خصائص وعمل الدائرة الترانزستور الانهيار الجليدي

الترانزستور هو جهاز يستخدم لتنظيم تدفق التيار والجهد في الدائرة. يعمل كمفتاح أو بوابة للإشارات الإلكترونية. يتكون الترانزستور من ثلاث طبقات من مادة أشباه الموصلات مثل السيليكون أو الجرمانيوم من ثلاث محطات. عندما يتم تطبيق تيار أو جهد على زوج واحد من طرفي الترانزستور ، فإنه يتحكم في التيار من خلال الزوج الآخر من المحطات. الترانزستور هو وحدة أساسية في IC.

الترانزستور NPN

إلى ترانزستور مفرق ثنائي القطب (BJT) هو نوع من الترانزستور يستخدم حامل شحن الإلكترون والثقوب بينما يستخدم ترانزستور تأثير المجال (FET) نوعًا واحدًا فقط من حامل الشحنة. تستخدم BJT تقاطعين تم تشكيلهما بين أشباه الموصلات من النوع p و n لتشغيلها. هذه متوفرة في أنواع NPN و PNP . تُستخدم BJTs كمكبرات صوت ومفاتيح في الدوائر الإلكترونية.

الترانزستورات NPN و PNP

ما هو الانهيار الترانزستور؟

ان ترانزستور أفالانش هو ترانزستور ثنائي القطب . يعمل هذا في منطقة خصائص التيار المجمع أو الجهد من المجمع إلى الباعث بما يتجاوز جهد الانهيار من المجمع إلى الباعث ، والذي يُطلق عليه منطقة انهيار الانهيار الجليدي. تتميز هذه المنطقة بظاهرة انهيار الانهيار الجليدي.

انهيار الانهيار الجليدي

عندما تلامس أشباه الموصلات من النوع p و n ، تتشكل منطقة استنفاد حول تقاطع pn. يتناقص عرض منطقة النضوب مع زيادة الجهد لتحيز التوجيه ، بينما تزداد منطقة النضوب في حالة التحيز العكسي. يوضح الشكل أدناه خصائص I-V لـ a تقاطع ص في إعادة توجيه التحيز وحالة التحيز العكسي .

انهيار الانهيار الجليدي

يوضح الشكل هنا أن التيار عبر أشباه الموصلات يزداد مع زيادة مستوى الجهد في تحيز التوجيه. علاوة على ذلك ، هناك حد أدنى معين من التيار يتدفق عبر تقاطع pn تحت التحيز العكسي. هذا التيار يسمى تيار التشبع العكسي (Is).

في المرحلة الأولية ، يكون تيار التشبع العكسي مستقلًا عن الجهد المطبق ، ولكن عند الوصول إلى نقطة معينة ، ينكسر التقاطع مما يؤدي إلى التدفق الثقيل للتيار العكسي عبر الجهاز. هذا لأنه مع زيادة الجهد العكسي ، تزداد الطاقة الحركية لحامل شحن الأقلية أيضًا. تصطدم هذه الإلكترونات سريعة الحركة بالذرات الأخرى لتفكيك المزيد من الإلكترونات منها.

تطلق الإلكترونات المزيد من الإلكترونات من الذرات عن طريق كسر الرابطة التساهمية. تُعرف هذه العملية باسم الضرب الحامل وهذا يؤدي إلى زيادة كبيرة في تدفق التيار عبر تقاطع pn. هذه الظاهرة تسمى انهيار الانهيار ويسمى الجهد انهيار الانهيار الجليدي (VBR).

يحدث انهيار الانهيار الجليدي في تقاطع p-n المخدر قليلاً عندما يزيد الجهد العكسي عن 5V. علاوة على ذلك ، من الصعب التحكم في هذه الظاهرة حيث لا يمكن التحكم بشكل مباشر في عدد ناقلات الشحن المتولدة. علاوة على ذلك ، فإن جهد انهيار الانهيار الجليدي له معامل درجة حرارة موجب مما يعني زيادة جهد انهيار الانهيار الجليدي مع زيادة درجة حرارة الوصلة.

مولد نبض الترانزستور أفالانش

مولد النبض قادر على توليد نبضة بزمن صعود يبلغ 300 حصان. لذلك ، فهو مفيد جدًا في قياس النطاق الترددي ويستخدم أيضًا في المشاريع التي تتطلب نبضًا مع وقت ارتفاع سريع. يمكن استخدام مولد النبض لحساب عرض النطاق الترددي لجهاز الذبذبات. ميزة مولد نبض الترانزستور الجليدي هي أنه أرخص بكثير من استخدام الطريقة ثلاثية الأبعاد التي تحتاج إلى مولد وظيفة عالية التردد.

