► To cite this version:

Michel Bakni. . 2019, 9782957688708. ⟨hal-02364351v2⟩

HAL Id: hal-02364351

https://hal.science/hal-02364351v2

Submitted on 14 Dec 2019

HAL is a multi-disciplinary open access archive
for the deposit and dissemination of scientific re-
search documents, whether they are published or not.
The documents may come from teaching and research
institutions in France or abroad, or from public or pri-
vate research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est des-
tinée au dépôt et à la diffusion de documents scien-
tifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant
des établissements d'enseignement et de recherche
français ou étrangers, des laboratoires publics ou
privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

Distributed under a Creative Commons Attribution - ShareAlike 4.0 International License
<figure><img src="image_2.png" /></figure>

# الترانزستورer ننائي القطب

## القواعد والفوائد

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>NPN</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>PNP</figcaption></figure>

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

م.ب.كْمِي
هذه الصفحة تُركِّت بيضاء عمداً لغرض تنسيق الكتاب.
# الترّانزّسٹور تُنَوّائِي القُطْب

## القواعد والفوائد

م. بکني
الإصدار الأول، (2019).

المؤلَّف: ميشيل نُفُولا بكي

مراجعة وتدقيق: ساندرا هانبو

تصميم الغلاف: زينة خُوري

البريد الإلكتروني: Michelbakni@gmail.com

البريد الإلكتروني: Sandra.hanbo@gmail.com

البريد الإلكتروني: Zeina159@hotmail.com

هذا العمل مُرْحَصَّنَّ تحت رُخصة المشاع الإبداعي نَسب المُصنَّف - التَّرْخيص بالمثل 4.0 دولي. لك مُطلق الحرية في:
1) المُشَارَكة: نَسخ وتوزيع وَنَقل العمل لأي وَسْطٍ أو شكل. 2) التَّعديل: المَزج التَّحويل، والإضافة على العمل.
 لأي غرض، بما في ذلك تجارياً.

لا يُمكن للمُرْحِص إلغاء هذه الصَّلاحيَّات طالما أُتُبعت شروط الرُّخصة. للاطلاع على نسخةٍ من الرُّخصة، قم بزيارة الموقع: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.ar

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercialShareAlike 4.0 International License. You are free to: 1) Share: copy and redistribute the material in any medium or format. 2) Adapt: remix, transform, and build upon the material for any purpose, even commercially.

The licensor cannot revoke these freedoms as long as you follow the license terms. To view a copy of this license, visit: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

<figure><img src="image_7.png" /></figure>
إلى أبي العزيز نقولا
الذي فتح عيناي على عالم
الكهرباء والإلكترونيات
هذه الصفحة تُركِّت بيضاء عمداً لغرض تنسيق الكتاب.
# فهرس الكتاب

7

10

15

17

21

23

25

26

27

31

33

34

36

37

37

38

39

41

41

42

42

43

43

43

44

46

47

47

48

فهرس الكتاب

فهرس الأشكال

فهرس الجداول

قائمة الزموز

مقدمة المؤلف

الفصل الأوّل: مقدمة عامّة: أصل النّسمية ونبذة تاريخيّة

1.1 مقدمة عامّة

2.1 أصل النّسمية

3.1 نبذة تاريخيّة

الفصل الثاني: خلفيّة عامّة عن أشباه الموصилات

1.2 أشباه الموصилات

2.2 مستويات الطاقة

3.2 الإشابة

1.3.2 النوع N

2.3.2 النوع P

4.2 حوامل الشحنات الأكثرية والأقلية

الفصل الثالث: بنية الترانسثور ثنائي القطب

1.3 الوصلة ثنائية الطبقات

1.1.3 بنية الوصلة

2.1.3 تحييز الوصلة

1.2.1.3 التحييز الأمامي

2.2.1.3 التحييز العكسي

2.3 الوصلة ثلاثيّة الطبقات

1.2.3 بنية الوصلة

2.2.3 تحييز الوصلة

3.2.3 تيارات الوصلة

1.3.2.3 العامل ألفا

2.3.2.3 العامل بيتا

3.3.2.3 تيارا التسريب العكسيّان
49

4.2.3 إعداد الوصلة

50

1.4.2.3 القاعدة المشتركة

52

2.4.2.3 الباعث المشترك

54

3.4.2.3 المجمع المشترك

57

الفصل الرابع: تحييز الترانزستور ثنائي القطب

59

1.4 مفهوم التحييز

59

2.4 نقطة العمل

59

1.2.4 تحديد موقع نقطة العمل

61

2.2.4 تحديد منطقة العمل

61

3.4 دارات تحييز الترانزستور

61

1.3.4 تحييز وصلة القاعدة المشتركة

63

2.3.4 تحييز وصلة الباعث المشترك: دارة التحييز الثابت

65

3.3.4 تحييز وصلة الباعث المشترك: دارة الباعث المستقر

66

4.3.4 تحييز وصلة الباعث المشترك: دارة مُقسِّم الجهد

68

5.3.4 تحييز وصلة الباعث المشترك: دارة التغذية العكسيّة

70

6.3.4 تحييز وصلة المجمع المشترك

73

الفصل الخامس: نُمْذَجَةُ الترانزستور ثُنَائِي القطب

75

1.5 نُمْذَجَةُ الترانزستور

75

2.5 النماذج الخطية

75

1.2.5 نموذج آر إي

76

2.2.5 النموذج المكافئ الهجين

78

3.2.5 نموذج تي

80

4.2.5 نموذج پای الهجين

82

3.5 النماذج غير الخطية

82

1.3.5 نموذج إيبرس مول

83

2.3.5 نموذج كوميل بون

85

الفصل السادس: تطبيقات الترانزستور ثنائي القطب

87

1.6 مُضَحِّم الإشارات المُتناوِبة

88

1.1.6 المُحدِّدات الأساسية

89

2.1.6 الإشارات الصغيرة

89

1.2.1.6 بحسب نموذج آر إي

92

2.2.1.6 بحسب النموذج المكافئ الهجين
95

97

99

100

102

102

105

107

108

110

115

117

118

121

123

125

135

141

141

142

143

3.2.1.6 بحسب نموذج پاي الهجين

3.1.6 الإشارات الكبيرة

1.3.1.6 A الصَّنف

2.3.1.6 B الصَّنف

3.3.1.6 C الصَّنف

2.6 قاطع إلكتروني

الفصل السابع: الاستجابة الترددية للترانسٹور ثنائی القطب

1.7 الاستجابة الترددية

1.1.7 عند الترددات المنخفضة

2.1.7 عند الترددات المرتفعة

الفصل الثامن: مهارات أساسية

1.8 قراءة ورقة البيانات

2.8 تحديد نوع ودبابيس الترانزسٹور

الملاحق

أ الجدول الدَّوري للعناصر الكيميائية

ب معرض الصور

قائمة المصطلحات

ثبت المراجع

أولاً: الكتب

ثانياً: المقالات

ثالثاً: الأشكال والصور
فهرس الأشكال

<table><thead><tr><th>رقم<br>الصفحة</th><th>توصيف الشكل</th><th>رقم<br>الشكل</th></tr></thead><tbody><tr><td>26</td><td>أشكال صناعية مختلفة من الترانزستور ثانوي القطب على مقياس واحد</td><td>1-1</td></tr><tr><td>27</td><td>رمزا الترانزستور ثانوي القطب المستعملان في رسوم الدّارات الإلكترونية</td><td>2-1</td></tr><tr><td>28</td><td>صور عن تاريخ الترانزستور</td><td>3-1</td></tr><tr><td>33</td><td>البنية وحيدة البُلورة في السيليكون</td><td>1-2</td></tr><tr><td>34</td><td>نموذج بور لذرتي الجرمانيوم والسيليكون</td><td>2-2</td></tr><tr><td>35</td><td>نطاقات طاقية في أنواع مختلفة من المواد: العازل وشِبه الموصِل والمُوصَل</td><td>3-2</td></tr><tr><td>37</td><td>شِبه موصِل مُشوب من النّوع N</td><td>4-2</td></tr><tr><td>38</td><td>شِبه موصِل مُشوب من النّوع P</td><td>5-2</td></tr><tr><td>41</td><td>وصلة PN بدون تحييز</td><td>1-3</td></tr><tr><td>42</td><td>وصلة PN محَيزة أماميًا</td><td>2-3</td></tr><tr><td>43</td><td>وصلة PN محَيزة عكسيًا</td><td>3-3</td></tr><tr><td>44</td><td>تمثيل تجريدي لبِنية الترانزستور ثانوي القطب</td><td>4-3</td></tr><tr><td>46</td><td>مناطق العمل بحسب جهود تحييز الوصلتين في ترانزستور ثانوي القطب بنوعيه، NPN و PNP</td><td>5-3</td></tr><tr><td>48</td><td>دارتا قياس تيار التسريب العكسيين في وصلة ثلاثية من النّوع NPN</td><td>6-3</td></tr><tr><td>51</td><td>إعدادات وصلة القاعدة المشتركة في ترانزستور ثانوي القطب</td><td>7-3</td></tr><tr><td>52</td><td>مُيَزتا الدخل والخرج لترانزستور ثانوي قطب سيليكوني من النّوع NPN في وصلة القاعدة المشتركة</td><td>8-3</td></tr><tr><td>53</td><td>إعدادات وصلة الباعث المشتَرك في ترانزستور ثانوي القطب</td><td>9-3</td></tr><tr><td>54</td><td>مُيَزتا الدخل والخرج لترانزستور ثانوي قطب سيليكوني من النّوع NPN في وصلة الباعث المشتَرك</td><td>10-3</td></tr><tr><td>55</td><td>إعدادات وصلة المجمع المشتَرك في ترانزستور ثانوي القطب.</td><td>11-3</td></tr><tr><td>55</td><td>مُيَزتا الدخل والخرج لترانزستور ثانوي قطب سيليكوني من النّوع NPN في وصلة المجمع المشتَرك</td><td>12-3</td></tr><tr><td>60</td><td>تحديد موقع نقطة العمل رياضياً من تقاطع خط الحمل مع أحد الخطوط البيانية لتيار الدخل في مُيَزَّة الخرج</td><td>1-4</td></tr></tbody></table>
<table><tr><td>61</td><td>تغَيُّر موقع نُفْقَة العمل بحسب تغيير مُحدِّدات دارة التَّحْيَز</td><td>2-4</td></tr><tr><td>62</td><td>منطقتا العمل الخطَّيَّة وغير الخطَّيَّة في مُيَزَّة الخرج لترانزسُتور ثُنَائِيَّ القطب</td><td>3-4</td></tr><tr><td>63</td><td>دارة إلكترونيَّة مستعملة في تحييز لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة القاعِدة المشتركة</td><td>4-4</td></tr><tr><td>64</td><td>الإدارة الإلكترونية المستعملة في التَّحْيَز الثَّابَت لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك</td><td>5-4</td></tr><tr><td>65</td><td>الإدارة الإلكترونية المستعملة في تحييز الباعث المستقر لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك</td><td>6-4</td></tr><tr><td>67</td><td>الإدارة الإلكترونية المستعملة في التَّحْيَز بمُقَسِّم الجُهد لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك</td><td>7-4</td></tr><tr><td>68</td><td>إدارة ثَيْفِينِين المُكافِئة لدارة التَّحْيَز بمُقَسِّم الجُهد لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك</td><td>8-4</td></tr><tr><td>69</td><td>الإدارة الإلكترونية المستعملة في التَّحْيَز بالتنَّغذية العكسيَّة لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك</td><td>9-4</td></tr><tr><td>70</td><td>إدارة إلكترونيَّة مستعملة في تحييز لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة المُجْمِع المُشْتَرِك</td><td>10-4</td></tr><tr><td>76</td><td>الإدارة المُكافِئة لنموذج آر إي لترانزسُتور من النَّوع NPN من أجل وصلة القاعِدة المشتركة</td><td>1-5</td></tr><tr><td>76</td><td>الإدارة المُكافِئة لنموذج آر إي لترانزسُتور من النَّوع NPN من أجل وصلة الباعث المُشْتَرِك</td><td>2-5</td></tr><tr><td>76</td><td>الإدارة المُكافِئة لنموذج آر إي لترانزسُتور من النَّوع NPN من أجل وصلة المُجْمِع المُشْتَرِك</td><td>3-5</td></tr><tr><td>76</td><td>زُبَاعِي الأقطاب المستعمل في النموذج المكافئ الهجين لترانزسُتور من النَّوع NPN</td><td>4-5</td></tr><tr><td>78</td><td>الإدارة المُكافِئة الكاملة للنموذج المكافئ الهجين لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة القاعِدة المشتركة</td><td>5-5</td></tr><tr><td>78</td><td>الإدارة المُكافِئة الكاملة للنموذج المكافئ الهجين لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك</td><td>6-5</td></tr><tr><td>78</td><td>الإدارة المُكافِئة الكاملة للنموذج المكافئ الهجين لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة المُجْمِع المُشْتَرِك</td><td>7-5</td></tr><tr><td>78</td><td>الإدارة المُكافِئة المُختَصرة للنموذج المكافئ الهجين لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة القاعِدة المشتركة</td><td>8-5</td></tr><tr><td>78</td><td>الإدارة المُكافِئة المُختَصرة للنموذج المكافئ الهجين لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك</td><td>9-5</td></tr><tr><td>78</td><td>الإدارة المُكافِئة المُختَصرة للنموذج المكافئ الهجين لترانزسُتور من النَّوع NPN بوصلة المُجْمِع المُشْتَرِك</td><td>10-5</td></tr><tr><td>79</td><td>نموذج تي لترانزسُتور ثُنَائِيَّ القطب</td><td>11-5</td></tr><tr><td>79</td><td>نموذج تي لترانزسُتور ثُنَائِيَّ القطب من النَّوع NPN ،بعد إضافة مقاومة الخرج r₀</td><td>12-5</td></tr><tr><td>80</td><td>نموذج پاي لترانزسُتور ثُنَائِيَّ القطب</td><td>13-5</td></tr></table>
<table><tr><td>14-5</td><td>نموذج پاي لترانزستور ثُنَائِي القطب من النُّوع NPN، بعد إضافة مقاومة الخرج r<sub>o</sub></td><td>81</td></tr><tr><td>15-5</td><td>نموذج پاي المُوسَع لترانزستور ثُنَائِي القطب من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك من أجل الترددات المرتفعة</td><td>81</td></tr><tr><td>16-5</td><td>الْدَّارَةُ الْإِلْكَتْرُونِيَّةُ المُكَافِئَةُ لِلْمُؤَذِنِ إِيْبرِس مُؤَل</td><td>82</td></tr><tr><td>17-5</td><td>الْدَّارَةُ الْإِلْكَتْرُونِيَّةُ المُكَافِئَةُ لِلْمُؤَذِنِ كُومِيْل بُون لترانزستور من النُّوع NPN</td><td>84</td></tr><tr><td>1-6</td><td>مُمَيَّزَةُ الخرج لترانزستور ثُنَائِي القطب مع ثُقَةِ عملِ في مُنتَصِف خطِ الحمل</td><td>87</td></tr><tr><td>2-6</td><td>نموذج عام ل نظام إلكتروني زُبَاعِي الأقطاب مع مجمُوعة المُحدَّدات الأساسيَّة</td><td>88</td></tr><tr><td>3-6</td><td>إدارة تحييز لترانزستور من النُّوع PNP بوصلة القاعِدة المشتَرِكة</td><td>89</td></tr><tr><td>4-6</td><td>الْدَّارَةُ المُتَّابَوَّةُ المُكَافِئَةُ لِدَارَةِ تَحْيَز لترانزستور من النُّوع PNP بوصلة القاعِدة المشتَرِكة بحسب نموذج آر إي</td><td>89</td></tr><tr><td>5-6</td><td>إدارة التَّحْيَز الثَّابِت لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك</td><td>90</td></tr><tr><td>6-6</td><td>الْدَّارَةُ المُتَّابَوَّةُ المُكَافِئَةُ لِدَارَةِ التَّحْيَز الثَّابِت لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك بحسب نموذج آر إي</td><td>90</td></tr><tr><td>7-6</td><td>إدارة التَّحْيَز بالباعث المستقر لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك</td><td>90</td></tr><tr><td>8-6</td><td>الْدَّارَةُ المُتَّابَوَّةُ المُكَافِئَةُ لِدَارَةِ التَّحْيَز بالباعث المستقر لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك بحسب نموذج آر إي</td><td>90</td></tr><tr><td>9-6</td><td>إدارة التَّحْيَز بمُقَسِّم الجُهَد لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك</td><td>91</td></tr><tr><td>10-6</td><td>الْدَّارَةُ المُتَّابَوَّةُ المُكَافِئَةُ لِدَارَةِ التَّحْيَز بمُقَسِّم الجُهَد لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك بحسب نموذج آر إي</td><td>91</td></tr><tr><td>11-6</td><td>إدارة التَّحْيَز بالتَّغَذِية العكسيَّة لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك</td><td>91</td></tr><tr><td>12-6</td><td>الْدَّارَةُ المُتَّابَوَّةُ المُكَافِئَةُ لِدَارَةِ التَّحْيَز بالتَّغَذِية العكسيَّة لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك بحسب نموذج آر إي</td><td>91</td></tr><tr><td>13-6</td><td>إدارة تحييز مُتَّبَع الباعث لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة المُجَمِّع المشتَرِك</td><td>92</td></tr><tr><td>14-6</td><td>الْدَّارَةُ المُتَّابَوَّةُ المُكَافِئَةُ لِدَارَةِ تَحْيَز مُتَّبَع الباعث لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة المُجَمِّع المشتَرِك بحسب نموذج آر إي</td><td>92</td></tr><tr><td>15-6</td><td>إدارة تحييز لترانزستور من النُّوع PNP بوصلة القاعِدة المشتَرِكة</td><td>92</td></tr><tr><td>16-6</td><td>الْدَّارَةُ المُتَّابَوَّةُ المُكَافِئَةُ لِدَارَةِ تَحْيَز لترانزستور من النُّوع PNP بوصلة القاعِدة المشتَرِكة بحسب النموذج المُكَافِئ الهجين</td><td>92</td></tr><tr><td>17-6</td><td>إدارة التَّحْيَز الثَّابِت لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك</td><td>93</td></tr><tr><td>18-6</td><td>الْدَّارَةُ المُتَّابَوَّةُ المُكَافِئَةُ لِدَارَةِ التَّحْيَز الثَّابِت لترانزستور من النُّوع NPN بوصلة الباعث المشتَرِك بحسب النموذج المُكَافِئ الهجين</td><td>93</td></tr></table>
<table><tr><td>19-6</td><td>إدارة التحييز بالباعث المستقر ل من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك</td><td>93</td></tr><tr><td>20-6</td><td>الإدارة المتناوبة المكافئة لدارة التحييز بالباعث المستقر ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين</td><td>93</td></tr><tr><td>21-6</td><td>إدارة التحييز بمُقَسِّم الجهد ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك</td><td>94</td></tr><tr><td>22-6</td><td>الإدارة المتناوبة المكافئة لدارة التحييز بمُقَسِّم الجهد ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين</td><td>94</td></tr><tr><td>23-6</td><td>إدارة تحييز مُتَنَبِّع الباعث ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة المُجَمَّع المشترك</td><td>94</td></tr><tr><td>24-6</td><td>الإدارة المتناوبية المكافئة لدارة تحييز مُتَنَبِّع الباعث من النوع NPN بوصلة المُجَمَّع المشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين</td><td>94</td></tr><tr><td>25-6</td><td>إدارة تحييز ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة القاعدة المشتركة</td><td>95</td></tr><tr><td>26-6</td><td>الإدارة المتناوبية المكافئة لدارة تحييز ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة القاعدة المشتركة بحسب نموذج پَّاي الهجين</td><td>95</td></tr><tr><td>27-6</td><td>إدارة التحييز التَّأَبَت ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك</td><td>95</td></tr><tr><td>28-6</td><td>الإدارة المتناوبية المكافئة لدارة التحييز التَّأَبَت ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج پَّاي الهجين</td><td>95</td></tr><tr><td>29-6</td><td>إدارة التحييز بالباعث المستقر ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك</td><td>96</td></tr><tr><td>30-6</td><td>الإدارة المتناوبية المكافئة لدارة التحييز بالباعث المستقر ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج پَّاي الهجين</td><td>96</td></tr><tr><td>31-6</td><td>إدارة التحييز بمُقَسِّم الجهد ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك</td><td>96</td></tr><tr><td>32-6</td><td>الإدارة المتناوبية المكافئة لدارة التحييز بمُقَسِّم الجهد ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج پَّاي الهجين</td><td>96</td></tr><tr><td>33-6</td><td>إدارة تحييز مُتَنَبِّع الباعث ل胸انزستور من النوع NPN بوصلة المُجَمَّع المشترك</td><td>97</td></tr><tr><td>34-6</td><td>الإدارة المتناوبية المكافئة لدارة تحييز مُتَنَبِّع الباعث من النوع NPN بوصلة المُجَمَّع المشترك بحسب نموذج پَّاي الهجين</td><td>97</td></tr><tr><td>35-6</td><td>الكفاءة وزاوية التَّوَصِّيل لأصناف متعددة لمُضَحِّم إشارات كبيرة باستعمال ل胸انزستور تُثَانِي القطب</td><td>98</td></tr><tr><td>36-6</td><td>أطوار خرج مُضَحِّمات الإشارات الكبيرة بالدرجات</td><td>98</td></tr><tr><td>37-6</td><td>مطالات الإشارة الدُّورِيَّة</td><td>99</td></tr><tr><td>38-6</td><td>مُضَحِّم إشارات كبيرة ل胸انزستوري تُثَانِي القطب من الصَّنف A</td><td>100</td></tr><tr><td>39-6</td><td>مُضَحِّم إشارات كبيرة ل胸انزستوري تُثَانِي القطب من الصَّنف B</td><td>101</td></tr><tr><td>40-6</td><td>دارتا مُضَحِّمي إشارات كبيرة ل胸انزستوريين تُثَانِي القطب من الصَّنف B</td><td>101</td></tr></table>
41-6

مُضَحِّم إشاراتٍ كبيرة ترانزستوريّ من الصّنف C

102

42-6

عمل الترانزستور ثُنَائِي القطب كقاطع إلكتروني

103

1-7

مُخطط بود للاستجابة الترددية لمُضَحِّم ترانزستوريّ ثُنَائِي القطب

107

2-7

مُضَحِّم ترانزستوريّ ثُنَائِي القطب مع مُكَثِّفات التَّمَرير

108

3-7

مُضَحِّم ترانزستوريّ ثُنَائِي القطب مع المُكَثِّفات الطُّفيليّة

110

4-7

نُمْذَجة ترانزستور ثُنَائِي القطب من النّوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك في حالة التَّرَدْدات المرتَقِعة من أجل دارة التَّحْييز بمقسّم الجهد بواسطة نموذج آر إي

111

5-7

مثال عن مخطط بود للاستجابة الترددية لترانزستور ثُنَائِي القطب، إعداد الوصلة: الباعث المُشْتَرِك، دارة التَّحْييز: مُقَسِّم الجهد

113

1-8

جزء من ورقة بيانات لعائِلة الترانزستورات 2N2219XX

117

2-8

قياس مُقاوّمة وصلتي الترانزستور ثُنَائِي القطب من النّوع NPN باستعمال مقياس المقاومة

119

3-8

أمثلة مُتَعَدِّدةً عن كيفية تحديد دبابيس الترانزستور ثُنَائِي القطب اعتماداً على طريقة التَّغليف

120
فَهْرَس الجَدَاوِل

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>رقم الجدول</th>
      <th>توصيف الجدول</th>
      <th>رقم الصفحة</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>1-2</td>
      <td>حوامل الشحنة الأكثرية والأقلية في شبه الموصيل المشوب</td>
      <td>38</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1-3</td>
      <td>حالات تحييز وصلتي PN في الترانزستور ثانوي القطب بحسب الجهود النسبية المطبقة على دبابيسه</td>
      <td>45</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2-3</td>
      <td>خصائص الوصلات المختلفة للترانزستور ثانوي القطب</td>
      <td>49</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3-3</td>
      <td>علاقات عامة لحساب تيارات الذبابيس في الترانزستور اعتماداً على الجهود بين الوصلات والجهد الحراري وتيار الإشباع</td>
      <td>50</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1-5</td>
      <td>الدارات المكافئة لنموذج آر إي لترانزستور NPN من أجل إعدادات الوصلات الثلاثة</td>
      <td>76</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2-5</td>
      <td>عوامل النموذج الهجين المكافئ والدارات المكافئة والمختصرة لترانزستور NPN من أجل إعدادات الوصلات الثلاثة</td>
      <td>78</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لوصلة القاعدة المشتركة بحسب نموذج آر إي</td>
      <td>89</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة الانحياز الثابت لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج آر إي</td>
      <td>90</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة الانحياز بالباعث المستقر لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج آر إي</td>
      <td>90</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة الانحياز بمفسمي الجهد لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج آر إي</td>
      <td>91</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>5-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة الانحياز بالتغذية العكسيّة لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج آر إي</td>
      <td>91</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>6-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة الانحياز مُنتَبِع الباعث لوصلة المُجَمِّع المشترك بحسب نموذج آر إي</td>
      <td>92</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>7-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لوصلة القاعدة المشتركة بحسب النموذج المكافئ الهجين</td>
      <td>92</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>8-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة الانحياز الثابت لوصلة الباعث المشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين</td>
      <td>93</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>9-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة الانحياز بالباعث المستقر لوصلة الباعث المشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين</td>
      <td>93</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>10-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة الانحياز بمفسمي الجهد لوصلة الباعث المشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين</td>
      <td>94</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>11-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لدارة مُنتَبِع الباعث لوصلة المُجَمِّع المشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين</td>
      <td>94</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>12-6</td>
      <td>المحددات الرئيسيّة لوصلة القاعدة المشتركة بحسب نموذج پاي الهجين</td>
      <td>95</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
<table><tr><td>13-6</td><td>المُحدِّدات الرَّئِيْسَيَّة لَدَارَة الانْحِيَاز الثَّابِت لوَصْلَة الْبَاعِث الْمُشْتَرِك بحَسَب نموذج پَاي الْهَجِين</td><td>95</td></tr><tr><td>14-6</td><td>المُحدِّدات الرَّئِيْسَيَّة لَدَارَة الانْحِيَاز بِالْبَاعِث الْمُسْتَقَرِّ لوَصْلَة الْبَاعِث الْمُشْتَرِك بحَسَب نموذج پَاي الْهَجِين</td><td>96</td></tr><tr><td>15-6</td><td>المُحدِّدات الرَّئِيْسَيَّة لَدَارَة الانْحِيَاز بِمُقَسِّم الْجُهَد لوَصْلَة الْبَاعِث الْمُشْتَرِك بحَسَب نموذج پَاي الْهَجِين</td><td>96</td></tr><tr><td>16-6</td><td>المُحدِّدات الرَّئِيْسَيَّة لَدَارَة مُنتَبِع الْبَاعِث لوَصْلَة الْمُجَمِّع الْمُشْتَرِك بحَسَب نموذج پَاي الْهَجِين</td><td>97</td></tr></table>
# قائمة الرّموز

