Gallery

ტრანზისტორი

ტრანზისტორი.

ტრანზისტორი თანამედროვე ელექტრონული მოწყობილობების ძირითად ელემენტს წარმოადგენს. ფუნქციონალურად  იგი წააგავს ცვლად რეზისტორს, რომლის წინაღობა იცვლება არა მისი მცოცის მექანიკური გადაადგილებით, არამედ სამართავი ელექტრული სიგნალის ზემოქმედებით. ტრანზისტორი სამ ელექტროდიანი ნახევარგამტარული ხელსაწყოა. მის ორ ელექტროდს შორის წინაღობა იცვლება მესამე ელექტროდზე მიწოდებული ელექტრული  სიგნალის  მეშვეობით.
ე.წ. ბიპოლარული ტრანზისტორები, ისევე როგორც ნახევარგამტარული დიოდები წარმოადგენენ ნახევარგამტარულ კრისტალს, რომელიც შეიცავს p-n გადასასვლელებს. დიოდისგან განსხვავებით, ტრანზისტორში ასეთი გადასასვლელი ორია. მისი სტრუქტურა შეძლება იყოს  n-p-n  ან  p-n-p.   ასეთ სტრუქტურაში ორ კიდურა სეგმენტს შორის წინაღობა მცირდება, თუ შუა სეგმეტსა და ერთ-ერთ კიდურა სეგმენტს შორის დენს პირდაპირი მიმართულებით გავატარებთ. შუა სეგმენტს ბაზას უწოდებენ (B), ხოლო კიდურა სეგმენტებიდან ერთ-ერთს კოლექტორს (C) და მეორეს – ემიტერს (E).
თუ რა სიდიდის დენი გაივლის ემიტერსა და კოლექტორს შორის, დამოკიდებულია ამ ორ ელექტროდს შორის მოდებულ ძაბვაზე და ბაზა-ემიტერის დენზე. თუ კოლექტორ-ემიტერის ძაბვა საკმარისად დიდია, მაშინ ბაზა-ემიტერის დენის მცირე მნიშვნელობისთვისაც  კი, კოლექტორ-ემიტერის წინაღობის შემცირება გამოიწვევს ამ ელექტროდებს შორის მნიშნელოვანი სიდიდის დენის გავლას. ამრიგად მიიღწევა დენის გაძლიერება.
სურათზე ნაჩვენებია სქემა, რომელიც ანთებს LED შუქდიოდს, თუ ტრანზისტორის ბაზისა და ბატარეის „+“ გამომყვანებს თითს დავადებთ. თითის გამტარებლობა საკმარისია იმისათვის, რომ ბაზა-ემიტერს შორის მცირე დენმა გაიაროს, რაც გამოიწვევს კოლექტორ-ემიტერის წინაღობის იმდენად შემცირებას, რომ შუქდიოდი აინთება. შუქდიოდის ასანთებად საკმარისი დენი წრედში გაივლის იმის გამო, რომ კოლექტორ-ემიტერს შორის საკმარისად დიდი (9 ვოლტი) ძაბვა არის მოდებული. ტრანზისტორი არაფერს არ აძლიერებს. აძლიერებს ელექტრული სქემა, რომელშიც გამოყენებულია ტრანზისტორი
ბაზა-კოლექტორის გადასასვლელი სხვა არაფერია, თუ არა დიოდი. ამიტომ ამ მონაკვეთის ვოლტ-ამპერული მახასიათებელი ისეთივეა, როგორიც დიოდისა – იმისთვის, რომ მასში დენმა გაიაროს, საჭიროა ძაბვამ რაღაც ზღვრულ U0 მნიშვნელობას გადააჭარბოს. ნახაზზე ნაჩვენებია, თუ როგორ იცვლება კოლექტორის დენი ბაზაზე ცვლადი სიგნალის მიწოდებისას. ჩანს, რომ კოლექტორის დენი არ იმეორებს ბაზაზე მიწოდებული სიგნალის ფორმას  – ადგილი აქვს სიგნაალის დამახინჯებას.

