بشكل عام ، هناك أنواع مختلفة من المكونات الكهربائية والإلكترونية مثل الترانزستورات ، دوائر متكاملة يتم استخدام المتحكمات الدقيقة والمحولات والمنظمين والمحركات وأجهزة الربط والوحدات والمكونات الأساسية (حسب المتطلبات) لتصميم مشاريع كهربائية وإلكترونية مختلفة. من الضروري معرفة عمل كل مكون قبل استخدامه عمليًا في تطبيقات الدوائر. من الصعب للغاية مناقشة بالتفصيل حول جميع مكونات مهمة للإلكترونيات في مقال واحد. ومن ثم ، دعونا نناقش بالتفصيل حول ترانزستور تأثير مجال الوصلة وخصائص JFET وعملها. لكن ، في المقام الأول يجب أن نعرف ما هي ترانزستورات التأثير الميداني.
تأثير الترانزستور الميدان
في إلكترونيات الحالة الصلبة ، تم إجراء تغيير ثوري باختراع الترانزستور ، وتم الحصول عليه من الكلمات المقاومة لنقل. من الاسم نفسه ، يمكننا أن نفهم طريقة عمل الترانزستور ، أي تحويل المقاوم. يتم تصنيف الترانزستورات إلى أنواع مختلفة مثل a حقل التأثير الترانزستور ، الترانزستور ثنائي القطب ، وما إلى ذلك.
تأثير الترانزستور الميدان
عادةً ما يُطلق على ترانزستورات التأثير الميداني (FETs) ترانزستورات أحادية القطب لأن عمليات FETs هذه مرتبطة بنوع ناقل وحيد. يتم تصنيف ترانزستورات التأثير الميداني إلى أنواع مختلفة مثل MOSFET و JFET و DGMOSFET و FREDFET و HIGFET و QFET وما إلى ذلك. ولكن ، يتم استخدام MOSFETs (ترانزستورات تأثير مجال أشباه الموصلات بأكسيد المعادن) و JFETs (ترانزستورات تأثير مجال التقاطع) في معظم التطبيقات. لذلك ، قبل مناقشة التفاصيل حول ترانزستور تأثير مجال الوصلة ، يجب أن نعرف في المقام الأول ما هو JFET.
ترانزستور تأثير مجال التقاطع
ترانزستور تأثير مجال التقاطع
كما ناقشنا سابقًا ، يعد ترانزستور تأثير مجال الوصلة أحد أنواع FETs التي تستخدم كمفتاح يمكن التحكم فيه كهربائيًا. من خلال القناة النشطة ، سوف تتدفق الطاقة الكهربائية من بين محطة المصدر ومحطة الصرف. إذا تم تزويد طرف البوابة بجهد انحياز عكسي ، فسيتم إيقاف تدفق التيار تمامًا وستتوتر القناة. يتم تصنيف ترانزستور تأثير مجال الوصلة عمومًا إلى نوعين بناءً على قطبيهما وهما:
- N- قناة تقاطع مجال تأثير الترانزستور
- ترانزستور تأثير مجال تقاطع القناة P
N- قناة تقاطع تأثير مجال الترانزستور
N- قناة JFET
يُطلق على JFET حيث تتكون الإلكترونات بشكل أساسي كحامل شحن باسم N-channel JFET. ومن ثم ، إذا تم تشغيل الترانزستور ، فيمكننا القول إن التدفق الحالي يرجع أساسًا إلى حركة الإلكترونات .
ترانزستور تأثير مجال تقاطع القناة P
ف قناة JFET
JFET حيث تتكون الثقوب بشكل أساسي حيث يُطلق على حامل الشحن اسم P-channel JFET. ومن ثم ، إذا تم تشغيل الترانزستور ، فيمكننا القول إن التدفق الحالي يرجع أساسًا إلى الثقوب.
عمل JFET
يمكن دراسة تشغيل JFET بشكل منفصل لكل من قناة N وقناة P.
تشغيل قناة N لـ JFET
يمكن شرح عمل JFET من خلال مناقشة كيفية تشغيل N-channel JFET وكيفية إيقاف تشغيل N-channel JFET. لتشغيل JFET N-channel ، يجب تطبيق الجهد الإيجابي لـ VDD على طرف تصريف الترانزستور w.r.t (فيما يتعلق) بمحطة المصدر بحيث يجب أن تكون محطة التصريف أكثر إيجابية بشكل مناسب من طرف المصدر. وبالتالي ، يُسمح بتدفق التيار عبر قناة الصرف إلى المصدر. إذا كان الجهد عند طرف البوابة ، VGG هو 0V ، فسيكون هناك أقصى تيار عند محطة التصريف ويقال إن N-channel JFET في حالة التشغيل.