(مرتَبَة تصاعديًا بحسب الأبجدية اللاتينية ثُمَّ اليونانية)

<table><thead><tr><th>الاسم</th><th>الرمز</th></tr></thead><tbody><tr><td>رِبح التَّيار</td><td>A<sub>i</sub></td></tr><tr><td>رِبح الجهد</td><td>A<sub>v</sub></td></tr><tr><td>معامل اقتران المحَوَّل</td><td>a</td></tr><tr><td>السِّعة الطُّفيليَّة بين القاعدَة والمُجمِّع</td><td>C<sub>bc</sub></td></tr><tr><td>السِّعة الطُّفيليَّة بين القاعدَة والباعث</td><td>C<sub>be</sub></td></tr><tr><td>السِّعة الطُّفيليَّة بين المُجمِّع والباعث</td><td>C<sub>ce</sub></td></tr><tr><td>مُكَتِّفَة النِّهاية المشتَّرَكة</td><td>C<sub>Com</sub></td></tr><tr><td>مُكَتِّفَة الباعث</td><td>C<sub>E</sub></td></tr><tr><td>المُكَتِّفَة المُكافِئَة لمُكَتِّفَات دَارَة الدَّخل</td><td>C<sub>i</sub></td></tr><tr><td>مُكَتِّفَة الجمل</td><td>C<sub>L</sub></td></tr><tr><td>مُكَتِّفَة أثر ميلر في دَارَة الدَّخل</td><td>C<sub>M<sub>i</sub></sub></td></tr><tr><td>مُكَتِّفَة أثر ميلر في دَارَة الخرج</td><td>C<sub>M<sub>o</sub></sub></td></tr><tr><td>المُكَتِّفَة المُكافِئَة لمُكَتِّفَات دَارَة الخرج</td><td>C<sub>o</sub></td></tr><tr><td>مُكَتِّفَة المَنْبَع</td><td>C<sub>S</sub></td></tr><tr><td>المُكَتِّفَة المُكافِئَة لسِعَات أسلاك التَّوصيل في دَارَة الدَّخل</td><td>C<sub>W<sub>i</sub></sub></td></tr><tr><td>المُكَتِّفَة المُكافِئَة لسِعَات أسلاك التَّوصيل في دَارَة الخرج</td><td>C<sub>W<sub>o</sub></sub></td></tr><tr><td>الأثر السِّعوي للانْتشار الحاصل عبر الوَسْلَة المُحَيَّزة عكسيًا في نموذج پاي للتردَّدات المرْتَفعة</td><td>C<sub>μ</sub></td></tr><tr><td>المُكَتِّفَة پاي</td><td>C<sub>π</sub></td></tr><tr><td>تردَّد القَطْع الأعلى</td><td>F<sub>H</sub></td></tr><tr><td>تردَّد القَطْع الأعلى لَدَارَة الدَّخل</td><td>F<sub>H<sub>i</sub></sub></td></tr><tr><td>تردَّد القَطْع الأعلى لَدَارَة الخرج</td><td>F<sub>H<sub>o</sub></sub></td></tr><tr><td>تردَّد القَطْع المرْتَبِط بالعامل بيتا</td><td>F<sub>β</sub></td></tr><tr><td>تردَّد القَطْع الأدنى</td><td>F<sub>L</sub></td></tr><tr><td>تردَّد القَطْع الأدنى المرْتَبِط بمُكَتِّفَة النِّهاية المشتَّرَكة</td><td>F<sub>Lcom</sub></td></tr><tr><td>تردَّد القَطْع الأدنى المرْتَبِط بمُكَتِّفَة الجمل</td><td>F<sub>L<sub>L</sub></sub></td></tr><tr><td>تردَّد القَطْع الأدنى المرْتَبِط بمُكَتِّفَة المَنْبَع</td><td>F<sub>L<sub>s</sub></sub></td></tr></tbody></table>
<table><tr><td>الموصليّة المنقولة</td><td>gm</td></tr><tr><td>عامل نسبة تحويل التيار الأماميّة في وصلة القاعدة المشتركة</td><td>hfb</td></tr><tr><td>عامل نسبة تحويل التيار الأماميّة في وصلة المجمع المشتّرك</td><td>hfc</td></tr><tr><td>عامل نسبة تحويل التيار الأماميّة في وصلة الباعث المشتّرك</td><td>hfe</td></tr><tr><td>عامل مقاومة الدخل في وصلة القاعدة المشتركة</td><td>hib</td></tr><tr><td>عامل مقاومة الدخل في وصلة المجمع المشتّرك</td><td>hic</td></tr><tr><td>عامل مقاومة الدخل في وصلة الباعث المشتّرك</td><td>hie</td></tr><tr><td>عامل موصليّة الخرج في وصلة القاعدة المشتركة</td><td>hob</td></tr><tr><td>عامل موصليّة الخرج في وصلة المجمع المشتّرك</td><td>hoc</td></tr><tr><td>عامل موصليّة الخرج في وصلة الباعث المشتّرك</td><td>hoe</td></tr><tr><td>عامل نسبة تحويل الجهد العكسيّة في وصلة القاعدة المشتركة</td><td>hrb</td></tr><tr><td>عامل نسبة تحويل الجهد العكسيّة في وصلة المجمع المشتّرك</td><td>hrc</td></tr><tr><td>عامل نسبة تحويل الجهد العكسيّة في وصلة الباعث المشتّرك</td><td>hre</td></tr><tr><td>تيار القاعدة</td><td>I<sub>B</sub></td></tr><tr><td>تيار المجمع</td><td>I<sub>C</sub></td></tr><tr><td>تيار التسريب العكسيّ بين المجمع والقاعدة مع باعث مفتوح</td><td>I<sub>CBO</sub></td></tr><tr><td>تيار ثنايّي المجمع</td><td>I<sub>CD</sub></td></tr><tr><td>تيار التسريب العكسيّ بين المجمع والباعث مع قاعدة مفتوحة</td><td>I<sub>CEO</sub></td></tr><tr><td>تيار الإشباع لثنايّي المجمع</td><td>I<sub>CS</sub></td></tr><tr><td>تيار إشباع المجمع</td><td>I<sub>Csat</sub></td></tr><tr><td>تيار الباعث</td><td>I<sub>E</sub></td></tr><tr><td>تيار التسريب العكسيّ بين الباعث والقاعدة مع مجمع مفتوح</td><td>I<sub>EBO</sub></td></tr><tr><td>تيار التسريب العكسيّ بين الباعث والمجمع مع قاعدة مفتوحة</td><td>I<sub>ECO</sub></td></tr><tr><td>تيار ثنايّي الباعث</td><td>I<sub>ED</sub></td></tr><tr><td>تيار الإشباع لثنايّي الباعث</td><td>I<sub>ES</sub></td></tr><tr><td>تيار الدخل</td><td>I<sub>i</sub></td></tr><tr><td>تيار الخرج</td><td>I<sub>o</sub></td></tr><tr><td>تيار الخرج الأعظمي</td><td>I<sub>Omax</sub></td></tr><tr><td>تيار الإشباع</td><td>I<sub>S</sub></td></tr><tr><td>الاستطاعة المستمرّة المقدّمة من دارة التغذية</td><td>P<sub>i dc</sub></td></tr><tr><td>استطاعة الخرج الأعظميّة</td><td>P<sub>Omax</sub></td></tr></table>
<table><thead><tr><th>الاستطاعة المُنتَابُوَّبة في الإشارة المُضَحَّمة في الخرج</th><th>P<sub>o(ac)</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>شحنة الإلكترون</td><td>q</td></tr><tr><td>مُقاوَّمة القاعدة</td><td>R<sub>B</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة المُجَمَّع</td><td>R<sub>C</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة الباعِث</td><td>R<sub>E</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة التَّغَذِيَّة العكسيَّة</td><td>R<sub>F</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة الدَّخل</td><td>R<sub>i</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة الجمل</td><td>R<sub>L</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة الجمل في دارة المُحوَّل الثَّانويَّة من دارة المُحوَّل الأوليَّة</td><td>R'<sub>L</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة الخرج</td><td>R<sub>o</sub></td></tr><tr><td>مقاوَّمة منبع الدَّخل</td><td>R<sub>S</sub></td></tr><tr><td>مقاوَّمة ثييفينين المكافئة</td><td>R<sub>TH</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة القاعدَة التَّسلسليَّة</td><td>r<sub>b</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة الباعِث المتزايدة</td><td>r<sub>e</sub></td></tr><tr><td>مُقاوَّمة الخرج</td><td>r<sub>o</sub></td></tr><tr><td>مقاوَّمة الانتشار للوصلة المُحيَّزة عكسيًا</td><td>r<sub>μ</sub></td></tr><tr><td>المقاوَّمة بآي</td><td>r<sub>π</sub></td></tr><tr><td>ثابت بولتزمان</td><td>T</td></tr><tr><td>جُهد إيرلي</td><td>V<sub>A</sub></td></tr><tr><td>جُهد تغذية القاعدة</td><td>V<sub>BB</sub></td></tr><tr><td>فرق الجُهد بين القاعدَة والمُجَمَّع</td><td>V<sub>BC</sub></td></tr><tr><td>فرق الجُهد بين القاعدَة والباعِث</td><td>V<sub>BE</sub></td></tr><tr><td>فرق الجُهد بين المُجَمَّع والقاعدَة</td><td>V<sub>CB</sub></td></tr><tr><td>جُهد تغذية المُجَمَّع</td><td>V<sub>CC</sub></td></tr><tr><td>فرق الجُهد بين المُجَمَّع والباعِث</td><td>V<sub>CE</sub></td></tr><tr><td>فرق الجُهد بين الباعِث والقاعدَة</td><td>V<sub>EB</sub></td></tr><tr><td>فرق الجُهد بين الباعِث والمُجَمَّع</td><td>V<sub>EC</sub></td></tr><tr><td>جُهد تغذية الباعِث</td><td>V<sub>EE</sub></td></tr><tr><td>جُهد الدَّخل</td><td>V<sub>i</sub></td></tr><tr><td>جُهد الخرج</td><td>V<sub>o</sub></td></tr><tr><td>جُهد الخرج الأعظمي</td><td>V<sub>Omax</sub></td></tr></tbody></table>
<table><tr><td>الجهد الحراري، جهد ثنيين المكافئ</td><td>VTH</td></tr><tr><td>المعاوقة منظورة من القاعدية</td><td>Zb</td></tr><tr><td>معاوقة الدخل</td><td>Zi</td></tr><tr><td>معاوقة الخرج</td><td>Zo</td></tr><tr><td>العامل ألفا الأمامي</td><td>αF</td></tr><tr><td>العامل ألفا العكسي</td><td>αR</td></tr><tr><td>العامل بيتا الأمامي</td><td>βF</td></tr><tr><td>قيمة العامل بيتا عند الترددات المتوقّطة والمنخفضة</td><td>βmid</td></tr><tr><td>عامل ربح الإشارات الصغيرة</td><td>βo</td></tr><tr><td>العامل بيتا العكسي</td><td>βR</td></tr><tr><td>كفاءة التضخم</td><td>η</td></tr></table>
# مُقَدِّمَةِ الْمُؤَلِّفِ

إِنَّ الحمدَ وَالثناءَ هُما لَهُ وَحدهُ، هو الَّذي غرسَ فينا العقلَ والفصولَ وخُبُّ السُّؤالَ، وأنعمَ علينا بالفكر والمعرفة والاستدلال، وأبعدنا عن الجدل والقِيل والقال، فنجَّانا من الصَّالِل وكشف لنا الجمال، هو الأوَّل والآخر والأصل والمنتهى، وبه نستعين.

أما بعدُ،

هذا هو مُؤَلِّفِي الثَّانِي في مباحث العلوم والمعارف التَّطْبِيقِيَّة، ويُعْنَى بالترانزستور ثُنَائِي القُطب، وهو عُنْصَر إلكتروني صُبِّع في مخابر الأبحاث مُذَّذ أكثر من نصف قرنٍ من الزمان، فأحدث ثورة تقنية لا نزال نعيش في ظلالها حتى اليوم، فلا يكاد يخلو جهاز إلكتروني حديث منه. ناهيك عن كون دراسة الترانزستور ثَنَائِي القطب هي أوَّل المداخل إلى الهندسة الإلكترونيَّة. وعلى الرُّغم من ذلك، فلسْت أعرف فيما قرأتُ، بالعربية والإنجليزيَّة والفرنسية، كتاباً مختصاً بهذا الشَّان بحد ذاته.

يقع هذا الكتاب في ثمانية فصول، أوَّلها نَبْذة تاريخية وشرح عن أصل اسم الترانزستور وشكل رمزه، وثانيها عن أشباه الموصالت وهي المواد التي تشكِّل اللبئنات الأساسية التي يُبنى منها هذا العُنْصَر، وثالثها عن بنية الترانزستور وإعداد وصلاته الثلاثة والعلاقات الرئيسيَّة الناظمة لعمله، ورابعها عن تحييز الترانزستور ومعناه والدَّارات الإلكترونيَّة المستعملة لتحقيق ذلك، وخامسها عن نَمْذَجَة الترانزستور، الخطية منها وغير الخطية، وسادسها عن تطبيقات الترانزستور كمُضَحِّم للإشارات الصغيرة والكبيرة وكمفتاح إلكتروني، وسابعها عن استجابة الترانزستور الترددية وكيفية تحديد ترددات قطعه وربجه، وثامنها عن مجموعة من المهارات الأساسية في التعامل مع الترانزستور وورقة بياناته.

يتطلب تصفح هذا الكتاب معرفة مُسبقة بأسس الهندسة الكهربائية، وقد أشرت في غير موضع في حواشي الكتاب إلى قوانين ونظريات استعملتها في مَتْنه، كقانوني كرشوف ونظرية ثيفينين، وذكرت عندها نصوصها دون توسع فهذا ليس شأننا في مباحث الكتاب. بالإضافة لذلك، فقد استعملت مقادير فيزيائية مع واحداتها القياسية أو المُشَتَّقة دون تعريف أو استنباط، ومنها على سبيل المثال الشحنة الكهربائية وواحدتها الكولون، والمقاومة الكهربائية وواحدتها الأوم، وغير ذلك، فاقتضى هذا الاستعمال التَّنويه.

إِنَّ مُحتوى هذا الكتاب منشور تحت رخصة المشاع الإبداعي: نسب المُصنَّف 4.0، وقد سبق أن قمت بنشر أجزاء كبيرة منه في مقالة الترانزستور ثَنَائِي القُطب في ويكيبيديا العربية، وهي المقالة التي طورتها مما بين دفتي كتابي هذا حتى جعلتها مُسوِّمة بوسم المحتوى المختار (1)، فإذا هي صدقة جارية وعلم يُنْتَفَع به. وأَمَّا الصُّور والأشكال التي يزيد عددها عن المَنَة، فهي في أغلبها من إعدادي وتصميمي، وقد قمت برفعها كلَّها على ويكيبيديا كومزمن بنسختين: عربية وإنكليزية تحت نفس الرخصة السابقة، وأرقت ف في نهاية الكتاب جدولاً تفصيلياً يتضمن الأسماء الأصلية للصور التي استعملتها وأسماء مُؤَلِّفيها وزرخصها.

ولقد جاهدت جهاداً كبيراً في سبيل تعريب المُصطلحات العلمية، وبحثت طويلاً عن الجذور العربية المقابلة لكل جذري أجنبي مُستعمل، وعن تصاريف الكلمات الدَّارِجة واستخداماتها، وأوردت في النهاية سرداً تفصيلياً يضم كل الكلمات المُعرَّبة التي

<footnote>(1) نُشرت هذه الأجزاء في 9 مايو 2019، ووسمت المقالة في 23 أكتوبر من نفس العام، انظر تاريخ مقالة ترانزستور ثَنَائِي القُطب في موسوعة ويكيبيديا العربية، أو تحقق من ذلك بالضغط على الرَّابط هَنَا.</footnote>
أَتَيْتُ على ذِكرها في مَتن الكتاب، كما حَرَصْتُ على ضبط الكلام أَغلَبِه بالشَّكل، وذلك تحسيناً للفظ وجِفاضاً على سلامة النُّطَق.

بإِضافة لما سبق، فقد استعملت في غير مَوقعٍ بعضاً من الحروف المُضافة للأبجدية العربية، وهي الباء (پ) والفاء (ڤ)
المُتَلَثَّنِين والكاف المشروطة (ك)، وذلك في الكلمات المُعرَّبة التي تحتوي مقاطع صوتية ليس لها مَقابلٌ في الأبجدية العربية.

وإِنِّي أَتَوجَهُ بالشَّكر إلى أُستاذٍ القدير أُوكتافيَان كُوريا الذي زَوَدْني ببعضٍ من أَهم المراجع التي اعتمدت عليها في هذا
الكتاب، وأجابني غير مَرَّة على عددٍ من القضايا مُنقاشة وشرحاً، وكان صاحب الفضل في ترتيب الفصول كما سترد فيما سيأتي،
وما كان بالإمكان لهذا الكتاب أن يُبَصِّر النُّور لولا هذه المداخلات قليلة العدد عظيمة القيمة، واستوجب ذلك مني ذكر مُساهمته
عرفانا وتتميناً.

وأَتَمَنَّ أَخِيراً أن يَصل هذا الكتاب إلى أيدي المُتَحَدِّثِين باللغة العربية من أبنائنا طلبة هندسات الكهرباء والإلكترونيات
والحاسوب وما تضمُّه من اختصاصات فَرْعِيَّة، فيكون أحد أسس دراستهم ومَرجعاً يعودون إليه كُلَّما اقتضت الحاجة، وتلك هي
غايتي ومَرتجاي.

والله غالبٌ على أمره، وهو وَلِي التوفيق

2019-10-24 بايون
الفصل الأوَّل:

مُقدِّمة عامة: أصل التَّسمية

ونَبْذةٌ تاريخية
في هذا الفصل:

مُقَدِّمَةٌ عَامَّةٌ عَن مُحْتَوَى الْكِتَابِ، مُرْتَبَّةٌ بِحَسَب وَرُود فَصْوِهِ، يُلِي هَا عَرْضُ لأَصْلِ
اسِم التَّرَانِز سُتُور ثُنَائِي القَطْب وَلِشَكْلِ رَمْزِهِ، ثُمَّ نَبْذَةٌ تَارِيخِيَّةٌ لأَهْمِ الْمَحَطَّاتِ الَّتِي
رَافِقَتْ تَطْوِيرَهُ.
# مقدمة عامّة: أصل التسمية ونبذة تاريخية

## 1.1 مقدمة عامّة

الترانزستور ثانوي القطب أو ترانزستور الوصلة ثانوية القطب هو عُنصر إلكتروني فعال شبه موصيل ثلاثي الطبقات، يتكون من طبقتين من نفس النوع تفصل بينهما طبقة ثالثة مغايرة. تكون مادة الطبقات من أشباه الموصاالت إما من النوع N، وتقرأ إن، أو من النوع P، وتقرأ بي. إذا كانت الطبقتان من مادة شبه موصيل مشوب من النوع N والطبقة المغايرة من شبه موصيل مشوب من النوع P فإن الترانزستور يكون من النوع NPN، وتقرأ إن پي إن. أما إذا كانت الطبقتان من شبه موصيل مشوب من النوع P، وكانت الطبقة المغايرة من شبه موصيل مشوب من النوع N، فإن الترانزستور يكون من النوع PNP، وتقرأ پي إن پي.

Print the text in the image.

ضع الترانزستور للمرة الأولى في عام 1947 م في مختبرات پل، بإشراف كلٍ من والتر بزاتين وجُون باردين وويليام شوكلي.

لاحقاً، حصل الثلاثة على جائزة نوبل في الفيزياء في العام 1956 م تقديراً لعملهم. أصبح الترانزستور ثانوي القطب متوافراً للاستخدام التجاري. منذ منتصف الخمسينيات من القرن العشرين، وكان حجر أساس في ثورة تقنية وإلكترونية، ولا يكاد يخلو جهاز إلكتروني حديث من هذا العنصر اليوم.

هناك ثلاث نهايات طرقية للترانزستور ثانوي القطب شمَّى دبابيساً، هنَّ القاعدة والمجمع والباعث، وتنتصل كل نهاية منها مع إحدى طبقات الترانزستور. يمكن تمثيل الترانزستور بحسب بنيته على شكل ثانئيين يُسمَّيان وصلتي القاعدة والباعث، والقاعدة والمجمع، ويشتركان بالمصعد أو بالمهمبط بحسب نوع الترانزستور. ولهذا فإن الترانزستور يخضع لنفس قواعد التحييز الخاصة بالثانوي. عملياً، هناك أربع حالات لتحييز وصلتي الترانزستور هنَّ: التحييز الأمامي لوصلة القاعدة والباعث مع التحييز العكسي لوصلة القاعدة والمجمع أو بالعكس، أو تحييز كلتا الوصلتين أمامياً أو كلتاها عكسياً، وينتج عن كل عملية تحييز خواص مختلفة يمكن الاستفادة منها لتوظيف الترانزستور.

هناك العديد من الدّارات التي تُحقق حالات الانحياز المختلفة للترانزستور، ويجري تصنيفها بحسب النهاية المشتركة بين دارتي الدّخل والخرج في الدّارة المعتبرة، وينتج عن ذلك ثلاثة تصانيف مختلفة لإعداد الوصلة هي: القاعدة المشتركة والباعث المُشْتَرِك والمُجْمَع المُشْتَرِك (1) ولكل وصلة خواص مختلفة عن الأخرى، لكن أكثرها استعمالاً هي وصلة الباعث المُشْتَرِك. هناك عدّة نماذج تُستخدم لتمثيل عمل الترانزستور، أهمها نموذجا آر إي وپاي الهجين، وفيهما يجري تعويض الترانزستور بعناصر كهربائيّة خطية غير فعالة، ثُمَّ تُحسب المحددات الأساسيّة الصّابطة لعمله، مثل ربحي الجهد والتّيار. وتهدف عملية النّمذجة إلى إيجاد تمثيل رياضي قادر على محاكاة عمل الترانزستور.

تتحدد آلية عمل الترانزستور بحسب موقع نقطة العمل، وهي نقطة تقع على محددات الخرج الخاصة بالترانزستور وتربط بين جهد الخرج وتياره، ويمكن تحديد موقعها بدقة من خلال اختيار عناصر دارة التحييز. على أي حال، يمكن أن يعمل الترانزستور كمُضَحِّم الإشارات الكهربائية الصغيرة أو كمُضَحِّم للاستطاعة، وفي كلتا الحالتين يقوم الترانزستور بتضخيم إشارة كهربائية تُوصل إلى دارة دخلها، ثُمَّ نقلها إلى دارة خرجه. كما يمكن أن يعمل كمفتاح إلكتروني، وفي هذه الحالة يجري التحُكُّم بتدفق التيار في دارة خرج الترانزستور من خلال الجهد المُطبق في دارة الدخل.

<footnote>(1) هذه ترجمة شائعة ولكنها غير دقيقة للكلمة الإنكليزية Common، والأدق هو استعمال كلمة "مرجعي" بدلاً من "مشتَرِك"، ولكن جرى الإبقاء على الترجمة الشائعة في فصول هذا الكتاب.</footnote>
<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>الشكل (1-1): أشكال صناعية مختلفة من الترانزستور ثانوي القطب على مقياس واحد.</figcaption></figure>

يُبدي الترانزستور استجابة تردديّة ذات شكل هضبي تابعة لتردّدات إشارة الدخل. مع زيادة التردد، يرتفع ربح الترانزستور ليصل إلى أعلى قيمة ممكنة، ثُمَّ يظل ثابتاً على طيف واسع من الترددات قبل أن يعود وينخفض من جديد مع زيادة التردد فوق عتبة محددة. عملياً، يُكون ربح الترانزستور أعلى ما يمكن إذا كان تردد الإشارة يقع بين ترددين محددين يُسمّيان ترددا الفطع الأدنى والأعلى، وتتبع قيمة هذين الترددين لعددٍ من عناصر الدارة أهمها مكثفات العزل والتمرير والسمعات الطفيلية بالإضافة للمقاومات المستعملة في الدارة.

منذ منتصف الخمسينيات من القرن العشرين، يتوافر الترانزستور في الأسواق كمنتج تجارٍ يُمكن شراؤه واستعماله في تصميم الدّارات الإلكترونيّة المخْتَلِفة، ويتطَّلب ذلك مهاراتٍ محددة لقراءة ورقة البيانات الخاصة به والتي تُرفقها الشركة المصنعة مع العنصر الإلكتروني، وهي تحتوي على مُواصفاته وخواصِه. بالإضافة لذلك، يتطلب استعمال الترانزستور امتلاك مهاراتٍ خاصة لتحديد نوعه ودبابيس طرفياته، إمّا عن طريق اللجوء إلى ورقة البيانات الخاصة به، أو عن طريق القياس باستعمال مقياس المقاومة.

## 2.1 أصل التسمية:

سُمي هذا الترانزستور باسم ترانزستور الوصلة ثانوية الأقطاب (2)، اختصاراً بBT، لأنّه يعتمد في مبدأ عمله على وصلة فيزيائية مكونية من نوعين من حوامل الشحنات الكهربائية، وهي الثغرات الإلكترونيّة والإلكترونات الحرة. ويسمى تعريباً الترانزستور ثانوي القطب، وأيضاً المُقلّل زوجي الأقطاب، وهذه مشتقة من أُفحل يُححل إقحالاً فهو مُقلّل، والقلّل هو الجفاف والقحط (3)، وتشير هذه الكلمة إلى منطقة الافتقار أو العبور في الوصلة الثانوية.

