ما هو الترانزستور؟

يعرف الترانزستور (بالإنجليزية: Transistor) بأنه أحد عناصر الدارة الكهربائية، وهو جهاز مصنوع من مواد شبه موصلة يستخدم لتضخيم الإشارات الكهربائية والتحكم فيها وتوليدها، ويشكل المكون الأساسي في الأجهزة الإلكترونية الحديثة؛ مثل: أجهزة الحاسوب، وأجهزة الهواتف الخلوية، وغيرها، إذ إنه يستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات، والتي تشمل التضخيم (تضخيم الجهد أو التيار)، والتبديل (أي العمل كمفتاح)، وغيرها، ويوجد عادةً ثلاثة أسلاك توصيل كهربائية في الترانزستور؛ تسمى الباعث، والمجمع، والقاعدة.[١]


كيفية استخدام الترانزستور كمفتاح

يمكن للترانزستورات التحكم بتدفق الكهرباء خلال الدارات الكهربائية، إذ يستخدم الترانزستور لفتح وإغلاق الدائرة الكهربائية، ولذا فهو يشكّل الأساس لأجهزة الحاسوب الحديثة،[٢] كما أن تكلفته قليلة جدًا مقارنةً بتكلفة المرحلات التقليدية، ويمكن استخدام كل من الترانزستور السالب- موجب- سالب (NPN)، والترانزستور الموجب- سالب- موجب (PNP) كمفاتيح، ويمكن استخدام بعض ترانزستورات الطاقة كمفاتيح أيضًا، وفيما يأتي توضيح لكيفية استخدام كل من ترانزستور NPN وترانزستورر PNP كمفاتيح:[٣]


الترانزستور السالب- موجب- سالب (NPN) كمفتاح

عند تطبيق فرق جهد على القاعدة (Base) قيمته أكبر من 0.7 فولت بين القاعدة (Base) والباعث (Emitter)؛ فإن جهد المجمع الباعث (Vce) يكون مساويًا للصفر تقريبًا، أو تكون قيمته قريبة جدًا من الصفر، ويتدفق تيار المجمع (Collector) عبر الترانزستور، ولذلك يعمل الترانزستو كدائرة كهربائية قصيرة (Short circuit)، وبنفس الطريقة عندما يكون جهد الإدخال صفر يعمل الترانزستور في منطقة القطع، ويحل محل الدائرة المفتوحة (Open circuit)، ومن هذين المفهومين يمكننا استنتاج كيفية عمل هذا النوع كمفتاح ومدى ارتباط هذه العملية بجهد الإدخال والتيار المار بالمجمع.[٣]


الترانزستور الموجب- سالب- موجب (PNP) كمفتاح

يعمل هذه النوع من الترانزستورات بشكل مماثل للنوع الذي سبقه؛ باستثناء عملية مرور التيار والذي يمر في هذا النوع من القاعدة (Base) وليس المجمع (Collector)، ويستخدم هذا النوع كمفتاح في التركيبات الأرضية، وببساطة فإن التيار الأساسي في هذا النوع يتدفق عندما يكون الجهد الأساسي أكثر سالبية، وعليه فإن الجهد المنخفض أو الجهد السلبي الأكبر يجعل الترانزستور يقصر الدائرة (أي يجعلها دارة ذات مقاومة صغيرة جدًا تقترب من الصفر) وإلا ستتحول إلى دائرة مفتوحة.[٣]


تطبيقات على استخدام الترانزستور كمفتاح

تمتلك الترانزستورات العديد من التطبيقات، ومنها:[٤]

  • يستخدم الترانزستور كمفتاح للتحكم في تشغيل وإيقاف مصابيح الـ LED، أو (Light Emitting Diodes)، وهي مصادر للطاقة مصنوعة من مواد شبه موصلة.
  • مراقبة محركات التيار المستمر والتحكم بها، وهي محركات تحوِّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة مكيانيكة باستخدام التيار المستمر.
  • تنظيم عملية الترحيل من خلال القيام بعمليات تغيير وتعديل ضرورية في الدائرة، وذلك لتوصيل بعض الأجهزة الخارجية والتحكم فيها.
  • يستخدم الترانزيستور للتحكم بعمل المصباح الكهربائي، لتشغيله أو إيقاف تشغيله.
  • يستخدم للتحكم بالثيرموستر أو المقاومة، من خلال زيادة المقاومة أو خفضها حسب درجة الحرارة المحيطة بها.

المراجع

  1. ↑ "Transistor", New World Encyclopedia, Retrieved 28/7/2021.
  2. ↑ "What Is the Purpose of a Transistor?", SCIENCING, 2/3/2019, Retrieved 28/7/2021.
  3. ^ أ ب ت "Working of Transistor as a Switch", Electronics Hub, 31/7/2021, Retrieved 8/9/2021.
  4. ↑ "Transistor As A Switch", byjus, 27/4/2021, Retrieved 9/9/2021.