ترانزیستور دو قطبی

ترانزیستور دو قطبی چیست؟ در پاسخ به این سوال باید بگوییم این ترانزیستور یکی از انواع ترانزیستورهای موجود در صنعت است. این نوع تنظیم‌کننده جریان است که مقدار جریان گذرنده از امیتر به کلکتور باید با اندازه ولتاژ بایاس اعمالی به پایه بیس متناسب باشد. در این ترانزیستور جریان ترمینال بیس، جریان‌های بزرگتر کلکتور را کنترل می‌کند. برای شناخت و خرید ترانزیستور اتصال دو قطبی با ما همراه شوید.

معرفی ترانزیستور دوقطبی

ترانزیستور اتصال دو قطبی یک قطعه نیمه هادی قدرتمند است. در این نوع سه پایه وجود دارند که برای سوییچ الکترونیکی استفاده می‌شوند. نسل اول این ترانزیستورها به سال ۱۹۸۹ باز می‌گردد. نسل دوم آن با پیشرفت بیشتری تولید شد و نسل امروزی از لحاظ سرعت و تحمل اضافه بار، بهتر شده است.

مدل های ترانزیستور دو قطبی

ترانزیستور اتصال دو قطبی دو مدل مهم دارد. مدل اول آن در سال ۱۹۷۸ توسط پلامر اختراع شد که مشابه یک تریستور با گیت اکسید فلز بود. مدل دوم در سال ۱۹۸۰ توسط بکه اختراع شد. ساختار اصلی مدل دوم مشابه مدل پلامر است، اما رفتار تریستوری آن حذف شده است. مدل پلامر نمی‌تواند یک قطعه با توان بالا و ناحیه کاری امن باشد. مدل اول شرایط بهتری برای کار دارد.

مقایسه ترانزیستور دو قطبی

ترانزیستور پیوندی دو قطبی چیست؟ ترانزیستورهای دو قطبی می‌توانند بیشتر از دو و نیم برابر چگالی ولتاژ و جریان را اداره کنند. این مورد به دلیل داشتن یک ناحیه کاری امن و وسیع در آن‌هاست. IGBT یا همان ترانزیستور دو قطبی قدرتمندترین قطعه قدرتی که تابحال اختراع شده است.

ترانزیستور دو قطبی یا MOSFET؟

اگر بخواهیم بین ترانزیستورهای دو قطبی یا MOSFET یکی را انتخاب کنیم باید مشخصات هر یک را بدانیم. ترانزیستور دو قطبی دارای افت ولتاژ کمتری به نسبت MOSFET است. اگرچه ترانزیستور MOSFET در جریان پایین، افت ولتاژ کمتری دارد اما باز هم دو قطبی بهتر است. تزریق حامل‌های اقلیت به ناحیه پیوند N در زمان ورود و خروج و بازیابی در زمان خاموش و روشن شدن باعث می‌شود زمان سوییچینگ و تلفات سوییچینگ در MOSFET ها افزایش یابد. در ترانزیستورهای دو قطبی افت ولتاژ حالت روشن به نسبت MOSFET متفاوت است.

در ترانزیستورMOSFET می‌توان افت ولتاژ را به نسبت خطی با جریان کرد. در IGBT این امکان وجود ندارد. در MOSFET های رده ولتاژ پایین مقاومت‌های حالت روشن، مقدار کوچکی دارند. انتخاب بین MOSFET و IGBT به ولتاژ و جریانی که در یک مدار و وسیله وجود دارد بستگی دارد. حالا که متوجه شدید ترانزیستور BJT چیست می‌توانیم بگوییم این نوع در ولتاژ زیاد و جریان زیاد و سوییچینگ پایین مناسب است. از ترانزیستور MOSFET می‌توان برای شرایط ولتاژ کم و جریان کم و فرکانس سوییچینگ بالا استفاده کرد.

IGBT یا BJT؟ کدام را انتخاب کنیم؟

ترانزیستور اتصال دو قطبی یا BJT قطعاتی کنترل شده با جریان هستند. در این نوع جریان خروجی ضریبی از جریان ورودی است که با بتا نمایش می‌دهند. IGBT و BJT  از لحاظ اندازه ولتاژ و جریان در سوییچینگ شبیه به هم هستند. در توان بالا IGBT بهتر است.

نکاتی برای راه اندازی ترانزیستور دو قطبی

از ترانزیستورهای دو قطبی در مدار برای سوییچینگ استفاده می‌شود. اگر بخواهیم یک ترانزیستور را در مدار راه‌اندازی کنیم باید به نکات مختلفی توجه داشته باشیم. در یک مدار با روشن شدن MOSFET، جریان لازم از بیس ترانزیستور PNP کشیده می‌شود. این کار باعث می‌شود ترانزیستور خروجی روشن می شود. عمل خاموش شدن نیز اهمیت دارد. در صورتی که MOSFET خاموش شود PNP نیز خاموش می‌شود. از آنجایی که در ساختار درونی IGBT، پی‌ان‌پی وجود دارد با کاهش سرعت در زمان خاموش شدن مواجه می‌شویم. ما باید به فکری برای کاهش زمان خاموشی باشیم‌.

برای کاهش این تاخیر باید برای اعمال ولتاژ منفی به گیت ترانزیستور دو قطبی فکری برداشت.از آنجایی که برای روشن شدن ترانزیستور دو قطبی با محدودیت تغییرات ولتاژ مواجه هستیم باید این نکته هم مدنظر ما باشد. اگر بخواهیم از IGBT مراقبت کنیم می‌توانیم از یک مقاومت بین گیت و امیتر استفاده کنیم. برای جلوگیری از به وجود آمدن نویز هم باید از مقاومت مناسبی در مسیر سیگنال ورودی به گیت استفاده کرد. این مقاومت نباید مقدار زیادی باشد؛ زیرا کاهش سرعت سوییچینگ را در پی خواهد داشت.

برای راحتی در راه اندازی ترانزیستور دو قطبی می‌توان از آی‌سی استفاده کرد. با این کار علاوه بر تامین شرایط مساعد برای سوییچینگ، از آن حفاظت می‌شود. این حفاظت در برابر انواع اثرات مخرب نظیر اتصال کوتاه، جریان میلر و … باعث کوچک و سبک شدن طراحی هم می‌شود.

سخن پایانی

ما در این مطلب ترانزیستور اتصال دو قطبی را به طور کامل برای شما توضیح دادیم. این ترانزیستور ها با سرعت بالای سوییچینگ در مدارهای مختلف کاربرد دارند. برای مراقبت از آن‌ها در مدار میتوان از آی‌سی و مقاومت استفاده کرد. پژواک الکترونیک خدمات گوناگونی در زمینه قطعات الکترونیکی ارایه می‌کند. برای اطلاعات بیشتر از طریق الکترونیک پژواک اقدام کنید.