يُرمز للستور ثانوي القطب بالشكل الآتي: خط مستقيم يُمثل مادة شبه الموصل، يتصل هذا الخط مع ثلاث تفريعات، تكون إحداها متعامدة معه، ويُشير التعامد إلى وجود وصلة ذات مقاومة أوميئية، ونسمى هذا التفريعة بقاRevisionة الترانزستور Base. أما التفريتان الآخريان، فنسمّيان الباعث Emitter والمجمع Collector، وتكونان مائلتين بزاوية قيمتها 60 درجة عن الخط

<footnote>(2) جميع الكلمات الأجنبية الواردة في هذا الكتاب مكونة باللغة الإنكليزية ما لم يرد خلاف ذلك.</footnote>

<footnote>(3) انظر مادة قحل في قاموس لسان العرب.</footnote>
المستقيم. هناك رأس سهم في منتصف التفريعة التي تصل بين القاعدة والباعث، حيث وهو يحدد نوع الترانزستور، حيث يشير دائماً إلى شبه الموصول المشوب من النوع N. فإذا كانت القاعدة من النوع N أشار إليها، وكان الترانزستور من النوع PNP. أمّا إذا كانت من النوع P، أشار رأس السهم باتجاه الباعث، وكان الترانزستور من النوع NPN. توجد التركيبة السابقة ضمن إطار تغليف دائري (4)، ويُبين الشكل (2-1) الرمزين المستعملين لنوعي الترانزستور ثانوي القطب.

سُمِّيت القاعدة بهذا الاسم لأنها كانت الأساس الذي ارتكبت عليه البنية كاملة في الترانزستورات الأولى، أمّا الباعث فأطلق عليه هذا الاسم لأنه المصدر، أو الباعث الأساسي، لحوامل النيحنة. فيما سُمِّي المُجمِّع بذلك لأنّه يقوم بالتقاط أو تجميع حوامل الشحنة المُنطلقة من الباعث والقاعدية.

## 3.1 نبذة تاريخية:

خلال النِّصف الأولى من القرن العشرين، كان الصِّمام المُفرَّغ هو العنصر الإلكتروني الذي تدور حوله الأبحاث. في العام 1904م، نجح جُون فلمنگ في تطوير ثانوي الصِّمام المُفرَّغ Vacuum-tube diode، ثمّ أضاف لي دِي فُورِست شبكة تحكُّم له في عام 1906م، لينتج بذلك أول مُضخِّم إلكتروني، وهو الصِّمام ثلاثي المساري Triode، والَّذي استعمل بشكل مُكثفٍ في تطبيقات الرَّاديو والهاتِف، وخضع في السنوات اللاحقة لتعديلات كثيرة ليتمكَّن من تحمل استطاعة أعلى وليعمل على ترددات أكبر مع محاولات مُستمرَّة لتصغير حجمه.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>الشكل (2-1): رمزا الترانزستور ثانوي القطب المستعملان في رسوم الدَّارات الإلكترونية، تشير الأحرف اللاتينية (B و C) إلى الأحرف الأولى من الكلمات: القاعدة والمُجمِّع والباعث باللغة الإنكليزية على الترتيب.</figcaption></figure>

<footnote>(4) بخصوص رمز الترانزستور في رسوم الدَّارات الإلكترونية، انظر ص. 112-113 في [30] في ثبت المراجع.</footnote>
في العام 1930م، حصل الفيزيائي يُوليوس ليلينفيلد على أول براءة اختراع خاصَّة بمبدأ عمل ترانزستور الأثر الحقلي، ولكنه لم ينشر أي أبحاث لاحقة حول ذلك، وتم تجاهل عمله بشكل كامل على المستوى الصناعي، بينما حصل الفيزيائي أوسكار هيل لاحقاً على براءة اختراع أخرى لTRANZISTOR الأثر الحقلي في العام 1935م (5).

استخدم الصمَّام الإلكتروني في عملية تضخيم الإشارة في شبكات الهاتف، ولكنه كان غير موثوق، بالإضافة لاستهلاكه العالي للطاقة لإشعاعه الحراري. وفي الثَّالثينيات من القرن العشرين، بدا واضحاً بالنسبة للمسؤول عن مُختبرات ٣١، مارقين كيلي، بأن هناك حاجة ماسة لجهاز جديد يواكب تطلعات شركات الهاتف الراغبة في مزيد من التوُّسُع. بدأ العمل على صنف ذي مواصفات غريبة من العناصر سُمي أشباه الموصِّلات. خلال الحرب العالمية الثانية، عملت مُختبرات ٣١ بشكل حثيث لتطوير بُلورة نقية من غُنسر شبه موصِّل هو الجرمانيوم، وذلك لاستخدامها في مازج الترددات المستعمل في وحدات استقبال الرادارات. في نفس الوقت، نجح مشروع آخر في نفس المُختبرات في إنتاج بُلورات أشباه موصِّلات من الجرمانيوم ذات جودة جيدة.

في 23 ديسامبر من العام 1947م، نجح والتَّر براتين وجُون باردين وولِيَّام شوكلي في مُختبرات ٣١ في صناعة أول ترانزستور باستعمال الجرمانيوم، وسُمي ترانزستور نقطة الاتصال Point-contact transistor، كان الترانزتسور الأوَّل مُكوناً من قُطبين معدنيين مُتقَّربين مُثبتَين برقَّة على سطح شريحة من الجرمانيوم. سُمِّيت النُّقطتان بالباعث والمُجمع على التوالي، أمَّا السطح السفلي لشريحة الجرمانيوم فقد سُمي بالقاعدة. كان مبدأ عمل الترانزستور يعتمد على تحييز الباعث أماميًا، من أجل تضخيم التيار القادم من القاعدة. وبعد سَتَّة أشهر، وتحديداً في 30 يونيو 1948م، أعلنت مُختبرات ٣١ عن الاختراع رسميًا في مؤتمر صحفي. لقد كانت إيجابيَّات الترانزستور مقارنةً مع الصمَّام الثَّلثي واضحة منذ البداية، فهو أصغر حجمًا وأقل وزنًا وليس بحاجة لفترة تسخين أو إجماع، ما يجعله مُتاحاً للاستخدام الفوري، بالإضافة لكونه أقل استهلاكاً للطاقة.

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

الشكل (3-1): صور عن تاريخ الترانزستور. إلى اليمين: مُخترعو الترانزستور ثُنائي القطب في مُختبرات ٣١ في العام 1948م. وقوفاً من اليمين والتَّر براتين وولِيَّام شوكلي وجُون باردين. إلى اليسار: نسخة طبق الأصل من أول ترانزستور نقطة اتصال تم تصنيعه، عرضته لوسنت تكئولوجيز عام 1997م بمناسبة مرور خمسين عاماً على صناعة أول ترانزستور ثُنائي القطب.

<footnote>(5) سُجلت براءة المبدأ تحت الاسم الزَّمزي US1745175 تاريخ 1-28-1930، أمَّا براءة الترانزستور فقد سُجلت تحت الاسم الزَّمزي
تاريخ 1-06-1935 GB439457</footnote>
في الفترة التالية، تواصل عمل الفريق لتحسين الترانزستور من خلال إزالة نقاط الاتصال والاستعاضة عنها بوصلة PN، وثقراً بـي إن. ثُمَّ نجحوا في صناعة ترانزستور يعمل بهذا المبدأ، لكنه عجز عن تقديم استجابة ترددية بجودة تلك التي يُقدِّمها ترانزستور نقطة الاتصال. نتيجةً لذلك، تأَخَّر الإعلان عن نجاح تنفيذ وصلة PN حتى العام 1951م، لإتاحة الوقت لمعالجة مشكلة الاستجابة الترددية. بعد ذلك بأربعة أعوام، وتحديداً في العام 1956م، حصل المخترعون الثلاثة على جائزة نوبل في الفيزياء بسبب "أبحاثهم على أشباه الموصилات ولاكتشاف تأثير الترانزستور" (6).

كان عنصر الجرمانيوم غير مستقر كيميائيًا بشكل كافي، بالإضافة لدرجة انصهاره المنخفضة. لذلك، أصبح التضافس يدور حول تطوير ترانزستور وصلة ثُنائية القطب باستعمال شبه موصلي آخر هو السيليكون، الذي يقع مباشرة فوق الجرمانيوم في الجدول التُّوري (انظر الملحق أ)، ويُبدي خواصاً أكثر ملءمة للتطبيقات الصناعية. تسارع السباق في متصف العام 1954م، ففي 25 أبريل، أعلنت مختبرات پل عن نجاحها في إنتاج وصلة PN باستعمال السيليكون عن طريق إشابة رقاقة منه من النوع N باستعمال طبقة رقيقة من ذرّات البؤرون، لكن شركة تكنسال إنسٹرومنتس فاجأت الجميع في 10 مايو من نفس العام بإعلانها في مؤتمر صحفي عن إنتاج أول ترانزستور وصلة ثُنائية القطب باستعمال السيليكون.

بعد ذلك، فتح تطوير الترانزستور السيليكوني الباب لظهور المذيع، والَّذي يُسمَّى أيضاً زاديو ترانزستور، في إشارة إلى اعتماده بشكل أساسي على الترانزستور في بنيته الداخلية. ظهر المذيع أولاً في اليابان في عام 1954م، حيث نجحت شركة هندسة الاتصالات البعادية في طوكيو (7)، والمعروفة اليوم باسم سوني، في إنتاج أول زاديو ترانزستور، لكن الإنتاج التجاري تأَخَّر حتى العام التالي، حيث عرض تحت اسم سوني تي آر 55، بالإنكليزية: Sony TR-55. أما تكنسال إنسٹرومنتس فأعلنت في 18 أكتوبر 1954م عن الإصدار التجاري لزاديو الترانزستور الخاص بها تحت الاسم ريجينسي تي آر 1، بالإنكليزية: .Regency TR-1

<footnote>(6) النَّص الأصلي بحسب لجنة الجائزة: "For their researches on semiconductors and their discovery of the transistor effect".</footnote>

<footnote>(7) الاسم الأصلي للشركة هو (ياليابنئه: Tōkyō Tsūshin Kōgyō). بالزوماجي، 東京通信工業.</footnote>
الفصل الثاني:

خلفية عامَّة عن أشباه المُوصِلَات
في هذا الفصل:

مَدخِلٌ مُخْتَصِرٌ إِلَى فِزياء أَشْبَاهُ الْمُوصِلَاتِ وَشَرِحَ لِخواصِهَا عَلَى الْمُسْتَوَى الَّذِيّ،
نُمَّ عَرَضٌ سَرِيعٌ لِعَمَلِيَّةِ الإِشَابَةِ الْمُسْتَعْمَلَةِ لِإِنْتَاجِ أَشْبَاهُ الْمُوصِلَاتِ مِن
النَّوَعِينِ P و N.
# خلفية عامَّة عن أشباه المُوصِلات

## 1.2 أشباه المُوصِلات

يُعرَف شِبه المُوصِل Semi-conductor بأنَّه مادَّة فيزيائيةً تتغيَّر قيمة مقاومتها الكهربائية تبعاً لشروط محددة لدرجة الحرارة، فإن توافرت هذه الشروط، سلكت المادَّة سُلوك المُوصِل الكهربائي، وإذا لم تتوافر سلكت المادَّة سُلوكاً يُشبه سُلوك العازل. تسمح هذه الخاصَّية باستعمال أشباه المُوصِلات لأغراض التَّحُكُم بالتَّيار الكهربائي. على سبيل المثال، في درجة حرارة الغرفة (1)، تتجاوز قيمة المقاومة الكهربائية لعازل مثل السَّيليكا 10⁵ أوم. سم، في حين أنَّها تبلغ في مُوصِل مثل النُّحاس 10-6 أوم. سم، أَمَا المقاومة الكهربائية لشِبه مُوصِل مثل الجرمانيوم فهي في حدود 50 أوم. سم (2).

تُشكِّل ذرَّات أشباه المُوصِلات بنية ذرَّية ذات نمطٍ دورِي مُحدَّد نُسَمَّى البُلورة Crystal. إذا تكررت نفس البنية ضمن مادَّة شِبه المُوصِل، فتُسَمَّى حينئذ بالبنية أحادية البُلورة Single-crystal، ويُمكن تفسير خواص أشباه المُوصِلات اعتماداً على بنيتها البُلورية. إن بنية بُلورتي الجرمانيوم والسَّيليكُون، وهما شِبه مُوصِلين، هي بنية وحيدة البُلورة. ويُبين الشكل (2-1) البنية البُلورية للسَّيليكُون من منظورين ثَنَائِي وثلاثي الأبعاد.

تتأَلف كل ذرَّة من ذرَّات البُلورة من نواة يدور حولها عدد من الإلكترونات التي تتوزع في مدارات مختلفة بحسب سوَّية الطاقة، وكُلَّما كان مدار الإلكترون أبعد عن النواة كانت الطاقة اللازمة لانتزاعه من ذرَّته أقل. يُسَمَّى أبعد مدار عن النواة بمدار التكافؤ. وفي الجرمانيوم والسَّيليكُون، يحتوي مدار التكافؤ على أربعة إلكترونات. في بُلورة السَّيليكُون النَّقية، أو في بُلورة الجرمانيوم النَّقية، تَكون كل ذرَّة مشتَرِكةً مع أربع ذرَّات مجاورة لها في رابطة تساهمية، وتُسهم كل من الذرَّات الأربعة بأحد إلكترونات التكافؤ من مدارها الخارجي لإنشاء هذه الرابطة. ويُبين الشكل (2-2) نموذج بُور Bohr model لذرتي الجرمانيوم والسَّيليكُون.

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>الشكل (2-1): البنية وحيدة البُلورة في السَّيليكُون. إلى اليمين: البنية البُلورية للسَّيليكُون من منظور ثلاثي الأبعاد، حيث تشكِّل كل ذرَّة أربع روابط تساهمية مع أربع ذرَّات مجاورة. إلى اليسار: بنية السَّيليكُون البُلورية من منظور ثلاثي البعد.</figcaption></figure>

<footnote>(1) درجة حرارة الغرفة هي 20 مئوية، أو 68 فهرنهايت أو 293 كلفن.</footnote>

<footnote>(2) بخصوص هذه القيم، انظر ص.2 في [15] في ثبت المراجع.</footnote>
2,8,4

سيليكون: 14

2,8,18,4

جرمانيوم: 32

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

الشكل (2-2): نموذج بور لذرتي الجرمانيوم والسييليكون، هناك أربعة إلكترونات في مدار التكافؤ لكل منهما، إلى اليسار: ذرة السيليكون، وإلى اليمين: ذرة الجرمانيوم.

على الزَّغم من وجود الزَّابطة التَّساهمية، فإن بإمكان إلكترون التكافؤ، إذا امتص طاقة كافية من مصادر خارجية، أن يقفز خارج ذرَّته ويُصبح إلكترونا خُراً. تشمل المصادر الخارجية الطاقة الصَّوئِية مُمثلة بالفوئونات أو الطاقة الحرارية. تُسمى الإلكترونات الحَرَّة التي تقفز خارج ذرَّتها بالحوامل الذَّائِية للشحنة Intrinsic carriers. يُخلف كل إلكترون حُرّ وراءه ثغرة إلكترونية Electron hole موجبة الشحنة، وهي مفهوم نظري يُعَبِّر عن غياب الإلكترون. تحتوي أشباه الموصилات في درجة حرارة الغرفة على مليارات الإلكترونات الحَرَّة. مثلاً، يحتوي 1 سم³ من الجرمانيوم على 10¹³x2.5 إلكترون حُرّ، ولكن هذا العدد ما يزال صغيراً مقارنة مع مثيله في الموصилات، فمثلاً، في 1 سم³ من النحاس، هناك 10²²x8.5 إلكترون حُرّ. بناءً على ذلك، فإن الجرمانيوم يَسْلَك شبه موصلي في درجة حرارة الغرفة (3).

## 2.2 مستويات الطاقة

في بنية ذرَّية معزولة، هناك مستويات طاقية مُتمايزَة لكل إلكترون يدور حول النَّواة. إن لكل عُنصر مستوياته الطاقية المميزة ضمن البنية الذرَّية الخاصة به، وتفصil بين هذه المستويات فجوات طاقية تُسمى كل منها فجوة نطاق Band gap، ولا يمكن للإلكترون أن ينتقل من مستوى ذي طاقة دُنيا إلى مستوى ذي طاقة عُليا بدون أن يكتسب طاقة أكبر من قيمة الفجوة بين المستويين. أما في البنية البُلوريَّة، فإن الذرات تقترب من بعضها البعض حتى تتدخل مدارتها. نتيجة لذلك، فإن بعض الإلكترونات في مدارات مُحدَّدة قد تكتسب طاقة إضافية، لتُصبح طاقتها الإجماليَّة أكبر من طاقة الإلكترونات التي تقع في نفس المدارات في ذرات مجاورة، وتُصبح قادرة على مُغادرة ذراتها. بشكل عام، كلما كان الإلكترون بعيداً عن النواة، كانت طاقته أكبر. بالإضافة لذلك، فإن أي إلكترون غادر ذرَّته يملك طاقة أكبر من أي إلكترون آخر مازال ضمن المدارات الإلكترونية للذرة الأم نفسها.

<footnote>(3) بخصوص هذه القيم، انظر ص.12 في [4] في ثبت المراجع.</footnote>
يُسمَّى مُستوى الطاقة الأخير في الذرة بنطاق التكافؤ Valence band، وتحدد الإلكترونات التي تقع في هذه النطاق تكافؤ الغنصر الكيميائي. لكي يُصبح الإلكترون خُرَّاً ويخرج من مُستواه الطاقي، نحو مُستوى الطاقة التالي، الذي يُسمَّى ببطاق التوصيل Conduction band، يجب أن يكتسب طاقة أكبر أو نُساوي قيمة الفجوة الطاقية التي تفصل بين النطاقين. لا يُوجد قيمة مُحدَّدة بدقة لطاقة الإلكترون لِيصبح في نطاق التكافؤ، ولكن هناك حدّ أعلى لا يمكن أن يمتلك أي إلكترون في نطاق التكافؤ طاقة أعلى منه، ويُسمَّى هذا المُستوى الطاقي بمستوى فيرمي Fermi level، وهو يتبع درجة الحرارة بشكل مباشر، كما يتآثر أيضاً بنسبة الإشابة.

في الموصилات يتدخل نطاق التوصيل مع نطاق التكافؤ، وتكون إلكترونات التكافؤ حُرَّة في الانتقال ضمن البنية الشبكية للذرات أو الجزئيات التي تُكون المادة الموصِّلة. أَمَّا في أشباه الموصِّلات، فتفصل فجوة طاقية قيمتها أقلَّ من 5 إلكترون. فُولت بين النطاقين، وتزيد قيمة هذه الفجوة عن الحدّ السابق في العوازل. يجب الانتباه إلى أن قيمة الفجوة الطاقية تتبع لدرجة الحرارة، ففي درجة حرارة الصفر المطلق، تَكون قيمة الفجوة في مادة مثل السيليكون مساويَّة للصفر، ويُسكَّل العنصر سُلُوك مُوصِّل مثالي. أَمَّا في درجة حرارة الغرفة، فإن قيمة الفجوة الطاقية تبلغ 1.1 إلكترون. فُولت للسيليكون، ويُسكَّل العنصر عندها سُلُوك أشباه الموصِّلات (4). يُبين الشكل (2-3) النطاقات المختلفة في الموصِّل وشِبه الموصِّل والعازل والفجوات الطاقية ومستوى فيرمي في كلِّ منهن.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>الشكل (2-3): نِطَاقات طاقية في أنواع مختلفة من المواد: العازل وشِبه الموصِّل والمُوصِّل.</figcaption></figure>

<footnote>(4) بخصوص هذه القيم، انظر قياسات معهد الفيزياء التقنية الزروسي على موقعهم الرسمى:</footnote>
## 3.2 الإشابة

تصنف أشباه الموصلات بحسب تجانس تكوينها إلى أشباه موصلات ذاتية Intrinsic semiconductor وأشباه موصلات مشوبة Extrinsic semiconductor. أما الذاتية، فهي أشباه الموصلات التي تتكون مادتها من نوع واحد من الذرات، وأما المشوبة فهي أشباه موصلات ذاتية أضيف إليها ذرات من مادة مغايرة، بعمليه تسمى الإشابة Doping. تكون تركيز ذرات المادة الشائبة بين $10^{15}$ و$10^{18}$ ذرة في كل سم $3$، أما تركيز ذرات مادة شبه الموصل الأصلية فيكون حوالي $10^{22}$ ذرة في كل سم $3$، أي أكثر بعشرة آلاف ضعف على الأقل (5).

تدخل المادة الشائبة ضمن تركيب البنية البليورية لشبه الموصل الذاتي فتحوّله إلى شبه موصلي مشوب. إذا كان عدد إلكترونات التكافؤ في المادة الشائبة أكبر من عدد إلكترونات التكافؤ في شبه الموصل الذاتي، فسيكون هناك فائض من الإلكترونات في البنية البليورية الجديدة، ويُوصف شبه الموصلي عندها بأنّه من النوع N، ويقرا النوع إن، وهذا الحرف اللاتيني مأخوذ من الحرف الأول لكلمة سالب Negative، وذلك إشارة إلى شحنة الإلكترونات السالبة. أمّا إذا كان عدد إلكترونات التكافؤ في المادة الشائبة أقل من عدد إلكترونات التكافؤ في شبه الموصل الذاتي، فسيكون هناك فائض في التغرات الإلكترونية. ويُوصف شبه الموصلي الناتج بأنّه من النوع P، ويقرا النوع بي، وهذا الحرف اللاتيني مأخوذ من الحرف الأول لكلمة موجب Positive، وذلك إشارة إلى شحنة التغرات الإلكترونية الموجبة.

تشكل أشباه الموصلات من النوعين N و P حجر الأساس الذي يستخدم في بناء العديد العناصر الإلكترونية، ونقوم عليها صناعة الإلكترونية كاملة.

### 1.3.2 النوع N

يجري تصنيف شبه موصلي مشوب من النوع N بإضافة شوائب من عنصر خماسي التكافؤ، مثل الإثمن (6)، إلى مادة شبه الموصل الأصلية. نتيجة لذلك، تُشَكَّل الذرة الشائبة أربعة روابط تساهمية Covalent bond مع ذرات المادة الأصلية، ويبقى الإلكترون الخامس حُرَّا ضمن مادة شبه الموصلي المشوب. تُسمَّى ذرات الشوائب بالذرات المانحة Donor، لأنها تمنح إلكترونها الخامس الفائض لذرات أخرى بحاجة لإلكترون من أجل تشکيل رابطة تساهمية.

تُسبب إشابة المادة بذرات مانحة امتلاك الإلكترونات الفائضة لطاقة أعلى من مستوى فيرمي، ولكنها تظل غير كافية لبلوغ نطاق التوصيل. نتيجة لذلك، تحتاج هذه الإلكترونات لطاقة أقل لبلوغ نطاق التوصيل، ومعنى ذلك أن عملية الإشابة السابقة قد قللت من قيمة الفجوة الطاقية التي يجب على الإلكترونات الحرة التغلب عليها.

على الرّغم من وجود عدد كبير من الإلكترونات الحرة في مادة شبه الموصلي المشوب من النوع N، فإنه يظل متعادلاً كهربائيًا، على اعتبار أنّ عدد البروتونات الإجمالي مساوي لعدد الإلكترونات الحرة. ويُبين الشكل (2-4) البنية الجزئية والمستويات الطاقية في شبه موصلي مشوب من النوع N.

<footnote>(5) بخصوص هذه القيم، انظر ص. 19 في [13] في ثبت المراجع.</footnote>

<footnote>(6) ويُسمَّى أيضاً الأنتياموان (من الفرنسية: Antimoine)، وهو العنصر رقم 51 في الجدول الدوري (انظر الملحق أ).</footnote>
<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>الشكل (2-4): شبه مُوصَلٍ مُشَوَّبٍ مِنَ النُّوع N. إلى اليمين: مستويات الطاقة، إلى اليسار: البنية الجزئية.</figcaption></figure>

## 2.3.2 النّوع P

يُصَنَّع شبه مُوصَلٍ مُشَوَّبٍ مِنَ النُّوع P بإضافة شوائب مِن عُنصرٍ ثلاثي التكافؤ، مثل البورون أو الكاليوم أو الإنديوم(7)، إلى مادّة شبه الموصل الأصلية. نتيجةً لذلك، تُشكِّل الذَّرَة الشَّائِبة ثلاثة روابط تساهميّة مع ذرّات المادّة الأصلية، وتحاج إلى إلكترونٍ رابعٍ لتشكل الزابطة الزابعة، ويُمثَّل غياب هذا الإلكترون بتغرة إلكترونيّة. تُسمَّى الذرّات الشوائب بالذرّات المُتَقَلِّلة أو الآخذة، لأنها مستعدةً لتستقبل إلكترونا خُزْرًا متي ما سنحت لها الفرصة من أجل إكمال الزابطة التساهميّة الأخيرة. Acceptor

إذا اكتسب أحد إلكترونات ذرّات المادّة الأساسيّة طاقة حركيّة كافية فانه سيخراج من نطاق التكافؤ الخاص بذرّته، ويُسبب ذلك ظهور ثغرة إلكترونيّة في الموقع الذي تركه الإلكترون. بعد ذلك، يقوم الإلكترون بملء الفراغ أو الثغرة الإلكترونيّة في إحدى الذرّات الشائبة الأخرى. وتُسبب هذه الحركة انتقالًا للشحنة الكهربائيّة ويُولد ذلك تياراً كهربائيًا مُعاكِساً في الاتجاه لجهة حركة الإلكترون. ويمكن النظر إلى ذلك بطريقة أخرى، حيث تُسبب حركة الإلكترونات من ذرّة إلى أخرى، ضمن البنية البُلوريّة المشوبة، حركة للثغرات بالاتجاه المُعاكِس.

على الرّغم من وجود عددٍ كبيرٍ من الثغرات الإلكترونيّة في مادّة شبه الموصل المشوب من النّوع P، فانه يظل مُتعادلاً كهربائيًا، على اعتبار أنّ عدد البزوتونات الإجمالي يساوي عدد الإلكترونات، وتكون الشحنة الإجماليّة متعادلة. ويُبين الشكل (2-5) البنية الجزئية والمستويات الطّاقية في شبه مُوصَلٍ مُشَوَّبٍ مِنَ النُّوع P.

## 4.2 حوامل الشحنة الأكثرية والأقلية

في شبه الموصل الذاتي، قد تكتسب بعض إلكترونات التكافؤ طاقة حركيّة إضافيّة كافية لتشادر نطاق التكافؤ، ويكون مصدر هذه الطاقة ضوئيًا أو حراريًا. نتيجةً لذلك، تُغادر هذه الإلكترونات ذرّاتها وتصبح إلكترونات حُرّة ضمن البنية البُلوريّة وتخلف وراءها ثغرات إلكترونيّة موجبة.

<footnote>(7) وهي العناصر ذات الأرقام الذرية: 5 و 31 و 49 على الترتيب في الجدول الدوري (انظر الملحق أ).</footnote>
<figure><img src="image_15.png" /></figure>

الشكل (2-5): شبه مُوصِلٍ مُشَوَّبٍ مِنَ النَّوَعِ P. إلى اليمين: مستويات الطاقة، إلى اليسار: البنية الجزئية.

