Transcript lmhdrt_lltb_2003.ppt

‫جامعة امللك سعود‬
‫كلية املعلمني‬
‫قسم العلوم‬
‫محاضرات‬
‫في‬
‫االلكترونيات‬
‫دكتور ‪ /‬عطية عبد المطلب عطية‬
‫‪1430‬هـ ‪2009 -‬م‬
‫المحاضرة‬
‫األولي‬
‫تنقسم المواد الصلبة من حيث القدرة على التوصيل الكهربي إلى موصالت وأشباه‬
‫موصالت ومواد عازلة‪.‬‬
‫املوصالت‬
‫• الرابطة التي تجمع ذرات المواد الموصلة هي الرابطة الفلزية‪.‬‬
‫• تزيد مقاومة الموصالت بزيادة درجة الحرارة‪.‬‬
‫• حامالت الشحنة الكهربية في الموصالت هي االلكترونات الحرة سالبة الشحنة‪.‬‬
‫• مقاومة الموصالت لتدفق الشحنات الكهربية اقل جدا من مقاومة أشباه الموصالت‬
‫وبالتالي فان الموصلية الكهربية للمواد جيدة التوصيل الكهربي أعلى منها في حالة‬
‫أشباه الموصالت عند نفس درجة الحرارة‪.‬‬
‫• العالقة بين فرق الجهد ‪ V ‬بين طرفي موصل وشدة التيار ‪ I ‬المار فيه هي‬
‫عالقة خطية تحقق قانون أوم ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• ترتبط ذرات أشباه الموصالت فيما بينها برابطة تسمى الرابطة التساهمية ‪.‬‬
‫• تقل مقاومة أشباه الموصالت بارتفاع درجة الحرارة ‪.‬‬
‫• بعض من أشباه الموصالت تتأثر بالضوء فتقل مقاومتها وتزيد موصليتها‪.‬‬
‫• المقاومة الكهربية في أشباه الموصالت أعلى منها في حالة الموصالت وأقل منها في‬
‫حالة العازالت ‪.‬‬
‫• المقاومة النوعية لشبة موصل مثل الجرمانيوم النقي هي تقريبا ‪ ، 0.6  . m‬بينما‬
‫المقاومة النوعية لموصل جيد مثل النحاس هي ‪ ، 1.72 108 .m‬أما المواد العازلة فتقع‬
‫مقاومتها بين ‪ ، 108  1014 .m‬وذلك إذا تم القياس عند درجة حرارة الغرفة‪.‬‬
‫• حامالت الشحنة الكهربية في أشباه الموصالت هي كل من االلكترونات الحرة سالبة‬
‫الشحنة والفجوات موجبة الشحنة‬
‫• العالقة بين فرق الجهد ‪ V ‬وشدة التيار ‪ I ‬في أشباه الموصالت هي عالقة غير‬
‫خطية‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫شكل (‪)1‬‬
‫• االلكترونات القريبة من نواة الذرة والتي ترتبط بها ارتباطا قويا تسمى االلكترونات‬
‫المقيدة وتمثل الدوائر في شكل (‪ )1‬ذرات الموصل بالكتروناتها المقيدة ‪.‬‬
‫• االلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للذرة تعرف باسم الكترونات التكافؤ ‪.‬‬
‫• يتكون اإللكترون الحر عندما تتعادل جميع القوى االلكتروستاتيكية المؤثرة على‬
‫إلكترون التكافؤ بفعل أنوية الذرات المحيطة بما فيها نواة الذرة التى ينتمي إليها‬
‫وتمثل النقط التى بين الدوائر في شكل (‪ )1‬االلكترونات الحرة ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• تسبح االلكترونات الحرة بين الذرات في حركة تشبه إلى حد كبير حركة جزيئات غاز‬
‫يتحرك حركة عشوائية بين كرات ثابتة ‪.‬‬
‫• دائما ما تكون كثافة االلكترونات الحرة في الموصل من نفس النوع قيمة ثابتة ما لم‬
‫تحدث تغيرات طبيعية كارتفاع درجة الحرارة ‪.‬‬
‫‪22 atoms‬‬
‫‪ 8.4 10‬وعدد‬
‫• تكون كثافة الذرات في موصل جيد مثل النحاس هي ‪cm3‬‬
‫االلكترونات الحرة هي ‪ 111022 electrons cm3 ‬بمعنى أن كل ذرة ال ينطلق منها سوى‬
‫‪1.3‬الكترون حر في المتوسط من مجموع ‪ 29‬إلكترون هي عدد االلكترونات في كل‬
‫ذرة نحاس ‪.‬‬
‫• يتشكل الفلز (الموصل) من ايونات فلزية موجبة الشحنة متراصة وسط غاز من‬
‫االلكترونات حرة الحركة ‪.‬‬
‫• تمنع قوة الجذب الكهروستاتيكي بين الشحنات المختلفة االلكترونات من مغادرة سطح‬
‫الفلز ‪.‬‬
‫• تتحرك االلكترونات الحرة عندما يتم وضع الموصل تحت تأثير مجال كهربي خارجي‬
‫في اتجاه عكس اتجاه المجال ‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• يمر تيار كهربي في الموصل عندما تتم تغذية أحد أطراف الموصل بااللكترونات‬
‫وسحبها من الطرف اآلخر (كأن يتصل الموصل بقطبي بطارية) ‪.‬‬
‫• مرور التيار الكهربى فى الموصل هو نتيجة لحركة االلكترونات الحرة (السالبة)‬
‫ويكون اتجاه التيار المعتاد فى عكس اتجاه حركة االلكترونات ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫الثانية‬
‫شكل (‪)2‬‬
‫• من أهم أشباه الموصالت السيلكون والجرمانيوم وهى عناصر لها تكافؤ رباعي ‪.‬‬
‫• كل إلكترون من الكترونات التكافؤ األربعة لكل ذرة من أشباه الموصالت يشترك مع‬
‫آخر من إلكترونات تكافؤ الذرة المجاورة لتنشأ روابط ثنائية متشابهة (الرابطة‬
‫التساهمية) شكل (‪ )2‬والنتيجة مادة صلبة ثابتة كيميائيا وطبيعيا ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• ال توجد إلكترونات حرة في أشباه الموصالت النقية عند درجة الصفر المطلق وبالتالي‬
‫فهي رديئة التوصيل للكهرباء ‪ ،‬وبمعنى آخر أن أشباه الموصالت النقية تسلك سلوك‬
‫المواد العازلة عند درجة الصفر المطلق ‪.‬‬
‫• تنشأ حامالت الشحنة الكهربية في أشباه الموصالت النقية وهى كل من االلكترونات‬
‫الحرة والفجوات عندما تتحطم الروابط الزوجية بفعل التأثيرات الحرارية ‪.‬‬
‫• دائما ما يكون عدد االلكترونات الحرة مساويا لعدد الفجوات في أشباه الموصالت النقية‬
‫عند نفس درجة الحرارة ‪.‬‬
‫• ال يستمر رباط ما محطما لمدة طويلة بل يوجد تحطيم وتكوين لألربطة باستمرار ‪.‬‬
‫• اإللكترون الذي يتحرر من رباطة المحطم هو في درجة حرية اإللكترون الحر في‬
‫المعدن العادي ‪ ،‬وهو بذلك يمكنه أن يدخل في تكوين تيار كهربائي إذا سلط عليه مجال‬
‫كهربي ‪.‬‬
‫• تنشأ الفجوة من تحرر إلكترون من أحد الروابط الزوجية (شكل ‪ 2‬ب) ‪.‬‬
‫• ليس اإللكترون المتحرر فحسب هو الذي يمكنه الحركة بل أيضا التجويف الموجب ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• إذا تحرك إلكترون تحت تأثير انفعال حراري أو مجال كهربي مسلط ليملئ تجويفا‬
‫ويترك خلفه تجويفا جديدا فالحقيقة تبدو أنه لم يتحرك سوى إلكترون إال أن التأثير هو أن‬
‫تجويفا موجبا هو الذي تحرك في اتجاه مضاد لحركة هذا اإللكترون (شكل ‪. )3‬‬
‫(شكل ‪)3‬‬
‫• يجب أن نعلم أن الطاقة التي تدخل في تحريك إلكترون من رباط زوجي إلى رباط غير‬
‫ممتلئ تختلف عن تلك الالزمة لتحريك إلكترون حر داخل تكوين بللورى ومن ثم فالفجوة‬
‫حقيقية ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• كل من اإللكترون الحر والفجوة يشترك في تكوين التيار الكهربي الناتج من أشباه‬
‫الموصالت ‪.‬‬
‫• كثافة االلكترونات الحرة والفجوات في أشباه الموصالت تتوقف على نوع المادة‬
‫ودرجة الحرارة ‪.‬‬
