أسباب تسرب المياه من الثلاجة

يعد الترانزستور وحيد الوصلة من العناصر الإلكترونية الهامة شائعة الاستعمال، حيث يستخدم في دارات توليد النبضات من أجل اقلاع بعض العناصر الإلكترونية، وفي دارات التوقيت ... الخ.
يرمز للترانزستور وحيد unijunction-transistor بالأحرف الأولى من اسمه بالإنجليزية (UJT)، وقد بدأ تصنيعه عام (1952 م).
ستتعرف في هذه المقالة علي الترانزستور وحيد الوصلة (UJT) و بنيته ومبدا عمله ومجالات استخدامه، والاطلاع على تطبيقاته العملية، إضافة إلى بعض التمارين العملية المتعلقة بهذا الترانزستور.

ترانزستور وحيد الوصلة UJT

ما هو ترانزستور وحيد الوصلة UJT

هو ترانزستور من أشباه الموصلات له قاعدتين ومشع ويعمل كمفتاح تحكم كهربائي لأن له حالتين فقط حالة التوصيل وحالة الفصل.

تركيب (بنية) الترانزستور وحيد الوصلة UJT

تركيب (بنية) الترانزستور وحيد الوصلة UJT

يتكون الترانزستور وحيد الوصلة (UJT) من قضيب من السليسيوم نصف ناقل نوع (N)، حيث وضعت في كل من نهايتيه وصلة، الوصلة الأولى تشكل القاعدة (B1)، والوصلة الثانية تشكل القاعدة (B2)، لذلك يسمى أحيانا بالترانزستور ذي القاعدتين، وفي نقطة متوسطة بين القاعدتين أقرب إلى (B1) منها إلى (B2)، وضعت طبقة سليسيوم نصف ناقلة نوع (P)، تمثل مشع الترانزستور (E).

رمز الترانزستور وحيد الوصلة UJT

رمز الترانزستور وحيد الوصلة UJT

ويرمز له في الدارات الإلكترونية بالرمز الموضح في الشكل السابق حيث يرسم المشع بشكل مائل لتمييزه، ورأس السهم يشير إلى اتجاه التيار الكهربائي.

مزايا الترانزستور وحيد الوصلة

له عدة مزايا منها:

1. تكلفة إنتاجه قليلة.
2. استهلاكه للطاقة قليل نسبيا.
3. استجابته لقيم إشارات منخفضة .سرعة عالية.
4. سهولة التحكم.
5. مقاوم للضوضاء noise.
6. عمره الافتراضي طويل.

الدارة المكافئة للترانزستور وحيد الوصلة

الدارة المكافئة للترانزستور وحيد الوصلة

الشكل السابق يبين الدارة المكافئة للترانزستور وحيد الوصلة وهي عبارة عن:

الثنائي الذي يمثل الوصلة (P-N)
المقاومة (RB1) وتمثل المقاومة الداخلية بين المشع (E) والقاعدة الأولى (B1).
المقاومة (RB2)) وتمثل المقاومة الداخلية بين المشع (E) والقاعدة الثانية (B2).

علما أن المقاومة الكلية بين القاعدتين (RBB) تساوي مجموع مقاومتي القاعدتين عندما يكون تيار المشع مساويا الصفر:
(RBB=RB1+RB2)، وتتراوح قيمتها بين 4 الى 10KΩ.

عند تطبيق جهد التغذية (UBB) بين القاعدتين، يجب أن يكون انحياز القاعدة (B2) موجبا بالنسبة إلى (B1)، وبهذا يكون جهد وصلة المشع (E) والقاعدة (B1) مساويا (UB1)وهو جزء من التغذية (UBB) ويعطى بالعلاقة:

(UB1=η×UBB)

حيث تعتبر(η) من القيم الأساسية للترانزستور وحيد الوصلة، وهي أقل من الواحد وتتراوح بين (0.88- 0.45) حسب موقع المشع على قضيب السليسيوم، وتساوي نسبة مقاومة القاعدة الأولى إلى المقاومة الكلية عندما يكون تيار المشع مساويا الصفر:

(RB1 +RB2 )/η=RB1

ونميز الحالتين الآتيتين:

الحالة الأولى: جهد المشع أقل من (UB1)

في هذه الحالة تكون الوصلة بين المشع (E) والقاعدة الأولى (B1) في حالة وصل عكسي، ويمر في الوصلة تيار تسريب صغير وتكون المقاومة بين القاعدتين كبيرة.