في شبه مُوصِلٍ مُشَوَّبٍ من النَّوَعِ N، تحصُّل الزيادة في عدد الإلكترونات المُرشَّحة لتصبح إلكترونات حَرَّةٍ، ويكون عدد هذه الإلكترونات أكبر بكثير من عدد الثغرات الموجودة في هذا النَّوَع من أشباه المُوصِلات المشُوية. أما في شبه المُوصِل من النَّوَع P، فإن الإشابة تُسَبِّب زيادةً في عدد الثغرات الإلكترونية في مقابل بقاء عدد الإلكترونات المُرشَّحة لتكون حَرَّةً على ما هو عليه. لذلك، في شبه المُوصِل من النَّوَع N، تُوضَّف الإلكترونات الحَرَّةُ بأنها حوامل الشحنة الأكثريَّةُ Majority carriers، وتُوضَّف الثغرات الإلكترونية بأنهن حاملات الشحنة الأقلية Minority carriers. أما في شبه المُوصِل المشَوَّب من النَّوَع P، فإن حاملات الشحنة الأكثريَّةُ هن الثغرات الإلكترونية وحوامل الشحنة الأقلية هم الإلكترونات. ويُبيَّن الجدول (2-1) مقارنةً بين نوعي أشباه المُوصِلات من حيث حوامل الشحنة الأقلية والأكثريَّة.

في البنية البدُولِيَّة، تتحرك حوامل الشحنة بإحدى طريقتين، هما الانجراف Drift والانتشار Diffusion. أما الانجراف فهو حركة حوامل الشحنة بتَأثير الحقل الكهربائي، وأما الانتشار فهو حركة حوامل الشحنة بين منطقتين، يكون تركيز الحوامل مرتفعًا في المنطقة الأولى ومنخفضًا في الثانية، ويكون الانتقال من المنطقة ذات التركيز المرتفع إلى المنطقة ذات التركيز المنخفض. على أي حال، وفي كلا النَّوَعين N و P، تحمل حوامل الشحنة الأكثريَّةُ الجزء الأكبر من الشحنة الكهربائيَّة و تُسَبِّب حركتها مرور تَيَّارٍ رئيسي في الوصلة، أما خُرَّكة حوامل الشحنة الأقلية، فتُسَبِّب مرور تَيَّارٍ ثانوي صغير القيمة مقارنةً مع التَّيَّار الرئيسي.

<table><caption>الجدول (2-1): حوامل الشحنة الأكثريَّةُ والأقلية في شبه المُوصِل المشَوَّب</caption><thead><tr><td>حوامل الشحنة الأقلية</td><td>حوامل الشحنة الأكثريَّة</td><td>شبه المُوصِل المشَوَّب</td></tr></thead><tbody><tr><td>الثغرات الإلكترونية</td><td>الإلكترونات</td><td>النَّوَع N</td></tr><tr><td>الإلكترونات</td><td>الثغرات الإلكترونية</td><td>النَّوَع P</td></tr></tbody></table>
الفصل الثالث:

بنية الترآنزستور تثبيتي القطب
في هذا الفصل:

عرض سريع للوصلة الثَّنَائِيَّة وخواصِها ثُمَّ للوصلة الثُّلَاثَيَّة التي تُشكِّل بنية
التَّرانزِستور ثُنَائِي القطب بنوعيه: NPN و PNP، يلي ذلك شرح عن إعدادات
الوصلة الثُّلَاثَيَّة: القاعِدة المُشْتَرَكة والباعِث المُشْتَرَك والمُجمِّع المُشْتَرَك ومُمَيِّزَات
الْذَّخْل والخرج لكُلِّ منَها.
# بنية الترانسistor ثانوي القطب

## 1.3 الوصلة ثنائية الطبقات

### 1.1.3 بنية الوصلة

تصنّع وصلة PN من خلال وصل مادتي شبه موصول من نوعين مختلفين، هما النوع P والنوع N. يمكن أن تجري عملية التوصيل باستخدام تقنيات مُختلفة مثل غرس الشوارد أو عن طريق الانتشار. تُقدّم وصلة PN إلى ثلاث مناطق هي: المنطقة P والمنطقة N وبينهما منطقة الالتحام التي تُسمى أيضاً منظّة العبور أو منظّة الافتقار Depletion region، والسبب في التسمية الأولى هو كونها المنطقة التي تعبرها حوامل الشحنة أثناء حركتها، وفي التسمية الثانية هو افتقارها لحوامل الشحنة التي ستنقل إلى جانبي الوصلة بعد عملية التوصيل، حيث تتجذب الإلكترونات الحُرّة السالبة إلى الثغرات الإلكترونية الموجبة.

في الحالة العامة، وبعد إنشاء وصلة PN، تنتقل الإلكترونات الحُرّة، وهي حوامل الشحنة الأكثرية في شبه الموصول من النوع N، باتجاه الثغرات الإلكترونية في شبه الموصول من النوع P، وتُسمى هذه العملية بانتشار الإلكترونات، وكُلّما كان موقع الإلكترون الحُرّ أقرب إلى موقع الاتصال، كان انجذابه نحو الثغرة الإلكترونية أكبر. نتيجة لذلك، تتجمّع الشحنة السالبة على طرف الوصلة في شبه الموصول من النوع P، والشحنة الموجبة على طرف الوصلة في شبه الموصول من النوع N.

مع استمرار انتشار حوامل الشحنة الأكثرية، تبدأ الشحنات بالثّراكم على طرفي الوصلة. نتيجة لذلك، ينشئ فرق جهدي كهربائي بين الطرفين، يُسمى الجهد المترaki Built-in voltage أو جهد العبور، وينتج عن هذا الفرق حل كهربائي ع. مع زيادة فرق الجهد بشكل تدريجي كنتيجة لزيادة الشحنة المتجمعة على طرفي منطقة العبور، تزداد قوة الحقل الكهربائي حتى تبلغ الحدّ الذي يمنع أي إلكترونات حُرّة جديدة من الانتقال بين الطرفين. في حال عدم تطبيق جهد خارجي، ومع ثبات درجة الحرارة، فإن طرفي الوصلة يُصبحان مستقرّين كهربائيّاً، وتسمى هذه الحالة بالتوّازن الحراري Thermal equilibrium، ويُبين الشكل (3-1) وصلة PN بدون تحييز والحزم الطاقية فيها، وكيفيّة تشكّل جهد العبور وصولاً إلى حالة التوازن.

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

الشكل (3-1): وصلة PN بدون تحييز، إلى اليسار: الحزم الطاقية، ويظهر الحقل الكهربائي في منطقة العبور على شكل مُنحدّر، تحتاج حوامل الشحنة الأكثرية في النوع N إلى طاقة إضافية لاجتيازه. إلى اليمين: انتشار حوامل الشحنة عبر الوصلة، وتجمّع الشحنات على طرفيها ونشوء جهد العبور، بالإضافة لحركة حوامل الشحنة الأكثرية والأقلية في الطرفين.
في الوقت نفسه، ومع حركة حوامل الشحنة باتجاه الأطراف، تتوسع منطقة العبور، وتتأثر حوامل الشحنة الأقلية الموجودة في منطقة التوسع في جزأي الوصلة بالحقل الكهربائي الناتج عن الشحنات المتراكمة على الأطراف، وتتجبر بالتالي نحو موقع، لذلك، يمر تيار كهربائي صغير ناتج عن انجراف حوامل الشحنة الأقلية باتجاه معاكس للتيار الرئيسي في الوصلة، ويكون التيار الصغير ذا قطبية متوافقة مع قطبية الحقل الكهربائي الناتج عن تجمُّع الشحنات.

## 2.1.3 تحييز الوصلة

تحييز Biasing أي عُنصر إلكتروني هو تطبيق جهد خارجي مستمر على نهاياته، وتحييز الوصلة الثانوية هو تطبيق جهد مستمر على نهاياتها. هناك نوعان لتحييز الوصلة الثانوية:

1. التحييز الأمامي Forward bias.

2. التحييز العكسي Reverse bias.

### 1.2.1.3 التحييز الأمامي

لتحييز الوصلة أمامياً، يتم توصيل شبه الموصول من النوع N إلى القطب السالب لموليد خارجي فرق جهده Vext، وشبه الموصول من النوع P إلى القطب الموجب لنفس الموليد. يُسبب هذا التوصيل تطبيق جهد كهربائي Vext معاكس بالقطبية لجهد العبور Vo الموجود سلفاً نتيجة لإنشاء الوصلة، وتكون المحصلة النهائية الناتجة هي فرق الجهددين. فإذا كانت قيمة Vext أكبر من قيمة Vo، فإن الجهد الخارجي يتغلب على جهد العبور، وتكون المحصلة الجبرية للحلقين أكبر من الصفر، أي $\epsilon_0 > \epsilon_{ext}$، ويُسبب ذلك حركة حوامل الشحنة الأكثرية بشكل متوافق عبر الوصلة، ويُبين الشكل (3-2) ذلك.

فيما يخص حركة حوامل الشحنة (1)، تنتشر الثغرات الإلكترونية من شبه الموصيل المشوب من النوع P باتجاه القطب الموجب للموليد، وتنتشر الإلكترونات الخرَّة من شبه الموصيل المشوب من النوع N باتجاه القطب السالب، وينتج عن هاتين الحركتين تيار يعبر الوصلة من شبه الموصيل من النوع P باتجاه شبه الموصيل من النوع N، ويكون متوافقاً مع قطبيَّة الموليد. يزداد التيار المار في الوصلة مع زيادة فرق الجهد المطبَّق، وكُلما كان الجهد المطبَّق أكبر كبر التيار المار في الوصلة.

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

الشكل (3-2)؛ وصلة PN محَيزة أمامياً. إلى اليسار: الخزم الطاقية في وصلة PN محَيزة أمامياً، ويظهر نقصان فرق الجهد في منطقة العبور على شكل منحدر ذي حجم أصغر مقارنةً مع الوصلة بدون تحييز (قارن مع الشكل (3-1)). إلى اليمين: الدَّارة الكهربائية المستعملة لتحييز وصلة PN أمامياً.

<footnote>(1) لن نتوسع أكثر في فيزياء أشباه الموصилات، فهذا خارج نطاق البحث، ولكن بالإمكان، لأجل الاستزادة بهذا الشأن، الاطلاع على ما جاء في [19] في ثبت المراجع بدءاً من ص.5.</footnote>
2.2.1.3 التحييز العكسي

لتحييز الوصلة عكسيًا، يتم توصيل شبه الموصول من النوع N إلى القطب المؤجب لموليد خارجي فرق جُهده Vext ، وشبه الموصول من النوع P إلى القطب السَّالِب لنفس المولَّد. يُسبب هذا التوصيل تطبيق حقل كهربائي Eext متوافق بالقطبيَّة مع الحقل الناتج عن جُهد العبور E0 ، والموجود سلفًا نتيجة لإنشاء الوصلة، وتكون المحصلة الجبرية للحلقين مُساوية لمجموعهما. نتيجة ذلك، يزداد عرض منطقة العبور على جانبي الوصلة، ويُعيق ذلك حركة حوامل الشحنة الأكثرية. ويُبين الشكل (3-3) التحييز العكسي لوصلة PN .

فيما يخص حركة حوامل الشحنة، فإن انتشار حوامل الشحنة الأكثرية يكون ضعيفًا بسبب حاجز الجهد المضاعف، وينتج عن هذا الانتشار تيارٌ صغيرٌ جداً يُمكن إهماله. أما تيار الإشباع العكسي، والَّذي ينتج عن انجراف حوامل الشحنة الممتولة في منطقة العبور، فيكون ثابتاً القيمة، لا يتعلق بقيمة الجهد الخارجي المُطبَّق، وهو مُعاكِسٌ في جهته لقطبيَّة المولَّد. يُسمَّى هذا التيار بتيار التسريب Leakage current أو بتيار الإشباع العكسي Reverse saturation current .

2.3 الوصلة ثلاثية الطبقات

1.2.3 بنية الوصلة

الترانزستور هو عُنصر إلكتروني شبه موصَّل ثلاثي الطبقات، يتكَّون إما من طبقتين من شبه الموصول من النوع N وطبقة من النوع P، أو من طبقتين من شبه الموصول من النوع E، وطبقة من شبه الموصول من النوع N، ويُسمَّى الأوَّل ترانزستور NPN والثاني ترانزستور PNP. تقصُّل الطبقة المُغايرة بين الطبقتين المُتماثلتين، وتُسمَّى القاعدة، أما الطبقتان المُتشابهتان فتُسمَّيان الباعث والمُجمِّع. يكون المُجمِّع أكبر الطبقات حبما، وتكون القاعدة أصغرها، أما الباعث فيكون ذا مقاسات تقع بين الاثنين. يُكون تركيز الإشابة مُرتفعاً في الباعث والمُجمِّع أكثر بعشرين ضِعفاً على الأقل من القاعدة، وقد يبلغ مئات الأضعاف. مثلاً، قد يكون تركيز الإشابة في مادة شبه الموصول، مُقدَّراً بواحدة شائبة. سم 3 ، كما يلي: في الباعث 10 19 وفي المُجمِّع 10 17 وفي القاعدة 10 15 . يُبين الشكل (3-4) تمثيلاً تجريدياً لبنية نوعي الترانزستور ثَنَائِي القطب (2).

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

الشكل (3-3): وصلة PN مُحيزة عكسيًا، إلى اليسار: الخزم الطَّاقِيَّة في وصلة PN مُحيزة عكسيًا. تظهر زيادة فرق الجهد في منطقة العبور على شكل منحدرٍ ذي حجمٍ أكبر مقارنةً مع الوصلة بدون تحييز (قارن مع الشكلين السابقين). إلى اليمين: الدَّارة الكهربائية المستعملة لتحييز وصلة PN عكسيًا.

<footnote>(2) بخصوص هذه القيم، انظر ص. 70 في [9] في ثبت المراجع.</footnote>
<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>الشكل (4-3): تمثيل تجريدي لنية الترانزستور نئوي القطب (أبعاد المناطق غير متناسبة). إلى اليمين: النوع NPN، إلى اليسار: النوع PNP.</figcaption></figure>

سواء كان الترانزستور من النوع NPN أو كان من النوع PNP، فإنه يتكون من وصلتي PN تشتركان إما بشبه موصيل من النوع N أو بشبه موصيل من النوع P. لذلك، يمكن تمثيل الوصلة الثلاثية على أنها تثبيتين يشتركان في إحدى نهايتيهما، فإذا كانت الوصلة هي NPN، فهما يشتركان في المصعد، وإن كانت الوصلة هي PNP، فهما يشتركان في المهبط. لتفعيل الترانزستور يجري تحييز الوصلتين، وتخضعان عندها لقواعد انتقال حوامل الشحنة الأكثرية والأقلية كما في الوصلة الثانوية.

### 2.2.3 تحييز الوصلة

تحييز الترانزستور هو تطبيق قيم للجهد الكهربائي المستمر على دبابيسه بهدف ضبط كيفية عمله. يتكون الترانزستور نئوي القطب من وصلتي PN، ولتحييزه يجب تحديد قيمة الجهد المستمر اللازم تطبيقه على كل من الباعث والقااعدة والمجمع. هناك حالات مختلفة لتحييز الوصلتين بحسب قيم الجهود المطبقة على التهايات الثلاثة، فقد تحيز وصلة الباعث والقااعدة أمامياً ووصلة القاعدة والمجمع عكسيًا، وقد يتم العكس، فتحيّر الوصلة الأولى عكسيًا والثانية أمامياً، وقد تحيّر كلتا الوصلتان معاً عكسيًا أو أمامياً. يتحدد نمط عمل الترانزستور تبعاً لذلك، وهنالك أربعة أنماط متاحة يُفضِّلها الجدول (1-3)، وهي:

1. وصلة القاعدة والباعث محيزّة أمامياً والقااعدة والمجمع محيزّة عكسيًا، ويكون الترانزستور عندها في نمط العمل الأمامي، ويُمكن أن يعمل كمضخِم للتيار أو للجهد، بحسب طريقة إعداد الوصلة. في هذا النمط، يقوم الباعث بحقن حوامل الشحنة الأكثرية إلى المجمع عبر القاعدة، وتتحدد نوعية حوامل الشحنة بحسب نوع الترانزستور، فهي الإلكترونات الحرة من أجل النوع NPN، والثغرات الإلكترونيّة من أجل النوع PNP.

2. وصلة القاعدة والباعث محيزّة عكسيًا والقااعدة والمجمع محيزّة أمامياً، ويكون الترانزستور عندها في نمط العمل العكسي، ويُمكن أن يعمل الترانزستور كمضخِم للتيار أو للجهد بحسب طريقة إعداد الوصلة. في هذه الحالة يقوم المجمع بحقن حوامل الشحنة الأكثرية إلى الباعث عبر القاعدة.

3. وصلتا الباعث والقااعدة محيزتان أمامياً، ويكون الترانزستور عندها في نمط الإشباع. في هذه الحالة يقوم الباعث بحقن حوامل الشحنة الأكثرية إلى المجمع عبر القاعدة، ويقوم المجمع بحقن حوامل الشحنة الأكثرية إلى الباعث عبر القاعدة، وتكون الوصلة الثلاثية مغمورة بحوامل الشحنة الأكثرية.

4. وصلتا الباعث والقااعدة محيزتان عكسيًا، ويكون الترانزستور عندها في نمط القطع. ويُمكن أن يعمل الترانزستور كمفاح إلكتروني عندما يتم نقله بين نمطي القطع والإشباع. في هذه الحالة تستقبل القاعدة حوامل الشحنة الأقلية فقط، من الباعث والمجمع على حدّ سواء، ويمرّ تيار تسربى صغيرٍ جداً في القاعدة، تكون مرتبته في حدود 10⁻¹۵ أمبير (3).
الجدول (3-1): حالات تحييز وصلتي PN في الترانزستور ثانوي القطب بحسب الجهود النسبية المطلقة على دبابيسه.

<table><thead><tr><th colspan="3">النوع PNP</th><th colspan="3">النوع NPN</th><th rowspan="2">الجهد المطبّق</th></tr><tr><th colspan="3">تحييز الوصلة</th><th colspan="3">تحييز الوصلة</th></tr><tr><th>نمط العمل</th><th>B-C</th><th>B-E</th><th>نمط العمل</th><th>B-C</th><th>B-E</th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td>فعال (المنطقة العكسيّة)</td><td>أمامي</td><td>عكسي</td><td>فعال (المنطقة الأماميّة)</td><td>عكسي</td><td>أمامي</td><td>E &lt; B &lt; C</td></tr><tr><td>قطع</td><td>عكسي</td><td>عكسي</td><td>إشباع</td><td>أمامي</td><td>أمامي</td><td>E &lt; B &gt; C</td></tr><tr><td>إشباع</td><td>أمامي</td><td>أمامي</td><td>قطع</td><td>عكسي</td><td>عكسي</td><td>E &gt; B &lt; C</td></tr><tr><td>فعال (المنطقة الأماميّة)</td><td>عكسي</td><td>عكسي</td><td>فعال (المنطقة العكسيّة)</td><td>أمامي</td><td>عكسي</td><td>E &gt; B &gt; C</td></tr></tbody></table>

يجب الانتباه إلى أنَّ عملية تحييز ترانزستور من النوع PNP معاكسة بقطبيبة الجهود المستعملة لعمليّة تحييز ترانزستور من النوع NPN. ويُبين الشكل (3-5) جهود التحييز المطبقة في النوعين وعلاقتها بنمط عمل الترانزستور.

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

الشكل (5-3): مناطق العمل بحسب جهود تحييز الوصلتين في ترانزستور ثانوي القطب بنوعيه، PNP و NPN.
### 3.2.3 تَيَّارات الوَصْلَة

يمكن تطبيق القائون الأوّل (2) من قانوني كيرشوف Kirchhoff's laws على الترانزستور ثُنَائِي القطب باعتباره غُنْصراً ثلاثيَّ النهايات. في الترانزستور NPN، يدخل التيار من المجمع والقاعدية، ويخرج من الباعث. أما في الترانزستور PNP، فيدخل التيار من الباعث ويخرج من القاعدة والمجمع. وفي الحالتين، يكون تيار الباعث $I_E$ مساوٍ لمجموع تياري المجمع $I_C$ والقاعدية، ويُعبّر عن ذلك بالعلاقة:

$$I_E = I_B + I_C \quad (1-3)$$

بالإضافة لذلك، يمرّ في الوصلة أيضاً تيار تسرب يُسمَّى تيار الإشباع Saturation current، ويُرمز له $I_S$، وتكون قيمته صغيرةً ضمن المجال: $10^{-18} \ge I_S \ge 10^{-9}$ أمبير (5)، ولا تتعلق بالجهد الخارجي المُطبَّق ولكن بدرجة الحرارة وأبعاد منطقة العبور.

#### العامل ألفا: 1.3.2.3

يُعرَّف عامل ألفا الأمامي $\alpha_F$ بأنّه التسبيبة بين تيار المجمع وتيار الباعث من أجل عمل الترانزستور في المنطقة الفعالة الأماميّة، ويُسمَّى أيضاً ربح التيار لوصلة القاعدة المشتركة Common-base current gain. ويُوصف رياضياً عند استعمال القيم المستمرة بالعلاقة:

$$\alpha_F = \frac{I_C}{I_E} \quad (2-3)$$

أما عند استعمال القيم المُتَّناوِبة، فإن قيمة العامل ألفا تتعلق بحركة نقطة العمل (وستجري مناقشتها في الفصل الرابع بالتفصيل)، وتحسب عندها من أجل قيمة ثابتة لجهد المجمع والقاعدية. لتحقيق ذلك، تحدد قيمتان لتياري المجمع والباعث من أجل مجموعتين من قيم التحييز المختلفة، ثُمَّ يُحَسَّب فرق القيمتين من أجل كل تيار، أي: $\Delta I = I_2 - I_1$. ويُعبّر رياضياً عن قيمة العامل ألفا كنسبة بين الفرقين بالشكل التالي:

$$\alpha_F = \left. \frac{\Delta I_C}{\Delta I_E} \right|_{V_{CB} = \text{constant}} \quad (3-3)$$

يُسمَّى العامل ألفا الأمامي أيضاً ربح التيار الأمامي، أو الطبيعي، لوصلة القاعدة المشتركة Forward or normal. تكون قيمة العامل ألفا أصغر من الواحد دائماً، وتتراوح عادة بين 0.95 و 0.998 (5).

#### العامل بيتا: 2.3.2.3

عند عمل الترانزستور في النمط الفعال الأمامي، يستخدم العامل بيتا الأمامي $\beta_F$ لوصف العلاقة بين التيارات في الوصلتين، ويُشار إليه أحياناً بالعامل بيتا $\beta$ فقط، ويُسمَّى أيضاً في بعض المراجع ربح التيار الأمامي، أو الطبيعي، لوصلة الباعث المشترك Forward or normal common-emitter current gain. أو المحدد الهجين الأمامي لوصلة الباعث المشترك Hybrid forward common-emitter parameter، ويُرمز له $hFE$، ويُسمَّى أيضاً عامل التضخيم

<footnote>(4) وينص على ما يَأْتِي: مجموع قيم التيارات الداخلة إلى نقطة ما في الدَّارة الكهربائية يُساوي مجموع قيم التيارات الخارجية منها.</footnote>

<footnote>(5) انظر ص. 221 في [10] في ثبت المراجع.</footnote>
Amplification factor. وهو النسبة بين تياري المجمع والقاعدة، ولذلك فلا واحدة له. يُوصف العامل بيتا رياضياً عند تحييز ترانزستور بجهد مستمر بالعلاقة:

$$ \beta_F = \frac{I_C}{I_B} \qquad (4-3) $$

أما عند استعمال القيم المُتناوبة، فإن قيمة العامل تتعلق بحركة نقطة العمل، وتحسب عندها من أجل قيمة ثابتة لجهد المجمع والباعث، ويُرمز له حينها بالشكل: $h_f$، ويُعبّر رياضياً عن هذه العلاقة بحسب ما يأتي:

$$ \beta_F = \left. \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B} \right|_{V_{CE}=\text{constant}} \qquad (5-3) $$

أما عند العمل بالنمط الفعال العكسي، فيُعْزَف العامل بيتا العكسي $β_R$، الذي يُسمَّى أيضاً في بعض المراجع بربح التيار العكسي، أو المعكوس، لوصلة الباعث المشترك Reverse or inverse common-emitter current gain وهو النسبة بين تياري الباعث والقاعدة. يُوصَف هذا العامل رياضياً عند العمل بالنمط المستمر بالعلاقة:

$$ \beta_R = \frac{I_E}{I_B} \qquad (6-3) $$

تكون قيمة عامل بيتا الأمامي مرتفعة مقارنة بعامل ألفا الأمامي، وتُعبّر عن نسبة تضخم التيار، وتتراوح عادةً بين 10 و500. أما قيمة عامل بيتا العكسي فتكون صغيرة مقارنة بعامل بيتا الأمامي، وقيمتها أكبر من 0 حتى 10 (6).

كما يمكن أن يستخدم العامل بيتا الأمامي لوصف العلاقة بين تيار الباعث وتيار القاعدة بحسب ما يأتي:

$$ I_E = (1 + \beta).I_B \qquad (7-3) $$

أخيراً، يمكن تعريف العامل ألفا العكسي $α_R$ اعتماداً على العامل بيتا العكسي من خلال العلاقة التالية:

$$ \alpha_R = \frac{\beta_R}{1 - \beta_R} \qquad (8-3) $$

وهذه العلاقة صحيحة أيضاً عندما يكون العاملاً أماميين معاً.

### 3.3.2.3 تيار التسريب العكسيان:

تيار التسريب العكسي Reverse leakage current هو تيار كهربائي ناجم عن حركة حوامل الشحنة الأقلية عند التحييز العكسي لوصلة بين شبهي موصليين. يُوصَف هذا التيار بأنَّه عكسي لأنَّ أثره يُصبح ملموساً عند التحييز العكسي للوصلة، وترتبط قيمته بعدد حوامل الشحنة المُتوَّلدة في منطقة العبور، لا بالجهد الكهربائي المُطبَّق على الوصلة.

في ترانزستور من النوع NPN، هناك تيارا تسريب عكسيان، الأول بين المجمع والقاعدة والثاني بين المجمع والباعث، ويُمكن قياسهما من خلال تطبيق جهد كهربائي مناسب على الدبوسين المعنيين، وترك الدبوس الثالث بدون تطبيق أي جهد عليه، أي ترك دارته مفتوحة. ويُبين الشكل (6-3) الدارتين المستعملتين في قياس تياري التسريب، وهما:
<figure><img src="image_21.png" /></figure>

الشكل (3-6): دارتا قياس تياري التسريب العكسيين في وصلة ثلاثية من النوع NPN. إلى اليمين: التيار ICEO، إلى اليسار: التيار ICBO.

