مقایسه ترانزیستور با شیر آب

مقایسه ترانزیستور با شیر آب:
تشبیه و مقایسه مفاهیمی که دسترسی بصری به آن ها برایمان به راحتی میسر نیست با موارد ملموس، کمک زیادی به ما در درک آن ها خواهد کرد.

بدین منظور، ترانزیستور را با شیر آب مقایسه می کنیم. برای مقایسه ترانزیستور با شیر آب، جریان الکتریکی را مشابه دبی آب در نظر می گیریم.

همچنین، ولتاژ را مشابه فشار آب درون لوله و و مقاومت الکتریکی را متناظر با سطح مقطع لوله فرض می کنیم.

جای تعجب نیست که می توان قیاس آب را به ترانزیستورها نیز تعمیم داد: ترانزیستور مانند شیر آب است؛ ساز و کاری که می توانیم برای کنترل سرعت دبی آب از آن استفاده کنیم.

سه حالت در مدار وجود دارد که می توانیم از مثال شیر آب در آن ها استفاده کنیم و هر کدام تأثیر متفاوتی بر میزان جریان در مدار دارند. در ادامه، این حالت ها را بررسی می کنیم.

اتصال کوتاه (ترانزیستور وصل):
یک شیر می تواند کاملاً باز باشد و اجازه دهد آب آزادانه جریان یابد. در واقع گویی اصلاً شیری وجود ندارد و آب بدون مانعی در لوله جریان دارد.

به طور مشابه، در شرایط مناسب، یک ترانزیستور می تواند مانند یک اتصال کوتاه بین پایه های کلکتور و امیتر عمل کند. در این حالت، جریان به کلکتور وارد شده و از امیتر خارج می شود.

مدار باز (ترانزیستور قطع):
وقتی شیر بسته است، می تواند جریان آب را کاملاً قطع کند.

به همین ترتیب، می توان از ترانزیستور برای ایجاد مدار باز بین پایه های کلیکتور و امیتر استفاده کرد.

برقراری خطی جریان:
با انجام برخی تنظیمات دقیق، می توان یک شیر را به گونه ای تنظیم کرد تا دبی آب چیزی بین جریان آب ناشی از شیر کاملاً باز و کاملاً بسته باشد.

یک ترانزیستور می تواند همین کار را انجام دهد؛ یعنی کنترل جریان به صورت خطی از طریق مدار در یک مقداری بین کاملاً قطع (مدار باز) و کاملاً وصل (اتصال کوتاه).

سطح مقطع لوله مشابه مقاومت در مدار است. اگر یک شیر بتواند سطح مقطع لوله را به خوبی تنظیم کند، در این صورت یک ترانزیستور می تواند مقاومت بین کلکتور و امیتر را به خوبی تنظیم کند.

بنابراین، به نوعی، ترانزیستور مانند مقاومت متغیر قابل تنظیم است.

تقویت کنندگی:
یک قیاس دیگر وجود دارد که می توانیم بیان کنیم. تصور کنید که با کمی چرخش شیر می توانید سرعت جریان دریچه های یک سد بزرگ را کنترل کنید.

نیروی بسیار کمی که برای چرخاندن شیر صرف می کنید، توانایی ایجاد نیرویی هزاران برابر بیشتر را دارد.

ترانزیستورها می توانند سیگنال های الکتریکی را تقویت کنند و سیگنال کم توان را به سیگنالی مشابه با توان بسیار بالاتر تبدیل کنند.