‫أتثري الشوائب على أشباه املوصالت ‪:‬‬
‫• نقوم بإضافة شوائب لشبه موصل نقى مثل السليكون أو الجرمانيوم لزيادة الموصلية‬
‫الكهربية وإنتاج أشباه الموصالت النافعة والتي تدخل في تصنيع المكونات االلكترونية‬
‫المختلفة ‪.‬‬
‫• الشوائب التي يتم إضافتها إما أن يكون تكافوئها ثالثيا أو خماسيا ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫( ب ) نوع موجب‬
‫‪P- type‬‬
‫( أ ) نوع سالب‬
‫‪N – type‬‬
‫(شكل ‪)4‬‬
‫• الدائرة المفرغة تمثل ذرة جرمانيوم أو سيلكون‬
‫• الدائرة المظللة في شكل( أ ) تمثل ذرة خماسيه التكافؤ(زرنيخ– انتيمون‪ -‬فوسفور)‬
‫• الدائرة المظللة في شكل(ب) تمثل ذرة ثالثية التكافؤ(جاليوم‪-‬انديوم‪-‬بورون‪-‬الومنيوم)‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• عند إضافة شائبة خماسية التكافؤ مثل ذرات االنتيمون فإنها تحل محل بعض من ذرات‬
‫شبة الموصل في الشبكة البلورية وتعطى إلكترونا حرا أزيد من المقدار الالزم إلتمام‬
‫الروابط الزوجية (شكل ‪ 4‬أ) ‪.‬‬
‫• تسمى الشوائب خماسية التكافؤ التي يتم إضافتها إلى أشباه الموصالت النقية بالشوائب‬
‫الواهبة ‪.‬‬
‫• شبه الموصل الذي يحتوى على وفرة من الذرات الواهبة يسمى شبه موصل من النوع‬
‫السالب ( ‪ ) N-type‬وذلك الن حامالت الشحنة السائدة هي االلكترونات ذات الشحنة‬
‫السالبة ‪.‬‬
‫• عند إضافة شائبة ثالثية التكافؤ مثل ذرات االنديوم فإنها تحل محل بعض من ذرات شبة‬
‫الموصل في الشبكة البلورية إال أن إلكترونا ينقصها لكي تكتمل الروابط الزوجية األربعة‬
‫ومن ثم ينشأ تجويفا يستطيع أن يستقبل إلكترونا من ذرة أخرى (شكل ‪ 4‬ب)‬
‫• تسمى الشوائب ثالثية التكافؤ التي يتم إضافتها إلى أشباه الموصالت النقية بالشوائب‬
‫القابلة ‪.‬‬
‫• شبة الموصل الذي يحتوى على وفرة من الذرات القابلة يسمى شبه موصل من النوع‬
‫الموجب ( ‪ ) P-type‬وذلك الن حامالت الشحنة السائدة فيه هي الفجوات ذات الشحنة‬
‫الموجبة ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• هناك نوعا آخر من الشحنات في كل من أشباه الموصالت الموجبة والسالبة ويسمى‬
‫بالشحنات الغير السائدة وهى بفعل التأثيرات الحرارية في البلورة األم ‪.‬‬
‫• حامالت الشحنة غير السائدة في أشباه الموصالت من النوع السالب هي الفجوات بينما‬
‫في أشباه الموصالت من النوع الموجب هي االلكترونات ‪.‬‬
‫• هناك نوع ثالث من الشحنات يسمى بالشحنات الثابتة وهى شحنات موجبة في أشباه‬
‫الموصالت من النوع السالب وتنتج من ايونات الذرات الواهبة بينما في أشباه الموصالت‬
‫من النوع الموجب تكون شحنات سالبة تنشأ من ايونات الذرات القابلة‪.‬‬
‫• ينتج معظم التوصيل الكهربي في المكونات االلكترونية المصنعة من أشباه الموصالت‬
‫من االلكترونات الحرة والتجاويف الناتجة من إضافة الشوائب ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫الثالثة‬
‫الوصلة الثنائية‬
‫شكل (‪)5‬‬
‫• تنشأ الوصلة الثنائية في منطقة اتصال البلورتين السالبة بالموجبة ‪.‬‬
‫• في اللحظة األولى لتكون الوصلة تتحرك بعض االلكترونات من البلورة السالبة األعلى‬
‫تركيزا إلى البلورة الموجبة األقل تركيزا ومن ثم ينشأ تيار االنتشار ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• يكون تيار االنتشار في الوصلة الثنائية بسبب حركة حامالت الشحنة السائدة عبر‬
‫الوصلة‪.‬‬
‫• يتكون فرق جهد على جانبي الوصلة يزداد بفعل حركة الشحنات السائدة عبر الوصلة‬
‫حتى نصل إلى ما يسمى بالجهد الحاجز ‪( V‬شكل ‪. )5‬‬
‫• يعمل الجهد الحاجز ‪ V‬على وقف المزيد من انتقال االلكترونات من البلورة السالبة إلى‬
‫البلورة الموجبة وبمعنى آخر يعمل هذا الجهد على منع حركة حامالت الشحنة السائدة عبر‬
‫الوصلة ‪.‬‬
‫• يعمل أيضا الجهد الحاجز ‪ V‬على سحب أو دفع حامالت الشحنة الغير سائدة من البلورة‬
‫الموجبة إلى البلورة السالبة عبر الوصلة والعكس ‪.‬‬
‫• ينشأ تيار آخر في الوصلة الثنائية يسمى تيار االنجراف نتيجة لحركة حامالت الشحنة‬
‫الغير سائدة عبر الوصلة تحت تأثير فرق الجهد المتكون على جانبيها ‪.‬‬
‫• تيار االنتشار في الوصلة الثنائية يكون في عكس اتجاه تيار االنجراف ويتساوى معه في‬
‫حالة االتزان ‪.‬‬
‫• في حالة االتزان تتكون منطقة خالية من النواقل (حامالت الشحنة الكهربية) وهى في‬
‫نطاق الجهد الحاجز ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫التوصيل االمامى للوصلة الثنائية‬
‫(أ)‬
‫شكل (‪)6‬‬
‫(ب)‬
‫• التوصيل االمامى للوصلة الثنائية يتم عندما تتصل البلورة الموجبة بالقطب الموجب‬
‫للبطارية والبلورة السالبة بالقطب السالب (شكل ‪ 6‬أ) ‪.‬‬
‫• يمر التيار االمامى في الوصلة الثنائية عندما يتغلب جهد البطارية ‪ V ‬على الجهد‬
‫الحاجز ‪( V ‬شكل ‪ 6‬ب)‪.‬‬
‫• التيار الكهربي الذي يمر في الوصلة الثنائية عندما تكون في حالة انحياز امامى هو‬
‫التيار الناشئ عن حامالت الشحنة السائدة ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫التوصيل العكسي للوصلة الثنائية‬
‫(أ)‬
‫شكل (‪)7‬‬
‫(ب)‬
‫• التوصيل العكسي للوصلة الثنائية يتم عندما تتصل البلورة الموجبة بالقطب السالب‬
‫للبطارية والبلورة السالبة بالقطب الموجب (شكل ‪ 7‬أ) ‪.‬‬
‫• تزيد قيمة الجهد الحاجز ‪ V ‬بزيادة جهد البطارية ‪ V ‬في حالة التوصيل العكسي‬
‫للوصلة الثنائية (شكل ‪ 7‬ب) ‪.‬‬
‫• التيار الكهربي الذي يمر في الوصلة الثنائية عندما تكون في حالة انحياز عكسي هو‬
‫التيار الناشئ عن حامالت الشحنة الغير سائدة ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫حساب قيمة التيار املار يف الوصلة الثنائية ‪:‬‬
‫• عند تكون الوصلة تنتقل بعض االلكترونات من البلورة السالبة للموجبة (تيار االنتشار)‬
‫ويتعين التيار الناتج منها من العالقة‪:‬‬
‫‪ eVo‬‬
‫‪kT‬‬
‫‪I  I S  IO e‬‬
‫حيثثث ‪ I s‬يمثثثثل تيثثار االنتشثثثار‪ I o ،‬أقصثثى قيمثثثة للتيثثار‪ e،‬شثثثحنة اإللكتثثرون‪ Vo ،‬الجهثثثد‬
‫الحاجز‪ k ،‬ثابت بولتزمان‪ T ،‬درجة الحرارة المطلقة ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫وبالتالي يكثون التيثار‬Vo  V  ‫• في حالة التوصيل االمامى فان حاجز الجهد يقل ويصبح‬
:‫الناتج‬
I1  I O e
kT
 eVo
e kT
 IO
I 1 I S
 e VO V 
eV
e kT
eV
e kT
:‫ هو‬I F  ‫• يكون التيار الفعلى فى االتجاه االمامى‬
I F  I1  I S
 IS e
ev
kT
 IS
ev
 kT