1. تيار التسريب العكسي بين المجمع والقاعدة مع باعث مفتوح ICEO.

2. تيار التسريب العكسي بين المجمع والباعث مع قاعدة مفتوحة ICEO.

إنّ مصدر الحرف الّلاتيني (O) هو كلمة Open، وتعني مفتوح، وهي صفة الدّبوس التّالث. يلعب هذان التّياران دوراً رئيسيًا في توصيف الحدود التي تفصل بين منطقة القطع ومنطقة العمل الفعال في مُميّزة خرج الترانزستور (كما سنرى فيما سيأتي). تكون قيمة تيار التسريب العكسي بين المجمع والقاعدة مع باعث مفتوح ICEO صغيرة من رتبة النّانو أمبير، وتتبع لدرجة الحرارة.

يرتبط تيارا التسريب العكسيان مع بعضهما بالعلاقة التالية:

$$I_{CEO} = (1 + \beta) \cdot I_{CBO} \qquad (9-3)$$

في ترانزستور من النوع PNP، يكون الباعث هو مصدر التيارين، ويُرمَّز لهما IECO و IEO على الترتيب.

### 4.2.3 إعداد الوصلة

الترانزستور ثانوي القطب هو عُنصر إلكتروني ثلاثي النهايات، دبابيسه هي القاعدة والباعث والمجمع. في التطبيق العملي، تكون هناك دارتان مُنفصلتان هما دارتا الدخل والخرج، أيّ تَكون هناك حاجة لأربع نهايات، تُستخدم انتتان مِنها في دارة الدخل وانتتان في دارة الخرج. وبما أنّ هذا الترانزستور له ثلاثة دبابيس فقط، فلا بدّ أن تَشترك دارتا الدخل والخرج بإحدى النهايات. وتُصنَّف وصلات الترانزستور بناءً على النهاية المشتركة بين الدّارتين إلى ثلاثة أصناف:

* وصلة القاعدة المشتركة، وتكون القاعدة هي النهاية ذات الجهد المرجعي المُشترك بالنسبة لدارتي الدخل والخرج.

* وصلة الباعث المُشترك، ويكون الباعث هو النهاية ذات الجهد المرجعي المُشترك بالنسبة لدارتي الدخل والخرج.

* وصلة المجمع المُشترك، ويكون المجمع هو النهاية ذات الجهد المرجعي المُشترك بالنسبة لدارتي الدخل والخرج.

يكون لكل وصلة خواص مُميّزة، تشمل الأرباح، أي أرباح الجهد والتّيار والاستطاعة، وهي نسب بين القيم المدروسة في دارتي الدخل والخرج، بالإضافة إلى معاوقيتي الدخل والخرج، ويُمثَّلان المعاوقة الكهربائية للدارة منظورة مرّةً من دارة الدخل ومرّةً من دارة الخرج، بالإضافة إلى خاصّية عكس طور الإشارة، أي حصول فرق في طور الإشارة المدروسة بقيمة 180 درجة عند انتقالها بين دارتي الدخل والخرج، ويُبين الجدول (2-3) الخواص المُميّزة لكل وصلة.
<table><caption>الجدول (3-2): خصائص الوصلات المختلفة للترانسٹور ٹنائی القطب.</caption><thead><tr><td>الخاصية</td><td>القاعدية المشتركة</td><td>الباعث المشترك</td><td>المجموع المشترك</td></tr></thead><tbody><tr><td>ریبح الجهد</td><td>مرتفع</td><td>مرتفع</td><td>أقل من الواحد</td></tr><tr><td>ریبح التئیار</td><td>أقل من الواحد</td><td>مرتفع</td><td>مرتفع</td></tr><tr><td>ریبح الاستطاعة</td><td>معتدل</td><td>مرتفع</td><td>مرتفع</td></tr><tr><td>انعکاس فی الطور</td><td>لا</td><td>نعم</td><td>لا</td></tr><tr><td>معاوقة الدخل</td><td>منخفضة</td><td>معتدلة</td><td>مرتفعة</td></tr><tr><td>معاوقة الخرج</td><td>مرتفعة</td><td>معتدلة</td><td>منخفضة</td></tr></tbody></table>

بالأعتماد على المحددات الموصوفة في القسم السابق، وبالإضافة للجهد الحراري VTH الذي تساوي قيمته 26 ميلي فولت في درجة حرارة الغرفة، يمكن حساب تيارات القاعدة والباعث والمجموع في كل حالة كدوال لقيم جهود التحييز المستعملة، ويُبين الجدول (3-3) العلاقات المستعملة في هذه الحسابات من أجل نوعي الترانسٹور ٹنائی القطب.

أما قيمة الجهد الحراري فيمكن حسابها رياضياً باستعمال العلاقة:

$$V_{TH} = \frac{K.T}{q} \qquad (10-3)$$

حيث K هي درجة الحرارة مقدّرة بالكلفين، وT هو ثابت بولتزمان Boltzmann constant وقيمتها هي $1.38 \times 10^{-23}$ وواحدته هي $J.K^{-1}$، وq هي شحنة الإلكترون وقيمتها $1.6 \times 10^{-19}$ كولون (7).

### القاعدة المشتركة: 1.4.2.3

في إعداد القاعدة المشتركة Common base، تكون القاعدة هي النهاية ذات الجهد المرجعي المشترك بين دارتي الدخل والخرج، وتشمل دارة الدخل وصلة القاعدة والباعث وتحيّز أماميًا. أما دارة الخرج فتضمّ وصلة القاعدة والمجموع، وتحيّز عكسياً.

<table><caption>الجدول (3-3): علاقات عامّة لحساب تيارات الدّبابيس في الترانسٹور اعتماداً على الجهود بين الوصلات والجهد الحراري وتّيار الإشباع.</caption><thead><tr><th>النوع</th><th>NPN</th><th>النوع PNP</th></tr></thead><tbody><tr><td>$\frac{I_S}{\beta_F} \cdot [e^{\frac{V_{EB}}{V_{TH}}} - 1] + \frac{I_S}{\beta_R} \cdot [e^{\frac{V_{CB}}{V_{TH}}} - 1]$</td><td>$\frac{I_S}{\beta_F} \cdot [e^{\frac{V_{BE}}{V_{TH}}} - 1] + \frac{I_S}{\beta_R} \cdot [e^{\frac{V_{BC}}{V_{TH}}} - 1]$</td><td>تّيار القاعدة<br>I<sub>B</sub></td></tr><tr><td>$I_S \cdot [e^{\frac{V_{EB}}{V_{TH}}} - e^{\frac{V_{CB}}{V_{TH}}}] + \frac{I_S}{\beta_F} \cdot [e^{\frac{V_{RB}}{V_{TH}}} - 1]$</td><td>$I_S \cdot [e^{\frac{V_{BE}}{V_{TH}}} - e^{\frac{V_{BC}}{V_{TH}}}] + \frac{I_S}{\beta_F} \cdot [e^{\frac{V_{BE}}{V_{TH}}} - 1]$</td><td>تّيار الباعث<br>I<sub>E</sub></td></tr><tr><td>$I_S \cdot [e^{\frac{V_{EB}}{V_{TH}}} - e^{\frac{V_{CB}}{V_{TH}}}] - \frac{I_S}{\beta_R} \cdot [e^{\frac{V_{CB}}{V_{TH}}} - 1]$</td><td>$I_S \cdot [e^{\frac{V_{BE}}{V_{TH}}} - e^{\frac{V_{BC}}{V_{TH}}}] - \frac{I_S}{\beta_R} \cdot [e^{\frac{V_{BC}}{V_{TH}}} - 1]$</td><td>تّيار المجموع<br>I<sub>C</sub></td></tr></tbody></table>

<footnote>(7) بخصوص قيم هذه التوابت انظر ص. 91 في [12] في ثبت المراجع.</footnote>
تُدرس هذه الوصلة بواسطة مجمُوعتين منفصلتين من المُنحنيات، تضم المجموعة الأولى دارة الدخل، ويجري فيها التركيز على مُحددات الدخل، وتحديداً العلاقة بين تيار الباعث $I_E$، الذي يُمثل تيار الدخل، وفرق الجهد بين القاعدة والباعث $V_{BE}$، من أجل قيم مُختلفة لفرق الجهد بين الباعث والمجمع $V_{CE}$، وتُسمى المُنحنيات الناتجة بمُميزة الدخل للترانزستور Input characteristics. أما في دارة الخرج، فتُدرس العلاقة بين تيار المجمع $I_C$، الذي يُمثل تيار الخرج، وفرق الجهد بين القاعدة والمجمع $V_{CB}$ من أجل قيم مُختلفة لتيار الباعث. إن رموز الجهد السابقة متوافقة مع ترانزستور من النوع NPN، ويجب عكس محرفي الفهرس للتوصُل إلى الرموز المتوافقة مع ترانزستور من النوع PNP، أي: $V_{EB}$ و $V_{BC}$ على الترتيب. ويُبين الشكل (3-7) كيفية إعداد وصلة القاعدة المشتركة في كلا النوعين وحركة التيارات فيها.

في ترانزستور NPN، تُبدي مُنحنيات مُميزة الدخل سُلوكاً مُركَّباً، فطالما كانت قيمة جُهد الدخل أقل من القيمة اللازمَة للتغلُب على جُهد العبور في وصلة PN المُحَيَّزة أمامياً، فإن قيمة تيار الخرج تَكون صغيرية. أما عندما تَكون قيمة جُهد الدخل أكبر من قيمة عتبة العبور، فإن المُنحني يَسْلَك سُلوكاً أُسْيَأَ، وكُلَّما كانت قيمة الجهد بين المُجمع والقاعدَة أكبر، كان انحدار مُنحني مُميزة الدخل في قسمها الأُسْيَ أشدّ، ومُميزة الدخل مُبيَّنة في القسم الأيمن من الشكل (3-8). أما مُميزة الخرج Output characteristics فيجري تقسيم فضائها إلى ثلاث مناطق متمايزَة، وهي مُبيَّنة في القسم الأيسر من الشكل (3-8) أيضاً، وهي:

* منطقة القطع Cutoff region: وهي المنطقة الكائنة تحت الخط البياني الذي يُمثل تيار دخل صغيراً، أي: $I_E = 0$، ويكون تيار الخرج في هذه الحالة مساوياً لتيار التَّسريب العكسي $I_{CBO}$، لأن:

$$I_C = \alpha_F \cdot I_E + I_{CBO} \quad (11-3)$$

يَعمل الترانزستور في هذه المنطقة إذا اختيرت قيم الجهد بحيث تحقق تحيزاً عكسياً للوصلتين.

* المنطقة الفعالة Active region: تُشغل هذه المنطقة مُعظم مساحة الزبع الأول من جملة الإحداثيات الديكارتية في مُميزة الخرج، حيث تَكون قيم المحورين الأفقي والشَّاقولي مُوجبةً. وفيها، ومع زيادة قيمة تيار الباعث فوق الصفر، فإن تيار المجمع يَزداد إلى قيمة مقاربة له.

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>الشكل (3-7): إعدادات وصلة القاعدة المشتركة في ترانزستور ثُنائي القطب. إلى اليمين: ترانزستور من النوع NPN، إلى اليسار: ترانزستور من النوع PNP.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>الشَّكْل (3-8): مُمَيِّزَتَا الدَّخْل والخرج لترانزسٹور ٹُنائی قطب سیلیکونی من التَّوَع NPN في وصلة القاعِدة المُشْتَرَكَة. إلى اليمين: مُمَيِّزَة الدَّخْل، إلى اليسار: مُمَيِّزَة الخرج.</figcaption></figure>

أيّ يُبدي تَيَار المُجْمَع سُلُوكاً خَطِيئاً ذا ميل صِفري تقريراً طالما كانت وصلة المُجْمَع والقاعدَة مُحَيَّزة عكسياً، أيّ طالما كانت قيمة $V_{CB}$ أكبر من الصِّفر، ولا تتعلق قيمة تَيَار المُجْمَع بفرق الجهد بين المُجْمَع والباعث.

* منطقة الإشباع Saturation region: تُوجَد هذه المنطقة في القسم المُوافق لجهد الخرج السَّالِب، أيّ عندما: $V_{CB}<0$، وفيها تتغير قيمة تَيَار الخرج بشكل كبير مع تغيير جهد الخرج. يعمل الترانزسٹور في هذه المنطقة إذا اختيرت قيم الجهد بحيث تحقق تحيزاً أمامياً للوصلتين.

أَمَّا في ترانزسٹور من التَّوَع PNP، فتَرْبَط مُمَيِّزَة الدَّخْل بين فرق الجهد بين الباعث والقاعدَة $V_{EB}$، وتَيَار الباعث $I_E$ من أجل قيم سالبة لفرق الجهد بين المُجْمَع والقاعدَة $V_{CB}$، وتَكون مُمَيِّزَة الدَّخْل في الترانزسٹور من التَّوَع PNP مُشابهة في شكلها لمُمَيِّزَة الدَّخْل في التَّوَع NPN. في حين تُرْسَم مُمَيِّزَة الخرج في الزبع الثَّالث من جملة الإحداثيات الديكارتية حيث تَكون المحاور سالبة القيم، ويُمثَّل المحور الأفقي فرق الجهد بين القاعدَة والمُجْمَع $V_{BC}$، والمحور الشَّاقولي تَيَار المُجْمَع $I_C$، وذلك من أجل قيم مُختلفة لتَيَار الباعث $I_E$، وتُقَسَّم مُمَيِّزَة الخرج إلى مناطق القطع والفعَّال والإشباع بشكل مُشابهة للترانزسٹور من التَّوَع NPN.

تَكون قيمة مُقاوَمة الدَّخْل في هذا الإعداد صغيرة، لذلك، تُسْتَخْدَم هذه الوصلة كمُضَخِّم جهدٍ، والسبب في ذلك أنّ تَيَار الدَّخْل فيها مُساوٍ تقريباً لتَيَار الخرج، ولكنّ قيمة المقاوَمة منظورة من دارة الدَّخْل أقل بشكل مَلحوظٍ من قيمة المقاوَمة منظورة من دارة الخرج، وذلك نتيجةً للتحييز العكسي والأممي لوصلتين الترانزسٹور، ويُسبب الاختلاف في قيم المقاوَمة تضخيماً للجهد بين دارتي الدَّخْل والخرج للحفاظ على المساواة بين التَّيَارين (8).

### 2.4.2.3 الباعث المُشْتَرَك

في إعداد الباعث المُشْتَرَك Common emitter، يَكون الباعث هو النهاية ذات الجهد المرجعي المُشْتَرَك بين دارتي الدَّخْل والخرج، حيث تشمل الدَّارة الأولى القاعدَة والباعث، في حين تضم الثانية المُجْمَع والباعث، ثُمَّ تُحيَّز الوصلتان مع الانتباه لنوع الترانزسٹور. ويُبيَّن الشَّكل (3-9) كيفية إعداد وصلة الباعث المُشْتَرَك في نوعي الترانزسٹور وحركة التَّيَارات فيها.

<footnote>(8) يُمكن تَبَيَّن ذلك بسهولة باعتبار تَيَارِي الدَّخْل والخرج مُتساويين ثُمَّ استبدالهما بمُقابلهما من فرق جهد ومقاوَمة بحسب قانون أوم، وستظهر المقايسة السابقة عند محاولة التلاعب بأحد المُحدَّدات مع الحفاظ على المساواة.</footnote>
<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>الشكل (3-9): إعدادات وصلة الباعث المشترك في ترانزستور ثُنَائِي القطب. إلى اليمين: ترانزستور من النّوع NPN، إلى اليسار: ترانزستور من النّوع PNP.</figcaption></figure>

تُدرس هذه الوصلة بواسطة مجموّعتين مُنفصِلتين من المُنحنيات، تشمل المجموّعة الأولى مُحددات دارة الدخل، وتحديداً العلاقة بين تيار القاعدة $I_B$، وهو تيار الدخل، وفرق الجهد بين القاعدة والباعث $V_{BE}$، من أجل قيم مُختلفة لفرق الجهد بين المجمع والباعث $V_{CE}$، تُسمى المُنحنيات النّاتجة مُميّزة الدخل للترانزستور. أما في دارة الخرج، فتُدرس العلاقة بين تيار المجمع $I_C$، وهو تيار الخرج، وفرق الجهد بين المجمع والباعث $V_{CE}$، وذلك من أجل قيم مُختلفة لتيار القاعدة $I_B$، وُسمى المُنحنيات النّاتجة مُميّزة الخرج.

في ترانزستور من النّوع NPN تُبدي مُنحنيات مُميّزة الدخل سُلوكاً مرْكَبًا، فطالما كانت قيمة جهد الدخل أقل من القيمة الالزمنة للتغلب على جهد العبور في وصلة PN المحيزة أماميًا، فإن قيمة تيار الخرج تكُون صغيرية. أما عندما تكُون قيمة جهد الدخل أكبر من قيمة عتبة العبور، فإن المُنحني يُسلك سُلوكاً أسياً، وكُلما كانت قيمة فرق الجهد بين الباعث والمجمع أكبر، كان انحدار مُنحني مُميّزة الدخل في القسم الأُسَيِّ أقل، والمميزة مُبيّنة في القسم الأيمن من الشكل (3-10). أما فضاء مُميزة الخرج فيُقسم إلى ثلاث مناطق متمايزية بحسب تحييز داري الدخل والخرج، وهي مُبيّنة في القسم الأيسر من الشكل (3-10)، وهي:

* منطقة القطع: وتقع تحت الخُط البياني الذي يُمثل تيار دخل صغيري، أي $I_B = 0$، وتكون قيمة تيار الخرج صغيرة جداً، ومُرتبطَة بتيار التَّسريب العكسي، لأن:

$$I_C = \beta_F \cdot I_B + (\beta + 1) \cdot I_{CBO} \quad (12-3)$$

يَعمل الترانزستور في هذه المنطقة عندما تكُون وصلتاه مُحيّزتين عكسياً.

* المنطقة الفعالة: تُغطِّي الجُزء الأكبر من مُميّزة الخرج، وتكون في الْرِّبع الْأَوَّلِ من جملة الإحداثيات الْدِّيكارتية، وتبدأ مع زيادة قيمة تيار الدخل، أي تيار القاعدة، فوق الصفر، ويبدأ حينها تيار المجمع بالزيادة بشكل طردي. يجب الانتباه إلى أنّ العلاقة بين تيار المجمع وجهد المجمع والباعث ليست خطية في المنطقة الفعالة كلها، لكنها تنزع لأن تكُون كذلك في جُزء مُحدَّدٍ منها فقط.
<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>الشكل (3-10): مُميّزتا الدخل والخرج لترانزستور ثُنائي قطب سيليكوني من النوع NPN في وصلة الباعث المشترك. إلى اليمين: مُميزة الدخل، إلى اليسار: مُميزة الخرج.</figcaption></figure>

* منطقة الإشباع: وتتحدد هذه المنطقة في الجزء الذي يكون فيه جهد الخرج أصغر من الصفر، وتيار الدخل أكبر من الصفر، أي $I_B > 0$، ويُعمل الترانزستور في هذه المنطقة عندما تكون وصلتاه مُحيّزتين أُمَامِيًا.

أما في ترانزستور من النوع PNP، تُرسم مُميزة الدخل في الربع الثَّالث من جملة الإحداثيات الديكارتية حيث تكون المحاور سالبة القيم، ويُرتبط فرق الجهد بين القاعدة والباعث $V_{BE}$ مع تيار القاعدة $I_B$ وذلك من أجل قيم سالبة لفرق الجهد بين المُجمع والباعث $V_{CE}$. وكذا الأمر لمُميزة الخرج التي تُرسم في الربع الثَّالث، حيث يُمثل المحور الأفقي فرق الجهد بين المُجمع والباعث $V_{CE}$، والشاقوليتيار المُجمع $I_C$. وذلك من أجل قيم سالبة لتيار القاعدة $I_B$، وتقسم مُميزة الخرج إلى مناطق القطع والفعالية والإشباع بشكل مُشابه لترانزستور من النوع NPN.

إنَّ إعداد وصلة الباعث المشترك هو الإعداد الأكثر استعمالاً لترانزستور ثُنائي القطب، ويُرجع ذلك لسببين: الأوَّل هو كونه الإعداد الوحيد الذي يُحقق ربحاً للجهد والتَّيار معاً، والتَّانى هو أنَّ نسبة مُقاومة الخرج إلى الدخل صغيرة وتتراوح بين 10 و100 أوم فقط (9). تُستخدم هذه الوصلة لجعل الترانزستور يعمل كمفتاح إلكتروني، حيث يمكن التَّحُكُم بمرور التَّيار في دارة الخرج عن طريق ضبط قيمة الجهد المُطبق على القاعدة في دارة الدخل. يُستعمل هذا الإعداد أيضاً في عمليات تضخيم الإشارات المتناوبة، ولللاستفادة من ذلك، يتم تشغيل الترانزستور في القسم الخطِّي من المنطقة الفعالية.

### 3.4.2.3 المُجمع المشترك

في وصلة المُجمع المشترك Common collector، يُكون المُجمع هو النهاية ذات الجهد المرجعي المشترك بين دارتي الدخل والخرج. تضم الأولى القاعدة والمُجمع، والتَّانية المُجمع والباعث. أشهر وصلات المُجمع المشترك هي مُتتبع الباعث Emitter، ويُبين الشكل (3-11) كيفية إعداد وصلة المُجمع المشترك في نوعي الترانزستور وحركة التَّيارات فيهما.
<figure><img src="image_26.png" /><figcaption>الشكل (11-3): إعدادات وصلة المُجتمع المشتَرِك في ترانزستور نُثنائي القطب. إلى اليمين: ترانزستور من التَّوع NPN، إلى اليسار: ترانزستور من التَّوع PNP.</figcaption></figure>

تُدرس هذه الوصلة بواسطة مجموعتين مُنفصلتين من الخطوط البيانية، تشمل الأولى مُحدَّدات دارة الدَّخل، وتحديداً العلاقة بين تيار القاعدة $I_B$، الذي يُسمَّى أيضاً تيار الدَّخل، وفرق الجهد بين المُجتمع والقاعدة $V_{CB}$، وذلك من أجل قيم مُختلفة للجهد بين الباعث والمُجتمع، وهذه المُميزة مُبيَّنةً في القسم الأيمن من الشكل (3-12). أمَّا في دارة الخرج، فتُدرس العلاقة بين تيار الباعث $I_E$، والَّذي يُسمَّى أيضاً تيار الخرج، وفرق الجهد بين المُجتمع والباعث $V_{CE}$ وذلك من أجل قيم مُختلفة لتيار القاعدة، ومُميزة الخرج مُبيَّنةً في القسم الأيسر من الشكل (3-12) أيضاً.

<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>الشكل (3-12): مُميزة الدَّخل والخرج لستور نُثنائي قطب سيليكوني من التَّوع NPN في وصلة المُجتمع المشتَرِك. إلى اليمين: مُميزة الدَّخل، إلى اليسار: مُميزة الخرج.</figcaption></figure>
في ترانزستور من النوع NPN، تختلف مُميزة الدخل في وصلة المُجمع المشترك عن مُميزة الدخل في وصلتي القاعدة المشتركة والباعث المشترك، فهي لا تُبدي أي سُلوك أُسِي. فمن أجل كل قيمة لفرق الجهد بين الباعث القاعدة، تكون العلاقة بين جهد المُجتمع والقاعدته وتيار القاعدة خطيةً وذات ميل مُوجب، أي مع زيادة قيمة فرق الجهد بين المُجتمع والقاعدته تزداد قيمة تيار القاعدته بشكل خطي. أما المعلومات المستخلصة من مُميزة الخرج في إعداد المُجتمع المشترك فهي مُشابهة لنظيرتها في إعداد الباعث المشترك، باستثناء كون تيار الخرج هو تيار الباعث IE بدلاً من أنَّ يكون تيار المُجتمع IC. ويُشمل التشابه أيضاً العلاقة بين تياري الدخل والخرج وتقسيم فضاء المُميزة إلى مناطق القطع والفعالية والإشباع.

يُستخدم هذا الإعداد بشكل أساسي لأغراض مُطابقة المعاوقة الكهربائية، حيث تمتلك دارة الدخل قيمة مُعاوقة مرتفعة، في حين تمتلك دارة الخرج قيمة مُعاوقة منخفضة. لذلك، فإنَّ باستطاعة الترانزستور في هذا الإعداد أن يلعب دور رابطٍ بيني لمنبع ذي مُعاوقة خرج مرتفعة وجمل ذي مُعاوقة دخل منخفضة.
هذه الصفحة تُركت بيضاء عمداً لغرض تنسيق الكتاب.
الفصل الرابع:

تحييز الترّانزستور تُنَوَّائِي القُطب
## في هذا الفصل:

teaching لعمليّة التَّحييز ولنقطة العمل وشرح لكيفية ضبط موقعها في مُميزة الخرج وتحديد لمنطقة العمل، يلي ذلك أمثلة عديدة عن دارات تحييز مَشهورة للترانزستور تثبيتي القطب بوصالات مُختلفة.
# تحييز الترانزستور ثُنَائِي القطب

## 1.4 مفهوم التحييز

تحييز الترانزستور Transistor biasing هو تطبيق جهود كهربائية مستمرة خارجية بقطبية محددة على وصلتي الترانزستور بغرض تشغيله في منطقة عمل ما. نظراً لأن الجهود المطلقة مستمرة، فإن العملية تسمى أيضاً بالتحييز المستمر DC biasing. إن الهدف الأساسي من عملية التحييز هو الحصول على قيمة محددة لتيار الخرج من أجل قيمة محددة لجهد الخرج، وتمثّل هاتان القيمتان بنقطة ديكارتية على مُيَزَّزة الخرج تُسمَّى نقطة العمل أو النقطة الساكنة.

يجري تحليل دارة التحييز من خلال دراسة منفصلة لدارتي الدخل والخرج ثم كتابة المعادلات الرياضية المعبرة عن كل منهما، وهي العملية التي تسمى تحليل التحييز المستمر DC biasing analyzing. يمكن استخدام المعادلات السابقة لتحديد العلاقة بين جهد الخرج وتياره من أجل قيمة محددة لجهد الدخل، وتسمى هذه العملية بتحديد نقطة العمل، ويجري اختيار موقع هذه النقطة بما يتوافق مع نمط العمل المرغوب.