مولد نبض الترانزستور أفالانش

الدائرة أعلاه عبارة عن مخطط لمولد نبض الترانزستور الانهيار الجليدي. هذه دائرة حساسة وعالية التردد بشريحة LT1073 وترانزستور 2N2369. تستفيد هذه الدائرة من خاصية انهيار الترانزستور.

رقائق عادية مثل شريحة 555 ساعة أو لا تستطيع البوابات المنطقية إنتاج نبضات ذات وقت سريع الارتفاع. لكن الترانزستور الانهيار الجليدي يساعد في إنتاج مثل هذه النبضات. يحتاج ترانزستور الانهيار الجليدي إلى محول 90 فولت مدعوم بدائرة LT1073. يتم تغذية 90V إلى المقاوم 1M الذي يربط الترانزستور 2N2369.

يتم توصيل الترانزستور بمقاوم 10K ، لذلك لا يمكن لـ 90V المرور عبره مباشرة. ثم يتم تخزين التيار في مكثف 2pf. يحتوي الترانزستور على جهد انهيار 40 فولت بينما يتم تغذيته بجهد 90 فولت تيار مستمر. لذلك سوف ينهار الترانزستور ويخرج التيار من المكثف إلى مجمع القاعدة. هذا يخلق نبضًا بوقت صعود سريع جدًا. هذا لا يدوم طويلا. يتعافى الترانزستور بسرعة كبيرة ويصبح غير موصل. سوف يقوم المكثف ببناء الشحنة مرة أخرى ، وتتكرر الدورة.

متعدد الهزاز أحادي

إلى متعدد الهزاز أحادي دولة واحدة مستقرة وشبه مستقرة. عندما يتم تطبيق مشغل خارجي على الدائرة ، فإن الهزاز المتعدد سوف يقفز من حالة مستقرة إلى شبه حالة. بعد فترة من الوقت ، سيعود تلقائيًا إلى حالة مستقرة دون أي مشغل خارجي. تعتمد الفترة الزمنية المطلوبة للعودة إلى الحالة المستقرة على العناصر السلبية مثل المقاومات والمكثفات المستخدمة في الدائرة.

متعدد الهزاز أحادي

تشغيل الدائرة

عندما لا يكون هناك مشغل خارجي للدائرة ، سيكون أحد الترانزستور Q2 في حالة التشبع وسيكون الترانزستور الآخر Q1 في حالة القطع. يتم وضع Q1 في إمكانات سلبية حتى يعمل المشغل الخارجي. بمجرد تغذية المشغل الخارجي للمدخل ، سيتم تشغيل Q1 وعندما يصل Q1 إلى التشبع ، فإن المكثف المتصل بمجمع Q1 وقاعدة Q2 سيجعل الترانزستور Q2 متوقفًا عن التشغيل. هذه حالة إيقاف تشغيل ترانزستور Q2 تسمى مستقرة أو شبه حالة.

عندما يتم شحن المكثف من Vcc ، سيتم تشغيل Q2 مرة أخرى ، ويتم إيقاف تشغيل Q1 تلقائيًا. لذلك ، فإن الوقت الذي يستغرقه المكثف للشحن من خلال المقاوم يتناسب طرديًا مع الحالة المستقرة للهزاز المتعدد عند تطبيق مشغل خارجي.

خصائص الترانزستور الجليدي

يتميز ترانزستور الانهيار الجليدي بخصائص الانهيار عند تشغيله في انحياز عكسي ، وهذا يساعد في التبديل بين الدوائر.

تطبيقات الانهيار الجليدي الترانزستور

• يستخدم الترانزستور الانهيار الجليدي كمفتاح ، مكبر صوت خطي في الدوائر الإلكترونية.
• يتمثل التطبيق الرئيسي لترانزستورات الانهيار الجليدي في توليد نبضات ذات أوقات صعود سريعة جدًا ، والتي تُستخدم لتوليد نبضة أخذ العينات في راسم الذبذبات التجاري لأخذ العينات.
• أحد الاحتمالات المثيرة للاهتمام هو تطبيق كملف مضخم صوت من الفئة C. . يتضمن ذلك تبديل تشغيل ترانزستور الانهيار الجليدي ويجب أن يستخدم نطاق جهد المجمع الكامل بدلاً من جزء صغير منه فقط.

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بخصائص الترانزستور الجليدي وتطبيقاته. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، أي شكوك بشأن هذا المفهوم أو تنفيذه مشاريع الإلكترونيات من فضلك ، قدم اقتراحاتك القيمة من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك، ما هو الانهيار الترانزستور؟