دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)
برسی نسل جدید ترانزیستور ها
ترانزیستورهای نسل جدید |
طبقه بندی : برق - مقالات |
این ترانزیستورهای جدید بجای بهرهگیری از سیلیکون، با ایندیوم فسفاید (indium phosphide) و ایندیوم گالیوم آرسناید ( indium gallium arsenide) ساخته میشوند. این مواد با هم ترکیب میشوند تا یک ماده سه لایه ایجاد شود که پایه ترانزیستورهای دوقطبی (bipolar) را تشکیل میدهد. هر ترانزیستور از سه قسمت ساخته میشود که عبارتند از امیتر، بیس و کلکتور. تیم طراح میگوید که ساختار کلکتور را با افزودن ایندیوم، کریستاله میکنند تا هتروجانکشن سودومورفیک (pseudomorphic heterojunction) درست شود. این پیوند اجازه میدهد تا الکترونها آزادانه تر بین دو لایه حرکت کنند که در نتیجه این عمل، سرعت بالا حاصل میشود. میلتون فینچ پروفسور مهندسی برق و کامپیوتر هولونیاک در ایلینویز که این مطالب را عنوان نمود اضافه کرد که هنوز چند سالی با ارائه نمونه عملی این ترانزیستورها به بازار فاصله داریم زیرا قیمتی که برای این نمونه تنظیم شده است 100 برابر ترانزیستور ساخته شده از سیلیکون است هرچند که انتظار میرود با تولید انبوه، این هزینه تا 90 درصد کاهش یابد. یکی از نقاط ضعف این مواد جدید آنستکه بشدت نیرو مصرف میکنند که باعث میشود تا نتوان آنها را در میکروپروسسورها کنار هم قرار داد. ![]() در سال 1971 میلادی اولین پردازنده شرکت اینتل به نام 4004 تعداد 2300 ترانزیستور داشت و30 سال بعد از آن پردازنده پنتیوم 4 تعداد 42 میلیون ترانزیستور داشت در طی این مدت استراتژی اصلی سازندگان تراشه ها برای ساختن پردازنده های سریعتر کوچکتر کردن ترانزیستورها بوده برای فعال کردن آنها در انجام اعمال تکراری و همچنین فعال کردن مدارهای بسیار پیچیده که درون یک طاس از جنس سیلیکون جاگذاری شده اند به هر حال نظر به اینکه نیم رساناها حتی بیشتر از پیچیده بودن مرحله ی مهمی را در اندازه و حجم و کارایی ترانزیستورها می گذارنند مانند مصرف برق و گرما که دارد پدیدار می شود که به چند عامل محدود می شوند که به سرعت در طراحی و ساخت تراشه ها بستگی دارد.کاربرد طرحهای موجود برای پردازنده های آینده به خاطر تراوش کنونی در ساختمان ترانزیستور غیر قابل انجام است که نتایجی را از قبیل مصرف زیاد برق و تولید زیاد گرما در برداشته است. |
منبع :
amirelectronic20.blogfa.com |
کوتاه از ترانزیستور
برسی ترانزیستور و نحوهی کار کرد آن
بر گرفته از وبسایت آبشار دات کام
رانزیستور چیست؟
تذکر:هنگام کار با مدار ها جدا احتیاط کنید و نکات ایمنی را رعایت نمایید و تا جاییکه امکان دارد از افراد آشنا به برق راهنمایی بطلبید.