## 2.4 نقطة العمل

نقطة العمل Operating point أو النقطة الساكنة Quiescent Point هي زوج من القيم التي تُمثَّل جهد وتيار الخرج (V<sub>OQ</sub>, I<sub>OQ</sub>) على مُميَزَّزة خرج الترانزستور. يرتبط تحديد موقع نقطة العمل بالطريقة التي يراد أن يعمل الترانزستور بها، فإذا كان الهدف هو العمل كمُضَحِّمٍ، فإن اختيار عناصر الدارة يجب أن يضع نقطة العمل في المنطقة الفعالية، أمًا إذا كان الهدف هو عمل الترانزستور كقاطع إلكتروني، فيجب أن يجعل الاختيار نقطة العمل تنتقل بين منطقتي القطع والإشباع.

يتم تحديد موقع نقطة العمل من خلال تحييز وصلتي PN في الترانزستور، وتشمل عملية التحييز اختيار قيم العناصر الإلكترونيّة التي تضع نقطة العمل في الموقع المناسب المتوافق مع غرض الدارة.

## 1.2.4 تحديد موقع نقطة العمل

تحديد موقع نقطة العمل هو معرفة إحداثياتها الديكارتية على مخطط مُميَزَّزة الخرج الخاصة بالترانزستور. لتحقيق ذلك، تُدرس دارتا الدخل والخرج بحسب إعدادات الوصلة المستعملة، ثم تكتب معاذلة تيار الدخل والمعادلة التي تربط جهد الخرج بتيار الخرج، ثم تُحسب هذه القيم من أجل قيم محددة للعاملين ألفا α وببتا β ولعناصر الدارة المستعملة.

لتحديد نقطة العمل الخاصة بtranزستور ثُنَائِي قطب تم تحييزه، تتبع الخطوات التالية:

1. دراسة دارة الدخل، وحساب تيار الدخل $I_i$، باستخدام قانون كيرشوف الثاني (1)، وتكون العلاقة الناتجة من الشكل:

$$I_i = \frac{f(v)}{f(R)} \qquad (1-4)$$

حيث تمثّل $f(v)$ علاقة رياضية بين الجهود الكهربائية في دارة الدخل، و $f(R)$ علاقة بين المقاومات فيها.

<footnote>(1) ينصّ قانون كيرشوف الثاني على ما يلي: في دارة كهربائية مغلقة يُكون مجموع هبوطات الجهد مساويًا لمجموع الجهود المقدمة.</footnote>
(2) تحديد الخط البياني المتوافق مع قيمة تيار الذخل في مُميتة الخرج. إذا كانت قيمة تيار الذخل أصغر من الصِّفر، فالترانزستور يعمل في منطقة القطع.

(3) دراسة دارة الخرج وإيجاد العلاقة بين تيار الخرج $I_o$ و جهد الخرج $V_o$، باستعمال قانون كيرشوف الثانى، وتكون المعادلة الناتجة من الشكل:

$$V_o = f(I_o) \tag{2-4}$$

تكون هذه المعادلة من الدرجة الأولى، أي أنَّها تُمثِّل مستقيماً في المُستوي الديكارتي.

(4) رسم المستقيم السابق على مُميتة الخرج، ويُسمَّى خطَ الحمل Load line، وهو مستقيم يربط بين جهد الخرج وأعظم تيار خرج يوافقه.

(5) نقطة العمل هي نقطة تقاطع خطَ الحمل مع الخط البياني المتوافق مع قيمة تيار الذخل.

يُبين الشكل (1-4) كيفية تحديد نقطة العمل في جملة إحداثيات ديكارتية، أمَّا الشكل (2-4) فيبين تأثر موقع نقطة العمل بمحددات مُختلفة في دارة التحييز هي جهود التغذية أو مقاومات الدَّارة أو تيار الذخل.

<figure><img src="image_28.png" /><figcaption>الشكل (1-4): تحديد موقع نقطة العمل رياضياً من تقاطع خطَ الحمل مع أحد الخطوط البيانية لتيار الذخل في مُميتة الخرج.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_29.png" /><figcaption>الشكل (2-4): تغيير موقع نقطة العمل بحسب تغيير مُحدّدات دارة التحييز. إلى اليمين: تأثير تغيير مقاومات دارة التحييز، في الوسط: تأثير تغيير قيمة تيار الدخل، إلى اليسار: تأثير تغيير قيم جهود التغذية.</figcaption></figure>

## 2.2.4 تحديد منطقة العمل

يكون لإمكانية عمل الترانزستور ضمن الذاكرة الإلكترونية حدود فيزيائية لا يمكن تجاوزها، ترسيم هذه الحدود منطقة عمل نُسَمَّى منطقة العمل الخطية، فإذا وقعت نقطة العمل فيها، كان التشوُّه في الإشارة بعد تضخيمها صغيراً أو معدوماً. أما إذا كانت نقطة العمل في المنطقة غير الخطية، فإن تشوُّه الإشارة يكون كبيراً. بالإضافة لذلك، فقد تُسَبِّب شروط العمل في المنطقة غير الخطية ضرراً دائماً في الترانزستور.

إن أقصى قيمة لتيار خرج يمكن أن يتحملها الترانزستور مُحافظاً على الخاصية الخطية هي قيمة تيار الخرج الأعظمي Iomax، في حين تُكون قيمة أدنى تيار في المنطقة الخطية هي قيمة تيار التسريب العكسي التي تتحدد بحسب إعداد الوصلة. أما أدنى جهد خرج في المنطقة الخطية فيُسمَّى جهد الإشباع في الخرج Vosat، وإذا كانت قيمة جهد الخرج أقل من هذه العتبة، فإن الترانزستور يعمل في نمط الإشباع. أما أقصى جهد خرج يتحمله الترانزستور من أجل الحفاظ على نقطة العمل في المنطقة الخطية، فيُسمَّى جهد الخرج الأعظمي Vomax، وتتحدد قيم هذه العتبات في ورقة بيانات الترانزستور (انظر الفصل الثامن). بالإضافة لما سبق، لا يمكن أن يُبدِّد الترانزستور استطاعة حرارية أعلى من حد مُعيَّن هو: Po max = Io.Vo، وعادة ما يتم تعيين هذا الحد من ورقة البيانات. على أي حال، فإن جميع التفاط التي تُحقق العلاقة السابقة في مُميزة الخرج تُشكِّل حدًا علويًا لمنطقة العمل الخطية. ويُبيِّن الشكل (3-4) حدود المنطقة الخطية على مُميزة الخرج لترانزستور ثَنَائِي القطب من النوع NPN.

## 3.4 دارات تحييز الترانزستور

إن جميع الدارات الإلكترونية الواردة في هذا الفصل مبنية باستعمال ترانزستور ثَنَائِي قطب من النوع NPN، ويمكن استعمال نفس التحليل من أجل النوع PNP مع مراعاة التَّبَدُّل الحاصل في اتجاهات التَّيَارات.

### 1.3.4 تحييز وصلة القاعدة المشتركة

في دارة التحييز وصلة القاعدة المشتركة تُكون القاعدة هي النقطة ذات الجهد المرجعي المُشْتَرِك بين دارتي الدخل والخرج. تضم دارة الدخل وصلة الباعث والقاعدية، ويجري تحييزها أمامياً باستخدام مُولد قيمة فرق جهده هي: VEE، ويكون تيار الدخل هو تيار الباعث IE، أما دارة الخرج فتضم وصلة المُجتمع القاعدية، ويتم تحييزها عكسياً باستعمال مُولد قيمة فرق جهده
هي: Vcc، ويكون تيار الخرج هو تيار المجمع Ic. ويُبين الشكل (4-4) دارة إلكترونية مستعملة لتحييز ترانزستور من النوع NPN بوصلة القاعدة المشتركة.

لتحليل التحييز المستمر لهذه الدارة، تُتبع الخطوات التالية:

1) تطبيق قانون كيرشوف الثَّانِي على دارة الدخل، ويُمكن كتابة معاذلة دارة الدخل بالشكل التالي:

$$ -V_{EE} + I_{E} \cdot R_{E} + V_{BE} = 0 \quad (3-4) $$

أي أنَّ تيار الدخل يُحسب بالعلاقة:

$$ I_{E} = \frac{V_{EE} - V_{BE}}{R_{E}} \quad (4-4) $$

<figure><img src="image_30.png" /><figcaption>الشكل (4-3): منطقتا العمل الخطية وغير الخطية في مُميتة الخرج لترانزستور ثُنائي القطب.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_31.png" /></figure>

الشكل (4-4): دارة إلكترونية مستعملة في تحييز ترانزستور من النوع NPN بوصلة القاعدة المشتركة.

(2) حساب قيمة تيار المجمع بحسب العلاقة (3-2)، أي:

$$I_C = \alpha_F \cdot I_E \quad (5-4)$$

(3) تطبيق قانون كيرشوف الثاني على دارة الخرج، ويُمكن كتابة مُعادلة هذه الدارة بالشكل التالي:

$$-V_{CC} + I_C \cdot R_C - V_{CB} = 0 \quad (6-4)$$

أي أن جهد الخرج يُحسب بالعلاقة:

$$V_{CB} = I_C \cdot R_C - V_{CC} \quad (7-4)$$

### 2.3.4 تحييز وصلة الباعث المُشترك: دارة التَّحييز الثَّابت

دارة التَّحييز الثَّابت Fixed-bais circuit هي دارة تحييٍز لستور ثُنائي القطب بوصلة الباعث المُشترك، يُوصَل فيها المُجتمع والقاعدية إلى جهد تغذية قيمته $V_{CC}$ عبر مقاومتين هما $R_C$ و $R_B$ على الترتيب، أمَّا الباعث فيؤرَّض. تُستعمل هذه الوصلة عند عمل الترانزستور كمُضخِّم، حيث تُمرر إشارة الدخل المُتناوبة عبر القاعدة ويجري الحصول على إشارة الخرج المُضخَّمة من المُجتمع. يُطبَّق جهد التغذية نفسه في دارتي الدخل والخرج اللتين تُسمَّيان دارة القاعدة والباعث ودارة المُجتمع والباعث على الترتيب. أمَّا تيار دارة الدخل فهو تيار القاعدة $I_B$، وأمَّا تيار دارة الخرج فهو تيار المُجتمع $I_C$. ويُبيَّن الشكل (4-5) الدارة الإلكترونية المستعملة للتحييز الثابت لستور من النوع NPN بوصلة الباعث المُشترك.

يجري تحليل التَّحييز المستمر لهذه الدارة، كما يَأتي:
<figure><img src="image_32.png" /></figure>

الشكل (4-5): الدَّارةُ الإِلكترونِيَّةُ المُستَعْمَلَةُ فِي التَّحييْز الثَّابِت لترانزسُتُور مِن التَّوْعِ NPN بوصلَةِ الْبَاعِثِ الْمُشْتَرِكِ.

(1) تطبيق قانون كيرشوف الثاني على دارة الدخل، ويُمكن بحسب ذلك كتابة العلاقة التالية:

$$+ V_{CC} - I_{B} \cdot R_{B} - V_{BE} = 0 \qquad (8-4)$$

أي أن تيار الدخل يُحسب بالعلاقة:

$$I_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_B} \qquad (9-4)$$

(2) تطبيق قانون كيرشوف الثاني على دارة الخرج، ويُمكن كتابة العلاقة التالية:

$$+V_{CC} - I_{C} \cdot R_{C} - V_{CE} = 0 \qquad (10-4)$$

أي أن جهد الخرج يُحسب بالعلاقة:

$$V_{CE} = + V_{CC} - I_{C} \cdot R_{C} \qquad (11-4)$$

(3) أما تيار الخرج من أجل جهد خرج صغير، والذي يسمى أيضاً تيار إشباع المجمع Icsat، فيحسب بالعلاقة:

$$I_{csat} = \frac{V_{CC}}{R_{C}} \qquad (12-4)$$
3.3.4 تحييز وصلة الباعث المُشَتَّرْ: دارة الباعث المستقر

دارة التحييز ذات الباعث المستقر Emitter-stabilized bias circuit هي دارة تحييز لترانسistor ثانوي القطب بوصلة الباعث المُشَتَّرْ. تتشابه هذه الدَّارة في بنيتها مع دارة التحييز الثابت، مع فرق وحيд هو زيادة مقاومة ذات قيمة صغيرة، تُوصل بين الباعث ونقطة التأريض، ونُسَمَّى مُقاومة الباعث $R_E$. نتيجة لذلك، تَكون هذه الدارة أكثر استقراراً بالنسبة للتغيرات في درجة الحرارة مقارنة مع دارة التحييز الثابت. ويُبيَّن الشكل (4-6) الدَّارة الإلكترونية المستعملة للتحييز الثابت لترانسistor من النوع NPN بوصلة الباعث المُشَتَّرْ.

يجري تحليل التحييز المستمر لهذه الدَّارة كما يلي:

1. من دارة الدخل، وبتطبيق قانون كيرشوف الثانى، يُمكن كتابة العلاقة التالية:

$$+ V_{CC} - I_{B} \cdot R_{B} - V_{BE} - I_{E} \cdot R_{E} = 0 \quad (13-4)$$

وبتعويض قيمة تيار الباعث $I_E$ بحسب العلاقة (3-7)، يكون تيار الدخل:

$$I_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_B + (1 + \beta) R_E} \quad (14-4)$$

<figure><img src="image_33.png" /><figcaption>الشكل (4-6): الدَّارة الإلكترونية المستعملة في تحييز الباعث المستقر لترانسistor من النوع NPN بوصلة الباعث المُشَتَّرْ.</figcaption></figure>
(2) من دارة الخرج، بتطبيق قانون كيرشوف الثاني، يُمكن كتابة العلاقة:

$$+V_{CC} - I_{C} \cdot R_{C} - V_{CE} - I_{E} \cdot R_{E} = 0 \quad (15-4)$$

مع اعتبار أن: $I_C \approx I_E$، يُمكن كتابة العلاقة المُعبَّرة عن جُهد الخرج بالشكل التالي:

$$V_{CE} = +V_{CC} - I_{C} \cdot (R_{C} + R_{E}) \quad (16-4)$$

(3) أما تيار الخرج من أجل جُهد خرج صغيرٍ، أو تيار إشباع المُجتمع، فيُحسب بالعلاقة:

$$I_{csat} = \frac{V_{CC}}{R_{C} + R_{E}} \quad (17-4)$$

### 4.3.4 تحييز وصلة الباعث المُشترك: دارة مُقسيم الجُهد

دارة التحييز بمُقسيم الجهد Voltage-divider bias circuit هي دارة تحييز لترانزستور ثانوي القطب بوصلة الباعث المُشترك. إن المُشكلة الأساسية في دارة التحييز بالباعث المُستقر هي ارتباط كل من تيار و جُهد الخرج بالعامل بيتا، الذي يُكون بدوره حساساً لدرجة الحرارة، خاصةً في الترانزستورات السيليكوئية. تُؤمَّن هذه الدَّارة دارة تحييز يُكون تيار و جُهد الخرج فيها مستقلان عن العامل بيتا. يجري توصيل جُهد التغذية نفسه VCC إلى دارتي الدَّخل والخرج. في دارة الدَّخل، تُوصل القاعدة بين مقاومتين لمُقَسِّم جُهد، هما على الترتيب R1 و R2. أما في دارة الخرج فيُوصل جُهد التغذية إلى المُجتمع عبر مقاومة المُجتمع RC، ويُوصل الباعث إلى نقطة التأريض عبر مقاومة الباعث RE. ويُبين الشكل (4-7) الدَّارة الإلكترونية المستعملة للتحييز بمُقَسِّم الجهد لترانزستور من النَّوع NPN بوصلة الباعث المُشترك.

يجري تحليل التحييز المستمر لهذه الدَّارة، كما يلي:

1. بحسب نظرية ثيفينين (2) Thevenin's theorem، يُستعرض عن مُقَسِّم الجهد بمنبع جُهد ثيفينين VTH و مقاومة ثيفينين RTH، وتُحسب قيمتهما باستعمال العلاقاتين:

$$R_{TH} = R_{1} \parallel R_{2} = \frac{R_{1} \cdot R_{2}}{R_{1} + R_{2}} \quad (18-4)$$

$$V_{TH} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} \cdot V_{CC} \quad (19-4)$$

2. يُستبدل مُقَسِّم الجهد بمقاومة ومنبع ثيفينين، ويُبين الشكل (4-8) الدَّارة الناتجة عن عمليَّة الاستبدال.

3. يُمكن كتابة مُعادلة دارة الدَّخل، بتعويض قيمة تيار الباعث IE بحسب العلاقة (3-7)، بالشكل التالي:

$$+V_{TH} - I_{B} \cdot R_{TH} - V_{BE} - (1 + \beta) \cdot I_{E} \cdot R_{E} = 0 \quad (20-4)$$

<footnote>(2) تتَّص نظرية ثيفينين على إمكانية استبدال أي جزء من دارة كهربائية محصور بين نقطتين فيها، بمنبع جهد و مقاومة مربوطة على التسلسل معه، قيمة جهد المنبع هي فرق الجهد بين النقطتين قبل الاستبدال، وقيمة المقاومة هي ما يكافي مُقاومة الجزء منظورة من النقطتين.</footnote>
<figure><img src="image_34.png" /></figure>

الشكل (7-4): الدَّارةُ الإِلكترونِيَّةُ الْمُسْتَعْمَلَةُ فِي التَّحْيَيْزِ بِمُقَسَّمِ الْجُهَدِ لِتَرانزِسُتُورِ مِنَ النَّوَعِ NPN بِوَصْلَةِ الْبَاعِثِ الْمُشْتَرِكِ.

ويَكون تَيَّار الدَّخل عَنْدَها:

$$I_B = \frac{V_{TH} - V_{BE}}{R_{TH} + (1 + \beta) \cdot R_E} \quad (21-4)$$

(4) في دَارة الخرج، يُمكن كتابة مُعاذلة الخرج بحسب قَائُون كِيرشوف الثَّانِي كما يَأتي:

$$+V_{CC} - I_C \cdot R_C - V_{CE} - I_E \cdot R_E = 0 \quad (22-4)$$

مع اعتبار أَنَّ $I_C \approx I_E$، يُمكن كتابة المُعاذلة المُعْتَبَرَة عن جُهد الخرج بالشَّكل التالي:

$$V_{CE} = +V_{CC} - I_C \cdot (R_C + R_E) \quad (23-4)$$

(5) أَمَا تَيَّار الخرج من أَجل جُهد خرج صِفْرِي، أَوْ تَيَّار إِشْباع المُجْمِع فِيْحَسَب بالعلاقة:

$$I_{Csat} = \frac{V_{CC}}{R_C + R_E} \quad (24-4)$$
<figure><img src="image_35.png" /><figcaption>الشكل (4-8): دارة يُقيَّنين المكافئة لدارة التَّحيز بمُقَسَّم الجُهد لترانزسُتور من النوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك.</figcaption></figure>

### 5.3.4 تحييز وصلة الباعث المُشْتَرِك: دارة التَّغذِية العكسيَّة

إدارة التَّحيز بالَّتَغذية العكسيَّة Voltage feedback bias circuit هي دارة تحييِّز لترانزسُتور ثُنَائِي القطب بوصلة الباعث المُشْتَرِك. في دارتي التَّحييز الثَّابت والباعث المستقرَّ يَكون موقع نُقطة العمل غير مُستقلٍ عن العامل بيتا، وبالتالي فهو مُرتبط بتغيرات درجة الحرارة، وتقدِّم هذه الدَّارة استقراراً أعلى لنُقطة العمل مُقارَّنة بالدَّارتين الشَّابقتين. في هذه الدَّارة، ثُغَذَا دارتا الدَّخل والخرج بمَنبع التَّغذية نفسه VCC، ولكن مقاومة المُجتمع هي جُزءٌ من دارة الدَّخل، ويَحصُّل ذلك من خلال وصل مُقاومة التَّغذية العكسيَّة RF بين المُجتمع والقاعِدة. ويُبيِّن الشَّكل (4-9) الدَّارة الإلكترونيَّة المستعملة للتحييز بالتَّغذية العكسيَّة لترانزسُتور من النوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك.

يجري تحليل التَّحييز المستمرَّ لهذه الدَّارة، كما يلي:

1. من دارة الدَّخل، بتطبيق قانون كيرشوف الثَّانِي، يُمكن كتابة العلاقة التَّالية:

$$+ V_{CC} - I'_{C} \cdot R_{C} - I_{B} \cdot R_{F} - V_{BE} - I_{E} \cdot R_{E} = 0 \quad (25-4)$$

حيث I'C هو التَّيار الرَّئِيسي النَّاتج عن مَنبع التَّغذية قبل أن ينقسم إلى تياري القاعدة IB والمُجتمع IC.
<figure><img src="image_36.png" /></figure>

الشكل (4-9): الدَّارةُ الإِلكترونِيَّةُ المُستعملة في التَّحييز بالتَّغذية العكسية لترانزسٹور من النوع NPN بوصلة الباعث المشترك.

بتعويض قيمة تيار الباعث $I_E$ بحسب العلاقة (3-7)، ومع اعتبار أنّ $I_C \approx I'_C$ و $I_E \approx I'_E$، نُصبح مُعادلة الدخل بالشكل التالي:

$$+ V_{CC} - V_{BE} - \beta I_B (R_E + R_C) - I_B \cdot R_F = 0 \quad (26-4)$$

ويكون تيار الدخل عندها:

$$I_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_F + (R_C + R_E) \cdot \beta} \quad (27-4)$$

(2) من دارة الخرج، بتطبيق قانون كيرشوف الثاني، يُمكن كتابة العلاقة:

$$+V_{CC} - I_C \cdot R_C - V_{CE} - I_E \cdot R_E = 0 \quad (28-4)$$

مع اعتبار أنّ $I_C \approx I_E$، يُمكن كتابة المُعادلة المُعبَّرة عن جهد الخرج بالشكل التالي:

$$V_{CE} = +V_{CC} - I_C \cdot (R_C + R_E) \quad (29-4)$$

(3) أَمَا تَنَارُ الخرج من أَجل جُهد خرج صِفري، أَو تَنَارُ إشباع المُجِمِّع، فَيُحَسَّب بالعلاقة:

$$I_{Csat} = \frac{V_{CC}}{R_C + R_E} \quad (30-4)$$
6.3.4 تحييز وصلة المُجمِّع المُشترَك :

في دارة التحييز الخاصة بوصلة المُجمِّع المُشترَك يَكون المُجمِّع هو النُّقطة ذات الجهد المرجعي المُشترَك بين دارتي الدخل والخرج. تَضم دارة الدخل وصلة الباعث والقاعدَة، ويجري تحييزها أماميًا بوصل القاعدَة إلى نقطة التأريض عبر مقاومة القاعدَة، والباعث إلى جهد تغذية سالب عبر مُقاومة الباعث RE، ويكون تيار الدخل هو تيار القاعدَة IB، وهو يَمر بالوصلة المحيزة أماميًا باتجاه الباعث لا المُجمِّع، وذلك بسبب قيمة المقاومة المرتفعة بين القاعدَة والمُجمِّع النَّاجمة عن قُطبيَّة التحييز. أَمَّا دارة الخرج فتضم وصلة المُجمِّع والقاعدَة، ويَتم تحييزها عكسياً بحسب التَّوصيل السابق، ويكون تيار الخرج هو تيار المُجمِّع IC. ويُبين الشكل (4-10) دارة إلكترونيَّة مستعملة لتحييز ترانزسُتور من النوع NPN بوصلة المُجمِّع المُشترَك.

يُجري تحليل التحييز المستمر لهذه الدَّارة، كما يلي:

1) من دارة الدخل، بتطبيق قانون كيرشوف الثاني، يُمكن كتابة المعادلة التالية:

$$
-I_B \cdot R_B - V_{BE} - I_E \cdot R_E + V_{EE} = 0 \quad (31-4)
$$

وبتعويض قيمة تيار الباعث IE بحسب المعادلة (3-7)، يُحسب تيار الدخل باستعمال العلاقة:

$$
I_B = \frac{V_{EE} - V_{BE}}{R_B + (1 + \beta) R_E} \quad (32-4)
$$

2) من دارة الخرج، بتطبيق قانون كيرشوف الثاني، يُمكن كتابة العلاقة:

$$
-V_{EE} + I_{E} \cdot R_{E} + V_{CE} = 0 \quad (33-4)
$$

<figure><img src="image_37.png" /><figcaption>الشكل (4-10): دارة إلكترونيّة مستعملة في تحييز ترانزسُتور من النوع NPN بوصلة المُجمِّع المُشترَك.</figcaption></figure>
مع اعتبار أنّ: $I_C \approx I_E$، يُمكن كتابة المعادلة المُعْبَرَة عن جُهد الخرج بالشَّكل التالي:

$$V_{CE} = + V_{EE} - I_C \cdot R_E \quad (34-4)$$
هذه الصفحة تُركِّت بيضاء عمداً لغرض تنسيق الكتاب.
الفصل الخامس:

نَمْذَجَةُ التَّرَانِزِسُتُورْ تُنَوَّائِي القُطْب
في هذا الفصل:

شرح لأهم نماذج مُحاكاة عمل الترانزستور، الخطِّية منها وغير الخطِّية، وعرض للمعادلات النَّاظِمة لكل نموذج والدَّارات الإلكترونيَّة ذات الصِّلة.
# نمذجة الترانزستور نثائي القطب

## 1.5 نمذجة الترانزستور

يُعرَف نموذج الترانزستور Transistor model بأنَّه مجموَعة من عناصر الدَّارة التي تُحاكي بشكل تقريبي السُّلوك الفعلي لأشباه الموصِلات المُشكَّلة للترانزستور تحت شروط عمل مُحدَّدة. يمكن نُمذجة الترانزستور باستعمال نماذج خطية أو غير خطية. في الأولى تُستعمل الدَّارات الخطية Linear Circuit فقط، أَمَا في الثانية فتُستعمل عناصر غير خطية أيضاً مثل الثَّانِيَةِ.

أشهر النماذج الخطية هي:

* نموذج آر إي r<sub>e</sub> model

* النموذج المكافئ الهجين Hybrid equivalent model

* نموذج تي T model

* نموذج پای الهجین Hybrid-pi model

أَمَا أَشْهَر النماذج غير الخطية للترانزستور نثائي القطب فهي:

* نموذج إيرس مول Ebers-Moll model

* نموذج كوميل بون Gummel-Poon model

تُصنَف نماذج الترانزستور أيضاً بحسب طبيعة الإشارات التي تُضخِّمها إلى نماذج إشارات صغيرة ونماذج إشارات كبيرة. يَكون لمُضخِّمات الإشارات الصغيرة ربح جُهد عالٍ وربح تيار مُنخفض، أي أنَّها لا تستطيع التعامل مع تيارات كبيرة القيمة، ولذلك فهي تُستعمل في مراحل التَّضخيم الأولى، أَمَا مُضخِّمات الإشارات الكبيرة فلها ربح تيار عالٍ ويُمكن أن تُوصَل إلى الجمل مُباشرة، لذلك تُستعمل في مراحل التَّضخيم المتأخرة.