I F  I S  e  1


A.A.ATTIA
Principles of Electronics
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫ وبالتالى يكون‬VO  V  ‫• فى حالة التوصيل العكسى فان حاجز الجهد يكون‬
 e Vo V 
kT
I 2  IOe
 IOe
I2  ISe
 eVo
kT
e
 eV
kT
 eV
kT
:‫ هو‬I B  ‫• يكون التيار الفعلي في االتجاه العكسي‬
IB  IS  I2  IS  IS
A.A.ATTIA
 eV
e kT
 eV

 I S  1  e kT






Principles of Electronics
‫وبرسم العالقة البيانية بين الجهد والتيار للوصلة الثنائية باستخدام المعادالت السابقة ينتج‬
‫ما يلي‪:‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫يف االجتاه االمامى‪:‬‬
‫• يزداد الجهد حتى يصل إلى قيمة الجهد الحاجز مع عدم مرور تيار ملحوظ ثم يمر التيار‬
‫بعد ذلك مع زيادة طفيفة في فرق الجهد بين طرفي الوصلة ‪.‬‬
‫يف االجتاه العكسي‪:‬‬
‫• يمر تيار ضعيف في الوصلة الثنائية يزداد زيادة طفيفة بزيادة فرق الجهد بين طرفي‬
‫الوصلة ‪.‬‬
‫مترين‬
‫• احسب قيمة التيار المار في الوصلة الثنائية في االتجاهين االمامى والعكسى عند فرق‬
‫جهد قدرة ‪ 0.8‬فولت علما بأن ‪ ، I s  3 10 5 nA‬ودرجة الحرارة ‪ T ‬تساوي‪. 300K‬‬
‫اإلجابة‪I F  0.8 A, I B  I S ‬‬
‫الرمز العلمي للوصلة الثنائية ‪:‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫الرابعة‬
‫الوصلة الثنائية املثالية‬
‫شكل (‪)8‬‬
‫• يقال للوصلة الثنائية أنها مثالية إذا كانت معاوقتها للتيار تساوى صفر في حالة التوصيل‬
‫االمامى وتساوى ماال نهاية في حالة التوصيل العكسي ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• يقال للوصلة الثنائية أنها مثالية إذا كان التيار ماال نهاية وفرق الجهد بين طرفي الوصلة‬
‫الثنائية صفرا في حالة التوصيل االمامى ويكون التيار صفرا وفرق الجهد بين طرفي‬
‫الوصلة الثنائية ماال نهاية في حالة التوصيل العكسي ‪.‬‬
‫• يمكن اعتبار الوصلة الثنائية المثالية كدائرة قصر في حالة التوصيل االمامى بينما يمكن‬
‫اعتبارها كدائرة مفتوحة في حالة التوصيل العكسي ‪. I D  0‬‬
‫مثال (‪)1‬‬
‫احسب قيمة ‪ VL‬في الدائرة اآلتية ‪-:‬‬
‫‪ -1‬في حالة التوصيل االمامى يمكن اعتبار الوصلة الثنائية كدائرة قصر وبالتالي يكون‪:‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪VS‬‬
‫‪RS  RL‬‬
‫‪ID ‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫‪V L  I D RL‬‬
‫ويكون‬
‫‪RL‬‬
‫‪VS‬‬
‫‪RS  RL‬‬
‫‪‬‬
‫‪ -2‬فى حالة التوصيل العكسى يمكن اعتبار الوصلة الثنائية كدائرة مفتوحة وبالتالى يكون‪:‬‬
‫‪ID  0‬‬
‫‪V L  I D RL  0‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫مثال (‪)2‬‬
‫في الدائرة الموضحة بالشكل احسب قيمة ‪ I D 2، I D1‬بفرض أن الوصلتين الثنائيتين ‪D2، D1‬‬
‫مثاليتين ‪.‬‬
‫الوصلة ‪ D1‬في حاله توصيل عكسي ‪ ،‬والوصلة ‪D2‬‬
‫يكون ‪:‬‬
‫في حاله توصيل امامى ‪ ،‬وبالتالي‬
‫‪I D1  0‬‬
‫‪V S  V2 5  3‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 4  10  3 A‬‬
‫‪500‬‬
‫‪500‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪I D2‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫مثال (‪)3‬‬
‫في الدائرة الموضحة بالشكل إذا كان ‪ V S‬هو جهد موجه مربعة سعتها ‪ 10V‬وزمنها‬
‫الدوري ‪( T‬شكل أ) ‪ .‬وإذا كان ‪ R L  R1  10 ‬والوصلة الثنائية مثالية ‪ .‬استنتج‬
‫قيمة الجهد ‪ V L‬وارسم الشكل الموجى الناتج ‪.‬‬
‫‪ -1‬في حاله ‪ V S  0‬تكون الوصلة الثنائية متصلة اتصاال أماميا اى دائرة قصر وبالتالي‬
‫يكون ‪V L  V S  10V‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫‪ -2‬في حاله ‪ V S  0‬تكون الوصلة الثنائية متصلة اتصاال عكسيا اى دائرة مفتوحة‬
‫وبالتالي يكون ‪:‬‬
‫‪VS‬‬
‫‪I‬‬
‫‪, VL  I RL‬‬
‫‪R L  R1‬‬
‫‪RL‬‬
‫‪10‬‬
‫‪ 10  5V‬‬
‫‪VL ‬‬
‫‪VS ‬‬
‫‪R L  R1‬‬
‫‪10  10‬‬
‫وبالتالي يكون الشكل الموجى الناتج (شكل ب) ‪ ،‬وتكون قيمة ‪ V L‬المتوسطة هي‪:‬‬
‫‪ 2  5V‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪ 2    5T 2 ‬‬
‫‪10 T‬‬
‫‪T‬‬
‫‪VL ‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫القيمة المتوسطة لهذا الجهد هي عبارة عن المساحة المحددة بمنحنى الدورة مقسومة‬
‫على‬: ‫ ويكون‬ ‫ أي‬2
T
T

1  2
VL average 
V0 dt   V0 dt 

T 0

T
2


1
 10 T   5 T
2
2
T
 5  2.5  2.5 V
  
A.A.ATTIA
 
Principles of Electronics
‫المحاضرة‬
‫الخامسة‬
‫الوصلة الثنائية غري املثالية (احلقيقية)‬
‫• يمر التيار الكهربي في الوصلة الثنائية أماميا عندما يتعدى فرق الجهد ‪ 0.7V ‬في‬
‫حالة الوصلة الثنائية السيليكونية أما إذا كانت مادة الوصلة من الجرمانيوم فان فرق‬
‫الجهد يجب أن يزيد عن‪ 0.3V ‬لكي يمر التيار ‪.‬‬
‫• يمكن رسم الدائرة المكافئة للوصلة الثنائية في االتجاه االمامى بحيث تضاف بطارية‬
‫جهدها ‪ 0.7V‬في حالة السيليكون أو ‪ 0.3V‬في حالة الجرمانيوم إلى وصلة ثنائية‬
‫مثالية على الشكل التالي ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• تضاف مقاومة‬
‫لتكون الدائرة المكافئة ‪:‬‬
‫‪RF‬‬
‫تمثل معاوقة الوصلة الثنائية لمرور التيار في االتجاه االمامى‬
‫• تضاف مقاومة ‪ RR‬تمثل معاوقة الوصلة للتيار في االتجاه العكسي‪،‬وتكون الدائرة‬
‫المكافئة للوصلة الثنائية كما هو في الشكل (‪: )9‬‬
‫شكل (‪)9‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• تتعين بارامترات الوصلة الثنائية في االتجاهين االمامى والعكسي من المنحنى المميز‬
‫للوصلة (شكل ‪)10‬‬
‫شكل (‪)10‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫مثال‬
‫أ‪ -‬ارسم شكل الموجه ‪ V out‬لخرج الدائرة التالية إذا كان ثنائي الوصلة مثالي ‪.‬‬
‫ب‪ -‬أعد إجابة السؤال السابق معتبرا أن الثنائي له مقاومة أمامية ‪ r  5‬وجهد انهيار‬
‫‪ V  0.7 V‬في حالة التوصيل االمامى‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫احلل‬
-‫أ‬
V R I
out
L
2 sin wt 200
V  100 

sin wt  1.8 sin wt
110
110
out
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫احلل‬
-‫ب‬
V in  RI  V  rI  R L I
V in  I  R  r  R L   V
I  R  r  R L   V in  V
I
V in  V
R  r  RL
V out  R L I 