იმისთვის, რომ თავიდან ავიცილოთ სიგნალის დამახინჯება (რაც ძალიან მნიშვნელოვანია სიგნალის გამაძლიერებლისათვის), საჭიროა ბაზა-ემიტერს წინასწარ მივაწოდოთ ისეთი მუდმივი ძაბვა, რომ  მუშა წერტილმა გადაინაცვლოს მახასიათებლის წრფივ უბანზე R წერტილში. ამ ძაბვას წანაცვლების ძაბვას უწოდებენ.
ამის მიღწევა შესაძლებელია ტრანზისტორის ჩართვით სქემაში, რომელიც ქვემოთ არის ნაჩვენები. R1 და R2 რეზისტორები ქმნიან ძაბვის გამყოფს, რომელიც განსაზღვრავს წანაცვლების ძაბვის მნიშვნელობას Vb = V(R2 / R1+R2). კონდენსატორები სქემის შესასვლელსა და გამოსასვლელზე არ ატარებენ მუდმივ დენს და ამით უზრუნველყოფენ იმას, რომ გარე წრედების მიერთებით ტრანზისტორის მუშა წერტილი R არ იცვლება.
p-n-p ტრანზისტორისთვის ყველაფერი ისევეა, როგორც n-p-n ტრანზისტორის შემთხვევაში. განსხვავება მხოლოდ იმაში მდგომარეობს, რომ კვების წყაროს პოლარობა იცვლება საპირისპიროზე – კოლექტორის წრედთან ერთდება კვების წყაროს „-„ პოლუსი, ხოლო ემიტერის წრედთან „+“ პოლუსი.
ბიპოლარული ტრანზისტორების გარდა, გამოყენებას პოულობენ აგრეთვე, ე.წ. ველით მართული ტრანზისტორები (FET). ასეთ ტრანზისტორებში გამტარი არხის წინაღობის ცვლილება ხდება არა დენის მეშვეობით, არამედ ელექტრული ველის პოტენციალის (ძაბვის) ცვლილებით სპეციალურ ელექტროდზე, რომელსაც ჩამკეტი (gate) ეწოდება. ტრანზისტორის ორი დანარჩენი გამომყვანიც სხვა დასახელებებს ატარებენ – „წყარო“ და „ჩანადენი“ (source; drain). ანსხვავებენ JFET და MOSFET ტრანზისტორებს. უკანასნელნი იმით გამოირჩევიან, რომ სამართავი ელექტროდი საერთოდ იზოლირებულია ნახევარგამტარის კრისტალისაგან მეტალის ჟანგის მეშვეობით. JFET ტრანზისტორებში იზოლაცია მიიღწევა იმით, რომ სამართავი ელექტროდი ჩართულია p-n გადასასვლელის უკუ მიმართულებით. ყოველი ჩამოთვლილი სახეობის ტრანზისტორი შეიძლება დამზადებული იქნას როგორც p-ტიპის, ისე n-ტიპის ნახევარგამტარისაგან. ნახაზზე მოყვანილია ველით მართვადი ყველა სახეობის ტრანზისტორების სქემატური აღნიშვნები.

ტრანზისტორები განსხვავდებიან მათზე გამოყოფილი სიმძლავრის დასაშვები მნიშვნელობით, დასაშვები ძაბვით, მუშა სიხშირით  და სხვა, რაც განაპირობებს მათს კონსტრუქციულ მრავალფეროვნებას.
ტრანზისტორების გამტარი არხის მართვა შესაძლებელია სინათლის საშუალებითაც. ასეთ ტრანზისტორებს ფოტოტრანზისტორები ეწოდებათ. მათი კორპუსი გამჭვირვალე ფანჯრით არის აღჭურვილი.
ზოგიერთ შემთხვევაში ფოტოტრანზისტორს მხოლოდ ორი გამომყვანი აქვს – მესამის როლს სინათლე ასრულებს.
ნახაზზე ნაჩვენებია კონსტრუქცია, რომელშიც გაერთიანებულია შუქდიოდი და ფოტოტრანზისტორი. შუქდიოდის სინათლის გამოსხივება ეცემა ფოტოტრნზისტორს და იგი გაღებულ მდგომარეობაშია. თუ შუქდიოდსა და ფოტოტრანზიტორს შორის ღრეჭოში გარეშე სხეული მოხვდება, სინათლის სხივი გადაიკეტება, რაც გამოიწვევს ფოტოტრანზისტორის ჩაკეტვას. ასეთ მოწყობილობას ოპტოწყვილი ეწოდება.
ოპტოწყვილის კიდევ ერთი კონსტრუქცია უზრუნველყოფს ფოტოტრანზისტორის მართვას გარეშე სხეულიდან არეკლილი სინათლის სხივით.
როგორც წესი, ოპტოწყვილებში გამოიყენება ინფრაწითელი დიაპაზონის შუქდიოდები, ამიტომ მათი გამოსხივება თვალით უხილავია.

