خواص إلكترونيات

شكل 3:I–V characteristics of n-channel JFET. يتغير جهد المصب Vdsمن 0 إلى 30 فولط (المحور الأفقي) ، Ids تغير تيار المصب (المحور الرأسي).

يعطي مصنع الترانزستور مواصفات الترانزستور التي على أساسها يقوم المستخدم باستخدام الترانزستور. وتكون تلك المواصفات والبيانات في أشكال منحنيات بيانية أو في شكل جداول .

الشكل 3:

إلى اليسار يعطي مواصفات الترانزستور في شكل بياني التي يعطيها المصنع للمستهلك لاختيار نقطة التشغيل المناسبة للدائرة التي يرغبها . الرسم البياني إلى اليمين يوضح تغير التيار بين المصب والمصدر (الرأسيIds) بتغير جهد المصب (المحور الأفقيVds) وذلك عند قيم مختلفة لجهد الانحياز (جهد البوابة Vgs) .

بالتفصيل نجد الآتي:

• عندما يكون جهد البوابة Vgs صفرا نجد أن تيار المصب يزداد أولا بزيادة جهد المصب Vd ويكون هذا التزايد تزايدا خطيا تقريبا . ثم يصل تيار المصب إلى مستوى التشبع ، حيث لا يتزايد تيار المصب رغم تزايد جهد المصب (المنطقة الأفقية للتيار) . نقطة التقاء منطقة الزيادة الخطية مع منطقة التشبع عندما يكون جهد البوابة صفرا تسمى نقطة انحصار Pinch-off Vp .
• الآن وصلنا جهدا سالبا إلى البوابة Vgs1 . ونبدأ بتغيير جهد المصب Vd بالتدريج ابتداء من الصفر . عندئذ يتزايد تيار المصب تزايدا يكاد يكون خطيا بتزايد جهد المصب ، ويصل إلى منطقة التشبع ، إلا أن منطقة التشبع تبقى أسفل من منطقة التشبع السابقة عندما كان جهد البوابة مساويا للصفر.
• ثم عدنا واوصلنا البوابة بجهد سالب Vgs2 حيث Vgs2 < Vgs1 . نجد أن تيار المصب يتزايد أولا بتزايد جهد المصب Vd في منطقة تزايد خطي . ثم يصل تيار المصب إلى التشبع ، ولا يزداد في تلك المنطقة رغم زيادة جهد المصب .
• وكررنا الخطوات بزيادة جهد البوابة Vgs4 السالب ، حتى وصلنا إلى منطقة لا يمر فيها تيار المصب ويتوقف (الخط الأحمر Channel off). يحدث هذا التوقف لتيار المصب لأن Vgs4 < Vp .

تلك هي مواصفات الترانزستور الكهربائية وعلى أساسها يتم استغلاله في الاستخدام السليم .

الرسم البياني إلى اليسار: هو ترجمة للخطوات التي قمنا بها لتعيين خواص الترانزستور ، فهو يعطي تغير تيار المصب Id بتغير جهد البوابة Vgs . أيضا هنا لا يمر تيار بين المصب والمصدر Id طالما كان جهد البوابة Vgs4 < Vp أقل من "جهد الانحصار" Vp.

نقطة التشغيل :

يمكن الآن اختيار نقطة التشغيل على أي من الرسمين البيانيين . وللوهلة الأولى يمكن اختيار النقطة الوسطية بوضع جهد البوابة عند Vgs2 (الشكل 3). فعند توصيل إشارة من البوابة (متراكبة على جهد البوابة Vgs2 ) ، فهي تعمل على تغير تيار المصب Id بين Vgs1 و Vgs3 ، وتخرج تلك الإشارة مضخمة و متناظرة عند المصب . فإذا كان اختيارنا لنقطة التشغيل سليما (مثل: Vds = 20 فولط ، Vgs = -2 فولط ( إذا كانت Vp =-4 فولط ) ، خرجت إشارة عند المصب مناظرة للإشارة الداخلة ولكنها تكون أكبر منها كثيرا.

نعتمد عند اختيار نقطة التشغيل عادة على الرسم البياني اليساري ، ذلك لأن في وسعه أيضا بيان اعتماد خواص الترانزستور على درجة الحرارة .

شكل 5:اختيار نقطة التشغيل R_S لمعادلة تأثير درجة الحرارة وانتاج إشارة مضخمة غير مشوهة.

الشكل 4 :

يبين الشكل 4 تغير تيار المصب-المصدر بتغير جهد البوابة في ترانزستور. في هذا الشكل نرى تأثير درجة الحرارة على المنحنى وبالتالي تأثير درجة الحرارة على نقطة التشغيل . هذا الرسم البياني يساعد على اختيار نقطة التشغيل بحيث تنتج عن المخرج (المصب) إشارات مكبرة نظيرة لإشارات (صغيرة) ندخلها عن طريق البوابة .

• صمام ثلاثي
• ترانزستور
• ثنائي زنر
• ثنائي أقطاب
• صمام شعاع كاثودي
• نقطة تشغيل

• بوابة كهرباء
• بوابة إلكترونيات