RL
V in  V
R  r  RL

100
2 sin wt  0.7 
10  5  100
100
2 sin wt  0.7   0.872 sin wt  0.7 

115

A.A.ATTIA
Principles of Electronics
: ‫هو‬
A.A.ATTIA
Vout 1.13sin wt  ‫طبقا للعالقة‬V out
‫ويكون شكل الموجة الناتج‬
Principles of Electronics
‫سعة الوصلة الثنائية ‪ -‬الفاريكاب‬
‫• نستطيع أن نحصل على مكثف متغير السعة باستخدام الوصلة الثنائية عندما تكون في‬
‫حالة انحياز عكسي ‪.‬‬
‫‪A‬‬
‫‪ C ‬حيث أن ‪:‬‬
‫• تتعين سعة الوصلة الثنائية من العالقة‬
‫‪W‬‬
‫‪ : ‬ثابت العزل لمادة الوصلة ويقاس بـ ‪F m‬‬
‫‪ : W‬سمك منطقة الجهد الحاجز ويقاس بـ ‪m ‬‬
‫‪ : A‬مساحة أحد البلورتين وتقاس بـ‬
‫‪m ‬‬
‫‪2‬‬
‫• الفاريكاب هو وصلة ثنائية تعمل كمكثف متغير السعة في حالة ما يكون انحياز الوصلة‬
‫عكسيا ‪.‬‬
‫• يستخدم الفاريكاب في دوائر التوليف النتقاء الترددات بدقة ودون تشويش ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
( P-N ) ‫تصنيع الوصلة الثنائية‬
‫طريقة االنتشار‬
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫المحاضرة‬
‫السادسة‬
‫استخدام الوصلة الثنائية يف تقومي التيار املرتدد‬
‫• تستخدم الوصلة الثنائية فى تقويم التيار المتردد حيث أن لها القدرة على تمرير التيار‬
‫الكهربى فى اتجاه دون اآلخر‪.‬‬
‫مقوم النصف موجى‬
‫• فى دائرة التقويم النصف موجى يتم توصيل الثنائى بمنبع التيار المتردد المراد تقويمه‬
‫(شكل ‪11‬أ)‪.‬‬
‫• فإذا كان جهد الدخل ‪ Vin ‬للمقوم والموضح بالشكل (‪11‬ب)‪.‬فإن جهد الخرج لدائرة‬
‫التقويم النصف موجى من خالل مقاومة الحمل ‪ RL‬يكون على الشكل المبين في(‪11‬جـ)‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
)11( ‫شكل‬
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫• من مميزات دائرة التقويم النصف موجى القدرة على تمرير التيار الكهربى فى اتجاه‬
‫واحد بينما من عيوب هذا النوع من المقومات انه يستخدم فقط نصف القدرة الكهربية‬
‫للموجة المترددة‪.‬‬
‫‪Im‬‬
‫• تعطى قيمة التيار المستمر لخرج دائرة مقوم نصف موجى من العالقة ‪ ‬وهى تمثل‬
‫القيمة المتوسطة لخرج هذه الدائرة بينما تكون القيمة الفعالة ‪ I ‬للتيار الناتج هي ‪I m‬‬
‫‪rms‬‬
‫‪2‬‬
‫استنتاج جهد اخلرج املستمر لدائرة تقومي نصف موجى‬
‫• إذا كان جهد الدخل للمقوم ‪ Vin ‬هو‪:‬‬
‫‪Vin  Vm sin wt‬‬
‫• وإذا اعتبرنا أن الثنائى له مقاومة ‪ RF‬في حالة التوصيل االمامى وهى صغيرة جدا‬
‫فإن التيار المار خالل الدائرة هو‪:‬‬
‫‪Vm‬‬
‫‪i) I ‬‬
‫‪sin wt  I m sin wt‬‬
‫‪RF  RL‬‬
‫عندما تكون ‪0  wt  ‬‬
‫‪ii ) I  0‬‬
‫عندما تكون ‪  wt  2‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• وتكون القيمة المتوسطة للتيار الناتج ‪ I av ‬وهى التى تمثل التيار المستمر ‪ I dc ‬المار‬
‫خالل الدائرة هي ‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0 I d wt   2 0 I d wt ‬‬
‫‪1‬‬
‫‪I av  I dc ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪Im ‬‬
‫‪Im‬‬
‫‪I dc ‬‬
‫‪sin wt d wt  ‬‬
‫‪‬‬
‫‪2 0‬‬
‫‪‬‬
‫• ويكون جهد الخرج المستمر وهو عبارة عن فرق الجهد على مقاومة التحميل ‪ RL‬هو‪:‬‬
‫‪Im‬‬
‫‪‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪Vdc  I dc RL  RL‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫مقوم املوجة الكاملة‬
‫• فى دائرة التقويم الموجى الكامل يتم استخدام ثنائيين يعمالن بالتناوب كما هو موضح‬
‫بالشكل (‪12‬أ) ‪،‬وبالتالى فإن هذا المقوم يستخدم نصفى موجه تيار الدخل المتردد‪.‬‬
‫• فى دائرة التقويم الموجى الكامل يستخدم محول عدد لفات ملفه الثانوى ضعف‬
‫المستخدم فى المقوم النصف موجى وتوصل نقطة مركز الملف الثانوي‬
‫باألرض‪،‬وبذلك يمر التياران ‪ I 2 ، I1‬بالتتابع خالل أحد الثنائيين ويكون التيار الناتج ‪I‬‬
‫والمار خالل مقاومة التحميل ‪ RL‬دائما فى اتجاه واحد‪.‬‬
‫• فإذا كان جهد الدخل للمقوم ‪ Vin ‬والموضح بالشكل (‪12‬ب)‪ .‬فإن جهد الخرج لدائرة‬
‫التقويم الموجى الكامل من خالل مقاومة الحمل ‪ RL‬يكون على الشكل المبين فى‬
‫(‪12‬جـ)‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
)12(‫شكل‬
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫• تتميز دائرة التقويم الموجى الكامل عن دائرة التقويم النصف موجى بأنها تستطيع‬
‫استغالل كامل القدرة الكهربية لموجه الدخل المترددة‪.‬‬
‫‪2I m‬‬
‫• تعطى قيمة التيار المستمر لخرج دائرة مقوم موجى كامل من العالقة ‪ ‬وهى تمثل‬
‫‪Im‬‬
‫‪I ‬‬
‫القيمة المتوسطة لخرج هذه الدائرة بينما تكون القيمة الفعالة ‪ rms‬للتيار الناتج هي ‪2‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫السابعة‬
‫عامل التموج ”‪”The Ripple Factor‬‬
‫• تحتوى التيارات الناتجة من دوائر المقومات على مركبات للتيار المتردد باإلضافة إلى‬
‫مركبة التيار المستمر‪.‬‬
‫•يعرف معامل التموج ‪ r ‬بأنه النسبة بين قيمة التيار الناتج من المركبات المترددة إلى‬
‫قيمة مركبة التيار المستمر ‪:‬‬
‫‪I‬‬
‫‪V‬‬
‫‪ac‬‬
‫‪Vdc‬‬
‫‪‬‬
‫‪ac‬‬
‫‪I dc‬‬
‫‪r‬‬
‫• يحدد معامل التموج ‪ r ‬كفاءة الدائرة فى التحويل من التيار المتردد إلى التيار المستمر‬
‫فإذا كان هذا المعامل منخفضا فإن الدائرة تقوم بعملية التحويل بشكل جيد والعكس‬
‫صحيح‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫استنتاج العالقة ‪:‬‬
‫ــــــــ‬
‫‪2‬‬
‫‪ I rms ‬‬
‫‪  1‬‬
‫‪r  ‬‬
‫‪ I dc ‬‬
‫وحيث أن القدرة الكهربية المستهلكة فى مقاومة الحمل هى نتاج مرور التيار كقيمة فعالة‬
‫‪ ، I rms ‬وان القدرة الكلية هى عبارة عن مجموع القدرات المتبددة من مركبة التيار‬
‫المستمر ومركبات التيار المتردد فإن ‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪I rms RL  I dc RL  I ac RL‬‬
‫‪2‬‬
‫‪I rms‬‬
‫‪ I dc2  I ac2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪I ac2  I rms‬‬
‫‪ I dc2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪I ac  I rms ‬‬
‫‪  1‬‬
‫‪r  2  ‬‬
‫‪I dc  I dc ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ I rms ‬‬
‫‪  1‬‬
‫‪ r  ‬‬
‫‪ I dc ‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• القيمة الفعالة للتيار ‪ I rms ‬هى جذر متوسط مربع قيمة التيار‪.‬‬
‫• ومن المعلوم أنه إذا وضعت أجهزة قياس التيار المتردد فى دوائر التقويم فأنها تقيس‬
‫التيار كقيمة فعالة ‪ I rms ‬بينما إذا وضعت أجهزة قياس التيار المستمر فأنها تقيس القيمة‬
‫المتوسطة للتيار‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫مثال‬
‫حثثدد وقثثارن عامثثل التمثثوج لخثثرج دائثثرة مقثثوم نصثثف موجثثه ودائثثرة مقثثوم موجثثه كاملثثة‬
‫الموضحين بالشكل‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫احلل‬
:‫يكون الخرج لنصف الموجه كالتالى‬-1
I rms 

