فيديو السؤال: تذكر نسبة تكبير التيار في ترانزستور موصل بترتيب القاعدة المشتركة الفيزياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

بالنسبة إلى الترانزستورات الموصلة بترتيب القاعدة المشتركة، أي من الآتي صواب؟ أ: تتلاشى نسبة تكبير التيار. ب: تكون نسبة تكبير التيار أكبر من واحد. ج: تكون نسبة تكبير التيار أقل من واحد، لكنها لا تتلاشى. د: لا توجد معلومات كافية لتحديد الإجابة.

بالنظر إلى هذه الخيارات، يبدو أن هذا السؤال يطلب منا معرفة نسبة تكبير التيار للترانزستورات الموصلة بترتيب القاعدة المشتركة.

دعونا نرسم مخططًا لترانزستور موصل بترتيب القاعدة المشتركة. سيبدو بهذا الشكل. بالنسبة إلى ترانزستور ‪npn‬‏ موصل بهذا الترتيب، عندما نفكر في التيار الاصطلاحي، نعلم أن اتجاهه يكون داخلًا إلى شبه الموصل المطعم من النوع ‪n‬‏ والموصل توصيلًا أماميًّا الموجود على اليسار، وهو ما يعني أنه المجمع الذي نشير إليه بالحرف ‪C‬‏ في هذا الترانزستور. إذن، يجب أن يكون شبه الموصل من النوع ‪p‬‏ الموجود في المركز هو القاعدة، ويشار إليه بالحرف ‪B‬‏. ويكون اتجاه التيار الاصطلاحي خارجًا من شبه الموصل من النوع ‪n‬‏ الموجود على اليمين؛ وهو ما يعني أنه يجب أن يكون الباعث، الذي يشار إليه بالحرف ‪E‬‏.

نعلم الآن اتجاه التيار في كل أجزاء الدائرة الكهربية. يرجع سبب تسمية هذا الترتيب بالقاعدة المشتركة، أو ‪CB‬‏، إلى أن القاعدة، التي تكون في هذه الحالة شبه موصل من النوع ‪p‬‏، موصلة باعتبارها طرفًا مشتركًا لكل من الدخل والخرج. علينا الانتباه عند التفكير في هذين المصطلحين. الدخل لا يعني موقع دخول الشحنة الكهربية إلى الترانزستور؛ أي إلى المجمع، كما أن الخرج لا يشير إلى موقع خروج الشحنة الكهربية؛ أي الباعث. بدلًا من ذلك، عندما نتحدث عن الدخل والخرج، فإننا نشير إلى كيفية توصيل هذا الترانزستور بدائرة كهربية.

عند توصيل هذا الترانزستور بدائرة كهربية بترتيب القاعدة المشتركة، سنوصل الباعث باعتباره دخلًا؛ وهو ما يعني وجود إشارة دخل في هذا الجانب. سيوصل المجمع باعتباره خرجًا؛ وهو ما يعني وجود إشارة خرج في هذا الجانب. في الوقت نفسه، توصل القاعدة باعتبارها دخلًا وخرجًا معًا أو باعتبارها أرضية.

كل هذا يعني أن تيار الدخل للترانزستور سيكون ‪IE‬‏؛ أي تيار الباعث، وأن تيار الخرج سيكون ‪IC‬‏؛ أي تيار المجمع. يرجع السبب في حديثنا عن الدخل والخرج هنا إلى أنه يمكننا حساب نسبة تكبير التيار باعتبارها النسبة بين تياري الدخل والخرج. على وجه التحديد، نسبة التكبير تساوي تيار الخرج على تيار الدخل. بما أننا نعلم أن تياري الدخل والخرج هما ‪IE‬‏، ‪IC‬‏، يمكننا التعويض بهما في هذه المعادلة.

الآن بعد أن توصلنا إلى ذلك، علينا تحديد النسبة بين ‪IC‬‏، ‪IE‬‏ بشكل عام، بما أننا لا نعلم قيمتين محددتين لهما. دعونا نتذكر العلاقة بين التيارات في الأجزاء الثلاثة لترانزستور. قيمة تيار الباعث تساوي مجموع قيمتي شدة تيار المجمع وشدة تيار القاعدة. بما أننا نعلم أن قيمة شدة التيار الذي يصل إلى القاعدة، أي ‪IB‬‏، لا تساوي صفرًا، فهذا يعني أن قيمة شدة تيار المجمع أصغر من قيمة شدة تيار الباعث. بالتفكير في ذلك بالنسبة لمعادلة نسبة تكبير التيار، إذا كانت قيمة شدة تيار المجمع أصغر من قيمة شدة تيار الباعث، فهذا يعني أن نسبة تكبير التيار ستكون عددًا أقل من واحد. في الواقع، هذه النسبة، أي نسبة تكبير التيار في الدوائر الموصلة بترتيب القاعدة المشتركة، يشار إليها برمز خاص، وهو ‪𝛼‬‏. وتكون هذه النسبة ثابتة لكل ترانزستور.

إذن، بعد معرفة كل ذلك، يبدو أن الخيار ج: تكون نسبة تكبير التيار أقل من واحد، لكنها لا تتلاشى، صحيح. عندما تشير الخيارات إلى تلاشي التيار، فهذا يعني أن نسبة تكبير التيار صغيرة جدًّا؛ حيث يمكننا إهمالها أو اعتبارها أنها تساوي صفرًا. ما دام الترانزستور موصلًا توصيلًا صحيحًا، ينبغي أن نتوقع أن نسبة تكبير التيار لن تتلاشى؛ لأن قيمة شدة تيار المجمع ستكون أصغر من قيمة شدة تيار الباعث لكنها لن تساوي صفرًا. بما أن قيمة شدة تيار الباعث لا يمكن أن تكون أكبر من قيمة شدة تيار المجمع، فإن نسبة تكبير التيار لن تكون أكبر من واحد. إذن، هذا يعني أن الإجابة الصحيحة للسؤال «أي من الآتي صواب؟» هي الخيار ج.