العلوم

ما الفرق بين الترانزستور من النوع – NPN و PNP؟

قانون بيوت سافارت في الدائرة المغناطيسية – Biot Savart’s law

تعريف الترانزستور – PNP:

الترانزستور (PNP) هو ترانزستور ثنائي القطب؛ في ترانزستور (PNP)، يشير الحرف الأول (P) إلى قطبية الجهد المطلوب للباعث؛ يشير الحرف الثاني (N) إلى قطبية القاعدة. إنّ عمل ترانزستور (PNP) هو عكس ترانزستور (NPN) تمامًا. في هذا النوع من الترانزستور، تكون ناقلات الشحنة عبارة عن ثقوب.

يعمل هذا الترانزستور بشكل أساسي مثل ترانزستور (NPN). تختلف المواد المستخدمة في إنشاء محطات الباعث والقاعدة والمجمع في ترانزستور (PNP) عن تلك المستخدمة في ترانزستور (NPN) دائمًا ما تكون محطات تجميع القاعدة في ترانزستور (PNP) منحازة عكسيًا (reversed biased)، ثمّ يجب استخدام الجهد السالب للمجمع. لذلك، يجب أن تكون المحطة الأساسية لترانزستور (PNP) سالبة فيما يتعلق بطرف الباعث، ويجب أن يكون المجمع سالبًا من القاعدة.

صنع الترانزستور – PNP:

تتشابه خصائص كل من ترانزستورات (PNP) و(NPN) فيما عدا أنّ انحياز الجهد واتجاهات التيار يتم عكسهما لأي من التكوينات الثلاثة المحتملة مثل القاعدة المشتركة (CB) والباعث المشترك (CE) والمجمع المشترك (CC) الجهد بين القاعدة ومحطة الباعث (VBE) سالب عند طرف القاعدة وموجب عند طرف الباعث لأنّه بالنسبة إلى ترانزستور (PNP)، يكون الطرف الأساسي دائمًا متحيزًا سالبًا فيما يتعلق بالباعث. أيضًا، جهد الباعث موجب بالنسبة للمجمع (VCE).

مصادر الجهد تكون متصلة بترانزستور (PNP)، يتم توصيل الباعث بـ (Vcc) بواسطة (RL)، ويحد هذا المقاوم من التيار الأقصى المتدفق عبر الجهاز، المتصل بطرف المجمع. الجهد الأساسي (VB) متصل بالمقاوم الأساسي (RB)، والذي يكون سالبًا بالنسبة للباعث. للتسبب في تدفق تيار القاعدة خلال ترانزستور (PNP)، يجب أن يكون طرف القاعدة سالبًا أكثر من طرف الباعث تقريبًا. (0.7) فولت أو جهاز (Si).

الفرق الأساسي بين (PNP) و(PN) الترانزستور هو التحيز المناسب لتقاطعات الترانزستور؛ دائمًا ما تكون اتجاهات التيار وأقطاب الجهد معاكسة لبعضها البعض.

أساسيات الترانزستور – PNP:

يتم تشكيل الترانزستورات (pnp) مع النوع (n) الموجود بين الأنواع (p). غالبية الناقلات المسؤولة عن توليد التيار موجودة في هذا الترانزستور عبارة عن ثقوب. عملية العمل مشابهة لتلك الخاصة بـ (npn). لكن تطبيقات الفولتية أو التيارات من حيث القطبية مختلفة.

تعريف الترانزستور – NPN:

ترانزستور (NPN) هو ترانزستور ثنائي القطب، في ترانزستور (NPN)، يشير الحرف الأول (N) إلى طبقة سالبة الشحنة من المادة ويشير الحرف (P) إلى طبقة موجبة الشحنة. تحتوي هذه الترانزستورات على طبقة موجبة تقع بين طبقتين سلبيتين. تُستخدم ترانزستورات (NPN) بشكل عام في الدوائر للتبديل، لتضخيم الإشارات الكهربائية التي تمر عبرها.

تتكون هذه الترانزستورات من ثلاثة أطراف هي القاعدة والمجمع والباعث وهذه المحطات تربط الترانزستور بلوحة الدائرة. عندما يتدفق التيار عبر ترانزستور (NPN)، تستقبل محطة قاعدة الترانزستور الإشارة الكهربائية، ويصنع المجمع تيارًا كهربائيًا أقوى من التيار الذي يمر عبر القاعدة، ويمرر الباعث هذا التيار الأقوى إلى باقي الدائرة. في هذا الترانزستور، يتدفق التيار عبر طرف المجمع إلى الباعث.

بشكل عام، يتم استخدام هذا الترانزستور لأنّه من السهل جدًا إنتاجه. لكي يعمل ترانزستور (NPN) بشكل صحيح، يجب أن يتم تشكيله من مادة شبه موصلة، والتي تحمل بعض التيار الكهربائي، ولكن ليس الكمية القصوى مثل المواد شديدة التوصيل مثل المعدن. “Si” هو أحد أشباه الموصلات الأكثر استخدامًا، وترانزستورات (NPN) هي أسهل ترانزستورات مصنوعة من السيليكون.

يتم تطبيق ترانزستور (NPN) على لوحة دوائر الكمبيوتر. تحتاج أجهزة الكمبيوتر إلى ترجمة جميع معلوماتها إلى رمز ثنائي، ويتم إنجاز هذه العملية من خلال عدد كبير من المفاتيح الصغيرة التي يتم تشغيلها وإيقاف تشغيلها على لوحات دوائر الكمبيوتر. يمكن استخدام ترانزستورات (NPN) لهذه المفاتيح. تعمل الإشارة الكهربائية القوية على تشغيل المفتاح، بينما يؤدي عدم وجود إشارة إلى إيقاف تشغيل المفتاح.