I rms 
1 2 2
 i d wt 
2 0
1 
2


I
sin
wt
d wt   I m
 m
2 0
Im

2
2
1
2
I rms
I 2 
 m

 1  57
2
I dc
Im 
r 
1  572  1  1  21
121%
A.A.ATTIA
‫أى‬
Principles of Electronics
:‫خرج الموجه الكاملة‬-2
I rms  I m  2

Im
2
I dc  2 I m 
I rms I m 2



 1  11
I dc
2 Im  2 2
:‫وبالتالى‬
r
1  112  1  0  48
48%
A.A.ATTIA
‫أى‬
Principles of Electronics
‫مسائل‬
‫‪ -1‬إذا وضع أميتر يقيس التيار المستمر فى كل من دائرة تقويم نصف موجى ودائرة‬
‫تقويم موجى كامل وكانت قراءة االميتر تشير إلى ‪ 5mA‬فى كل مرة ‪ .‬احسب لكل دائرة‬
‫قيمة ‪ I rms , I m , I av , I dc‬ومعامل التموج ‪.r ‬‬
‫‪ -2‬أعد حل المسألة السابقة إذا كان االميتر يقيس التيار المتردد‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫الثامنة‬
‫املرشحات ‪Filters‬‬
‫• يستطيع مرشح من النوع البسيط ‪( RC‬شكل ‪ )13‬أن يخفض عامل التموج لخرج دوائر‬
‫التقويم إلى درجة عالية جدا‪ً.‬‬
‫• يعمل المكثف فى هذا النوع من المرشحات كخزان تخزن فيه الشحنة الكهربية خالل‬
‫فترة توصيل الوصلة الثنائية ومن ثم تطلق هذه الشحنة إلى مقاومة الحمل خالل فترة عدم‬
‫التوصيل‪.‬‬
‫إجياد معامل التموج خلرج دائرة تقومي نصف موجى يتم تنعيمها ابستخدام مرشح‬
‫من النوع البسيط ( ‪)RC‬‬
‫• إذا كان الجهد الداخل ‪ Vin ‬فى الدائرة المبينة بالشكل (‪ )13‬هو‪Vin  Vm sin wt  :‬‬
‫ويعبر عنه بالموجة الجيبية الموضحة بالشكل(‪14‬أ)‬
‫• وإذا كانت مقاومة الوصلة الثنائية صغيرة فان جهد الخرج ‪ VL ‬على المقاومة ‪RL ‬‬
‫خالل فترة التفريغ ‪ t ‬يساوى ‪‬‬
‫‪d‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪t‬‬
‫‪RL C‬‬
‫‪Vm e‬‬
‫‪ ‬؛ حيث يمثل‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪t‬‬
‫‪RL C‬‬
‫معدل تفريغ شحنة المكثف‪.‬‬
‫‪e‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫•‬
‫ويكون جهد الخرج ‪ VL ‬على شكل موجه أسنان المنشار (شكل ‪14‬جـ) ‪.‬‬
‫• وإذا كان معامل التموج ‪ r ‬يعطى من العالقة ‪Vdc  :‬‬
‫‪‬‬
‫‪r  Vac‬‬
‫• وحيث أن القيمة الفعالة لجهد أسنان المنشار هى‪2 3 :‬‬
‫‪‬‬
‫‪V‬‬
‫‪r‬‬
‫‪‬‬
‫• فأن معامل التموج لخرج الدائرة شكل (‪ )13‬يكون‪، r  Vr 2 3 Vdc :‬‬
‫ويمثل ‪ Vr ‬جهد التموج (شكل ‪14‬حـ) ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫ولكى نحصل على صيغة رياضية تعبر عن معامل التموج ‪ r ‬بداللة كل من مقاومة‬
‫الحمل ‪ RL ‬وسعة المكثف ‪ C ‬فعلينا بإتباع المعالجة الرياضية التالية‪:‬‬
‫• باعتبار أن مقاومة الوصلة الثنائية صغيرة فان الجهد األقصى للجهد المقوم يساوى‬
‫تقريبا الجهد األقصى للجهد الداخل ويكون ‪Vr  Vm  Vmin  :‬‬
‫• وحيث أن زمن الشحن‪ tc ‬يكون صغيرا جدا فان زمن التفريغ ‪ t d ‬يساوى تقريبا زمن‬
‫الدورة الكاملة ‪ t d  T  : T ‬شكل(‪14‬ب)‪.‬‬
‫‪T‬‬
‫‪‬‬
‫‪R C ‬‬
‫• ومن ثم فان جهد الخرج يصل إلى اقل قيمة له عند زمن ‪ T ‬ويكون‪Vmin  Vm e L  :‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪T‬‬
‫•وحيث أن ‪ RLC  T‬فإن‬
‫‪T‬‬
‫‪‬‬
‫‪T ‬‬
‫‪RL C‬‬
‫ويكون ‪:‬‬
‫‪ 1 ‬‬
‫‪ e‬؛ حيث ‪ C ‬تمثل سعة المكثف ‪.‬‬
‫‪ RLC ‬‬
‫‪RLC‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪ e‬تقترب من الواحد الصحيح ‪،‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
Vmin

T 

 Vm 1 
 RLC 
: ‫• وبالتالي فإن‬
: ‫ على النحو التالي‬Vr  ‫• ويصبح جهد التموج‬
. ‫ تمثل التردد‬ f  ‫ ؛ حيث‬Vr  Vm T RLC   Vm RLC f
: ‫هي‬

Vdc  ‫• وتكون القيمة المتوسطة للجهد الخارج‬

1 

Vdc  Vm  Vr 2  Vm 1 
 2 RLC f 
: ‫• ويكون معامل التموج لخرج هذه الدائرة هو‬
Vr
0.577
r

