يبحث العديد من الأشخاص عن كيفية عمل الترانزستور، الذي يُعَدُّ من أبرز المكونات الأساسية في الأجهزة الإلكترونية الحديثة مثل الحواسيب وغيرها. تم اختراعه على يد علماء أمريكيين، ويمكن تعريفه بأنه بلورة مصنوعة من مادة شبه موصلة مثل السيليكون أو الجرمانيوم، حيث تُغَطَّى بمواد شبه موصلة، وتُقسَّم إلى ثلاثة مكونات: القاعدة، التي تحتوي على الشحنات السالبة أو الموجبة. يُعرف الترانزستور بقدرته الممتازة على تكبير الإشارات الإلكترونية.
مبادئ عمل الترانزستور
يتكون الترانزستور من ثلاثة أطراف: المشع، والقاعدة، والمجمع. يتم توصيل أحد الأطراف بإشارة الإدخال والآخر بإشارة الخروج، بينما يظل الطرف الثالث مشتركاً بينهما. تعمل القاعدة كزر تشغيل أو إيقاف، وعندما يسري التيار الكهربائي نحو القاعدة، يتدفق التيار من المجمع إلى المشع، مما يُشغل الدائرة. أما إذا لم يتجه التيار نحو القاعدة، فإن الدائرة تكون في وضع الإيقاف بسبب غياب التيار بين القاعدة والمشع.
مميزات الترانزستور
بعد التعرُّف على مبدأ عمل الترانزستور، يجب أن نتناول المميزات المرتبطة به، وأهمها:
- خفيف الوزن والحجم، مما يسهل تطوير الدوائر الإلكترونية إلى أحجام أصغر.
- تكلفته منخفضة نتيجة عمليات التصنيع الآلي.
- كفاءة عالية في استهلاك الطاقة.
- عمره الافتراضي يمتد إلى 50 عامًا أو أكثر حسب النوع.
- غير حساس للصدمات والاهتزازات، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الميكروفونات.
- لا يحتاج للتسخين الأولي.
- يمكن تصميم الدوائر المعقدة بدقة عالية، وهي ميزة غير متاحة في الصمامات الإلكترونية.
- بعض الأنواع حساسة للضوء، مما يتيح استخدامها في مجالات التصوير.
مكونات الترانزستور
يتألف الترانزستور من ثلاثة أجزاء رئيسية تؤدي كل منها وظيفة محددة، وهذه الأجزاء هي:
المجمع
يُعتبر المجمع أكبر الأجزاء في الترانزستور، ويعمل كمدخل يستقبل التيار الكهربائي المتجه إلى الترانزستور. تعتمد شدة التيار الذي يمر إليه على شدة الإشارة من القاعدة، حيث يحتاج الترانزستور إلى جهد قدره 5 فولت للعمل بكفاءة.
القاعدة
تعد القاعدة أصغر أجزاء الترانزستور، وتُمَثِّل نقطة التحكم؛ إذ تمنع أو تسمح بمرور التيار الكهربائي، وتُسَهم في تحديد شدة التيار المتدفق.
المشع
يأتي المشع في المرتبة الثانية من حيث الحجم، ويُعرف بأنه نقطة الخروج التي تمكّن الدائرة الكهربائية من العمل بشكل كامل، فهو يحمل الشحنات الكهربائية التي تمر عبر الترانزستور.
استخدامات الترانزستور
يعتبر الترانزستور جزءًا أساسيًا في الأجهزة الإلكترونية ويستخدم في مجالات متعددة، ومن أبرز استخداماته:
تصنيع المذبذبات
تعمل المذبذبات على توليد اهتزازات كهربائية ثابتة، ويُستعمل الترانزستور كمصدر للجهد للمساهمة في تكبير الترددات.
كالمفتاح في الدوائر الكهربائية
يعمل الترانزستور كمفتاح كهربائي في الدوائر الإلكترونية، حيث يُفصل ويصل التيار الكهربائي بين المشع والمجمع بناءً على قيمة معينة تُطبَّق من الجهد على القاعدة. عندما يتجاوز الجهد 0.7 فولت، يكون الترانزستور مُفعلاً، وعندما ينخفض الجهد تحت 0.7 فولت، يكون في حالة إيقاف.
في مكبرات الصوت
يمثل الترانزستور جزءًا من الأجهزة الصوتية كالميكروفون، حيث يقوم بالتقاط الاهتزازات الصوتية وتحويلها إلى تيارات كهربائية، مما يسمح بتضخيم الصوت ليكون مسموعًا بشكل واضح.
في الختام، قمنا بتفصيل مبدأ عمل الترانزستور، وميزاته الرئيسية، ومكوناته، بالإضافة إلى استخداماته المتنوعة.