ترانزیستور bjt چیست و چه کاربردی دارد؟

ترانزیستور bjt چیست؟ در این نوشته می خواهیم با ارائه اطلاعاتی کاربردی و مفید در مورد ترانزیستور  bjt به طور کامل به این سوال پاسخ دهیم. ترانزیستورها یکی دیگر از قطعات برد الکترونیکی و یکی از اجزای کلیدی و مهم در صنعت الکترونیک هستند. ترانزیستور BJT یا پیوندی دو قطبی در فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) و دیگر صنایع الکترونیکی مورد استفاده قرار می ‌گیرد و بهره‌ وری بیشتری در انتقال و پردازش اطلاعات را فراهم می کند. نکته مهمی که در هنگام خرید قطعات الکترونیکی باید در نظر داشت، انتخاب و خرید قطعه از فروشگاه ها و سایت های معتبری است که در این زمینه به صورت تخصصی فعالیت می کنند.

در این مقاله، به بررسی جزئیات فنی و کاربرد بی جی تی در الکترونیک خواهیم پرداخت. در ادامه، عملکرد ترانزیستور پیوندی دوقطبی در حالت های کاری مختلف، به عنوان تقویت کننده و سوئیچ، مورد بررسی قرار می ‌گیرد. با مطالعه این مقاله، خوانندگان می ‌توانند با عملکرد و کاربردهای ترانزیستورهای BJT آشنا شده و درک عمیق ‌تری از این اجزا به دست آورند.

ترانزیستور bjt چیست؟

ترانزیستور bjt یک نوع ترانزیستور سه ‌لایه است که در صنعت الکترونیک استفاده می ‌شود. این ترانزیستورها از سه قسمت اصلی تشکیل شده ‌اند: دو پایه نوع P و یک پایه نوع N یا دو پایه نوع N و یک پایه نوعP . پایه های ترانزیستور به ترتیب امیتر، بیس و کلکتور نامیده می شوند. عملکرد اصلی ترانزیستور bjt قدرت بر اساس جریان ‌های برقی و اثر تقویت این جریان ‌ها است.. به این ترتیب، ترانزیستور BJT یا پیوندی دو قطبی به عنوان تقویت ‌کننده جریان مورد استفاده قرار می ‌گیرد. این قطعه نیز از جمله قطعاتی است که در واردات قطعات الکترونیک مورد توجه قرار می گیرند.

علاوه بر استفاده به عنوان تقویت‌کننده جریان، این نوع ترانزیستور همچنین در نقش سوئیچ نیز استفاده می‌ شود.  ترانزیستورهای BJT در انواع مختلف و با قدرت ‌ها و ویژگی ‌های متفاوتی وجود دارند و در کاربردهای مختلفی مانند مدارهای تقویت‌کننده صوتی، مدارهای قدرت، مدارهای دیجیتال و بسیاری از دستگاه‌ های الکترونیکی استفاده می ‌شوند. کاربرد ترانزیستور bjt سبب شده است تا در سفارش قطعات الکترونیکی از خارج به این قطعه نیز توجه زیادی شود.

ترانزیستور های bit چه کار برد هایی دارند؟

ترانزیستور bjt به عنوان یکی از اجزای اصلی در صنعت الکترونیک و مهندسی برق، در بسیاری از بخش ‌ها و کاربردها استفاده می ‌شود. برخی از موارد کاربرد ترانزیستور  bjt عبارتند از:

• مدارهای تقویت‌ کننده صوتی: ترانزیستورهای BJT به عنوان قطعات تقویت‌ کننده صوتی در اسپیکرها، آمپلی ‌فایرها و سیستم ‌های صوتی استفاده می‌ شوند. آن ها قادرند سیگنال صوتی را تقویت کرده و به اسپیکر انتقال دهند.
• مدارهای قدرت: ترانزیستور bjt قدرت، قدرت بالا را برای کاربردهای مختلف انتقال می ‌دهند. آن ها در مدارهای منابع تغذیه، مبدل ‌های DC-DC، مبدل ‌های AC-DC و سایر مدارهای قدرت استفاده می ‌شوند.
• مدارهای دیجیتال: ترانزیستورهای BJT به عنوان قطعات کلیدی در مدارهای دیجیتال استفاده می ‌شوند. آن ها قادر به کنترل جریان بین بیس و کلکتور در حالت روشن و خاموش هستند.
• مدارهای RF (رادیو فرکانس): ترانزیستور پیوندی دوقطبی در مدارهای RF نیز کاربرد دارد که در ارتباطات بی سیم، امواج رادیویی و سایر بخش‌ های رادیو فرکانس استفاده می ‌شوند.
• مدارهای سنسور: ترانزیستورهای BJT به عنوان قطعات سنسور در بسیاری از کاربردها مانند اندازه‌ گیری دما، نورسنجی، فشارسنجی و سایر حسگرها استفاده می ‌شوند.