2 3 Vdc 2RLC f  1
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫ىف حالة التقومي املوجى الكامل‬
‫• يكون زمن التفريغ‪ t d ‬يساوى تقريبا نصف الزمن الدوري ‪ T ‬شكل(‪14‬د) ويكون‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪T‬‬
‫‪d‬‬
‫‪t‬‬
‫• ومن ثم فإن جهد التموج ‪ Vr‬يصبح‪Vr  Vm T 2 R L C   Vm 2 RLC f :‬‬
‫وتكون القيمة المتوسطة للجهد الخارج ‪ Vdc‬هي ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪T ‬‬
‫‪1 ‬‬
‫‪  Vm 1 ‬‬
‫‪‬‬
‫‪Vdc  Vm 1 ‬‬
‫‪ 4 RLC ‬‬
‫‪ 4 RLC f ‬‬
‫•ويكون معامل التموج فى هذه الحالة على النحو التالي ‪:‬‬
‫‪Vr‬‬
‫‪0.577‬‬
‫‪r‬‬
‫‪‬‬
‫‪2 3 Vdc 4RLC f  1‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• نستطيع أن نرى من خالل دوائر الترشيح التى تم دراستها أنه بزيادة قيمة مقاومة‬
‫الحمل ‪ RL‬أو قيمة سعة المكثف ‪ C‬ينخفض معامل التموج وبالتالى تتحسن كفاءة الدائرة فى‬
‫التحويل من التيار المتردد إلى التيار المستمر ‪.‬‬
‫• ونرى أيضا أن درجة الترشيح تكون كبيرة كلما كان التغير فى الجهد الخارج ‪ Vr ‬صغيرا‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫التاسعة‬
‫مثال‬
‫•احسب وقارن عامل التموج لخرج دائرة مقوم نصف موجه ودائرة مقوم موجه كاملة إذا تم‬
‫ترشيح كل منها باستخدام مكثف قيمته ‪ 7 F‬ومقاومة حمل قيمتها ‪ . 22 K‬إذا علمت أن‬
‫تردد المصدر هو ‪( 60 HZ‬تردد موجه الدخل) ‪.‬‬
‫احلل‬
‫• بالنسبة لخرج دائرة مقوم النصف موجه المرشحة‪:‬‬
‫‪0  577‬‬
‫‪2  22  10 3  7  10  6  60  1‬‬
‫‪ 0  033  3  3%‬‬
‫‪‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪‬‬
‫‪r‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• بالنسبة لخرج دائرة مقوم موجه كاملة مرشحة‪:‬‬
‫‪0  577‬‬
‫‪r‬‬
‫‪4  22  10 3  7  10  6  60  1‬‬
‫‪ 0  016  1  6%‬‬
‫‪‬‬
‫مثال‬
‫‪‬‬
‫دائرة مكونة من مقوم ومرشح كما بالشكل‪.‬احسب قيمة سعة المكثف ‪ C ‬التي تعطى‬
‫معامل تموج ‪ r‬قيمته ‪ . 2%‬علما بأن تردد المصدر ‪ 60Hz ‬ومقاومة الحمل‬
‫‪ . RL  4K‬ثم احسب كل من جهد التموج ‪ Vr ‬وأقصي قيمة للجهد الناتج ‪Vm ‬‬
‫إذا علمت أن المقاومة ‪ RL ‬يراد تغذيتها بجهد قدره ‪.200V ‬‬
‫‪‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫احلل‬
r 
:‫وبالتالى فإن‬
0.577
2 RLCf  1
0.577  r
C
‫فإن‬
2rRL f
 0.577  0.02 / 2  0.02  4  103 60
 6.2  10 5 F  60F
 Vr ‫التموج‬
 2
3Vdcr
 2 3  200  0.02
 13.9V
13.9
V
r
 Vm  Vdc 
 200 
2
2
 207V .
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫ثنائى زينر )‪(Zaner diode‬‬
‫• ثنائى زينر هو وصلة ثنائية يزيد فيها تركيز الذرات الشائبة بحيث يصل إلى عشرة‬
‫أضعاف تركيز الذرات الشائبة فى الثنائيات األخرى‬
‫• خصائص الزينر فى االتجاه االمامى هى نفس خصائص الوصلة الثنائية المعتادة فى نفس‬
‫االتجاه‬
‫• تنهار مقاومة ثنائى زينر عند جهد يسمى جهد زينر فى حالة االنحياز العكسى لهذا الثنائى‬
‫وعندئذ يزيد تيار الوصلة بزيادة جهد مصدر التغذية بينما يبقى جهد زينر تقريبا قيمة ثابتة‬
‫(شكل ‪15‬أ)‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• يبدأ جهد زينر تقريبا عند ‪3‬فولت ويصل إلى قيم أعلى تحدد بنسبة تركيز الشوائب فى‬
‫الوصلة‬
‫• يستخدم ثنائى زينر فى دوائر منظمات الجهد حيث يعمل بانحياز عكسى فى هذا النوع من‬
‫الدوائر‬
‫• يوضح شكل (‪15‬ب) الرمز العلمى لثنائى زينر بينما يبين شكل(‪15‬حـ)االنحياز العكسى‬
‫لهذا الثنائى‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫خط احلمل ونقطة التشغيل‬
‫• نقطة التشغيل لثنائى الوصلة هى نقطة تقاطع خط الحمل االستاتيكى مع المنحنى المميز‬
‫لهذا الثنائى‪.‬‬
‫* نستطيع أن نرى من خالل المثاليين التاليين كيف نحصل على كل من خط الحمل‬
‫االستاتيكى ومن ثم نقطة التشغيل لنوعين مختلفين من الثنائيات‪.‬‬
‫مثال (‪)1‬‬
‫نفترض أن ثنائى الوصلة يتصل بمصدر جهد ‪ Va  2V ‬ومقاومة ‪ R  500‬كما‬
‫هو موضح بالشكل (‪16‬أ)‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫أوال‪:‬يمكن كتابه المعادلة التالية من الدائرة (شكل ‪16‬أ)‪V a  I D R  V D :‬‬
‫‪ V D Va‬‬
‫ويكون تيار الوصلة ‪ I D ‬المار بالدائرة هو‪:‬‬
‫‪ID ‬‬
‫‪‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫وتسمى هذه المعادلة بمعادلة خط الحمل االستياتيكى والتى يمكن رسمها بإيجاد نقطتين على‬
‫النحو التالي‪ :‬إذا كان‬
‫‪ VD  0V‬فان ‪I D  4 mA‬‬
‫‪VD  2V‬‬
‫وإذا كان ‪ I D  0mA‬فان‬
‫وبتوصيل النقطتين ‪ 2V ,4mA‬نحصل على خط الحمل كما هو موضح بالشكل(‪16‬ب)‪.‬‬
‫ثانيا‪:‬نرسم المنحنى المميز لثنائى الوصلة على نفس الشكل (‪16‬ب) ‪.‬‬
‫ثالثا‪:‬نحصل على نقطة التشغيل وهى نقطة تقاطع خط الحمل مع المنحنى المميز لثنائى‬
‫الوصلة وتكون فى حدود ‪1V ,2mA‬‬
‫مثال(‪)2‬‬
‫ثنائي زينر له جهد انهيار عكسى ‪ VZ‬وموصل كما هو موضح بالشكل (‪.)17‬اوجد‬
‫خط الحمل ونقطة التشغيل لهذا الثنائى‪.‬‬
‫• لتعيين خط الحمل نستخدم المعادلة التالية من الدائرة شكل (‪:)17‬‬
‫‪Va  I R  V‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫وحيث أن فرق الجهد بين طرفي الثنائى هو جهد سالب وذلك بسبب التوصيل العكسى فإنه‬
‫يجب تغير إشارة ‪ V‬كالتالي‪:‬‬
‫‪Va  I R  V‬‬
‫ومن ثم فإن معادله خط الحمل تصبح كاالتى‪:‬‬
‫‪ V Va‬‬
‫‪ I mA  ‬‬
‫‪‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪( I   V  9‬فى االتجاه العكسى)‬
‫‪45‬‬
‫‪45‬‬
‫عندئذ إذا كان ‪ I  0mA‬فإن ‪V  9V‬‬
‫وإذا كان ‪ V  0V‬فإن ‪I  200mA‬‬
‫وبتوصيل النقطتين ‪  9V ‬و ‪  200 mA‬نحصل على خط الحمل ‪ ،‬وتكون نقطة‬
‫التشغيل عند تقاطع خط الحمل مع المنحنى المميز لثنائى زينر فى االتجاه العكسى كما هو‬
‫موضح بالشكل (‪)18‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫المحاضرة‬
‫العاشرة‬
‫الرتانزستور ثنائى الوصلة‬
‫• يوجد نوعان من الترانزستورات ثنائية الوصلة ‪ npn‬و ‪ pnp‬شكل (‪)19‬‬
‫• يتركب الترانزستور من باعث (‪ )E‬وقاعدة (‪ )B‬ومجمع (‪.)C‬‬
‫• يتميز الباعث باحتوائه على نسبة عالية من حامالت الشحنة‪.‬‬
‫• تكون القاعدة دائما ذات سمك صغير بالنسبة لكل من الباعث والمجمع‪.‬‬
‫• يكون المجمع دائما من نفس نوع الباعث‪.‬‬
‫• يوضح شكل(‪)20‬الرمز العلمى لكل من نوعى الترانزستور ‪ npn‬و ‪pnp‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• يتم توصيل الترانزستور فى الدارات بثالث طرق مختلفة شكل(‪:)21‬‬
‫‪-1‬دائرة القاعدة المشتركة ‪-2‬دائرة الباعث المشترك ‪-3‬دائرة المجمع المشترك‬
‫• دائما يكون الباعث فى وضع انحياز امامى بينما يكون المجمع ذو انحياز عكسي فى‬
‫جميع األحوال وسواء كان الترانزستور من النوع ‪ pnp‬أم من النوع ‪ ،npn‬شكل(‪.)22‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫شكل (‪)22‬‬
‫• جاءت كلمة ترانزستور (‪ )Transistor‬من كلمتين األولى هى انتقال (‪)Transfer‬‬
‫والثانية هى مقاومة (‪ )resistor‬حيث انه فى حالة الترانزستور نحن ننتقل من دائرة‬
‫الدخل ذات المقاومة المنخفضة حيث التحايز االمامى دائما إلى دائرة الخرج ذات‬
‫المقاومة المرتفعة حيث التحايز العكسى دائما ايضا‪.‬‬
‫• اخترع شوكلى الترانزستور عام ‪ 1948‬واستحق على هذا االكتشاف وعلى تحسينه‬
‫جائزة نوبل لعام ‪ 1956‬مع آخرين‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫كيف يعمل الرتانزستور‬
‫• نستطيع أن نتعرف على فكرة عمل الترانزستور من خالل توصيل ترانزستور من‬
‫النوع ‪ npn‬فى دائرة القاعدة المشتركة شكل(‪)23‬‬
‫• تندفع االلكترونات والتى تمثل الشحنات السائدة فى الباعث من النوع ‪ n‬نحو القاعدة‬
‫تحت تأثير االنحياز االمامى للباعث‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• وحيث أن منطقة القاعدة ذات سمك صغير وتحوى عدد ضئيل من الفجوات فان نسبة‬
‫صغيرة من االلكترونات المتدفقة عبر وصلة الباعث قاعدة تتحد مع الفجوات المتاحة‬
‫لتكون بعد ذلك تيار القاعدة ‪I B‬‬
‫• وايضا فإن معظم االلكترونات المتدفقة من الباعث نحو منطقة القاعدة تصل بسهولة إلى‬
‫منطقة الوصلة بين المجمع والقاعدة حيث تجد نفسها تحت تأثير مجال جذب قوى بفعل‬
‫االنحياز العكسي للمجمع ويؤدى ذلك إلى سحب االلكترونات عبر الوصلة نحو المجمع‪.‬‬
‫• ومن ثم فإن االلكترونات اآلن تتحرك فى منطقة المجمع وتخرج منها متجهة نحو القطب‬
‫الموجب للبطارية ‪ Vcc‬لتكون تيار المجمع ‪. I c‬‬
‫• يعتمد مقدار تيار المجمع بشكل مباشر على مقدار تيار القاعدة وال يعتمد بشكل اساسى‬
‫على الجهد االنحيازى للمجمع‪.‬‬
‫•نجد أن االلكترونات المندفعة تحت تأثير القطب السالب للبطارية ‪ VEE‬تتوزع بين القاعدة‬
‫والمجمع ويمثل تيار القاعدة نسبة صغيرة جدا بالنسبة للتيار المار فى المجمع ويكون ‪:‬‬
‫‪ I E  I B  I C‬وكذلك تستطيع كتابة هذه المعادلة على النحو التالي ‪I E  I C :‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫•نستطيع ايضا أن نتعرف على كيفية عمل الترانزستور من النوع ‪ pnp‬بنفس الطريقة‬
‫السابقة للترانزستور ‪ npn‬مع مراعاة عكس األدوار لكل من االلكترونات والفجوات وعكس‬
‫أقطاب جهد االنحياز لكل من وصلتى الترانزستور وكذلك عكس اتجاهات التيار‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫الحادية عشر‬
‫مثال‬
‫احسب الكسب في الجهد‪  AV ‬والكسب فى القدرة ‪  AP ‬وجهد الخرج ‪ Vout ‬لترانزستور)‪(pnp‬‬
‫فى دائرة القاعدة المشتركة الموضحة بالشكل (‪ . )24‬إذا علمت أن معاوقة الدخل لهذه الدائرة‬
‫هي ‪. re  50‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫احلل‬
AV 
AV
RC 1K

