جلسه چهارم : ترانزیستور ها در رباتیک

به نام خدا

ترانزیستور ها در رباتیک

در حالت کلی دو نوع اصلی وجود دارد: دو قطبی و اثر میدانی
دو قطبی(BJT):
همان گونه که در شکل نشان داده شده است دو نوع ترانزیستور دو قطبی وجود دارد که براساس ساختار ماده نیمه هادی که ترانزیستور از آن ساخته شده است طبقه بندی می شوند. تفاوت اصلی بین این دو ترانزیستور در جهت جریان گذرنده از آن ها به هنگام کار است.

همان گونه در شکل زیر نشان داده شده است ترانزیستور NPN جریان زیادی را از مسیر کلکتور امیتر خود عبور می دهد و پایه بیس نسبت به امیتر مثبت می باشد. در یک ترانزیستور نمونه جریان گذرنده از کلکتور و امیتر می تواند 100 برابر بیشتر از جریان اعمال شده به بیس باشد. به هنگام عملکرد یک ترانزیستور NPN کلکتور باید به قطب مثبت و امیتر باید به قطب منفی منبع ولتاژ متصل شود.

از طرف دیگر همان گونه که در شکل زیر نشان داده شده است ترانزیستور PNP جریان زیادی در مسیر امیتر و کلکتور عبور می دهد( جهت جریان در مقایسه با NPN معکوس است) و پایه بیس نسبت به امیتر منفی است. سر مثبت منبع ولتاژ باید به امیتر و سر منفی به کلکتور متصل شود.

مشخصه های اصلی یک ترانزیستور دو قطبی استفاده شده در یک پروژه طراحی که باید مورد توجه قرار بگیرد به شرح زیر است:

• Vcc: مقدار حداکثر ولتاژی که می توان بین دو پایه کلکتور و امیتر اعمال کرد بدون این که ترانزیستور بسوزد. مقادیر متداول این ولتاژ بین 20 ولت تا 500 ولت است.
• Ic: حداکثر جریانی است که می تواند از کلکتور عبور کند. این مقدار حداکثر مقدار جریانی است که می تواند توسط ترانزیستور کنترل شود. مقادیر نمونه این جریان بین 100 میلی آمپر تا 10 آمپر است. ترانزیستور هایی که می توانند جریانی بیشتر از 500 میلی آمپر را کنترل کنند ترانزیستور های قدرت نام دارند و معمولا باید دارای هیت سینک باشند.
• Pd: این پارامتر حداکثر توان قابل تحمل می باشد یعنی حداکثر مقدار توانی که می تواند به وسیله ترانزیستور به گرما تبدیل شود. ترانزیستور های با مقدار توان یک وات یا بیشتر به عنوان ترانزیستور های قدرت طبقه بندی می شوند و باید به هیت سینک متصل شوند.

در مدار های رباتیک ، مکاترونیک و یا سایر مدار ها برای انجام بسیاری از وظایف می توان از یک ترانزیستور دو قطبی استفاده نمود. یکی از این وظایف روشن و خاموش کردن بار به وسیله اعمال یک جریان کوچک به بیس ترانزیستور است. بار مورد نظر می تواند یک رله، موتور، لامپ و یا هر مدار الکترونیکی دیگری باشد.

اثر میدان یا FET ها:

همان گونه که در شکل مشاهده می کنید ترانزیستور های اثر میدان در چهار نوع اصلی تولید می شوند. ترانزیستور های J-FET شامل N-FET و P-FET بوده و ترانزیستور های MOSFET شامل N-channel و P-channel هستند.

اساس عملکرد این ترانزیستور ها یکسان است. جریان گذرنده از درین و سورس را می توان به وسیله ولتاژ اعمالی به گیت کنترل کرد. جهت جریان و همچنین قطبیت ولتاژ اعمالی به گیت، به نوع ترانزیستور بستگی دارد. در تزانزیستور نوع N زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان عبور می کند. شکل زیر مداری را نشان می دهد که در آن بار بین منبع تغذیه و پایه درین ترانزیستور قرار گرفته است. ترانزیستور های FET را می توان با همان کاربرد های ترانزیستور های دو قطبی به کار برد.

مشخصه های اصلی یک ترانزیستور اثر میدان که در طراحی مدار باید مورد توجه قرار بگیرد به شرح زیر است:

• Vds: حداکثر مقدار ولتاژی است که می توان بین دو پایه درین و سورس اعمال کرد. مقادیر نمونه این ولتاژ در محدوده 50 ولت تا 1000 ولت قرار دارد.
• Id: این پارامتر حداکثر مقدار جریان گذرنده از ترانزیستور را نشان می دهد و مقداری بین 50 میلی آمپر تا 100 آمپر دارد. ترانزیستور های ویژه که FET های قدرت یا MOSFET های قدرت نامیده می شوند، می توانند جریان های بیش از یک آمپر را کنترل کنند. این ترانزیستور ها باید به هیت سینک وصل شوند.
• Pd: حداکثر مقدار توانی است که ترانزیستور می تواند به هنگام عملکرد به گرما تبدیل کند.

برای دانلود فایل این آموزش در لینک زیر کلیک کنید .

[maxbutton id=”126″ url=”http://avatrobo.ir/wp-content/uploads/2015/05/جلسه-چهارم-ترانزیستور.rar” text=”دانلود فایل” ]