الحالة الثانية: جهد المشع أكبر من (UB1)

هنا تصبح الوصلة بين المشع (E) والقاعدة الأولى (B1) في حالة وصل أمامي، ويمر في الوصلة تيار كبير من الفجوات من المنطقة (P) باتجاه المنطقة(N)، ومن الإلكترونات الحرة من المنطقة (N) باتجاه المنطقة (P)، فتصغر بذلك المقاومة بين القاعدتين، لذلك تعد الوصلة بين المشع (E) والقاعدة الأولى (B1) مقاومة متغيرة تعتمد قيمتها على توثر المشع، ويمكن حساب قيمة جهد (UBI) بالعلاقة التالية:

(UB1=UBB×RB1/(RB1+RB2

وبما أن : (RB1 +RB2 )/η=RB1

نستنتج أن UB1=η×UBB

منحنى خواص ترانزستور وحيد الوصلة UJT

منحنى خواص ترانزستور وحيد الوصلة UJT

إذا وصلنا مقياس أمبير في الدارة المكافئة للترانزستور وحيد الوصلة، لدلالة على قيمة التيار المار في مشع الترانزستور، وجعلنا جهد دخل الترانزستور (UEB1) يأخذ قيما متزايدة بدءا من الصفر نجد أنه:
عندما يكون جهد الدخل مساويا الصفر يمر في الترانزستور تيار تسريب عكسي صغير جدا تحدد قيمته على المنحني بالنقطة (A) كما هو مبين في الشكل السابق.
إن الزيادة في جهد الدخل (UEB1) تؤدي إلى نقصان تيار التسريب، وعندما يصبح جهد الدخل مساويا الجهد على المقاومة (RBI) ينعدم تيار التسريب ويصبح مساويا الصفر ، ويكون الترانزستور مغلقا، وتحدد هذه النقطة بتقاطع منحني الخواص مع المحور (UEB1).
الزيادة المستمرة في جهد الدخل (UEB1) تؤدي إلى مرور التيار في الاتجاه الأمامي، وعندما يصبح الجهد (UEB1) مساويا لجهد القمة(UP)، يفتح الترانزستور وينخفض الجهد (UEB1)ويمر تيار كبير في الترانزستور.
والزيادة في التيار (IE) تؤدي إلى نقصان الجهد (UEB1، لذلك يمثل الترانزستور في المنطقة الواصلة بين (B) و(C) بمقاومة سالبة، تسمى النقطة (C) بنقطة الانعطاف ويسمى جهدها جهد الانعطاف (Uv)، ومن نقطة الانعطاف وما بعد فإن خواص الترانزستور وحيد الوصلة تماثل خواص الثنائي العادي، لأن كل زيادة في الجهد يقابلها زيادة في التيار.
جهد القمة (UP): هو الجهد اللازم حتى يصبح الترانزستور وحيد الوصلة في حالة توصيل أمامي، ويساوي الجهد الساكن على المقاومة (RB1) مضافا إليه جهد الانحياز الأمامي على الثنائي (UD) أي:

UP= UD +η×UBB

علما أن (UD=0.7V) لموحدات السليسيوم، أما لموحدات الجرمانيوم فإن (UD=0.3V).

فحص الترانزستور وحيد الوصلة UJT

يمكنك التعرف على كيفية فحصة بصورة تفصيلية من خلال قراءة المقال: طريقة فحص الترانزستور وحيد الوصلة

تمارين على الترانزستور وحيد الوصلة UJT

التمرين الأول

في الدارة المكافئة للترانزستور وحيد الوصلة إذا كان جهد التغذية (UBB=30V) و جهد الانحياز
الأمامي للثنائي (UD=0.7V) احسب جهد القمة إذا كان (η=0.6).

الحل

UP= UD +η×UBB
(UP= 0.7 +(0.6×30
UP=0.7 +18
UP= 18.7V

التمرين الثاني

في الدارة المكافئة للترانزستور وحيد الوصلة احسب قيمة(η) إذا علمت أن جهد القمة (UP =12 V) وجهد التغذية (UBB =15 V)

الحل

بما أن الثنائي من مادة السليسيوم، لذلك يكون (UD=0.7 V)

UP = UD + η×UBB
12 = 0.7 + η×15
η= 12-0.7/15
η=0.753

تطبيقات ترانزستور وحيد الوصلة UJT

لا يستخدم الترانزستور وحيد الوصلة كمكبر، لكنه يستخدم في عدة تطبيقات نذكر منها:

• يستخدم في دارات التوقيت.
• مولد نبضات قدح.
• مود إشارة سن المنشار.
• وحدات التغذية المنظمة للتيار والجهد.
• يستخدم في المذبذبات. للتعرف أكثر على كيفية استخدامه كمذبذب يرجى قراءة المقال: الترانزستور وحيد الوصلة كمذبذب استرخاء
• يستخدم في دارات كشف المستوى.
• يستخدم كمفاتيح متحكم بها جهديا .

المصادر

ترانزستور وحيد الوصلة
مقررات المنهج السوري
مصادر أخرى