asir1namard

ترانزیستور یک قطعه الکترونیکی فعال بوده و از ترکیب سه قطعه n و p بدست می‌آید که از ترزیق حاملین بار اقلیت در یک پیوند با گرایش مستقیم استفاده می‌کند و دارای سه پایه به نامهای بیس (B)، امیتر (E) و کلکتور (C) می‌باشد و چون در این قطعه اثر الکترونها و حفره‌ها هر دو مهم است، به آن یک ترانزیستور دوقطبی گفته می‌شود

تاریخچه

عصر نوین الکترونیک نیمه رساناها با اختراع ترانزیستور دوقطبی در ۱۹۴۸ توسط باردین، براتاین و شاکلی در آزمایشگاههای تلفن بل آغاز شد. این قطعه به همراه همتای اثر میدانی خود تأثیر شگفتی روی تقریباً تمام حوزه‌های زندگی نوین گذاشته‌است.

انواع ترانزیستور پیوندی



Pnp

شامل سه لایه نیم هادی که دو لایه کناری از نوع p و لایه میانی از نوع n است و مزیت اصلی آن در تشریح عملکرد ترانزیستور این است که جهت جاری شدن حفره‌ها با جهت جریان یکی است.

Npn

شامل سه لایه نیم‌ هادی که دو لایه کناری از نوع n و لایه میانی از نوع p است. پس از درک ایده‌های اساسی برای قطعه pnp می‌توان به سادگی آنها را به ترانزیستور پرکاربردتر npn مربوط ساخت.


ساختمان ترانزیستور پیوندی

ترانزیستور دارای دو پیوندگاه است. یکی بین امیتر و بیس و دیگری بین بیس و کلکتور. به همین دلیل ترانزیستور شبیه دو دیود است. دیود سمت چپ را دیود بیس _ امیتر یا صرفاً دیود امیتر و دیود سمت راست را دیود کلکتور _ بیس یا دیود کلکتور می‌نامیم. میزان ناخالصی ناحیه وسط به مراتب کمتر از دو ناحیه جانبی است. این کاهش ناخالصی باعث کم شدن هدایت و بالعکس باعث زیاد شدن مقاومت این ناحیه می‌گردد.
امیتر که شدیدا آلائیده شده، نقش گسیل و یا تزریق الکترون به درون بیس را به عهده دارد. بیس بسیار نازک ساخته شده و آلایش آن ضعیف است و بنابراین بیشتر الکترونهای تزریق شده از امیتر را به کلکتور عبور می‌دهد. میزان آلایش کلکتور کمتر از میزان آلایش شدید امیتر و بیشتر از آلایش ضعیف بیس است و کلکتور الکترونها را از بیس جمع‌آوری می‌کند.

طرز کار ترانزیستور پیوندی


طرز کار ترانزیستور را با استفاده از نوع npn مورد بررسی قرار می‌دهیم. طرز کار pnp هم دقیقا مشابه npn خواهد بود، به شرط اینکه الکترونها و حفره‌ها با یکدیگر عوض شوند. در نوع npn به علت تغذیه مستقیم دیود امیتر ناحیه تهی کم عرض می‌شود، در نتیجه حاملهای اکثریت یعنی الکترونها از ماده n به ماده p هجوم می‌آورند. حال اگر دیود بیس _ کلکتور را به حالت معکوس تغذیه نمائیم، دیود کلکتور به علت بایاس معکوس عریض‌تر می‌شود.
الکترونهای جاری شده به ناحیه p در دو جهت جاری می‌شوند، بخشی از آنها از پیوندگاه کلکتور عبور کرده، به ناحیه کلکتور می‌رسند و تعدادی از آنها با حفره‌های بیس بازترکیب شده و به عنوان الکترونهای ظرفیت به سوی پایه خارجی بیس روانه می‌شوند، این مولفه بسیار کوچک است.

نحوه اتصال ترازیستورها


اتصال بیس مشترک

در این اتصال پایه بیس بین هر دو بخش ورودی و خروجی مدار مشترک است. جهتهای انتخابی برای جریان شاخه‌ها جهت قراردادی جریان در همان جهت حفره‌ها می‌شود.

اتصال امیتر مشترک

مدار امیتر مشترک بیشتر از سایر روشها در مدارهای الکترونیکی کاربرد دارد و مداری است که در آن امیتر بین بیس و کلکتور مشترک است. این مدار دارای امپدانس ورودی کم بوده، ولی امپدانس خروجی مدار بالا می‌باشد.

اتصال کلکتور مشترک

اتصال کلکتور مشترک برای تطبیق امپدانس در مدار بکار می‌رود، زیرا برعکس حالت قبلی دارای امپدانس ورودی زیاد و امپدانس خروجی پائین است. اتصال کلکتور مشترک غالبا به همراه مقاومتی بین امیتر و زمین به نام مقاومت بار بسته می‌شود.

http://www.electroiran.com

اگر کانال مخابراتی شامل فضای آزاد باشد در این صورت برای انتشار و دریافت سیگنال آنتن هایی مورد نیاز است طول این آنتن ها متناسب با طول موج سیگنال فرستاده شده است.

