تعریف ترانزیستور BJT

تعریف ترانزیستور BJT:
دیودهای ساده از دو ماده نیمه رسانا تشکیل می شوند و یک پیوند PN را می سازند.حال اگر دو دیود سیگنال مجزا را به صورت پشت به پشت (Back-to-back) به یکدیگر وصل کنیم، دو پیوند PN سری خواهیم داشت که ترمینال P یا N آن ها با هم مشترک است.

ادغام این دو دیود با یکدیگر منجر به تولید یک قطعه سه سر، دو پیوندی و سه لایه خواهد شد که اساس یک ترانزیستور BJT یا پیوندی دوقطبی (Bipolar Junction Transistor) یا به اختصار BJT را تشکیل می دهد.

ترانزیستورها قطعات فعال سه سری هستند که از مواد نیمه هادی مختلف ساخته می شوند و می توانند در کاربردهای ولتاژ سیگنال کوچک به عنوان یک عایق یا یک رسانا عمل کنند.

توانایی ترانزیستور در تغییر بین این دو حالت سبب می شود این قطعه دو عملکرد اساسی داشته باشد:

سوئیچینگ در الکترونیک دیجیتال یا تقویت کنندگی در الکترونیک آنالوگ. ترانزیستور دو قطبی سه ناحیه کاری دارد:

ناحیه فعال (Active Region):
در این ناحیه ترانزیستور مانند یک تقویت کننده با رابطه Ic=β×Ib کار می کند.

اشباع (Saturation):
در این حالت ترانزیستور کاملاً روشن (Fully-ON) است و مانند یک سوئیچ با رابطه Ic=ISaturation کار می کند.

قطع (Cut-off):
در این وضعیت ترانزیستور کاملاً خاموش (Fully-OFF) است و مانند یک سوئیچ با رابطه Ic=0 کار می کند.

واژه انگلیسی Transistor ترکیبی از عبارت Transfer Varistor به معنای وریستور انتقالی است.

وَریستورها که به عنوان مقاومت های وابسته به ولتاژ (Voltage Dependent Resistors) از آنها یاد می شود، قطعاتی الکتریکی هستند که وظیفه اصلی شان حفاظت از مدارهای الکترونیکی و سیستم های قدرت با جذب انرژی اضافه و تنظیم مقادیر ناخواسته ولتاژهای زودگذر (ناپایدار) است.

عبارت Transfer Varistor به مد عملکردی این قطعات در زمان های ابتدایی ساخت آن ها اشاره دارد.

ترانزیستورها در دو نوع اصلی NPN و PNP موجود هستند که، به ترتیب، آرایش فیزیکی نوع N و نوع P مواد نیمه رسانای آن ها را مشخص می کند.

ساختار پایه ترانزیستور دوقطبی از دو پیوند PN تشکیل شده که سه ترمینال هادی را می سازد. هر یک از این ترمینال ها برای تفکیک شدن از دو ترمینال دیگر با نام های امیتر (Emitter) با نماد E، بیس (Base) با نماد B و کلکتور (Collector) با نماد C نامگذاری می شوند.

ترانزیستورهای دوقطبی قطعات تنظیم کننده جریان هستند که مقدار جریان گذرنده از امیتر به کلکتور آن ها با اندازه ولتاژ بایاس اعمالی به پایه بیس متناسب است و به همین دلیل، مانند یک سوئیچ کنترل شده جریان کار می کنند.

جریان ترمینال بیس جریان های بزرگ تر کلکتور را کنترل می کند و این اساس کار ترانزیستور است.

اصول عملکرد دو ترانزیستور PNP و NPN دقیقاً مشابه یکدیگر است. تنها تفاوت این دو نوع ترانزیستور در پلاریته منبع تغذیه بایاس آن ها است که مخالف یکدیگر است.

شکل زیر ساختار ترانزیستور دو قطبی و نمادهای مداری آن ها را نشان می دهد.

در شکل بالا، جهت قراردادی جریان بین ترمینال بیس و ترمینال امیتر نیز نشان داده شده است. مشابه نماد دیودها، جهت پیکان ها همیشه از ناحیه مثبت نوع P به ناحیه منفی نوع N است.