ترانزیستورها یکی از قطعات اساسی در الکترونیک هستند.ترانزیستور ها سوئیچ هایی هستند که برای خاموش و روشن کردن بکار می روند.اگر چه ترانزیستور ها یک قطعه ی ساده هستند اما یکی از مهم ترین قطعات الکترونیکی هستند.مثلا ترانزیستور تنها قطعه ای است که در ساخت یک پردازشگر پنتیوم استفاده می شود.یک چیپ پنتیوم تقریبا 3.5 میلیون ترانزیستور دارد.ترانزیستور هایی که در پنتیوم وجود دارند کوچکتر از ترانزیستوری هستند که ما استفاده خواهیم کرد اما عملکرد آن ها یکسان است.شکا زیر ترانزیستوری که ما استفاده خواهیم کرد را نشان می دهد:
ترانزیستور دارای سه پایه به نام های کلکتور (Collector) و بیس (Base) و امیتر (Emitter) می باشد.معمولا کلکتور با حرف C و بیس با حرف B و امیتر با حرف E نمایش داده می شود.گاهی اوقات این پایه ها در طرف مسطح ترانزیستور مشخص شده اند.ترانزیستور دارای یک طرف صاف و یک طرف گرد می باشد.اگر طرف گرد آن رو به روی شما باشد پایه ی کلکتور سمت چپ,بیس در وسط و امیتر در سمت راست خواهد بود.
از نماد زیر برای رسم یا نمایش ترانزیستور در مدار استفاده می شود.
بیس,سوئیچ خاموش و روشن ترانزیستور می باشد.اگر جریان به سمت بیس جاری شود,جریان از کلکتور به سمت امیتر جاری خواهد شد (سوئیچ روشن است) و اگر جریانی به سمت بیس نداشته باشیم,جریان نمی تواند از کلکتور به سمت امیتر جاری شود (سوئیچ خاموش است).در شکل زیر مدار پایه ای را که ما برای ترانزیستور ها داریم مشاهده می کنید:
برای ساخت مدار ما باید ترانزیستور را همراه یک مقاومت دیگر به مداری که قبلا ساخته ایم اضافه کنیم.قبل از هرگونه تغییری در بردبورد (BreadBoard) منبع قدرت خاموش یا قطع کنید.برای قرار دادن ترانزیستور ابتدا پایه های آن را به آرامی جدا کنید و هر پایه را در سطری جداگانه در بردبورد قرار دهید.پایه ی کلکتور ترانزیستور باید با پایه ی مقاومتی که زمین شده است (با سیم مشکی) در یک سطر باشد.حالا یک سیم پرشی از مین به مقاومت 2.2 کیلواهمی و به امیتر ترانزیستور ببرید.سپس یکی از پایه های دیگر مقاومت را در یک سطر خارجی قرار دهید,حالا بردبورد شما باید شبیه شکل زیر باشد:
حال یک سر سیم پرشی زرد را در سطر مثبت (کنار خط قرمز) و سر دیگر آن را در همان سطر مقاومت 100 کیلو اهمی قرار دهید (به بیس متصل نشود).با روشن کردن منبع قدرت ال ای دی نیز رو شن خواهد شد.حال یک سر سیم پرشی زرد را از سطر مثبت به سطر زمین (کنار خط آبی) جابجا نمایید.با اینکار دیگر جریان به سمت پایه ی بیس ترانزیستور جاری نمی شود.
حال می خواهیم با استفاده از قانون اهم جریان وارد شده به ترانزیستور و جریانی که از ال ای دی عبور می کند را محاسبه کنیم.برای اینکار ما باید دو نکته را در مورد ترانزیستور ها در نظر داشته باشیم:
1)اگر ترانزیستور روشن باشد ولتاژ بیس آن 0.6 ولت بیشتر از ولتاژ امیتر خواهد بود.
2)اگر ترانزیستور روشن باشد ولتاژ کلکتور 0.2 ولت بیش تر از ولتاژ امیتر خواهد بود.
پس هنگامی که مقاومت 100 کیلو اهمی به منبع جریان مستقیم 12 ولت (12VDC) متصل باشد,مدار مانند شکل زیر خواهد بود:
بنابراین جریان جاری شده در مقاومت 100 کیلو اهمی برابر است با :