## 2.5 النماذج الخطية

### 1.2.5 نموذج آر إي

في نموذج آر إي، يُستبدل الترانزستور برباعي أقطاب Two-port network يحتوي على نثائي ومنبع تيار مُتحكَّم به، وهو منبع للنَّيار تَرتبَط قيمة تياره بمُحدِّد آخر في الدَّارة. يُمثَّل النَّثائي في حالة التَّحيز الأمامي بِمُقاوَمة تُسَمَّى مُقاوَمة الباعث المُتنازِدة Emitter incremental resistance، ويُرمَز لها: r<sub>e</sub>، وهي التي أعطت هذا النموذج اسمه، وتحسب قيمتها من العلاقة:

$$r_e = \frac{V_{TH}}{I_E} \qquad (1-5)$$

حيث V<sub>TH</sub> هو الجهد الحراري، وتساوي قيمته 26 ميلي فولت في درجة حرارة الغرفة، وتحسب باستخدام العلاقة (10-3)، IE و I<sub>E</sub> هو تيار الباعث. يُبين الجدول (1-5) الدَّارات المكافئة للنموذج من أجل إعداد الوصلات الثلاثة في ترانزستور من النوع NPN.

<footnote>(1) النظام الخطية هو نظام يتَّصف بخاصية التراكب Superposition property، ومعنى ذلك أن استجابة النظام لتَأثير مُحَقَّزين أو أكثر تساوي مجموع التأثيرات الفردية لكل مُحَقَّرٍ على حدته، باختصار: $f(x_1 + x_2) = f(x_1) + f(x_2)$.</footnote>
الجدول (5-1): الذّارات المكافئة لنموذج آر إي لTRANZISTOR NPN (2) من أجل إعدادات الوصلات الثلاثة.

<figure><img src="image_38.png" /></figure>

يُستعمل هذا النموذج لدراسة الترانزستور في نمط التيار المتناوب من أجل تضخيم الإشارات الصغيرة.

### 2.2.5 النموذج المكافئ الهجين

هذا النموذج هو نموذج خطي للTRANZISTOR ثُنَائِي القطب، يُوصف بالهجين لأن مُعاذَّلاتِه تختفي خليطًا من عوامل الدخل والخرج معاً، ومنها اشتقَّ الزَّمز h المستعمل لتسمية العوامل، وهو الخرف الأوّل من كلمة هجين Hybrid. في هذا النموذج يُستبدل الترانزستور برباعي أقطاب يضمّ عُنصرين مُتحكَّما بهما، وهما يرْبُطان الجهود والتَّيَّارات بين مَنْفَذِي الدخل والخرج في الرباعي. يُرمز لجهد وتَيَّار دخل الرباعي بالزَّمزين: $V_i$ و $I_i$ على الترتيب، وكذلك لجهد وتَيَّار الخرج فيه بالزَّمزين: $V_o$ و $I_o$.

للمذوجة الترانزستور باستعمال رباعي أقطاب، تُستخدم أربعة عوامل بالشكل التالي: يحتوي الرباعي بين قطبي مَنْفَذ دخله على مقاومة كهربائية قيمتها $h_{11}$ أوم، موصولة على التسلسل مع منبع جهد متحكّم به، قيمته $V_o$ $h_{12}$. فُولت. بالإضافة لذلك، يضم الرباعي أيضاً مقاومة سماحيتها $h_{22}$ سيمنر موصولة على التفرّع مع منبع تيار متحكّم به قيمة تياره $I_i$ $h_{21}$. أمبير، وكلاهما يَصل بين قطبي مَنْفَذ خرج الرباعي، ويُبين الشكل (5-4) رباعي الأقطاب الموصوف سابقاً وقد أضيفت قيم العوامل إليه.

<figure><img src="image_39.png" /><figcaption>الشَّكل (5-4): رباعي الأقطاب المستعمل في النموذج المكافئ الهجين لTRANZISTOR من النوع NPN (2).</figcaption></figure>

<footnote>(2) من أجل نموذج ترانزستور من النوع NPN، يكفي عكس قُطْبِيَّة منبع التيار.</footnote>
في دارة كهذه، يُمكن بتطبيق قانون كيرشوف الثاني على دارة الدخل، وقائون كيرشوف الأوّل على دارة الخرج كتابة المعادلاتين التالية:

$$V_i = h_{11} \cdot I_i + h_{12} \cdot V_o \quad (2-5)$$

$$I_o = h_{21} \cdot I_i + h_{22} \cdot V_o \quad (3-5)$$

ثم تُحسب قيم العوامل الأربعة $h_{11}$ و $h_{12}$ و $h_{21}$ و $h_{22}$ بعد ذلك كما يلي:

$$h_{11} = \left. \frac{V_i}{I_i} \right|_{V_o = 0} \quad (4-5)$$

$$h_{12} = \left. \frac{V_i}{V_o} \right|_{I_i=0} \quad (5-5)$$

$$h_{21} = \left. \frac{I_o}{I_i} \right|_{V_o = 0} \quad (6-5)$$

$$h_{22} = \left. \frac{I_o}{V_o} \right|_{I_i = 0} \quad (7-5)$$

ويُسمى:

* العامل $h_{11}$ بعامل مقاومة الدخل، ويُرمز له $h_i$، ويُقاس بالأوم.

* العامل $h_{12}$ بعامل نسبة تحويل الجهد العكسيّة، ويُرمز له $h_r$، وهو عديم الواحدة.

* العامل $h_{21}$ بعامل نسبة تحويل التيار الأميّة، ويُرمز له $h_f$، وهو أيضاً عديم الواحدة.

* العامل $h_{22}$ بعامل موصليّة الخرج، ويُرمز له $h_o$، وواجدته السيننز.

يمكن أن تطبق المنهجية السابقة على كلّ وصلةٍ من وصلات الترانزستور، ويُنتج ذلك 12 عاملاً بالإجمال. في الدراسات العملية، غالباً ما يُهمل أثر عامل نسبة تحويل الجهد العكسيّة، ويُعوض عنه بداية مقصورة، وكذا أثر عامل موصليّة الخرج، ويُعوض عنه بداية مفتوحة، ويُنتج عن ذلك دارة مكافئة كاملة تحتوي كلّ العوامل الخاصة بوصلة محددة، ودارة مكافئة مختصرة لا تحتوي على العوامل المهملة.

لتمييز العوامل الخاصة بكلّ وصلةٍ، يضاف أحد المحارف $\{b, e, c\}$ من أجل القاعدة والباعث والمجمع على الترتيب، فتصبح عوامل وصلة القاعدة المشتركة هي: $h_{ib}$ و $h_{rb}$ و $h_{ib}$ و $h_{rb}$، وعوامل وصلة الباعث المشترك هي: $h_{ie}$ و $h_{re}$ و $h_{ie}$ و $h_{re}$، وعوامل وصلة المجمع المشترك هي: $h_{ic}$ و $h_{re}$ و $h_{ic}$ و $h_{re}$ (انظر قائمة الرموز في مطلع الكتاب من أجل الأسماء). ويُبين الجدول (2-5) العوامل الأربعة من أجل كلّ وصلةٍ من وصلات الترانزستور والدّارات المكافئة الكاملة والمختصرة لكلّ منها.

يُستعمل التموذج المكافئ الهجين لمحاكاة الترانزستور عند العمل مع الإشارات الصغيرة. إن نموذجي آر إي والمكافئ الهجين متكافنان، ويُمكن التحويل رقماً بين عوامل الأوّل، أي: $\{\alpha, \beta, r_e\}$ وعوامل الثاني، أي: $\{h_i, h_r, h_f, h_o\}$، وذلك من أجل وصلات الترانزستور الثلاثة.
الجدول (5-2): عوامل التموذج الهجين المكافئ والدَّارات المكافئة والمختصرة لترانزستور NPN (3) من أجل إعدادات الوصلات الثلاثة.

<table><thead><tr><th>اسم العامل</th><th>القاعدَة المشتَركة</th><th>الباعث المشتَرَك</th><th>المجتمع المشتَرَك</th></tr></thead><tbody><tr><td>مقاوَمة الدَّخل</td><td>h<sub>ib</sub> = <sup>V<sub>eb</sub></sup>&frasl;<sub>I<sub>e</sub></sub></td><td>h<sub>ie</sub> = <sup>V<sub>be</sub></sup>&frasl;<sub>I<sub>b</sub></sub></td><td>h<sub>ic</sub> = <sup>V<sub>bc</sub></sup>&frasl;<sub>I<sub>b</sub></sub></td></tr><tr><td>نِسبة تحويل الجَهد العكسيَّة</td><td>h<sub>rb</sub> = <sup>V<sub>eb</sub></sup>&frasl;<sub>V<sub>cb</sub></sub></td><td>h<sub>re</sub> = <sup>V<sub>be</sub></sup>&frasl;<sub>V<sub>ce</sub></sub></td><td>h<sub>rc</sub> = <sup>V<sub>bc</sub></sup>&frasl;<sub>V<sub>ec</sub></sub></td></tr><tr><td>نِسبة تحويل التَّيار الأمَامِيَّة</td><td>h<sub>fb</sub> = <sup>I<sub>c</sub></sup>&frasl;<sub>I<sub>e</sub></sub></td><td>h<sub>fe</sub> = <sup>I<sub>c</sub></sup>&frasl;<sub>I<sub>b</sub></sub></td><td>h<sub>fc</sub> = <sup>I<sub>e</sub></sup>&frasl;<sub>I<sub>b</sub></sub></td></tr><tr><td>موصِلَية الخرج</td><td>h<sub>ob</sub> = <sup>I<sub>c</sub></sup>&frasl;<sub>V<sub>cb</sub></sub></td><td>h<sub>oe</sub> = <sup>I<sub>c</sub></sup>&frasl;<sub>V<sub>ce</sub></sub></td><td>h<sub>oc</sub> = <sup>I<sub>e</sub></sup>&frasl;<sub>V<sub>ec</sub></sub></td></tr><tr><td>الدَّارة المكافئَة الكاملة</td><td colspan="3" rowspan="2"></td></tr><tr><td>الدَّارة المكافئَة المختصرة</td></tr><tr><td>نمودج تي</td><td colspan="3">3.2.5</td></tr><tr><td colspan="4">نمودج تي هو نموذج خطِي لدراسة الإشارات الصَّغيرة في الترانزستور تُنَوَّائِي القطب. في هذا التَّموذج، يُستبدل الترانزستور بشبكة من العناصر على شكل الحرف اللاتيني (T)، ويُقرأ تي. أعطى شكل الشبكة هذا التَّموذج اسمه، وهي تَحتوي على مقاوَمة وَمنبع تَيَار مُتحَكَّم به. تُضَبَّط قيمة المقاوَمة بحسب مُقاوَمة الباعث المَتزايدة r<sub>e</sub> التي تُحسب وفق العلاقة (5-1)، في حين تُؤَثِّر المُوصِلَية المنقولة gm على قيمة المنبع، وَتُحسب قيمتها بحسب العلاقة:</td></tr><tr><td colspan="4">$g_m = \frac{I_o}{V_{TH}}$ (8-5)</td></tr><tr><td colspan="4">حيث I<sub>o</sub> هو تَيَار الخرج و V<sub>TH</sub> هو الجهد الحراري، وَتُساوي قيمته 26 ميلي فُولت في درجة حرارة الغرفة، وَتُحسب باستخدام العلاقة (3-10). ويُبيَّن الشكل (5-11) نموذج تي لنوعي الترانزستور تُنَوَّائِي القطب، PNP و NPN، حيث تُؤَثِّر المُوصِلَية على قيمة منبع التَّيَار المُتحَكَّم به. من الجيد ملاحظة أن تغيير نوع الترانزستور يُؤَثِّر على جهة التَّيَارات فيه، لكن العلاقة (3-1) تَظل صحيحة دائماً.</td></tr></tbody></table>

$$g_m = \frac{I_o}{V_{TH}} \qquad (8-5)$$

<footnote>(3) من أجل نموذج ترانزستور من النوع NPN، يكفي عكس قطبيَّة منبع التَّيَار.</footnote>
<figure><img src="image_40.png" /></figure>

الشَّكْل (5-11): نموذج تي لترانزستور ثُنَائِي القطب. إلى اليمين: النَّوَع NPN، إلى اليسار: النَّوَع PNP.

يُمكن أَيْضًا إِضافة مُقاوَمَة الخرج $r_o$ بين القطبين اللذين يُشَكِّلَان دارة الخرج حيث يَكون فَرَق الجُهد بينهما هو جُهد الخرج $V_o$، ويَهْدف ذلك لإدخال أَثر جُهد إيريلي (4) $V_A$ إلى النموذج، ويُبَيِّن الشَّكْل (5-12) الدَّارة النَّاتِجة عن إِضافة مُقاوَمَة الخرج، في حين تُحَسَّب قيمتها باستعمال العلاقة:

$$r_o = \frac{V_A + V_o}{V_{TH}} \qquad (9-5)$$

<figure><img src="image_41.png" /></figure>

الشَّكْل (5-12): نموذج تي لترانزستور ثُنَائِي القطب من النَّوَع NPN، بعد إِضافة مُقاوَمَة الخرج $r_o$.

<footnote>(4) لن نتوسَّع بخصوص جُهد إيريلي، فهذا خارج مباحث الكتاب، للاستزادة بهذا الشَّأن انظر [23] في ثبت المراجع.</footnote>
## 4.2.5 نموذج پای الهجين

نموذج پای الهجين، ويُسمَّى أيضاً نموذج جياكولينو Giacoletto model نسبه إلى لورانس جياكولينو الذي اقترحته في عام 1969م (5)، هو نموذج خطِّي للTRANZISTOR ثُنائي القطب يُستعمل عند العمل في نمط الإشارات الصغيرة، وفيه يُستبدل الترانزستور بزباعي أقطاب يحتوي على مجمُّوعة من العناصر الخطية التي تحاكي في أدائها عمل الترانزستور. يُسمَّى أحد هذه العناصر بالمقاومة پای $r_π$، وهي التي منحت النموذج اسمه المُميّز.

يُستبدل الترانزستور كما يلي: في دارة الدخل، تمثَّل مُقاومة وحيدة المقاومة المُتغيرة مع درجات الحرارة، وتُسمَّى المقاومة پای، وأيضاً مُقاومة الانتشار Diffusion resistance. أما في دارة الخرج، فهنالك منبع تيار متحكَّم به، تساوي قيمته جهد دارة الدخل مضروبا بالموصليَّة المنقولة $g_m$، ويختلف اتجاه التيار الصادِّر عن المنبع بحسب نوع الترانزستور، PNP أو NPN. ويُبين الشكل (5-13) الدارة الكهربائية لنموذج پای من أجل التوعين السابقين.

تحسب الموصليَّة المنقولة باستعمال العلاقة (5-8)، أما المقاومة پای، فتحسب باستخدام العلاقة التالية:

$$r_{\pi} = \frac{\beta_{o}}{g_{m}} \qquad (10-5)$$

حيث $\beta_o$ هو عامل ربح الإشارات الصغيرة، وغالبًا ما تستعمل قيمة العامل بيتا الأمامي $\beta_F$ من أجله. بشكل مشابه للنموذج تي، يمكن أن تضاف مقاومة الخرج $r_o$ على التقرع مع منبع التيار في دارة الخرج لإدخال أثر جهد إيرلي إلى النموذج، وتحسب قيمة المقاومة عندها باستعمال العلاقة (5-9)، في حين يبين الشكل (5-14) الدارة الناتجة عن الإضافة.

يُستعمل هذا النموذج من أجل الإشارات الصغيرة، ويتميَّز عن باقي نماذج الإشارات الصغيرة بكونه تابعاً لتردد الإشارة. تمثَّل الدارة السابقة النموذج عندما يكون تردد الإشارة صغيراً، أما في الحالة التي يكون ترددها كبيراً، فسيظهر أثر سوعي يتبع تردد الإشارة، ولا يمكن إهماله. في وصلة الباعث المُشتَّرك، وعندما يعمل الترانزستور في المنطقة الأماميَّة، يمكن تمثيل هذا الأثر في نموذج پای الهجين بإضافة مكثَّفتين تُسمَّى الأولى مكثفة پای، ورمزها $C_π$، وتصل بين الباعث والقاRevisionة، في حين تعكس الثانية الأثر السعوي للانتشار الحاصل عبر الوصلة المحيزة عكسياً، ورمزها $C_u$، وتصل بين القاعدة والمجمع.

<figure><img src="image_42.png" /><figcaption>الشكل (5-13): نموذج پای لTRANZISTOR ثُنائي القطب. إلى اليمين: النَّوع PNP، إلى اليسار: النَّوع NPN</figcaption></figure>

<footnote>(5) انظر مقالة جياكولينو في [27] في ثبت المراجع.</footnote>
<figure><img src="image_43.png" /></figure>

الشكل (5-14): نموذج پای لترانزستور تثائیئی القطب من النّوع NPN، بعد إضافة مقاومة الخرج $r_o$.

يشمل نموذج پای الهجين الموسّع أيضاً مقاومة القاعدة التّسلسية Base series resistance، ورمزها $r_b$، وتضاف قبل نهاية القاعدة بشكلٍ مباشر، ويزداد أثرها مع ارتفاع التردد، في حين يمكن إهمالها عند الترددات الصغيرة. بالإضافة لذلك، يشمل هذا النموذج أيضاً مقاومة الانتشار للوصلة المُحيّزة عكسيًا Reverse-biased diffusion resistance، ورمزها $r_μ$، وهي موصولةً على التفّرّع مع المكثّفة $C_μ$. تكون هذه المقاومة ذات قيمة كبيرة، لذلك غالباً ما تُهمل وتعوّض بدارة مفتوحة. ويُبيّن الشكل (5-15) نموذج پای الموسّع.

إن نموذجي تي وپاي الهجين مُتكافئان، ويُمكن استعمالهما لدراسة الإشارات الصغيرة بنفس الطريقة، ويُعتمد اختيار أحدهما دون الآخر على شكل دارة التضخيم المدروسة.

<figure><img src="image_44.png" /></figure>

الشكل (5-15): نموذج پای الموسّع لترانزستور تثائیئی القطب من النّوع NPN بوصلة الباعث المشترّك من أجل الترددات المُرتفعة.
## 3.5 النماذج غير الخطية

كان جويل إيبيرس Jewell Ebers وجون مول John Moll أوّل من قدّم نموذجاً غير خطّي للترانزستور ثانوي القطب، ثُمَّ تَبَعَهم هيرمان كوميل Hermann Gummel وإنش سي بون H.C. Poon بعد ذلك بعدة سنوات حيث طوّرا نموذجاً موسعاً يتضمن ظاهرتين غير مشمولتين في النموذج السابق، وهما جهد إيرلي والحقن عالي المستوى High-level injection. بعد ذلك، وسّع نموذج كوميل باستعمال برنامج سبايس لينتج نموذج سبايس كوميل-بون SPICE Gummel-Poon Model الذي يستعمل على نطاق واسع لمحاكاة عمل الترانزستور ثانوي القطب في البرمجيات الحاسوبية.

### 1.3.5 نموذج إيبيرس مول

في عام 1954م قام جويل إيبيرس وجون مول بنشر ورقية بحثية بعنوان: "شلوك الإشارات الكبيرة في ترانزستورات الوصلة" (6)، تضمنت نموذجاً غير خطي لعمل وصلة PN، وسُمى باسم نموذج إيبيرس مول. طوّر هذا النموذج لاحقاً ليشمل الوصلة الثلاثية PNP والوصلة الرباعية PNPN كذلك. في هذا النموذج، يجري تمثيل الترانزستور على شكل وصلتي PN لهما نهاية مشتركة هي قاعدة الترانزستور، ثُمَّل كل منهما بثنائي موصول على التقرّع مع منبع تيار متحكّم به، وترتب قيمة تيار المنبع في كل وصلة بتيار الثانوي في الوصلة الأخرى، تختلف فطبيّة المنابع والثنائيات بحسب نوع الترانزستور، NPN أو PNP، ويتيّن الشكل (5-16) الدارة الإلكترونيّة المكافئة لكلّا التوعين بحسب نموذج إيبيرس مول.

في الترانزستور NPN، تُحسب قيمتا تياري ثانوي الباعث IED وثاني المجمع ICD بالعلاقتين:

$$I_{CD} = I_{ES} \cdot \left(e^{\frac{V_{BE}}{V_{TH}}} - 1\right) \qquad (11-5)$$

$$I_{ED} = I_{CS} \cdot \left(e^{\frac{V_{BC}}{V_{TH}}} - 1\right) \qquad (12-5)$$

حيث IES وICS هما تيارا الإشباع لثانوي الباعث والمجمع على الترتيب. أمّا وVBE وVBC فهما الجهدان المطبّقان على وصلتي القاعدة والباعث والقاعدته والمجمع على الترتيب أيضاً، وVTH هو الجهد الحراري وتحسب قيمته بالعلاقة (3-10).

<figure><img src="image_45.png" /><figcaption>الشكل (5-16): الدارة الإلكترونيّة المكافئة لنموذج إيبيرس مول. إلى اليمين: التوع NPN، إلى اليسار: التوع PNP.</figcaption></figure>
أما في ترانزستور PNP، فإنَّ قيمتا تياري ثانويي الباعث والمجمع تحسبان بالعلاقتين:

$$I_{CD} = I_{ES} \cdot \left(e^{\frac{V_{EB}}{V_{TH}}} - 1\right) \qquad (13-5)$$

$$I_{ED} = I_{CS} \cdot \left(e^{\frac{V_{CB}}{V_{TH}}} - 1\right) \qquad (14-5)$$

حيث وEB وCB هما الجهدان المطبَّقان على وصلتي الباعث والقاعدة والمجمع والقاعدة على الترتيب.

يرتبط تيارا الإشباع الخاصين بكُل وصلةٍ مع بعضهما بالعلاقة:

$$\alpha_F \cdot I_{ES} = \alpha_R \cdot I_{CS} \qquad (15-5)$$

حيث وAR وAF هما عاملاً ألفاً الأمامي والعكسي على الترتيب.

من أجل نوعي الترانزستور، تَكون قيمة منبع التيار في وصلة الباعث والقاعدة هي: αR.ICD وفي وصلة المجمع والقاعدة هي: αF.IED، وبالتالي تَكون قيمة تياري الباعث IED والمجمع IC:

$$I_E = I_{ED} - \alpha R \cdot I_{CD} \qquad (16-5)$$

$$I_C = -I_{CD} + \alpha F I_{ED} \qquad (17-5)$$

نُمُّ يُحسب تيار القاعدة بحسب قانون كيرشوف الأوَّل كفرق بين تياري الباعث والمجمع، أي:

$$I_B = I_E - I_C \qquad (18-5)$$

هناك أشكال أخرى لهذه المعادلات، وهي تعود للنموذج نفسه، ويتمُّ الحصول عليها من خلال التلاعب بشكل المعادلات الرياضية.

## 2.3.5 نموذج كوميل بون

بناءً على نموذج إيبرس مول، اقترح هيرمان كوميل وإتش سي بون في عام 1970م نموذجاً جديداً لمحاكاة عمل الترانزستور عند تضخم الإشارات الكبيرة (7). في هذه الحالة، يُصبح تردد الإشارات ذا قيمة كبيرة، ولا بدَّ من إدخال الأثر السعوي في النموذج، وسُمِّي هذا النموذج بنموذج كوميل بون. ويُبين الشكل (5-16) الدَّارة الإلكترونية لنموذج كوميل بون لستور نُثائِي القطب من النوع NPN.

يتصف هذا النموذج بالدَّقة والتَّعقيد، وهو يحتوي على مصفوفة من الثَّنائيات وأخرى من المكثفات بالإضافة لثلاث مقاومات تُمثِّل مقاومات تسليحية مربوطة مع كل نهاية من نهايات الترانزستور ومنبعي تيار. ويُبين الشكل (5-17) الدَّارة الإلكترونية المكافئة لنموذج كوميل بون ل reflected Stereo من النوع PNP.

<footnote>(7) عنوان المقالة الأصلي هو: An integral charge control model of bipolar transistors. وانظر [28] في ثبت المراجع للاستزادة.</footnote>
بالإجمال، يحتوي هذا النموذج على حوالي 40 مُعامِلاً تُستعمل لوصف سُلوك الترانزستور وتقاعله مع الإشارات الكبيرة.
بسبب ذلك، يمكن للنموذج أن يصف ظواهر فيزيائية لم تكن مشمولة في نموذج إيبرس مول الأساسي مثل أثر إيرلِي وأثر ساه- نويس-شوكلي وأثر ويبستر وأثر كيرك (8).

<figure><img src="image_46.png" /><figcaption>الشكل (5-17): الدَّارة الِإلكترونيَّة المكافئة لنموذج كوميل بُون لستور من النَّوع PNP.</figcaption></figure>

<footnote>(7) بخصوص: أثر ساه-نويس-شوكلي انظر [26]، وبخصوص أثر ويبستر انظر [25]، وبخصوص أثر كيرك انظر [29] وجميعهم في ثبت المراجع.</footnote>
الفصل السَّادِس:

تطبيقات التَّرانزِستُور نُثَائِي القُطب
في هذا الفصل:

ربط تطبيقي للمفاهيم المدرومة في الفصول الثالث والرابع الخامس، وعرض لكيفية التحليل المتناوب لدارات تحييز الترانسistor ثنائي القطب عند عمله كمضخة للإشارات الصغيرة، وتفصيل لأصناف مضخمات الاستطاعة الترانسورية ثنائية القطب، ثم شرح لآلية عمل الترانسistor كمفتاح إلكتروني.
# تطبيقات الترانزستور ثانوي القطب

## 1.6 مُضخِّم الإشارات المُتناوبة

إذا أضيفت إشارة جيبية متناوبية يتَأَرجح مطالها بسعة $\Delta t_i$ إلى دارة الدخل المستعملة لتحييز ترانزستور ثانوي القطب والتي تُطبِّق على دبوس الدخل فيه جهداً كهربائيًا مستمرًا هو $V_i$، فإنَّ نقطة العمل الخاصة بدارة تحييز الترانزستور ستَأَرجح عن موقعها بسعة هي $\Delta t_i$ ويُمكن أن يُنظر إلى هذا التَأَرجح على خرج الترانزستور كتصخيم للإشارة المتناوبية التي طُبقت على دخله، ويُبيَّن الشكل (6-1) العلاقة بين تَأَرجح نقطة العمل وتَيَاري الدخل والخرج على مُميزة خرج لستور ثانوي القطب.

