ما هو الترانزستور؟

تعريف:

الترانزستور هو عنصر إلكتروني ثلاثي الأطراف يُستخدم للتحكم في التيار الكهربائي داخل الدائرة الإلكترونية. يتم تصنيعه من مواد شبه موصلة، ويتوفر بنوعين رئيسيين: PNP و NPN.

---

مكونات الترانزستور:

1. القاعدة (Base – B):
   • تتكون من مادة شبه موصلة من النوع P (مثل الكربون الممزوج بالبورون).
   • هذه المنطقة تحتوي على عدد قليل من الفجوات، مما يجعلها موصلًا ضعيفًا للكهرباء.
   • تعتبر القاعدة أصغر جزء في الترانزستور لكنها تلعب دورًا حاسمًا في التحكم بمرور التيار.
2. المجمع (Collector – C):
   • يتكون من مادة شبه موصلة من النوع N (مثل الكربون الممزوج بالزرنيخ).
   • يتميز بوجود إلكترونات زائدة، ما يجعله موصلاً جيدًا نسبيًا.
3. المشع/الباعث (Emitter – E):
   • مشابه لتركيب المجمع، ولكنه يتميز بكثافة أعلى من الإلكترونات بسبب التركيز العالي للزرنيخ، ما يجعله قادراً على إصدار عدد كبير من الإلكترونات.

---

عمل الترانزستور:

الترانزستور يعمل كجهاز يتحكم في التيار الكهربائي باستخدام جهد كهربائي معين. يمكنه العمل بوظيفتين أساسيتين:

1. التضخيم (Amplification):
   • يقوم بتضخيم التيار الصغير الداخل للقاعدة (IB) إلى تيار كبير يمر بين المجمع والمشع (IC).
   • يتم التحكم في تيار المجمع (IC) من خلال التيار الصغير للقاعدة (IB).
2. المفتاح الكهربائي (Switching):
   • يعمل كقاطع أو موصل للتيار بناءً على الجهد المطبق على القاعدة.
   • إذا كان الجهد كافيًا عند القاعدة، يمر تيار بين المجمع والمشع (ON). وإذا لم يكن هناك جهد كافٍ، يوقف الترانزستور مرور التيار (OFF).

---

كيفية عمل الترانزستور:

• عند توصيل القاعدة بجهد أعلى من المشع، يصبح الاتصال بين القاعدة والمشع مشابهًا للديود في الوضع الأمامي، مما يسمح بمرور التيار.
• يقوم المجمع، الذي يكون عند جهد أعلى، بسحب معظم الإلكترونات التي تمر من المشع.
• نتيجة لذلك، يتدفق تيار كبير بين المجمع والمشع (IC) بفعل تيار صغير من القاعدة (IB).

---

تيارات الترانزستور:

1. تيار القاعدة (IB):
   • تيار صغير جدًا، ولكنه التيار الأساسي الذي يتحكم في عمل الترانزستور.
2. تيار المجمع (IC):
   • التيار الكبير الذي يمر بين المجمع والمشع ويتناسب طرديًا مع تيار القاعدة حتى يصل إلى حالة التشبع.

العلاقة بين التيارين:
IC=β×IBIC = \beta \times IB
حيث β\beta هي معامل التكبير.

---

خصائص الترانزستور في الدوائر:

1. عند وجود تيار صغير في القاعدة (IB):
   • الترانزستور يسمح بمرور تيار أكبر بين المجمع والمشع.
   • يستخدم هذا في تضخيم الإشارات أو تشغيل الأحمال الكبيرة.
2. عند عدم وجود تيار في القاعدة:
   • الترانزستور ينطفئ (OFF) ويوقف مرور التيار بين المجمع والمشع.

---

تطبيق عملي:

• عند توصيل الترانزستور في دائرة تحتوي على LED:
  • إذا تم تطبيق تيار صغير على القاعدة، يقوم الترانزستور بتضخيم هذا التيار، مما يسمح لتيار كبير بالمرور من المجمع إلى المشع.
  • يؤدي ذلك إلى إضاءة الـ LED بإضاءة قوية.
  • إذا لم يكن هناك تيار عند القاعدة، لن يمر أي تيار عبر الترانزستور، ولن يضيء الـ LED.

---

الخلاصة:

• الترانزستور هو عنصر أساسي في الدوائر الإلكترونية يعمل كمكبر أو مفتاح للتيار.
• يتحكم تيار صغير (IB) في تيار كبير (IC)، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات في التضخيم والتحكم في الأحمال الكهربائية.