صنع الترانزستور – NPN:

الجهد عند طرف القاعدة موجب وسالب عند طرف الباعث بسبب ترانزستور (NPN). دائمًا ما يكون طرف القاعدة موجبًا فيما يتعلق بطرف الباعث، كما أنّ جهد إمداد المجمع موجب بالنسبة إلى طرف الباعث. في ترانزستور (NPN)، يتم توصيل المجمع بـ (VCC) من خلال المقاوم (RL).

يحد هذا المقاوم للحمل من التيار المتدفق عبر تيار القاعدة الأقصى. في هذا الترانزستور، حركة الإلكترونات عبر طرف القاعدة الذي يشكل عمل الترانزستور. السمة الرئيسية لعمل الترانزستور هي الارتباط بين دوائر الإدخال والإخراج. لأنّ خصائص تضخيم الترانزستور تأتي من التحكم الناتج الذي تستخدمه القاعدة على المجمع لتيار الباعث.

الترانزستور هو جهاز لعمل التيار. عندما يتم تشغيل الترانزستور، يتدفق تيار مستمر كبير بين المجمع والباعث داخل الترانزستور. ومع ذلك، يحدث هذا فقط عندما يتدفق تيار منحاز صغير (Ib) عبر المحطة الأساسية للترانزستور. إنّه ترانزستور (NPN) ثنائي القطب؛ التيار هو نسبة هذين التيارين (Ic / Ib)، تسمّى “كسب التيار المستمر” للجهاز ويتم الإشارة إليها بالرمز (hfe) أو “بيتا” في الوقت الحاضر.

يمكن أن تكون قيمة بيتا كبيرة حتى (200) بالنسبة للترانزستورات القياسية، وهذه النسبة بين (Ic) و(Ib) هي التي تجعل الترانزستور مضخمًا مفيدًا. عند استخدام هذا الترانزستور في منطقة نشطة، يوفر (Ib) المدخلات ويوفر (Ic) المخرجات. “بيتا” لا تحتوي على وحدات لأنّها نسبة.

“كسب التيار للترانزستور” من المجمع إلى الباعث يسمّى (alpha) أي، (Ic / Ie)، وهي وظيفة من وظائف الترانزستور نفسه. نظرًا لأنّ تيار الباعث هو مجموع تيار أساسي صغير وتيار مجمع كبير، فإنّ قيمة “ألفا” قريبة جدًا من الوحدة، وبالنسبة لترانزستور إشارة منخفضة الطاقة نموذجي، تتراوح هذه القيمة من حوالي (0.950) إلى (0.999).

الفرق بين الترانزستور – NPN و PNP:

الترانزستورات ثنائية القطب هي ثلاثة أجهزة طرفية وهي مصنوعة من مواد مخدرة، وغالبًا ما تستخدم في تضخيم التطبيقات وتبديلها. في جوهرها، هناك زوجان من صمامات التوصيل (PN) في كل (BJT). عندما ينضم زوج الثنائيات، فإنّها تشكل شطيرة تضع نوعًا من أشباه الموصلات بين نفس النوعين.

لذلك، هناك نوعان فقط من الشطائر ثنائية القطب، وهما (PNP) و(NPN). في أشباه الموصلات، تتميز (NPN) بحركة إلكترون أعلى بشكل مميز مقارنة بحركة الثقب. لذلك، فإنّه يسمح بكمية كبيرة من التيار ويعمل بسرعة كبيرة. وأيضًا، صنع هذا الترانزستور سهل من السيليكون:

  • يتكون كل من ترانزستورات (PNP) و(NPN) من مواد مختلفة، كما أنّ تدفق التيار لهذه الترانزستورات يختلف أيضًا.
  • في ترانزستور (NPN)، يتدفق التيار من المجمع (C) إلى الباعث (E)، بينما في ترانزستور (PNP)، يتدفق التيار من الباعث إلى المجمع.
  • تتكون ترانزستورات (PNP) من طبقتين من مادة (P) مع طبقة محصورة من (N)، وتتكون ترانزستورات (NPN) من طبقتين من مادة (N) مع طبقة واحدة من مادة (P).
  • في ترانزستور (NPN)، يتم إعطاء جهد موجب لطرف المجمع لإنتاج تدفق تيار من المجمع إلى ترانزستور (PNP)، يتم إعطاء جهد موجب إلى طرف الباعث لإنتاج تدفق التيار من الباعث إلى المجمع.
  • مبدأ العمل في ترانزستور (NPN) هو أنّه عند زيادة التيار إلى طرف القاعدة، يتم تشغيل الترانزستور ويتم توصيله بالكامل من المجمع إلى الباعث. عندما تقوم بتقليل التيار إلى طرف القاعدة، يعمل الترانزستور بشكل أقل وإلى أن يصبح التيار منخفضًا جدًا، لم يعد الترانزستور يمر عبر المجمع إلى الباعث، ويغلق.
  • مبدأ العمل في ترانزستور (PNP) هو أنّه عندما يكون التيار موجودًا في المحطة الأساسية للترانزستور، فإنّ الترانزستور يتوقف عن العمل. عندما لا يكون هناك تيار عند المحطة الأساسية لترانزستور (PNP)، يتم تشغيل الترانزستور.
السابق
قانون بيوت سافارت في الدائرة المغناطيسية – Biot Savart’s law
التالي
مضاعف الجهد – Voltage Doubler