 20
re
50
Vout  AV Vin  20 100 10 3  2Vrms
Vin 100 10
Ie 

re
50
3
 2mA
Vout
2
IC 

 2mA
RC 1000
A.A.ATTIA
‫الكسب فى الجهد‬
Vout‫ويكون جهد الخرج‬
‫ هو‬I e ‫وحيث أن تيار الباعث‬
‫ هو‬I C ‫وتيار المجمع‬
Principles of Electronics
‫ومن ثم فإن الكسب فى القدرة ‪ AP‬يكون‪:‬‬
‫‪2 2‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 20‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2 100 10‬‬
‫‪I C Vout‬‬
‫‪I C Vin‬‬
‫‪AP ‬‬
‫‪ AP  AV  20 ,‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪Ie  IC‬‬
‫ويكون الكسب فى التيار ‪ Ai  max ‬يساوى تقريبا واحد صحيح‪.‬‬
‫• ومن المثال السابق نستطيع القول أن قدره صغيره وهى قدرة دائرة الدخل التى تحتوى‬
‫على الباعث والقاعدة تتحكم فى قدرة دائرة الخرج التى تحتوى على القاعدة والمجمع ‪،‬‬
‫وبمعنى آخر فإن قدرة صغير أنتجت قدرة كبيرة وهذا يوضح عمل الترانزستور كمكبر‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫خصائص الرتانزستور ىف دائرة الباعث املشرتك‬
‫•نستطيع أن نحصل على معامالت الترانزستور فى دائرة الباعث المشترك باستخدام الدائرة‬
‫الموضحة بالشكل (‪. )25‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• ومن خالل المنحنيات المميزة لهذا الترانزستور شكل (‪ ،)26‬تكون معامالت الترانزستور‬
‫على النحو التالي ‪:‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
 ‫ الكسب فى التيار‬-1
IC
  he 21 
Ib
Vce
 IC
or   he 21 
 Ib
Vce
Ri ‫ معاوقة الدخول‬-2
Ri  he11
Ri  he11
A.A.ATTIA
V be