بسیاری از سیگنال های صوتی دارای مولفه فرکانسی ۱۰۰ هرتز یا پایین تر هستند. برای ارسال این سیگنال ها اگر سیگنال مستقیما انتشار یابد به آنتن هایی با طول حدود ۳۰۰km نیاز است. اما اگر از مدولاسیون برای سوار کردن سیگنال بر روی یک فرکانس حامل مثلا ۱۰۰Mhz استفاده کنیم در این صورت طول آنتن ها حدود یک متر خواهد بود.
انواع مدولاسیون
• مدولاسیون دامنه (AM)
• مدولاسیون فرکانس (FM)
• مدولاسیون فاز (PM)

مدولاسیون fm

مدولاسیون am

علاوه برمدولاسیون‌های بالا که همگی آنالوگ می‌باشند و از لحاظ نویز پذیری از امنیت کمتری برخوردارند نوع دیگری از مدولاسیئن یعنی مدولاسیون دیجیتال وجود دارد که دارای انواعی چون QAM ،QPSK و BPSK می‌باشد.
گیرنده فرستنده های دیجیتال
گیرنده فرستنده ها دیجیتال به چند دسته تقسیم بندی می شوند

۲- گیرنده فرستنده های ASK
3- گیرنده فرستنده های QAM
4- گیرنده فرستنده های PCM
….
در فرستنده های ASK به ازای صفر منطقی یک سیگنال سینوسی با فرکانس f1 و به ازای یک منطقی فرکانس f۲ ارسال می گردد. بنابراین ساده ترین روش و همچنین معمول ترین روش برای ساخت یک فرستنده ی ASK برای ارسال دیتای دیجیتال، تنها کافی است که اطلاعات هشت بیتی موازی را به اطلاعات یک خطه تبدیل کرد. نظیر پروتکل سریال که تک سیمه است. و سپس این جریان دیتا دیجیتال را به ورودی یک فرستنده آنالوگ AM اعمال کنیم. بدین صورت به ازای ورودی صفر( بیت صفر یا منطق صفر) ، فرکانس کاریر(f1 ) ارسال می گردد و به ازای ورودی پنج ولت ( منطق یک)، فرکانس f۲ ( f1+df ) ارسال می گردد.
در گیرنده ASK پس از بدست آمدن جریان تک سیمه دیتا ، اطلاعات با توجه به پروتکل فرستنده ، دمدوله می شود.
در ساخت یک فرستنده ASK نکاتی بایستی مد نظر قرار بگیرند. اول اینکه باید باد ریت اطلاعات دیجیتال در محدوده پهنای باند فرستنده آنالوگ باشد. و دوم رنج ارسالی فرستنده است که رابطه مستقیم با توان خروجی فرستنده دارد. هرچه توان ارسالی بیشتر باشد، رنج ارسالی دیتا بیشتر می شود.
برای افزایش توان فرستنده معمولا یک طبقه تقویت کننده جریان در طبقه خروجی قرار می دهند. همچنین برای حداکثر کردن تشعشعات از آنتن، قبل از انتن مدار تطبیق دهنده امپدانس ( مدار مچینگ ) قرار می دهند.
برای ساخت گیرنده فرستنده های FSK نیز همانند فرستنده های ASK عمل می کنیم بدین
صورت که دیتای دیجیتال تک سیمه را به ورودی فرستنده FM اعمال می کنیم. و در گیرنده نیز از گیرنده های FM استفاده می کنیم.
در عمل برای بهبود کیفیت فرستنده ها ی آنالوگ FM بهتر است از تراشه ها ی فرستنده و گیرنده استفاده گردد. نظیر MC3356 و MC2833 که در بازار ایران هم در دسترس می باشد. تراشه MC3356 اختصاصا جهت دمدولاسیون FSK استفاده می شود.
بهترین فرکانس برای کارهای ارسال دیتا کاربران، فرکانس ۳۰MHZ-70MHZ هست. که رنج بی استفاده FM و AM هست. برای افزایش مسافت ارسال می توان اطلاعات را در باند UHF و VHF‌ که در فرکانس بالای ۴۰۰MHZ‌ کار می کنند ارسال نمود.علاوه بر فرکانس کاریر که تعیین کننده مسافت ارسالی یک فرستنده است، توان ارسالی نیز در برد فرستنده دخالت دارد.
البته باید توجه داشت که توان فرستنده بالا نباشد ، در غیر این صورت نیاز به کسب اجازه از وزارت کشور برای اختصاص باند فرکانسی است.
گیرنده، فرستنده های RF
فرستنده و گیرنده های RF عموما برای ارسال و دریافت داده های آنالوگ و یا دیجیتال در باند فرکانسی رادیویی (۵۰۰ کیلو هرتز تا ۱۰۸ مگاهرتز) طراحی می گردند

يزد كيت