كيفية تصميم الترانزستور كمكبر

تصميم الترانزستور كمكبر

حتى تستطيع ان تقوم بتصميم الترانزستور كمكبر لابد من تحديد قيمة الجهد الذي نريده حول الترانزستور وأفضل قيمة عندما يكون قيمة V _CEQ تساوي نصف قيمة V _CC قيمة الجهد حول الترانزستور لابد من تحديد قيمة التيار المناسب I _CQ ولتحديد قيمته لابد من تحديد قيمة I _BQ المناسبة ولمعرفة قيمتها لابد من تحديد قيمة V _in المناسبة والتي تجعل الترانزستور بعيد عن منقطتي القطع والتشبع ويظل في منقطة Active Region والذي يحدد هذه القيمة هو Bias.
وللتوضيح أكثر نفترض أن لدينا دائرة بها ترانزستور نوعه 2N2222 والبيتا له تساوي 200,وقيمة V _CC تساوي 5 فولت وموصل بمقاومة المجمع للترانزستور وقيمة هذه المقاومة 1 كيلو اوم ,ومصدر اخر للتيار موصل بمقاومة مقدارها 20 كيلو أوم وموصلة بقاعدة الترانزستور، المطلوب تحديد قيمة الجهد حول الترانزستور V _CEQ وقيمة I _CQ وقيمة I _BQ وجهد الدخل .

للحصول على قيمة V _CEQ نقوم بقسمة V _CC على 2 كالتالي:

V _CEQ = V _CC / 2 = 5 / 2 = 2.5 V

للحصول على قيمة I _CQ يكون من خلال المعادلة التالية:

$<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msub><mi>I</mi><mrow><mi>C</mi><mi>Q</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>C</mi><mi>C</mi></mrow></msub><mo> </mo><mo>-</mo><msub><mi>V</mi><mrow><mi>C</mi><mi>Q</mi></mrow></msub></mrow><mi>R</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>5</mn><mo>-</mo><mn>2</mn><mo>.</mo><mn>5</mn></mrow><mrow><mn>1</mn><mi>K</mi></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>2</mn><mo>.</mo><mn>5</mn><mo> </mo><mi>m</mi><mi>A</mi></math>$

وللحصول على قيمة I _BQ يكون من خلال المعادلة التالية:

$<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>β</mi><mo> </mo><mo>=</mo><mo> </mo><mn>200</mn><mspace linebreak="newline"/><msub><mi>I</mi><mrow><mi>B</mi><mi>Q</mi></mrow></msub><mo> </mo><mo>=</mo><mo> </mo><mfrac><msub><mi>I</mi><mrow><mi>C</mi><mi>Q</mi></mrow></msub><mi>β</mi></mfrac><mo> </mo><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mo>.</mo><mn>5</mn></mrow><mn>200</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>12</mn><mo>.</mo><mn>5</mn><mi>μ</mi><mi>A</mi></math>$

ويمكننا تحديد جهد الدخل ويكون قيمة الجهد على مقاومة القاعدة مضاف إليه الجهد على الترانزستور كالتالي:

V _in = 20K*I _B + 0.7= 0.9 V

مما سبق يتضح لنا أننا نقوم بإدخال جهد دخل قيمته 0.9 فولت(Bias) وهو قيمة الموجة DC مضافة إلى موجة مترددة AC قيمتها 0.2 VP.P ويمر تيار القاعدة I _BQ قيمته 12.5 ميكرو أمبير ويتم تكبيره إلى 2.5 ملي أمبير ويكون الجهد حول الترانزستور 2.5 فولت، ويكون التكبير هنا صحيح ولا يوجد به تشوهات.

ملاحظة

يمكن تحديد قيمة البيتا للترانزستور عن طريق قياسه بالملتيميتر ووضع المؤشر على h _FE ونضع الترانزستور في المكان المخصص له ومعرفة نوعه PNP أو NPN وأيضا تحديد اطرافه B , C, E ووضعها في المكان المخصص لها ,تظهر لنا قيمة البيتا الفعلية له.