 ფოტოტრანზისტორი.

6 responses to “ტრანზისტორი

  1. ტრანზისტორებზე და საერთოდ ნახევარგამტარებზე მინდა წიგნი ქართულად და თუ შეგიძლიათ დამილინკეთ ან ავტორი და სახელი მითხარით, წინასწარ დიდი მადლობა

    • სამწუხაროდ, ამ ტრანზისტორების და საერთოდ ნახევარგამტარების შესახებ არსებულ ქართულ ლიტერატურაზე ინფორმაცია არ მაქვს.

  2. მალხაზი

    ტრანზისტირთან დსკავშირებით მაქვს ესეთი კითხვა, რატომ გამოიკენება უკუკავშირი ტრანზისტირში, მესმის რომ ეს საწიროა გამავალი სიგნალის სტაბილურობისათვის საბოლოო ჯამში ტრანზისტორის მუშაობის სტაბილურობისთვის, არსებო ს კიდე სხვა ფაქტორები რომლის შესახებ ვიცი მაგრამ მინდა გავიგო შინაარსობრივად და არა ზეპირად ვიცოდე ამის შესახებ. იმედია პასუხი გამახარებს🙂

    • უკუკავშირი შესაძლებელია განხორციელდეს მუდმივი დენისთვის, ცვლადი დენისთვის სიხშირეთა ფართე დიაპაზონში, ან ერთი რომელიმე სიხშირისათვის. განასხვევებენ ორი ტიპის უკუკავშირს – უარყოფითს და დადებითს. უარყოფითი უკუკავშირი ცდილობს დათრგუნოს წრედში დენის ცვლილების გამომწვევი მიზეზი. დადებითი უკუკავშირი, პირიქით, აძლიერებს დენის ცვლილების გამომწვევ მიზეზს. მუდმივი დენის ყარყოფითი უკუკავშირი გამოიყენება ტრანზისტორის ტემპერატურული სტაბილიზაციისათვის. ასეთი უკუკავშირი ხორციელდება უბრალოდ, რეზისტორის ჩართვით ემიტერსა და მიწას შორის. მაგრამ ამ დროს ადგილი ექნება უარყოფით უკუკავშირს ცვლად დენზეც, რაც გამოიწვევს ტრანზისტორის კასკადის გაძლიერების კოეფიციენტის შემცირებას. ამიტომ რეზისტორის პარალელურად რთავენ საკმარისად დიდი ტევადობის კონდენსატორს, რომელიც ცვლად დენს თავისუფლად ატარებს და ამიტომ ცვლადი დენის მიხედვით უარყოფითი უკუკავშირი არ გვაქვს. გასაგებია, რომ კონდენსატორის ტევადობაზე იქნება დამოკიდებული, თუ რომელი სიხშირადან დაწყებული შეგვიძლია ჩაითვალოს უკუკავშირის სიდიდე ნულის ტოლად. მაღალი სიხშირის ხმაურის შესამცირებლად საჭიროა რეზისტორის მიმდევრობით ინდუქტივობის ჩართვა, რადგან ინდუქციური კოჭის წინაღობა მაღალ სიხშირეზე იზრდება და, მაშასადამე, იზრდება ყარყოფით უკუკავშირის სიდიდეც.
      თუ ტრანზისტორის კოლექტორიდან ბაზაზე მივაწოდებთ გამოსასვლელი სიგნალის ნაწილს, თანაც 180 გრადუსით წანაცვლებულს, მაშინ ადგილი ექნება დადებით უკუკავშირს. თუ წრედი, რომლის მეშვეობითაც ხდება სიგნალის ნაწილის მიწოდება, რეზონანსულია (მაგ.,LC წრედი), მაშინ ადგილი ექნება გენერაციას რეზონანსულ სიხშირეზე.
      როგორც ხედავთ, საკითხი საკმაოდ რთულია და მისი დაწვრილებითი განხილვა კომენტარებში შეუძლებელია.

  3. მალხაზი

    უარყოფითი უკუკავშირი ცდილობს დათრგუნოს წრედში დენის ცვლილების გამომწვევი მიზეზი. დადებითი უკუკავშირი, პირიქით, აძლიერებს დენის ცვლილების გამომწვევ მიზეზს.
    ვერ გავიგე რა ცვლილებებზეა საუბარი?

    ასეთი უკუკავშირი ხორციელდება უბრალოდ, რეზისტორის ჩართვით ემიტერსა და მიწას შორის. მაგრამ ამ დროს ადგილი ექნება უარყოფით უკუკავშირს ცვლად დენზეც,
    ამ შემტხვევაში სად ჩანს უკუკავშირი? ემიტერსა და მიწას შორის რეზისტორსა და დატვირატვას შორის მოხდება ძაბვის გადანაწილება ასევე ძაბვა განაწიკდება კოლექტორ-ემიტერის გადასასვლელზე რადგან წინაღობა ნულის ტოლი არასდროს არ ხთება განსაკუთრებით ბიპოლარულ ტრანზისტორებში. მე როგორც გავიგე ცვლად დენტან მიმარტებიტ ვღებულობტ ინდუქციური კოწის ეფექტს ვზრდირ სიხშირეს იზრდება წინაღობა.

    თუ ტრანზისტორის კოლექტორიდან ბაზაზე მივაწოდებთ გამოსასვლელი სიგნალის ნაწილს, თანაც 180 გრადუსით წანაცვლებულს
    მე როგორც ვიცი კოლექტორზე ძაბვა ყოველტვის შებრუნებული გვაქვს ბაზასტან მიმარტებიტ

    მოკლედ ეს საკიტხი კვლავ ბუნდოვნად რჩება ჩემტვის, ამ საკითხს სხემის გარეშე და როგორც თქვენ აღნიშნეთ კომენტარებით ვერ გავიგებ, რადგან რტულია საკმაოდ. იმედია მომავალში ტქვენს საიტზე გაჩნდება თემა ამასტან დაკავშირებით და იმედია მანამდე მეც გავარკვევ ყველა დეტალს ამ საკითხთან მიმართებიტ.

    • 1. დენის ცვლილება გამოწვეულია ბაზაზე მიწოდებული სიგნალით, აგრეთვე შემთხვევითი ფლუქტუაციებით.
      2. თუ ტრანზიტორი ჩართულია ე.წ. საერთო ემიტერის სქემით და ემიტერის წრედში ზის რეზისტორი, მაშინ ბაზაზე მიწოდებული დადებითო ძაბვა (n-p-n ტრანზისატორისთვის) იწვევს ემიტერის წრედში დენის მატებას, ეს დენი იწვევს ძაბვის ვარდნას რეზისტორზე, ამიტომ ბაზასა და ემიტერს შორის ძაბვა მცირდება, და ესეიგი კოლექტორის დატვირთვაში გამავალი დენი შემცირდება, ანუ კასკადის გაძლიერების კოეფიციენტი შემცირდება – ადგილი აქვს უარყოფით უკუკავშირს.
      3. სწორედ იმიტომ, რომ კოლექტორზე ძაბვა 180 გრადუსით არის წანაცვლებული, საჭიროა კიდევ 180 გრადუსით მოტრიალება იმისთვის, რომ დადებითი უკუკავშირი მივიღოთ. ხშირად ეს ხორციელდება სამი მიმდევრობით ჩართული RC უჯრედით.

      თეორიულად თვითეული ასეთი უჯრედი ფაზას 90 გრადუსით უნდა ატრიალებდეს და ორი უჯრედი საკმარისი უნდა იყოს, მაგრამ რეალურად, დანაკარგების გამო, სამი არის საჭირო.

დატოვეთ კომენტარი

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / შეცვლა )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / შეცვლა )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / შეცვლა )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / შეცვლა )

Connecting to %s