تشغيل قناة N لـ JFET
لإيقاف تشغيل N-channel JFET ، يمكن إيقاف جهد التحيز الإيجابي أو يمكن تطبيق جهد سلبي على طرف البوابة. وبالتالي ، من خلال تغيير قطبية جهد البوابة ، يمكن تقليل تيار التصريف ومن ثم يُقال إن N-channel JFET في حالة إيقاف التشغيل.
عملية P- قناة JFET
لتشغيل P-channel JFET ، يمكن تطبيق الجهد السالب عبر طرف الصرف الخاص بمحطة مصدر الترانزستور w.r.t بحيث يجب أن تكون محطة الصرف سالبة بشكل مناسب أكثر من طرف المصدر. وبالتالي ، يُسمح بالتدفق الحالي عبر قناة الصرف إلى المصدر. إذا كان الجهد عند بوابة البوابة ، VGG هو 0V ، ثم سيكون هناك أقصى تيار عند محطة الصرف ويقال أن P-channel JFET في حالة التشغيل.
عملية P- قناة JFET
لإيقاف تشغيل P-channel JFET ، يمكن إيقاف جهد التحيز السالب أو يمكن تطبيق الجهد الموجب على طرف البوابة. إذا أعطيت محطة البوابة جهدًا إيجابيًا ، فإن تيارات التصريف تبدأ في الانخفاض (حتى القطع) ، وبالتالي يقال إن P-channel JFET في حالة إيقاف التشغيل.
خصائص JFET
يمكن دراسة خصائص JFET لكل من N-channel و P-channel كما هو موضح أدناه:
خصائص N-Channel JFET
تظهر خصائص N-channel JFET أو منحنى الموصلية التحويلية في الشكل أدناه والذي يتم رسمه بين تيار التصريف و جهد مصدر البوابة. هناك مناطق متعددة في منحنى الموصلية التحويلية وهي مناطق أوم ، وتشبع ، وقطع ، وانهيار.
خصائص N-Channel JFET
منطقة أوميك
المنطقة الوحيدة التي يُظهر فيها منحنى الموصلية استجابة خطية ويعارض تيار التصريف من خلال مقاومة الترانزستور JFET تسمى المنطقة الأومية.
منطقة التشبع
في منطقة التشبع ، يكون ترانزستور تأثير مجال تقاطع القناة N في حالة تشغيل ونشط ، حيث يتدفق التيار الأقصى بسبب جهد مصدر البوابة المطبق.
منطقة القطع
في منطقة القطع هذه ، لن يكون هناك تيار تصريف يتدفق ، وبالتالي ، فإن N-channel JFET في حالة إيقاف التشغيل.
منطقة الانهيار
إذا تجاوز جهد VDD المطبق على طرف التصريف الحد الأقصى للجهد الضروري ، فإن الترانزستور يفشل في مقاومة التيار وبالتالي يتدفق التيار من طرف الصرف إلى طرف المصدر. ومن ثم ، يدخل الترانزستور في منطقة الانهيار.
خصائص P-Channel JFET
تظهر خصائص P-channel JFET أو منحنى الموصلية التحويلية في الشكل أدناه والذي يتم رسمه بين تيار التصريف و جهد مصدر البوابة. هناك مناطق متعددة في منحنى الموصلية التحويلية وهي مناطق أوم ، وتشبع ، وقطع ، وانهيار.
خصائص P-Channel JFET
منطقة أوميك
المنطقة الوحيدة التي يُظهر فيها منحنى الموصلية استجابة خطية ويعارض تيار التصريف من خلال مقاومة الترانزستور JFET تسمى المنطقة الأومية.
منطقة التشبع
في منطقة التشبع ، يكون ترانزستور تأثير مجال تقاطع القناة N في حالة تشغيل ونشط ، حيث يتدفق التيار الأقصى بسبب جهد مصدر البوابة المطبق.
منطقة القطع
في منطقة القطع هذه ، لن يكون هناك تيار تصريف يتدفق ، وبالتالي ، فإن N-channel JFET في حالة إيقاف التشغيل.
منطقة الانهيار
إذا تجاوز جهد VDD المطبق على طرف التصريف الحد الأقصى للجهد الضروري ، فإن الترانزستور يفشل في مقاومة التيار ، وبالتالي ، سيتدفق التيار من طرف الصرف إلى طرف المصدر. ومن ثم ، يدخل الترانزستور في منطقة الانهيار.
هل تريد أن تعرف التطبيقات العملية لترانزستور تأثير مجال الوصلة في التصميم مشاريع الإلكترونيات ؟ بعد ذلك ، انشر تعليقاتك في قسم التعليقات أدناه للحصول على مزيد من المساعدة الفنية.