(12 – 0.6) / 100000 =
0.000114 A = 0.114 mA.
جریان جاری شده در مقاومت 2.2 کیلو اهمی برابر است با:
(10.6 – 0.2) / 2200 = 0.0047
A = 4.7 mA
اگر بخواهیم جریان جاری شدخ در ال ای دی افزای ش یابد,می توانیم از مقاومت کوچکتری نسبت به جای مقاومت 2.2 کیلو
اهمی استفاده کنیم و از این طریق ما بدون اینکه جریان ورودی را تغییر دهیم افزایش جریان در ال ای دی را خواهیم داشت.این یعنی اینکه ما می توانیم وسایلی را که با
قدرت بالایی کار می کنند (مانند موتورهای الکتریکی) را توسط مدارهایی با قدرت پایین و سبک کنترل کنیم.اگر چه میکرو کنترلر در نمی تواند جریان کافی برای روشن و خاموش کردن لامپ و موتور را تامین کند اما قادر است که ترانزیستور را خامنوش و روشن کند و ترانزیستور می تواند جریان زیاد لامپ ها و موتورها را کنترل کند.
همچنین بخاطر داشته باشید که وقتی که ترانزیستور خاموش است جریانی در آن جاری نمی شود.
کارهایی که یک الکترون ریزه میزه می تواند انجام دهد ، بسیار شگفت انگیز هستند. تیم تحقیقاتی دانشگاه پیتزبورگ با موفقیت اولین ترانزیستور کاربردی تک الکترونی دنیا را با نام SketchSETساختند. این ترانزیستور در حقیقت یکی از اجزای ضروری همه تکنولوژی های آینده، از درایوهای SSD کاملا فشرده و حجیم تا پردازنده های کوانتومی، خواهد بود.
ایده اولیه این کار ساده است: یک مجموعه از اتم ها که قابلیت جذب یک یا دو الکترون اضافی را دارند، در مجاورت سه نانو سیم (سیم های نیمه عایق در ابعاد نانو که در ترانزیستور ها و تولید لیزر کاربرد دارند) در بالای یک سطح ساخته شده از آلومینات-لانتانیوم قرار می دهند. سپس با استفاده از پویشگر تیز و بینهایت کوچک یک میکروسکوپ اتمی، درون نانوسیم ها یک تونل الکترونی ایجاد می کنند. تمامی این مجموعه هم مانند یک Etch-A-Sketch قابلیت پاک شدن و استفاده چندباره را دارد. شاید چندان ساده به نظر نیاید، اما برای دنیای علم و تکنولوژی، امری بسیار مهم تلقی می شود.
مهمترین نتیجه تولید این ترانزیسور، پشت سر گذاشتن قانون مور و فائق آمدن بر محدودیت های فیزیکی در شیوه های تولید ترانزیستور خواهد بود. شما در همان حجم قبلی، قدرت محاسبه بسیار بسیار بیشتری را در اختیار خواهید داشت. همچنین فابلیت فروالکتریک ترانزیستورها (حفظ موقعیت بدون نیاز به نیروی خارجی) باعث می شود که دیسک های SSD با ظرفیت های غیرقابل تصوری تولید گردد.
پس زنده باد ترانزیستور تک الکترونی. همه بی صبرانه منتظر کوچ SketchSET از آزمایشگاه به کارخانه هستیم. شما چه آینده ای را برای این دستاورد پیش بینی می کنید؟
جذابیت های برق
(1414)
در ستایش معماری
(1044)
تکنیک های نورپردازی، مهندسی روشنایی
(273)
فکر اقتصادی، کارآفرینی
(182)
تکنولوژی های روز دنیا
(4588)
504 لغت آیلتس IELTS(ضروری برای همه دانشجویان)
(196)
شرط پیشرفت+مدیریت زمان و انرژی
(777)
اطلاعات علمی ساده و خلاصه
(90)
خلاقیت های ناب ناب
(2463)
کافه کتاب،فرهنگ و ادبیات
(81)
هایلایت
(717)
رسانه (ایران، بین الملل)
(279)
خنده های رنگی رنگی
(1344)
دیدنی های تو دل برو
(1662)
آرامش بخشی
(318)
دیالوگ های ماندگار
(36)
وقایع و تصاویر تاریخی جذاب، گردشگری
(304)
ویرایش نشده ها
(3)
معرفی نویسنده و مدیر وبلاگ
(46)
POWERED BY MIHANBLOG.COM
Theme is created by: www.DesignDisease.com