كيفية حساب مقدار التكبير (Gain) لدائرة المكبر؟

عبارة عن مقدار التكبير في الجهد وهو عبارة عن الدخل الخارج من الدائرة مقسوما على الجهد الداخل للدائرة كالتالي:

$<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>V</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>t</mi><mi>a</mi><mi>g</mi><mi>e</mi><mo> </mo><mi>G</mi><mi>a</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mfenced><msub><mi>A</mi><mi>v</mi></msub></mfenced><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>O</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>p</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mo> </mo><mi>V</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>t</mi><mi>a</mi><mi>g</mi><mi>e</mi><mo> </mo></mrow><mrow><mi>I</mi><mi>n</mi><mi>p</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mo> </mo><mi>V</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>t</mi><mi>a</mi><mi>g</mi><mi>e</mi></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>V</mi><mo> </mo><mi>o</mi><mi>u</mi><mi>t</mi></mrow><mrow><mi>V</mi><mo> </mo><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow></mfrac></math>$

في المثال السابق تم إدخال جهد دخل قيمته 0.2 فولت وكان جهد الخرج يساوي تقريبا 2 فولت، وتكون قيمة التكبير Gain=2/.02=10 بمعني أن التكبير للجهد كان عشر أضعاف جهد الدخل.

أما مقدار التكبير في التيار هو عبارة عن التيار الخارج من الدائرة مقسوما على التيار الداخل للدائرة كالتالي:

$<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>C</mi><mi>u</mi><mi>r</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi><mo> </mo><mi>G</mi><mi>a</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mo> </mo><mfenced><msub><mi>A</mi><mi>i</mi></msub></mfenced><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>O</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>p</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mo> </mo><mi>C</mi><mi>u</mi><mi>r</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi></mrow><mrow><mi>I</mi><mi>n</mi><mi>p</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mo> </mo><mi>C</mi><mi>u</mi><mi>r</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>I</mi><mo> </mo><mi>o</mi><mi>u</mi><mi>t</mi></mrow><mrow><mi>I</mi><mo> </mo><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow></mfrac></math>$

يمكن لنا حساب مقدار التكبير (Gain) عن طريق معرفة قيمة مقاومة الترانزستور حيث ان الترانزستور تكون له قيمة مقاومة صغيرة داخلية مع Emitter تؤثر على قيمة التكبير ويرمز لها بالرمز R _e ويمكن الحصول عليها من خلال الداتا شيت ونجدها في الداتا شيت يرمز لها بالرمز R _e أو h _ie وإذا لم نجدها في الداتا شيت يمكن حسابها من خلال القانون التالي:

$<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msub><mi>R</mi><mi>e</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>25</mn><mi>m</mi><mi>V</mi></mrow><msub><mi>I</mi><mi>E</mi></msub></mfrac></math>$

ويمكننا الحصول على قيمة مقدار التكبير (Gain) من خلال المعادلة التالية:

$<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>G</mi><mi>a</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mo> </mo><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><msub><mi>R</mi><mi>L</mi></msub><msub><mi>R</mi><mi>e</mi></msub></mfrac></math>$

حيث ان قيمة R _L هي قيمة R _C.

ويمكن أن يكون موصل مقاومة مع Emitter يتم جمعها مع المقاومة الداخلية لل Emitter ويتم حساب قيمة مقدار التكبير (Gain) من خلال المعادلة التالية:

$<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>G</mi><mi>a</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mo> </mo><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><msub><mi>R</mi><mi>L</mi></msub><mfenced><mrow><msub><mi>R</mi><mi>E</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>R</mi><mi>e</mi></msub></mrow></mfenced></mfrac></math>$

ملاحظة

وجود إشارة السالب في نتيجة مقدار التكبير (Gain) تعني ان الإشارة الخارجة سوف تكون معكوسة.

دورة الالكترونيات العملية: تصميم الترانزستور كمكبر

للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا

إلكترون باشا

كيفية تصميم الترانزستور كمكبر

تصميم الترانزستور كمكبر

كيفية حساب مقدار التكبير (Gain) لدائرة المكبر؟

Default

باب الديب فريزر كان مفتوح طول الليل !!! ماذا سيحدث للديب فريزر