مفاهیم الکترونیک

ترانزیستور دو قطبی در مدار سوییچینگهنگامی که ترمینال بیس یک ترانزیستور NPN به زمین متصل می‌شود، هیچ جریانی از بیس عبور نمی‌کند، بنابراین Ib=0 و متعاقباً هیچ جریانی از کلکتور به امیتر نیز عبور نمی‌کند. بنابراین ترانزیستور NPN به حالت قطع می‌رود (خاموش می‌شود). حال اگر ترمینال بیس بایاس مستقیم شود و ولتاژ بیس ــ امیتر به ۰/۷+ برسد ترانزیستور شروع به هدایت می‌کند و جریان از کلکتور و امیتر عبور می‌کند، در این حالت ترانزیستور روشن می‌شود.

ماسفت‌ها سوییچ های ایده‌آلی هستند که برای کنترل جریان بار یا در مدارات CMOS به کار می‌روند برای اینکه یک ترانزیستور به مثابه یک کلید عمل کند باید یا در ناحیه اشباع (روشن) و یا در ناحیه قطع (خاموش) باشد.در گذشته دیدیم که ماسفت افزایشی Nکانال (e-MOSFET) با اعمال ولتاژ مثبت به گیت روشن می‌شود و مقاومت ورودی فوق‌العاده بالایی (تقریباً بی نهایت) دارد.

عملکرد MOSFET مشابه JFET می‌باشد اما دارای گیتی می‌باشد که به لحاظ الکتریکی از کانال هدایت ایزوله شده‌است.ترانزیستور MOSFET همانند ترانزیستور JFET از دسته ترانزیستورهای اثر میدان می‌باشد با این تفاوت که گیت با کانال حامل جریان ارتباط الکتریکی ندارد و بنابراین از دسته ترانزیستورهای اثر میدان با گیت ایزوله شده می‌باشد.

ترانزیستورهای اثر میدان پیوندی که به اختصار JFET (Junction Field Effect Transistor) نامیده می‌شوند، یک المان نیمه‌رسانای تک قطبی است که دارای سه پایه بوده و با ولتاژ کنترل می‌شود. این نوع ترانزیستورها به ۲ گروه کانال N و کانال P تقسیم میشوند. در مقاله‌های مربوط به ترانزیستورهای دو قطبی پیوندی متوجه شدیم که جریان خروجی کلکتور وابسته به جریانی است که از بیس عبور می‌کند.

از ترانزیستورها می‌توانیم به عنوان کلید استفاده کنیم تا یک المان که با ولتاژ DC پایین کار می‌کند را خاموش یا روشن کنیم. برای اینکه ترانزیستور مانند کلید عمل کند باید آن را به حالت قطع یا اشباع ببریم .هنگامی که ترانزیستور به عنوان یک تقویت‌کننده AC به کار برده می‌شود، در ناحیه فعال خود قرار دارد و در نتیجه مطابق بخش خطی منحنی مشخصه خروجی اش عمل می‌کند.

ترانزیستور های PNP دقیقاً برعکس ترانزیستورهای NPN هستند که در مقاله قبل به آن پرداخته شد. به طور کلی این نوع از ترانزیستور دقیقاً مشابه مدار دو دیود است که به صورت معکوس به یکدیگر متصل شده‌اند. PNP خلاصه شده‌ی Positive-Negative-Positive می‌باشد. ناحیه‌ای که فلش دارد امیتر ترانزیستور می‌باشد که در اینجا برخلاف ترانزیستور NPN به سمت داخل حرکت کرده است.

ترانزیستورهای NPN دارای ۳ پایه و ۳ لایه هستند که می‌توانند به عنوان سوییچ یا تقویت کننده عمل کنند .در مقاله قبل، یک ترانزیستور استاندارد BJT مورد بررسی قرار گرفت و متوجه شدیم که این ترانزیستور به دو صورت موجود می‌باشد :NPN (Negative_ Positive _ Negative)PNP (Positive_ Negative _ Positive)البته استفاده از ترانزیستورهای NPN، نسبت به ترانزیستورهای PNP مرسوم‌تر می‌باشد.

ترانزیستور دو قطبی یا ترانزیستور پیوندی دوقطبی (Bipolar Junction Transistor) که به اختصار به آن BJT می‌گویند، یکی از المان‌های نیمه‌هادی می‌باشد که از آن می‌توان به عنوان سوییچ یا تقویت‌کننده استفاده نمود .در بخش دیودها گفته شد که دیودهای معمولی از  دو بخش نیمه‌رسانا ساخته شده‌اند که یک پیوند PN را تشکیل می‌دهند و همچنین به مشخصات و ویژگی‌های هر کدام از دیودها به صورت جداگانه پرداخته شد.

رگولاسیون ولتاژ ترانسفورماتور، نسبت یا مقدار درصدی است که براساس آن، مقدار ولتاژ ترمینال خروجی ترانسفورماتور افزایش یا کاهش می‌یابد.در این سری از مقاله‌ها در مورد ترانسفورماتورها دیدیم که وقتی به سیم‌پیچ اولیه ترانسفورماتور انرژی داده می‌شود؛ یک ولتاژ و جریان ثانویه با ارزشی که توسط نسبت دور ترانسفورماتور (TR) تعیین می‌شود؛ تولید می‌کند.

ترانسفورماتورهای صوتی، برای استفاده در کاربردهای تقویت‌کننده‌ی صوتی، برای کوپلینگ و تطبیق امپدانس تقویت‌کننده‌ها و بلندگوها، طراحی شده‌اند.ترانسفورماتورها، علاوه‌بر بالابردن (افزایش) یا پایین‌آوردن (کاهش) ولتاژ سیگنال، یک ویژگی بسیار مفید دیگر دارند و آن ایزوله‌کردن (جداسازی) است. از آنجایی‌که که اتصال الکتریکی مستقیمی بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه‌ی ترانسفورماتورها وجود ندارد.

ترانسفورماتور سه فاز چیست ؟تا اینجا ساخت و عملکرد یک ترانسفورماتور ولتاژ تک فاز دو سیم‌پیچی را بررسی کردیم؛ که می‌توان ولتاژ ثانویه‌ی آن را نسبت به ولتاژ تغذیه‌ی اولیه، افزایش یا کاهش داد. اما ترانسفورماتورهای ولتاژ را می‌توان برای اتصال نه تنها تک فاز، بلکه دوفاز، سه‌فاز، شش فاز و حتی ترکیبات پیچیده تا 24 فاز، برای برخی از ترانسفورماتورهای یکسوکننده DC ساخت.

ترانسفورماتور جریان (C.T) چیست؟ نوعی “ترانسفورماتور ابزاری” است؛ که برای تولید جریان متناوب در سیم‌پیچ ثانویه‌ی خود طراحی شده‌است؛ که متناسب با جریان اندازه‌گیری شده در سیم‌پیچ اولیه آن است. ترانسفورماتورهای جریان، جریان‌های ولتاژ بالا را به مقادیر بسیار کمتری کاهش می‌دهند و روشی مناسب برای نظارت (مانیتورینگ) ایمن بر جریان الکتریکی واقعی که در خط انتقال AC، با استفاده از یک آمپرمتر استاندارد شارش دارد؛ ارائه می‌دهند.

سیم‌پیچ اولیه و ثانویه‌ی یک اتوترانسفورماتور، از نظر الکتریکی و مغناطیسی به‌هم متصل می‌شوند و هزینه را نسبت به ترانسفورماتورهای معمولی، کاهش می‌دهند.برخلاف ترانسفوماتور ولتاژ پیشین، که دارای دو سیم‌پیچ ایزوله‌شده‌ی الکتریکی به‌نام‌های اولیه و ثانویه است؛ یک ترانسفورماتور خودکار، تنها دارای یک سیم‌پیچ تک ولتاژ است؛ که در هردو طرف مشترک می‌باشد.

ترانسفورماتورهای چند سیم پیچه می‌توانند دارای دو یا چند سیم‌پیچ اولیه یا ثانویه باشند؛ که به آن‌ها اجازه می‌دهد پیکربندی‌های مختلفی از ولتاژ و جریان را داشته باشند.ترانسفورماتورهای چند سیم‌پیچه، معمولا دارای یک سیم‌پیچ اولیه با دو یا چند سیم‌پیچ ثانویه هستند. اما زیبایی ترانسفورماتورها در این است؛ که به ما اجازه می‌دهند؛ تا بیش از یک سیم‌پیچ در سمت اولیه یا ثانویه، داشته‌باشیم.

ترانسفورماتورها، می‌توانند ولتاژ را برروی سیم‌پیچ ثانویه‌ی خود فراهم‌کنند، اما برای انتقال توان الکتریکی بین ورودی و خروجی، نیاز به بارگذاری دارند.بارگذاری ترانسفورماتور چیست؟در مقاله‌های قبلی ترانسفورماتور فرض کردیم که ترانسفورماتور ایده‌آل است؛ یعنی اتلاف هسته یا اتلاف مس در سیم‌پیچ ترانسفورماتور وجود ندارد.

یک ساختار دوسیم‌ پیچه‌ی ترانسفورماتور، شامل سیم‌پیچ‌هایی است؛ که روی یک هسته‌ی آهنی نرم مجزا، پیچیده می‌شوند و یک مدار مغناطیسی فراهم می‌کنند.این مدار مغناطیسی، که بیشتر به‌عنوان “هسته‌ی ترانسفورماتور”، شناخته می‌شود؛ به منظور ایجاد مسیری برای شارش جریان میدان مغناطیسی در اطراف مدار طراحی شده‌است؛ که برای القای ولتاژ دو سیم‌پیچ ضروری است.