علاوه بر این، ترانزیستور bjt در بسیاری از سیستم ‌های الکترونیکی و ادوات مانند رایانه‌ ها، تلفن ‌های همراه، تلویزیون ‌ها، رادیوها و سایر دستگاه ‌های الکترونیکی نیز استفاده می‌ شوند.

پیشنهاد می کنیم این مطلب را نیز بخوانید: مدار ترایاک

انواع ترانزیستور bjt ؟

ترانزیستور bjt در سه نوع اصلی وجود دارد که به شرح زیر است:

• NPN (Negative-Positive-Negative): در این نوع ترانزیستور، جریان از پایه (Base) به امیتر (Emitter)  انتقال می یابد. طبق ترتیب نام‌ گذاری، پایه بیس نوع N است و دو پایه امیتر و کلکتور نوع P هستند. ترانزیستور NPN بیشتر در کاربردهای الکترونیکی استفاده می ‌شود.
• PNP (Positive-Negative-Positive): ترانزیستور PNP نیز در کاربردهای الکترونیکی استفاده می‌ شود، اما کاربردهای کمتری نسبت به ترانزیستور NPN دارد.

هر دو نوع ترانزیستور BJT در بسیاری از دستگاه ‌ها و مدارها استفاده می‌ شوند. انتخاب نوع مناسب ترانزیستور پیوندی دوقطبی بستگی به نیازهای مدار و ویژگی ‌های مورد نظر دارد.

طرز کار ترانزیستور bjt

ترانزیستور bjt بر پایه ساختار سه لایه نیمه‌ هادی ساخته شده است: پایه (Base)، ککلتور (Collector) و امیتر  (Emitter). طرز ترانزیستور BJT یا پیوندی دو قطبی به شرح زیر است:

حالت خاموش  (Off state) :

در این حالت، ترانزیستور BJT به عنوان یک سوئیچ باز است و جریان بین امیتر و کلکتور قطع شده است. در حالت خاموش، پایه بر روی ولتاژ کمی قرار دارد و به امیتر جریان نمی ‌دهد. به عبارت دقیق ‌تر، در ترانزیستور  NPN، ولتاژ پایه باید کمتر از ولتاژ امیتر باشد و در ترانزیستور  PNP، ولتاژ پایه باید بیشتر از امیتر باشد تا ترانزیستور خاموش باشد.

حالت فعال (Active state) :

در این حالت، ترانزیستور BJT به عنوان یک تقویت‌کننده جریان عمل می ‌کند. وقتی ولتاژ پایه به مقدار مناسبی افزایش یابد، جریان از بیس به امیتر انتقال داده می ‌شود. در ترانزیستور  NPN، اگر ولتاژ بیس بیشتر از امیتر باشد، جریان از بیس به امیتر منتقل می شود. در ترانزیستور  PNP، اگر ولتاژ بیس کمتر از امیتر باشد، جریان از بیس به امیتر منتقل می شود. جریان از امیتر منتقل و در کلکتور تقویت می ‌شود. این تقویت جریان توسط ترانزیستور انجام می ‌شود.

حالت اشباع  (Saturation state) :

در این حالت، ترانزیستور bjt به عنوان یک سوئیچ روشن عمل می‌ کند. وقتی ولتاژ پایه به مقدار مناسبی افزایش یابد، ترانزیستور به حالت اشباع می ‌رود. در ترانزیستور NPN، ولتاژ پایه باید بیشتر از امیتر باشد تا ترانزیستور به حالت اشباع برود. در ترانزیستور  PNP، ولتاژ پایه باید کمتر از امیتر باشد تا ترانزیستور به حالت اشباع برود. در حالت اشباع، جریان بین امیتر و کلکتور به حداکثر مقدار خود می ‌رسد و ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ روشن عمل می ‌کند.

تفاوت بین ماسفِت و ترانزیستور BJT چیست؟

افرادی که با قطعات الکترونیکی و کاربرد آنها سر و کار دارند نام ماسفت ها و ترانزیستورهای بی ‌جِی ‌تی را شنیده اند. این افراد می دانند ترانزیستور ماسفت چیست؟ و ترانزیستور bjt چیست؟ و هرکدام چه ویژگی هایی دارند.  هر دوی این قطعات از  جمله قطعات الکترونیکی SMD نیمه هادی هستند و از جمله تفاوت های آن ها می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

• ساختار:

ترانزیستور BJT :  ساختار ترانزیستور bjt بر پایه سه لایه نیمه‌ هادی (بیس، امیتر و کلکتور) ساخته شده است. این سه لایه به صورت P-N-P یا N-P-N مرتب شده‌ اند.

