملة في مرحلة خرج المكبرات الفئة “ب”، يتم وصل الترانزستور NPN إلى النصف الموجب للإشارة فقط، بينما يوصل الترانزستور PNP إلى النصف السالب للإشارة، وهذا يسمح للمكبر بتوليد الاستطاعة المطلوبة (لتشغيل السماعات مثلاً) في كلا الاتجاهين وعند المقاومة الاسمية، كما تولد الاستطاعة تيار خرج من المرجح أن يكون في حدود عدة أمبيرات يتقاسمها كلا الترانزستورين المتكاملين بالتساوي.

*

تحديد نوع الترانزستور:

رأينا في المقالات السابقة أن الترانزستور هو عبارة عن وصل ثنائيين على التسلسل بحيث يتشاركان بالطبقة الوسطى، فبإمكاننا استخدام هذا التعريف لمعرفة فيما إذا كان الترانزستور من نوع PNP أو NPN عبر فحص المقاومة بين أطرافه الثلاث : الباعث والقاعدة والمجمع، فبفحص كل طرفين من أطراف الترانزستور ستنتج 6 حالات اختبار وهي:

*
• أطراف الباعث – قاعدة: يعمل الاتجاه من الباعث إلى القاعدة كثنائي عادي يسمح بمرور التيار باتجاه واحد فقط.

• أطرف مجمع – قاعدة : تعمل وصلة مجمع – قاعدة كثنائي أيضاً وتسمح للتيار بالمرور باتجاه واحد فقط.

• أطراف باعث – مجمع: يجب ألا تكون في حالة وصل في كلا الاتجاهين.

*

يبين الجدول التالي القيم المميزة للمقاومة بين الأطراف في الترانزستورين PNP وNPN :

*

bjt666

*

أي أن الترانزستورPNP ثنائي القطبية سيكون في حالة وصل فقط إذا كان كلا طرفي القاعدة والمجمع أكثر سلبية من طرف الباعث.

*

 

الجزء الأول

الجزء الثاني

*

المصدر