Ib
Vce
 V be

 Ib
Vce
Principles of Electronics
‫‪ -3‬موصيليه الخروج ‪g 0‬‬
‫‪Ib‬‬
‫‪ -4‬معامل انتقال الجهد‬
‫‪Ib‬‬
‫‪IC‬‬
‫‪V ce‬‬
‫‪ IC‬‬
‫‪V ce‬‬
‫‪g 0  he 22 ‬‬
‫‪g 0  he 22 ‬‬
‫‪Ib‬‬
‫‪V be‬‬
‫‪‬‬
‫‪V ce‬‬
‫‪he12‬‬
‫‪ V be‬‬
‫‪he12 ‬‬
‫‪ V ce I‬‬
‫‪b‬‬
‫ويشير الرمز ‪ e‬فى المعامالت السابقة إلى دائرة الباعث المشترك ‪ ،‬بينما يدل الرقم‬
‫على دائرة الدخول ‪،‬والرقم ‪ 2 ‬على دائرة الخروج‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪1‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫الثانية عشر‬
‫خط احلمل ونقطة التشغيل للرتانزستور ثنائي الوصلة‪:‬‬
‫تحديد نقطة التشغيل لها أهمية كبيرة فى استخدام الترانزستور كمكبر لجهد متردد كما سنرى‬
‫فيما بعد ولتحديد هذه النقطة نرى أن‪:‬‬
‫• تيار المجمع ‪ I C‬يتغير بتغير تيار القاعدة ‪ I B‬وذلك عندما يتم تغيير الجهد الداخل ‪Vin‬‬
‫‪IC‬‬
‫حيث أن ‪(  ‬شكل ‪.)27‬‬
‫‪IB‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• وتظل قيمة الجهد ‪ VCE‬قيمة ثابتة ال تتغير بتغير تيار المجمع ‪ I C‬ويكون دائما ‪VCE  VCC ‬‬
‫• عندما يتم إضافة مقاومتين ‪ RC‬و ‪ RE‬كما هو مبين بالشكل(‪،)28‬فإن فرق الجهد ‪ VCE‬يصبح‬
‫على النحو التالى ‪:‬‬
‫‪VCE  VCC  I C RC  RE ‬‬
‫حيث أن ‪I C  I E‬‬
‫• ويتضح من العالقة السابقة أنه بزيادة تيار المجمع ‪ I C‬يقل فرق الجهد ‪ . VCE‬أى أنه‬
‫أصبحت هناك عالقة بين الجهد الداخل والخارج وذلك بإضافة المقاومة ‪. RC‬‬
‫‪ VCE‬‬
‫‪VCC‬‬
‫• وبالتالي فإن تيار المجمع ‪ I C‬يعطى من العالقة ‪:‬‬
‫‪IC ‬‬
‫‪‬‬
‫‪RC  RE‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪RC  RE‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫•وبرسم العالقة السابقة بيانيا نحصل على الخط المستقيم الموضح بالشكل (‪ .)29‬ويسمى بخط‬
‫الحمل االستاتيكى (‪. )DC Load Line‬‬
‫شكل (‪)29‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫• يقطع خط الحمل المحور األفقي عند ‪ VCE  VCC ‬وهى تمثل نقطة القطع وهى النقطة التي‬
‫عندها تكون قيمة التيار ‪I C  0 A‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫• ويقطع خط الحمل المحور الرأسي عند ‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪VCC‬‬
‫‪ I CC ‬‬
‫‪ ‬وهى تمثل نقطة التشبع وهى‬
‫‪RC  RE‬‬
‫النقطة التي عندها تكون قيمة التيار المار بالمجمع أكبر ما يمكن وتكون قيمة الجهد‪VCE  0V ‬‬
‫• ومن تقاطع خط الحمل مع المنحنيات المميزة للترانزستور (شكل ‪ )30‬نستطيع اختيار نقطة‬
‫التشغيل بحيث ‪:‬‬
‫ تكون في المنطقة الخطية للمنحنيات المميزة للترانزستور‬‫ تكون عند تقاطع خط الحمل مع أحد المنحنيات المميزة وعند قيمة معروفة للتيار القاعدي‪I B‬‬‫ تكون وسط خط الحمل ويكون ‪ VCE  VCC ‬ويكون ‪ ،  I C  I CC ‬ومن ثم فان النقطة‪Q2‬‬‫‪2 ‬‬
‫‪2 ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫تسمي بنقطة التشغيل ‪.‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫شكل (‪)30‬‬
‫•ويجب أن نالحظ أنه عندما يتغير تيار القاعدة من ‪ I B2‬إلى ‪ I B3‬على سبيل المثال فان نقطة‬
‫التشغيل ‪ Q2‬تنتقل وتصبح عند ‪ ، Q3‬ومن ثم فان نقطة التشغيل تتغير بتغير تيار القاعدة ‪. I B‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫اختيار املقاومات املتصلة بقاعدة الرتانزستور‪:‬‬
‫• لكي تكون نقطة التشغيل ‪ Q‬وسط خط الحمل يجب علينا معرفة تيار القاعدة ‪ I B ‬الذي‬
‫يتناسب مع هذه الحالة‪.‬‬
‫• وتكون معادلة تيار القاعدة ‪ I B ‬التي تعبر عن هذه الحالة هي ‪:‬‬
‫‪IC‬‬
‫‪VCC‬‬
‫‪IB ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 2  RC  RE ‬‬
‫• وباختيار قيم مناسبة للمقاومات التي تتصل بقاعدة الترانزستور نستطيع أن نحصل على‬
‫القيمة المرجوة للتيار القاعدي طبقا الحتمالي التوصيل الموضح بالشكل (‪. )31‬‬
‫• نستطيع أن نحدد قيمة المقاومة ‪( RB‬شكل ‪31‬أ) والتي ستعطى القيمة المناسبة لتيار القاعدة‬
‫‪ I B‬من العالقة التالية ‪:‬‬
‫‪; VBE  0.7V‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪VCC  RB I B  VBE  RE I E‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
31‫ شكل‬
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫• نستطيع أن نحدد قيمة كل من المقاومتين ‪ R1‬و‪( R 2‬شكل ‪31‬ب) واللتان ستعطيان القيمة‬
‫المرجوة للتيار القاعدي ‪ I B‬وذلك طبقا للخطوات التالية ‪:‬‬
‫‪ -1‬نفترض أن التيار ‪ I1‬يمثل عشرة أضعاف تيار القاعدة ‪: I B‬‬
‫‪I1  10 I B‬‬
‫‪I B  I1  I 2‬‬
‫‪ -2‬فإذا كان تيار القاعدة ‪ I B‬يساوى‪:‬‬
‫‪I 2  9I B‬‬
‫‪ -3‬فان التيار‪ I 2‬يساوى‪:‬‬
‫‪ -4‬وبالتالي فان المقاومة ‪ R1‬يمكن حسابها من المعادلة التالية ‪:‬‬
‫‪VCC  R1I1  VBE  RE I E‬‬
‫‪ -5‬وكذلك المقاومة ‪ R2‬يمكن أن تحدد من العالقة التالية ‪:‬‬
‫‪R2 I 2  VBE  RE I E‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫المحاضرة‬
‫الثالثة عشر‬
‫مثال (‪)1‬‬
‫أ‪ -‬ارسم خط الحمل وحدد نقطتي القطع والتشبع لترانزستور من النوع ‪ npn‬في الدائرة‬
‫الموضحة بالشكل (‪31‬أ) ‪ .‬إذا علمت أن ‪R C  5K , VCC  10V , R E  0 :‬‬
‫ب‪ -‬حدد قيمة المقاومة ‪ RB‬بحيث تكون نقطة التشغيل وسط خط الحمل‪.‬علما بأن ‪:‬‬
‫‪  250 , VBE  0.7V‬‬
‫اإلجابة‬
‫أ) خط الحمل‪:‬‬
‫‪ VCE VCC‬‬
‫‪‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪A‬‬
‫‪mA‬‬
‫‪IC ‬‬
‫‪ VCE‬‬
‫‪10‬‬
‫‪‬‬
‫‪5  103 5  103‬‬
‫‪ VCE‬‬
‫‪IC ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪5‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪IC ‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫ب) قيمة المقاومة ‪ RB‬التي تعطى نقطة التشغيل وسط خط الحمل ‪:‬‬
‫• نستنتج من الرسم أن نقطة التشغيل تكون عند ‪:‬‬
‫‪VCE  5V , I C  1mA‬‬
‫•ومن ثم فان تيار القاعدة المناظر يساوى ‪:‬‬
‫‪IC 103‬‬
‫‪IB  ‬‬
‫‪ 4 106 A  4A‬‬
‫‪ 250‬‬
‫• وحيث أن‪:‬‬
‫‪VCC  R B I B  VBE  R E I E‬‬
‫‪10  4 10 6 R B  0.7‬‬
‫• فإن ‪ RB‬تكون‪:‬‬
‫‪10  0.7‬‬
‫‪4 10 6‬‬
‫‪R B  2.3 106   2.3M‬‬
‫‪RB ‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫مثال (‪)2‬‬
‫حدد قيمة كل من المقاومتين ‪ R1‬و‪ R 2‬في الدائرة الموضحة بالشكل (‪31‬ب) بحيث تكون نقطة‬
‫التشغيل في وسط خط الحمل‪.‬علما بأن ‪:‬‬
‫‪I1  10I B , VCC  10V , R C  5K‬‬
‫‪R E  500 , VBE  0.7V ,   250‬‬
‫اإلجابة‬
‫• عندما تكون نقطة التشغيل في وسط خط الحمل فان ‪:‬‬
‫‪VCC 10‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 5V ,‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪VCC‬‬
‫‪10‬‬
‫‪IC ‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0.909mA‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2R C  R E  2 5 10  500‬‬
‫‪VCE ‬‬
‫‪‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
: I B ‫• ويكون تيار القاعدة‬
IC 0.909 103
IB  
 3.6 106 A  3.6A

250
:‫ يساوى‬I1 ‫• ويكون‬
I1  10IB  36A
:‫ يساوى‬I 2 ‫• ويكون‬
I2  9IB  3.6  9  32.4A
: R1 ‫• ومن ثم فان قيمة المقاومة‬
VCC  R 1I1  VBE  R E I C



; IC  IE
10  36 10 6 R 1  0.7  500  0.9110 3

R 1  245K
A.A.ATTIA
Principles of Electronics
‫•وكذلك فان قيمة المقاومة ‪: R 2‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪R2 I 2  VBE  RE I C‬‬
‫‪ 0.7  500  0.9110 3‬‬
‫‪32.4 10 R‬‬
‫‪6‬‬
‫‪2‬‬
‫‪R2  35 K‬‬
‫• وتكون هذه القيم التي يمكن استخدامها في تجربة الترانزستور كمكبر للجهد (الجزء العملي‬
‫من المقرر)‪.‬‬
‫مثال(‪)3‬‬
‫ترانزستور من النوع ‪ npn‬في دائرة الباعث المشترك يمر خالل قاعدته تيار انحيازي قيمته‬
‫‪ . 20A‬اوجد قيمة المقاومة ‪ RC ‬التي تعطى ‪ Vce‬جهدا يساوى نصف قيمة جهد البطارية‬
‫‪ VCC ‬عند نقطة التشغيل ‪ .‬علما بأن ‪ VCC  9V ‬ومعامل الكسب في التيار ‪.   150‬‬
‫‪Principles of Electronics‬‬
‫‪A.A.ATTIA‬‬
‫اإلجابة‬
: ‫ هو‬ ‫حيث أن معامل الكسب في التيار‬
IC

IB
: ‫ يكون‬I C ‫فإن تيار المجمع‬
I C    I B  150  20 10 6  3mA
VCC  I C RC  VCE
: ‫وحيث أن‬
: ‫ تعطى على النحو التالي‬RC ‫فإن قيمة المقاومة‬
A.A.ATTIA
RC 
VCC  VCE
IC
RC 
VCC  VCC 2
IC
9  4 .5
RC 
 1.5K
3
3  10
Principles of Electronics