ماسفت: ساختار ماسفت بر پایه یک گیت (Gate)، یک سابسترات (Substrate) و دو منطقه نیمه ‌هادی   Source  و Drain ساخته شده است. ماسفت به صورت N-MOSFET یا P-MOSFET دسته ‌بندی می ‌شود.

• نوع نیمه ‌هادی:

ترانزیستور BJT :  از نیمه ‌هادی ‌های نوع P و N استفاده می ‌کند. در ترانزیستور  NPN، بیس نوع N است و امیتر و کلکتور نوع P هستند. در ترانزیستور  PNP، بیس نوع P است و امیتر و کلکتور نوع N هستند.

ماسفت: از نیمه ‌هادی ‌های نوع N و P استفاده می‌ کند. در N-MOSFET، منطقه سابسترات نوع P و منطقه Source  و Drain نوع N هستند. در P-MOSFET، منطقه سابسترات نوع N و منطقه Source و Drain نوع P  هستند.

• کنترل سیگنال:

ترانزیستور BJT :  جریان بین بیس و امیتر کنترل کننده اصلی ترانزیستور است. با تغییر جریان بیس، جریان بین امیتر و کلکتور تغییر می ‌کند.

ماسفت: ولتاژ بین گیت و سابسترات کنترل کننده اصلی ماسفت است. با تغییر ولتاژ گیت، جریان بین Source و Drain تغییر می ‌کند.

• مقاومت و حساسیت:

ترانزیستور  BJT :  ترانزیستور bjt دارای مقاومت ولتاژ و مقاومت جریان است و به طور معمول حرارت تولید می کند. همچنین، به مقدار بیشتری از ولتاژ و جریان کنترلی نیاز دارد و نسبت به نویز حساس تر است.

ماسفت: ماسفت دارای مقاومت ولتاژ بسیار بالا و مقاومت جریان پایین است و به طور کلی حرارت کمتری تولید می ‌کند. همچنین، ماسفت نسبت به تغییرات ولتاژ و جریان حساس‌ تر بوده و نیاز به ولتاژ و جریان کنترل کمتری دارد. همچنین، ماسفت به مقدار کمتری از توان برای عملکرد خود نیاز دارد.

• سرعت و پهنای باند:

ترانزیستور  BJT :  ترانزیستور BJT با سرعت بالایی عمل می ‌کند و برای کاربردهای با پهنای باند بالا مورد استفاده قرار می ‌گیرد.

ماسفت: ماسفت با سرعت بسیار بالاتری عمل می ‌کند و برای کاربردهای با پهنای باند بالا و پرسرعت استفاده می ‌شود.

از آن جا که ماسفت ‌ها دارای ویژگی‌ های بهتری مانند حساسیت کمتر به نویز، مصرف توان کمتر و سرعت بالاتر هستند، در بسیاری از کاربردها ماسفت‌ ها به جای ترانزیستورهای BJT استفاده می ‌شوند. با این حال، هر کدام از این ترانزیستورها ویژگی‌ ها و کاربردهای خاص خود را دارند و انتخاب بین آن ها بسته به نیازهای مدار و کاربرد مشخص می ‌شود.

جمع بندی

در این نوشته به طور کامل به سوال ترانزیستور bjt چیست؟ پاسخ دادیم و کاربرد بی جی تی در الکترونیک را بیان و بررسی نمودیم. همان طور که توضیح دادیم ترانزیستور bjt یک نوع ترانزیستور است که بر پایه ساختار سه لایه نیمه ‌هادی شامل پایه  (Base)، کلکتور (Collector) و امیتر (Emitter) ساخته شده است و به صورت NPN یا PNP دسته ‌بندی می ‌شود.

ترانزیستور BJT علی‌ رغم وجود ترانزیستورهای دیگر مانند ماسفت (MOSFET) و IGBT، همچنان در بسیاری از کاربردها استفاده می ‌شود. با این حال برای انتخاب بهتر باید بدانید ترانزیستور ماسفت و ترانزیستور IGBT چیست؟ و با ویژگی های آن ها نیز آشنا باشید.

 این ترانزیستورها از نظر ویژگی ‌ها و کاربردها با ترانزیستورهای دیگر تفاوت دارند و انتخاب بین آن ها و خرید ترانزیستور بسته به نیازهای مدار و کاربرد مورد نظر انجام می ‌شود.