طرز کار ترانزیستور

برای آگاهی از طرز کار ترانزیستورها ؛ اطلاعات مختصری در باره اجسام رسانا ، نارسا نا، و نیمه رسانا مورد نیاز است تا درک بهتری از کار ترانزیستور ها داشته باشیم .
همه اجسام در طبیعت دارای بار الکتریکی هستندکه می توان بار الکتریکی آنها چنین تشبیه نمود:
مواد رسانا: بارهای الکتریکی درون یک رسانا را می توان به لوله آبی تشبیه کرد که مایع غلیظی در آن جریان دارد.
مواد نارسانا: بار های الکتریکی یک نارسانارا میتوان به لوله آبی تشبیه کرد که آب درون آن یخ زده باشد.
مواد نیمه رسانا: بارهای الکتریکی درون یک نیمه رسانا را می توان به یک لوله حاوی گاز متراکم تشبیه کرد.

بنا بر این دریک رسانا مانند یک تکه سیم مسی دریایی از الکترون های متحرک وجود دارد ولی در یک نیمه رسانا که ترانزیستورها از آنها ساخته می شود الکترونهای متحرک بسیار بسیار کمتر است.
اما شما می توانید همه بارهای الکتریکی یک نیمه رسانا مانند (سلیکونها)را با ولتاژ بسیار کمی به حرکت وادارید درصورتی که در یک رسانا مانند (سیم مسی) این کار نیاز به ولتاژ بسیار زیادی دارد.

طرز کار یک ترانزیستور:NPN
هر ترانزیستور از اتصال سه قسمت تشکیل شده است که ا زنیمه رساناهایی مانند سلیکونها تشکیل می شوند
این سه قسمت عبارتند از:
1- پایه (بیس) 2- منتشر کننده (امیتر) 3- (جمع کننده (کلکتور)
(امیتر و کلکتور) دارای پلاریته منفی و( بیس) دارای پلاریته مثبت است اتصال یک ماده با بار مثبت به یک ماده با بار منفی یک فضای خالی یا (لایه عایق)در محل اتصال آنها به وجود می آورد این لایه عایق می تواند بارهای الکتریکی جاری شده را مسدود کندکه این بستگی به نحوه کاربرد ولتاژ در طول محل اتصال دارد.

(امیتر و کلکتور) دارای الکترون سرگردان و( بیس) دارای حفره هایی است که می توان آنها را به فضایی تشبیه کرد که کمبود الکترون دارد .
در صورتی که پایه بیس به قطب مثبت باطری و پایه امیتر به قطب منفی وصل شود این لایه عایق نازکتر شده و اجازه می دهد تا الکترونهای سرگردان ناحیه امیتر و حفره های ناحیه بیس به طرف هم حرکت کرده و انبوهی از آنها همدیگر را ملاقات کرده به هم بپیوندند در حقیقت
الکترونها توسط حفره ها بلعیده شده و این عمل سبب می شود تا جریانی بین (بیس و امیتر) به وجود آید.
آنچه مهم است این است که ولتاژ میان (بیس- امیتر) سبب شده تا لایه عایق محل اتصال بیس وامیتر نازک شده تا جریان بتواند جاری شود.
اما چون منطقه بیس بسیار کوچک بوده و به اندازه کافی حفره برای جذب الکترونهای امیتر ندارد ترافیکی از الکترونها در ناحیه بیس به وجود می آیدو الکترونها سعی می کنند به سمت ناحیه فوقانی بیس حرکت کنندیعنی جایی که (لایه عایق دوم) بین بیس و کلکتور تشکیل شده است.
اگر( بیس) نتواند همه الکترونهای سرگردان را که به طرف بیس حرکت می کنند توسط حفره هایش
جذب کند بار خودش به علت گرفتن الکترونهای اضافی تغییر کرده و بار منفی پیدا می کند.
(توجه داشته باشید که بیس ابتدا دارای پلاریته با بار مثبت بوده است)
از طرف دیگر پایه کلکتور به قطب مثبت باطری دیگری وصل می شود با آن که خود دارای پلاریته منفی است.
درنتیجه الکترونهای( بیس) که بر اثر گرفتن باراضافی تغییر کرده دارای بار منفی شده اند با بار منفی کلکتورتشکیل الکتریسیته ساکن در محل اتصال (بیس- کلکتور) یا لایه عایق دوم می دهند مانند یک (خازن) در واقع در این لحظه لایه عایق اول بین (بیس – امیتر) نازک گشته و تقریبا از بین رفته و لایه عایق دوم یعنی (بیس- کلکتور) که دارای الکتریسیته ساکن با بار منفی است با پلاریته مثبت باطری کلکتوربه صورت اتصال کوتاه عمل کرده و به طور ناگهانی توسط بار مثبت باطری کلکتور ربوده می شوند و به این ترتیب یک جریان عمودی از امیتر به کلکتور جاری می شود چنانچه بیس به قطب منفی باطری وامیتر به قطب مثبت باطری وصل شود( ولتاژمخالف) لایه عایق بین آنها کلفت تر شده و حفره ها را به طرف سلیکون نوع مثبت و الکترونها را به طرف سلیکون نوع منفی می راندکه در این صورت جریانی برقرار نمی شود.
لایه عایق بین بیس و امیتر می تواند مانند یک سوئیچ عمل کند که با مقدار ولتاژ می تواند لایه عایق بین بیس و امیتر را آنطور که می خواهیم کلفت یا نازک کند .

یک سوئیچ (بسته – باز- و نیمه باز)

حرکت بارهای الکتریکی در ترانزیستورها می تواند با ولتاژ3/0  تا 7/0 شروع شود