موضوعنا اليوم هو موضوع بسيط سنتحدث به عن الترانسزتور بشكل مختصر و نشرح مثال عنه
أولًا الترانستور : هو قطعة إلكترونية تتكون من 3 أطراف ال Emitter (الباعث) ال Collector (الجامع) و ال Base (القاعدة)
و الفكرة الرئيسية منه هو أنه إن قمنا بإعطاء القاعدة تيار صغير بالمايكرو أو الملي امبير يمكننا التحكم بتيار كبير من الممكن أن يصل لـ 10 أمبير
ويعمل الترانستور على 3 أوضاع:
- Cut-off : في هذه الحالة يكون التيار الواصل للقاعدة (Ib) = Zero .. فلا يقوم الترانستور بتمرير التيار (يعتبر هنا مفتاح مفتوح)
- Active Linear : في هذه الحالة يسمح التيار الواصل للقاعدة (Ib) بمرور لتيار عبر الترانستور بدرجة معينة ففي هذه الحالة كلما قمنا بزيادة Ib يزداد التيار المار بالترانستور Ic
- Saturation : في هذه الحالة يكون ال Ib كبير نسبيا مما يوصل الترانستور لأقص مرحلة لتمرير التيار .. ففي هذه الحالة كلما زاد ال Ib لن يتأثر ال Ic و يسمى التيار المار عبر الترانستور هنا ب Ic(sat) (يعتبر هنا مفتاح مغلق)
الصورة من دورة المهندس وليد عيسى في الإلكترونيات {دورة الإلكترونيات العملية ::61- الترانستور و طريقة عمله}
فأظن بأنك اكتشفت أننا نحتاج لأن نبقى الترانستور في ال cut-off و ال saturation, والآن لدينا هذه الدارة بشكل مبدئي و الآن نحتاج للغوص في تفاصيلها مثل :
- هل نستخدم ترانزستور pnp أو npn و لماذا ؟
- ما نوع الترانستور الذي نحتاجه ؟
- ما قيمة كل من Rc و Rb ؟
- كيف نحصل على 5V و 3.3V ؟
فالنبدأ بالسؤال الأول:
ترانستور PNP : يقوم على مبدأ كلما زدنا ال Ib زادت الإعاقة للـ Ic , فالنتخيل أن قيمة Ib = Zero فلن يكون هناك إعاقة لل Ic فسيكون الترانستور ON و يجب علينا أن نقوم بزيادة ال Ib لتصبح بنفس مقدار ال Ic لإعاقته ليصبح الترانستور OFF
ف Vcc = 5V لذلك نحتاج على ال Vin جهد 0V ليعمل الترانستور و جهد 5V لنوقف الترانستور ولكن أقصى قيمة لل Vin هي 3.3V فنستبعد ال PNP
ترانستور NPN : يقوم على مبدأ كلما زدنا ال Ib زادت ال Ic فلو كانت ال Ib = Zero سيكون الترانستور OFF و لو زادت لقيمة معينة سيكون ON و هذا هو المطلوب
و بشكل عام ترانستور NPN أشهر و أكثر إستخداما من PNP
صورة توضح كيفية تعامل كل نوع من الترانستورات مع ال Ib
السؤال الثاني: حتى لدى كل نوع من الترانستورات أنواع أخرى و هذا الجدول يوضح أشهر أنواع ترانستورات NPN
فنحتاج لترانستور يتحمل 5V و أيضا 20mA
لماذا 20mA ؟ لأن ال LED يحتاج لحوالي 20mA ليعمل و يصدر ضوء قوي أما لو زاد التيار المار به كثيرا فسيتلف ال LED و نجد الخيار BC457
السؤال الثالث: ما قيمة المقاومة؟
- المقاومة على Rc يجب أن تكون تسمح ل 20mA بالعبور في حالة ال saturation للترانستور .. و نجدها من خلال قانون اوم R = V/I
نقسم ال 5V على 20mA و ينتج لدينا 250 أوم فيحب أن نضع مقاومة حوالي 250 أوم
أفضل شخصيًا أن نقوم بوضع مقاومة أقل قليلًا لزيادة التيار المار بال LED لتكون الإضائة أفضل قليلًا
- المقاومة Rb نجدها من خلال قانون:
و نستخدم قانون أوم مجددًا لحساب المقاومة Rb , و لكن الترانستور كالديود يأخذ ضريبة من Vin لذلك يجب أن نضعها بعين الإعتبار مقدار ضريبة كل ترانزستور تجدها من ال datasheet الخاصة به و ستجد ال datasheet الخاصة في الترانستور الذي استخدمناه في الوصف و منها ستعرف أن Vbe(sat) = 0.7V
فيصبح القانون:
السؤال الرابع: يوجد عدد من الحلول و لكن أفضلها الأردوينو , إن قمت بقراءة مقال الأردوينو {مقدمة للأردوينو | Introduction to Arduino}
فستعلم أن للأردوينو منافذ يصدر منها جهد مقداره 5V و 3.3V
و الآن نضع كل هذه الأمور على ال breadboard و هنا نكون قد صممنا دائرة للتحكم بالترانستور
و ربما سيأتينا شخص يسميه أبو البراء مستر حناكة (سرقنا مستر حناكة منك) و يقول "أي ذانك يا جحا .. أنت الآن يجب أن تقوم بالتحكم ب Vin لتشغيل أو إيقاف الترانستور .. ألم يمكنك التحكم ب Vcc أو ال 5 Volt مباشرة"
في الحقيقة سؤالك في محله و لكن ألا يمكننا أن نقوم بعمل سيركت ثانية تقوم بإيصال الجهد الذي أريده بشكل تلقائي ل Vin
و هذا ما سنتحدث عنه في المقال القادم إن شاء الله و هو "كيف تجعل مصباح يعمل بشكل تلقائي عند حلول الظلام"
و سيكون لنا قبلها في الأسبوع القادم فيديو شرح لتصميم هذه الدائرة (دائرة الترانستور كمفتاح) عمليًا
إن أصبت فهو من الله و إن أخطأت فهو من نفسي و الشيطان ولا أحد منا كامل العلم و لكنا طلاب نتعلم و نصيب و نخطأ.
بالتوفيق
التعديل الأخير:
