12.5 : طرق تشغيل BJT

الترانزستور ثنائي القطب (BJT) هو مكون متعدد الاستخدامات في الإلكترونيات، يعمل في أربعة أوضاع متميزة تعتمد على انحياز الوصلات: الوضع النشط، والتشبع، والقطع، والمقلوب.

الوضع النشط: الوضع الأكثر شيوعًا للتضخيم، يتميز الوضع النشط بوصلة قاعدة باعث متحيزة للأمام ووصلة مجمع قاعدة متحيزة عكسيًا. يمكّن هذا الإعداد من حقن الإلكترونات من الباعث إلى القاعدة أثناء حجب حاملات الأغلبية في المجمع. والنتيجة هي تضخيم كبير، مع تيار قاعدة صغير يتلاعب بتيار مجمع أكبر بكثير.

وضع التشبع: في هذا الوضع، تكون الوصلات بين قاعدة الباعث وجامع القاعدة متحيزة للأمام. يشبه وضع التشبع المفتاح المغلق، مع الحد الأدنى من انحياز الجهد وأقصى خرج للتيار. يعد هذا الوضع نموذجيًا في عمليات التبديل حيث يحتاج الترانزستور إلى إجراء تيار عالٍ عبر أطرافه.

وضع القطع: هنا، كلا الوصلتين متحيزتان عكسيًا، مما يؤدي بشكل فعال إلى إيقاف أي تدفق تيار عبر الترانزستور، على غرار المفتاح المفتوح. يقوم هذا الوضع بإيقاف تدفق التيار، وهو أمر بالغ الأهمية في الدوائر الرقمية لتمثيل حالة "إيقاف التشغيل".

الوضع المقلوب: غير شائع في معظم التطبيقات، يتضمن الوضع المقلوب تقاطع قاعدة باعث متحيز عكسيًا ووصلة قاعدة مجمع متحيزة للأمام. يعكس هذا الترتيب أدوار المجمع والباعث. يتميز الوضع المقلوب بكسب تيار أقل، ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض كفاءة المجمع الذي يعمل كباعث بسبب انخفاض مستويات المنشطات مقارنة بالقاعدة.

يمكّن كل وضع تشغيل BJT من أداء وظائف مختلفة في الدوائر الإلكترونية، بدءًا من التضخيم في الوضع النشط إلى تبديل الوظائف في وضعي التشبع والقطع، وبالتالي تسليط الضوء على قدرة المكون على التكيف وأهميته في التصميم الإلكتروني والوظائف.