في الحالة السَّابقة، يَعمل الترانزستور كمُضخِّم للإشارات المتناوبة، ولضمان عدم تشوُّه الإشارة، يجب أن تظل نقطة العمل خلال تَأَرجحها داخل المنطقة الخطية، ويتوافق ذلك مع تحييز الترانزستور بحيث تكون نقطة العمل في وسط المنطقة الفعالة وعلى مُنتصف خط الحمل، وبذلك يكون مطال التَأَرجح أعظم ما يُمكن.

لتحقيق عمليَّة التَّضخيم، يستخدم الترانزستور الاستطاعة الكهربائية المقدمة من التَّغذية المستمرة. يُمكن التعبير عن كفاءة التَّضخيم Amplification efficiency، والتي يُرمَز لها: $\eta$، كنِسية تَرْبِط بين الاستطاعة المستمرة المقدمة من دارة التَّغذية (P<sub>o(ac)</sub>)، والاستطاعة المتناوبة في الإشارة المُضخمة في الخرج (P<sub>i dc</sub>) بالشكل التالي:

$$ \eta = \frac{P_o(ac)}{P_i dc} \qquad (1-6) $$

<figure><img src="image_47.png" /><figcaption>الشكل (6-1): مُميزة الخرج ل fluidsنور ثانوي القطب مع نقطة عمل في مُنتصف خط الحمل. إشارات الدخل والخرج مُوضحة على الرسم البياني، يجب الانتباه إلى أن تيار الدخل من رتبة الميكرو أمبير، أمَّا تيار الخرج فهو من رتبة الميلي أمبير.</figcaption></figure>
لدراسة تأثير الجهد والتَّيَارات المُتَناوِبة على دارة التَّحييز، يجب أن يتم إجراء بعض التَّعديلات على الدَّارة لتَتوافق مع الدراسة المُتَناوِبة، ولتحقيق ذلك تُنَبَّع الخطوات التَّالية:

1. ضبط قيم جميع منابع الجهد المستَمَرَّة إلى الصِّفر، ثُمَّ استبدالها بدارة قَصْر.

2. استبدال جميع المكثفات بدرات قَصْر.

3. إزالة جميع العناصر المقصورة بحكم الخطوتين السَّابقتين.

4. اختصار العناصر لإعداد الدَّارة لاستبدال الترانزستور بدارته المكافئة، كضم المقاومات على التَّقْرُع أو التَّسلسل.

5. استبدال الترانزستور بالدَّارة المكافئة المُناسبة، ثُمَّ حساب المُحدَّدات الأساسية التي تُحدِّد كيف سيتم تضخيم الإشارة المُتَناوِبة.

## 1.1.6 المُحدَّدات الأساسية

للمدججة الترانزستور، يُستعاض عن العُنصر الإلكتروني برباعي أقطاب بديل له منَّفَذان، يُسمَّى هذا النظام أيضاً بالنظام تثَّائِي المنافذ. بعد ذلك، ولدراسة النموذج، تُطبَّق إشارة كهربائيَّة على أحد المنفذين ويُسمَّى منَّذ الدَّخل، في حين يتم وصل حمل ذي قيمة مُحدَّدة على منَّذ الآخر، ويُسمَّى منَّذ الخرج.

بناءً على ذلك، يُمكن دراسة النظام عبر مجمُّوعة من المُحدَّدات الخارجيَّة المُستَنْبَطة من النموذج. في نظام تثَّائِي المنافذ، وبغض النظر عن طبيعته ومُكوِّناته، يُمكن التَّمَييز بين تَيَار الدَّخل $I_i$، وهو التَّيَار الذي يَدخل إلى النظام أو يَخرج منه عبر منَّذ الدَّخل، وتَيَار الخرج $I_o$، الذي يَدخل إلى النظام أو يَخرج منه عبر منَّذ الخرج. بالإضافة لذلك، هناك جُهد الدَّخل $V_i$، وهو الجهد بين قطبي منَّذ الدَّخل، وجُهد الخرج $V_o$، وهو الجهد بين قطبي منَّذ الخرج. باستخدام المُحدَّدات السابقة، يُمكن استنباط ربح الجهد الخاص بالنظام $A_v$ وربح التَّيَار الخاص به $A_i$ أيضاً. أخيراً، تُسمَّى المُعاوَقة الكهربائيَّة للنظام منظورة من منَّذ الدَّخل بمعاوَقة الدَّخل $Z_i$، أما المُعاوَقة المنظورة من منَّذ الخرج، فتُسمَّى بمعاوَقة الخرج $Z_o$، ويُبيِّن الشكل (2-6) المُحدَّدات الرَّئِيسيَّة في نظام رباعي الأقطاب.

<figure><img src="image_48.png" /><figcaption>الشكل (2-6) نموذج عام لنظام إلكتروني رباعي الأقطاب مع مجمُّوعة المُحدَّدات الأساسية.</figcaption></figure>
## 2.1.6 الإشارات الصغيرة

نموذج الإشارات الصغيرة Small signal model هو نموذج خطِي مُستقَل عن المطال، وفيه تُسبَدِل العناصر غير الخطِيَّة، مثل الترانزستور ثُنائي القطب، بعناصر خطِيَّة. يُستعمل هذا النموذج عندما يكون تأرجح الإشارة حول نقطة العمل صغيراً بما يكفي ليَسمح بتقرير تأثير عُنصر غير خطِيّ على مطال الإشارة إلى تأثير عُنصر خطِيّ، وذلك من أجل مطالات صغيرة القيمة. رياضياً، تُستعمل عملية النُّمذجة من أجل التخلص من أثر العناصر غير الخطِيَّة في المُعادلات التي تَصِف شلوك الترانزستور، وذلك بهدف التَّبسيط من خلال العمل مع مُعادلات خطِيَّة فقط.

من الأمثلة على نماذج الإشارات الصغيرة، نموذج آر إي والنموذج المكافئ الهجين ونموذج پاي الهجين، وسَبَقت مَناقشتها جميعاً بالتفصيل في الفصل الخامس من هذا الكتاب.

### 1.2.1.6 بحسب نموذج آر إي:

يُبين الجداول من (1-6) حتَّى (6-6) المُحدَّدات الرئيسيَّة لوصلات التراتستور ثُنائي القطب بحسب النموذج آر إي. لقد سبق وجرَّى تناوُل إعدادت وصلة الترانزستور في الفصل الثَّالث، ودارات التَّحييز في الفصل الرابع، ونموذج آر إي في الفصل الخامس من هذا الكتاب.

يُعرض الجدول (1-6) المُحدَّدات الرئيسيَّة لوصلة القاعدة المشتركة بحسب نموذج آر إي. يجب الانتباه إلى الترانزستور المستعمل هو من النوع PNP، وهذا يخالف ما سيجري استعماله في هذا القسم مع بقية دارات التحييز. بالإضافة لذلك، فقد أهملت مقاومة الخرج $r_o$ في العلاقات لغرض التَّبسيط.

يُبين الجدول (2-6) المُحدَّدات الرئيسيَّة لدارة الانحياز الثَّابِت لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج آر إي. ويجب الانتباه إلى أنَّ هذا الإعداد وكلَّ إعدادات وصلة الباعث المشترك تُولد فرقاً بين طوري إشارتي الدخل والخرج يبلغ مقداره 180 درجة. في حين يُبين الجدول (3-6) المُحدَّدات الرئيسيَّة لدارة الانحياز بالباعث المستقر لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج آر إي. ويجب الانتباه إلى أنَّ مقاومة الخرج $r_o$ قد أهملت في العلاقات الخاصة بهذه الدَّارة لغرض التَّبسيط، أما المُعاوِقة منظورةً من القاعدة، ويُرمَز لها $Z_b$، فتحسب باستعمال العلاقة:

$$Z_b = \beta_F \cdot r_e + (\beta_F + 1) \cdot R_E \quad (2-6)$$

<table><caption>الجدول (1-6): المُحدَّدات الرئيسيَّة لوصلة القاعدة المشتركة بحسب نموذج آر إي.</caption><thead><tr><th>إعداد الوصلة</th><th>معاوِقة الدخل</th><th>رِبح الجُهد</th><th>رِبح التَّيار</th><th>ملاحظات</th></tr></thead><tbody><tr><td>القاعدَة المشتركة</td><td>$R_E$ || $r_e$</td><td>$\frac{\alpha_F \cdot R_C}{r_e}$</td><td>−$\alpha_F$</td><td>الترانزستور من النوع PNP.</td></tr><tr><td>إدارة التَّحييز</td><td></td><td>الدارَة المُتناوبة المكافئة</td><td></td><td>الشكل (4-6)</td></tr></tbody></table>
الجدول (6-2): المُحدِّدات الرَّئِيْسِيَّة لدارة الانحياز الثَّابِت لوصلة الباعث المُشْتَرِك بحسب نموذج آر إي.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاوقة الدخل</th>
      <th>معاوقة الخرج</th>
      <th>رِبح الجهد</th>
      <th>رِبح التَّيَار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المُشْتَرِك<br>(انحياز<br>ثابت)</td>
      <td>R<sub>B</sub> || β<sub>F</sub>·r<sub>e</sub></td>
      <td>R<sub>C</sub> || r<sub>o</sub></td>
      <td>- <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">R<sub>C</sub></div><div style="padding-top: 1px;">|| r<sub>o</sub></div></div></td>
      <td><div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">β<sub>F</sub>·R<sub>B</sub>·r<sub>o</sub></div><div style="padding-top: 1px;">(r<sub>o</sub> + R<sub>C</sub>)·<div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">R<sub>B</sub> + β<sub>F</sub></div><div style="padding-top: 1px;">r<sub>e</sub></div></div></div></td>
      <td>هُناك فرق طوَّرٍ يبلغ 180° بين طوَّريٍ جُهدي جُهدي والخرج.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة التَّحييز</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>الدَّارة المُتَناوِبة<br>المكافئة</td>
      <td style="background-color: #cceeff; border: 1px solid black; padding: 5px; text-align: center; vertical-align: middle;">الشكل (6-6)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>

الجدول (6-3): المُحدِّدات الرَّئِيْسِيَّة لدارة الانحياز بالباعث المُستَقِّر لوصلة الباعث المُشْتَرِك بحسب نموذج آر إي.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد الوصلة</th>
      <th>معاوقة الدخل</th>
      <th>معاوقة الخرج</th>
      <th>رِبح الجهد</th>
      <th>رِبح التَّيَار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المُشْتَرِك<br>(باعث مستَقِّر)</td>
      <td>R<sub>B</sub> || Z<sub>B</sub></td>
      <td>R<sub>C</sub></td>
      <td>- <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">β<sub>F</sub>·R<sub>C</sub></div><div style="padding-top: 1px;">Z<sub>B</sub></div></div></td>
      <td><div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">β<sub>F</sub>·R<sub>B</sub></div><div style="padding-top: 1px;">R<sub>B</sub> + Z<sub>B</sub></div></div></td>
      <td>هُناك فرق طوَّرٍ يبلغ 180° بين طوَّريٍ جُهدي والخرج.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة التَّحييز</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>الدَّارة المُتَناوِبة<br>المكافئة</td>
      <td style="background-color: #cceeff; border: 1px solid black; padding: 5px; text-align: center;">الشكل (6-7)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>

يُبْيَن الجدول (4-6) المُحدِّدات الرَّئِيْسِيَّة لدارة الانحياز بمُقَسِّم الجهد لوصلة الباعث المُشْتَرِك بحسب نموذج آر إي.
وأَمَّا R', فهي المقاوِّمة المكافِّية لمقَوَّمتي مُقَسِّم الجهد في الدَّارة المُتَناوِبة المكافِّية المُبَيِّنة بالشَّكل (6-10) وهي تُحَسَّب باستخدام العلاقة:

$$R' = R_1 || R_2 = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2} \qquad (3-6)$$

حيث R₁ و R₂ هما مُقاوِّمتا مُقَسِّم الجهد المُتَصلتان مع قاعِّدة الترانزِستور بحسب الشَّكل (6-9).
الجدول (4-6): المُحدِّدات الرئيسيَّة لدارة الانحياز بمُقَسِّم الجهد لوصلة الباعث المُشترَك بحسب نموذج آر إي.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاُوقة الدَّخل</th>
      <th>معاُوقة الخُرج</th>
      <th>رِبح الجهد</th>
      <th>رِبح التَّيَار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المُشترَك<br>(مُقَسِّم<br>الجَهد)</td>
      <td>R' || β. r<sub>e</sub></td>
      <td>R<sub>c</sub> || r<sub>o</sub></td>
      <td>- <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">R<sub>c</sub> || r<sub>o</sub></div><div style="padding-top: 1px;">r<sub>e</sub></div></div></td>
      <td><div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">β<sub>F</sub> · R' · r<sub>o</sub></div><div style="padding-top: 1px;">(r<sub>o</sub> + R<sub>c</sub>) · (<div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">R' + β<sub>F</sub></div><div style="padding-top: 1px;">r<sub>e</sub></div></div>)</div></td>
      <td>هُناك فرق طَوَرٍ يُبَلِّغ 180° بين طَوَرِي جُهدي انْدَخل والخرج.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة<br>التَّحِيز</td>
      <td colspan="3" style="text-align: center;">
        <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">V<sub>cc</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>i</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>I</sub></div><div style="padding-top: 1px;">R<sub>c</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>2</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>o</sub></div></div>
      </td>
      <td>الذَّارة<br>المُتَناوِية<br>المُكافِئة</td>
      <td>الشكل (9-6)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>مُقاوَّمة في الذَّارة المُتَناوِية المُكافِئة. بالإضافة لذلك فقد أهملت المقاومة r<sub>o</sub> في العلاقات ذات الصلبة لغرض التَّبَسيط.</td>
      <td colspan="3" style="text-align: center;">
        <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">V<sub>cc</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>i</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>I</sub></div><div style="padding-top: 1px;">R<sub>c</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>2</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>o</sub></div></div>
      </td>
      <td>الشكل (10-6)</td>
      <td>أَمَّا الجدول (5-6) فيُبيَّن المُحدِّدات الرئيسيَّة لدارة الانحياز بالتَّغذِية العكسيَّة لوصلة الباعث المُشترَك بحسب نموذج آر إي. من الجيد الانتباه إلى ظهور مُقاوَّمة التَّغذِية العكسيَّة في مُعاوِّقتِي الدَّخل والخرج، معاً، ويُبيَّن الشَّكل (6-12) موقع هذه المقاومة في الذَّارة المُتَناوِية المُكافِئة. بالإضافة لذلك فقد أهملت المقاومة r<sub>o</sub> في العلاقات ذات الصلبة لغرض التَّبَسيط.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>وقد أهملت مُقاوَّمة الخرج r<sub>o</sub> في العلاقات ذات الصلبة لغرض التَّبَسيط، أَمَّا المُعاوِّقة مَنْظُورَةٌ من القاعِدة، أي: Z<sub>b</sub>، فتحَسَبَ باستعمال العلاقة (6-2).</td>
      <td colspan="3" style="text-align: center;">
        <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">V<sub>cc</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>i</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>I</sub></div><div style="padding-top: 1px;">R<sub>c</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>2</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>o</sub></div></div>
      </td>
      <td>الشكل (9-6)</td>
      <td>أَخِيراً، يُظهر الجدول (4-6) المُحدِّدات الرئيسيَّة لدارة مُتَنَبَّع الباعث لوصلة المُجَمِّع المُشترَك بحسب نموذج آر إي. وقد أهملت مُقاوَّمة الخرج r<sub>o</sub> في العلاقات ذات الصلبة لغرض التَّبَسيط، أَمَّا المُعاوِّقة مَنْظُورَةٌ من القاعِدة، أي: Z<sub>b</sub>، فتحَسَبَ باستعمال العلاقة (6-2).</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>

الجدول (5-6): المُحدِّدات الرئيسيَّة لدارة الانحياز بالتَّغذِية العكسيَّة لوصلة الباعث المُشترَك بحسب نموذج آر إي.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاُوقة الدَّخل</th>
      <th>معاُوقة الخُرج</th>
      <th>رِبح الجهد</th>
      <th>رِبح التَّيَار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المُشترَك<br>(التَّغذِية<br>العكسيَّة)</td>
      <td><div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">β<sub>F</sub> · r<sub>e</sub></div><div style="padding-top: 1px;">1 + <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">β · r<sub>e</sub></div><div style="padding-top: 1px;">R<sub>F</sub></div></div> · (1 + <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">R<sub>c</sub></div><div style="padding-top: 1px;">r<sub>e</sub></div></div>)</div></td>
      <td>R<sub>c</sub> || R<sub>F</sub></td>
      <td>- <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">R<sub>c</sub></div><div style="padding-top: 1px;">r<sub>e</sub></div></div></td>
      <td><div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">β<sub>F</sub> · R<sub>F</sub></div><div style="padding-top: 1px;">R<sub>F</sub> + β<sub>F</sub> · R<sub>c</sub></div></div></td>
      <td>هُناك فرق طَوَرٍ يُبَلِّغ 180° بين طَوَرِي جُهدي انْدَخل والخرج.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة<br>التَّحِيز</td>
      <td colspan="3" style="text-align: center;">
        <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">V<sub>cc</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>i</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>I</sub></div><div style="padding-top: 1px;">R<sub>c</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>2</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>o</sub></div></div>
      </td>
      <td>الذَّارة<br>المُتَناوِية<br>المُكافِئة</td>
      <td>الشكل (11-6)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>مُقاوَّمة في الذَّارة المُتَناوِية المُكافِئة. بالإضافة لذلك فقد أهملت المقاومة r<sub>o</sub> في العلاقات ذات الصلبة لغرض التَّبَسيط.</td>
      <td colspan="3" style="text-align: center;">
        <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">V<sub>cc</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>i</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>I</sub></div><div style="padding-top: 1px;">R<sub>c</sub></div><div style="padding-top: 1px;">C<sub>2</sub></div><div style="padding-top: 1px;">V<sub>o</sub></div></div>
      </td>
      <td>الشكل (12-6)</td>
      <td>أَمَّا الجدول (5-6) فيُبيَّن المُحدِّدات الرئيسيَّة لدارة الانحياز بالتَّغذِية العكسيَّة لوصلة الباعث المُشترَك بحسب نموذج آر إي.</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
<table dir="rtl"><caption>الجدول (6-6): المُحدِّدات الرَّئِيْسَيَّة لدارة مُنتَبِع الباعث لوصلة المُجْمِع المُشْتَرِك بحسب نموذج آر إِي.</caption>
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد الوصلة</th>
      <th>معاُوقة الدَّخَل</th>
      <th>معاُوقة الخُرَج</th>
      <th>رِبح النَّيار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>المُجْمِع المُشْتَرِك (مُنتَبِع الباعث)</td>
      <td>R<sub>B</sub> || Z<sub>b</sub></td>
      <td>R<sub>E</sub> || r<sub>e</sub></td>
      <td>- <sup>(β + 1)·R<sub>B</sub></sup>&frasl;<sub>R<sub>B</sub> + Z<sub>b</sub></sub></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة التَّحيَّز</td>
      <td>V<sub>CC</sub></td>
      <td>T</td>
      <td></td>
      <td><img src="image_1.png" alt="الخَارَج المُتَّقِن بحسب النَّيار (14-6)" style="width: 200px; height: 200px; display: block; margin: auto;"></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>الشَّكْل (13-6)</td>
      <td>T</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td><img src="image_2.png" alt="الشَّكْل المُتَّقِن بحسب النَّيار (13-6)" style="width: 200px; height: 200px; display: block; margin: auto;"></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>

2.2.1.6 بحسب النموذج المكافئ الهجين:

نُبَيِّنُ الجداول من (6-7) حتَّى (6-11) المُحدِّدات الرَّئِيْسَيَّة لوصلات التَّرانزِسُتُور ثُنَائِي القطب بحسب النموذج المكافئ الهجين. لقد سبق وجرى تناوُل إعدادت وصلة التَّرانزِسُتُور في الفصل الثَّالِث، ودارات التَّحيَّز في الفصل الرابع، والنموذج المكافئ الهجين في الفصل الخامس من هذا الكتاب.

يُعرض الجدول (6-7) مُحدِّدات وصلة القاعدة المشتركة بحسب النموذج المكافئ الهجين. يجب الانتباه إلى أن التَّرانزِسُتُور المستعمل هو من النوع PNP، وهذا يُخالف ما سيجري استعماله في بقية دارات التَّحيَّز في هذا القسم. بالإضافة لذلك، فقد أهملت مقاومة الخرج $r_o$ في العلاقات لغرض التَّبَسيط، في حين تَكون قيمة العامل $h_{fb}$ سالبةً، لذلك فرِبح الجهد مُوجِبٌ في هذه الوصلة.

يُبَيِّنُ الجدول (6-8) المُحدِّدات الرَّئِيْسَيَّة لدارة الانحياز الثَّالِبَت لوصلة الباعث المُشْتَرِك بحسب النموذج المكافئ الهجين.
ويجب الانتباه إلى أنَّ هذا الإعداد وكلَّ إعدادات وصلة الباعث المُشْتَرِك تُؤَلَّد فرقًا في الطُّور بين إشارتي الدَّخَل والخرج يَبْلُغ مقداره 180 درجة.

<table dir="rtl"><caption>الجدول (6-7): المُحدِّدات الرَّئِيْسَيَّة لوصلة القاعدة المشتركة بحسب النموذج المكافئ الهجين.</caption>
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد الوصلة</th>
      <th>معاُوقة الدَّخَل</th>
      <th>معاُوقة الخُرَج</th>
      <th>رِبح النَّيار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>القاعدَة المشتركة</td>
      <td>R<sub>E</sub> || h<sub>ib</sub></td>
      <td>R<sub>C</sub></td>
      <td>- <sup>h<sub>fb</sub>·R<sub>C</sub></sup>&frasl;<sub>h<sub>ib</sub></sub></td>
      <td>الترانزِسُتُور من النوع PNP.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة التَّحيَّز</td>
      <td>V<sub>CC</sub></td>
      <td>T</td>
      <td></td>
      <td><img src="image_3.png" alt="الخَارَج المُتَّقِن بحسب النَّيار (16-6)" style="width: 200px; height: 200px; display: block; margin: auto;"></td>
    </tr>
    <tr>
      <td>الشَّكْل (15-6)</td>
      <td>T</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td><img src="image_4.png" alt="الشَّكْل المُتَّقِن بحسب النَّيار (15-6)" style="width: 200px; height: 200px; display: block; margin: auto;"></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
الجدول (6-8): المحددات الرئيسيَّة لدارة الانحياز الثابت لوصلة الباعث المُشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاُوقة<br>الدخل</th>
      <th>معاُوقة<br>الخرج</th>
      <th>رِبح الجُهد</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المُشترك<br>(انحياز<br>ثابت)</td>
      <td>R<sub>B</sub> || h<sub>ie</sub></td>
      <td>R<sub>C</sub> || 1/h<sub>oe</sub></td>
      <td>-<frac style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center; line-height: 1em; padding: 0 0.2em; border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 0.2em;">h<sub>fe</sub>·(h<sub>ie</sub> || 1/h<sub>oe</sub>)</frac><br>h<sub>ie</sub></td>
      <td>هناك فرق طور يبلغ<br>180° بين طوري جهدي<br>الدخل والخرج.<br><br>الشَّكل (18-6)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>دارة<br>التحييز</td>
      <td>V<sub>cc</sub></td>
      <td>V<sub>o</sub></td>
      <td>الذَّارة المُتَناوِبة المُكافِئَة</td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>V<sub>i</sub></td>
      <td>V<sub>c</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>R<sub>B</sub></td>
      <td>R<sub>C</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>B</td>
      <td>C</td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>E</td>
      <td>I<sub>c</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>C<sub>1</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>C<sub>2</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>V<sub>o</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>V<sub>c</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>V<sub>o</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>V<sub>cc</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>

يُبْيَن الجدول (9-6) مُحدِّدات دارة الانحياز بالباعث المستقر لوصلة الباعث المُشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين، حيث تُحسب المعاُوقة منظورةً من القاعِدة، أيّ: Z<sub>b</sub>، تبعاً للعلاقة:

$$Z_b = h_{ie} + (\beta_F + 1) \cdot R_E \quad (4-6)$$

أما الجدول (6-10) فيظهر مُحدِّدات دارة الانحياز بمُقَسِّم الجُهد لوصلة الباعث المُشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين، وتحسب قيمة المقاومة المكافئ لمقاومات مُقَسِّم الجُهد في الَّذَارة المُتَناوِبة المُكافِئَة، أيّ: R'، باستخدام العلاقة (6-3).

الجدول (9-6): المُحدِّدات الرئيسيَّة لدارة الانحياز بالباعث المستقر لوصلة الباعث المُشترك بحسب النموذج المكافئ الهجين.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاُوقة<br>الدخل</th>
      <th>معاُوقة الخرج</th>
      <th>رِبح الجُهد</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المُشَّتَّر<br>(باعث<br>مستقر)</td>
      <td>R<sub>B</sub> || Z<sub>b</sub></td>
      <td>R<sub>C</sub></td>
      <td>-<frac style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center; line-height: 1em; padding: 0 0.2em; border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 0.2em;">h<sub>fe</sub>·R<sub>C</sub></frac><br>Z<sub>b</sub></td>
      <td>هناك فرق طور يبلغ<br>180° بين طوري جهدي<br>الدخل والخرج.<br><br>الشَّكل (20-6)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة<br>التحييز</td>
      <td>V<sub>cc</sub></td>
      <td>V<sub>o</sub></td>
      <td>الذَّارة المُتَناوِبة المُكافِئَة</td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>V<sub>i</sub></td>
      <td>V<sub>c</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>R<sub>B</sub></td>
      <td>R<sub>C</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>B</td>
      <td>C</td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>E</td>
      <td>I<sub>c</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>C<sub>1</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>C<sub>2</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>V<sub>o</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>V<sub>c</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>V<sub>cc</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
الجدول (6-10): المُحدَّدات الرَّئِيَّسِيَّة لدارة الانحياز بمُقَسِّم الجهد لوصلة البايعث المشترَك بحسب النموذج المكافئ الهجين.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاُوقة<br>الذَّخْل</th>
      <th>معاُوقة<br>الخرج</th>
      <th>رِبح الجهد</th>
      <th>رِبح التَّيَار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المشترَك<br>(مُقَسِّم<br>الجهد)</td>
      <td>R' || h<sub>ie</sub></td>
      <td>R<sub>C</sub></td>
      <td>-<div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center; line-height: 1.2em;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding: 0 0.2em;">h<sub>fe</sub>·(h<sub>ie</sub> || <sup>1</sup>&frasl;<sub>h<sub>oe</sub></sub>)</div><div style="padding: 0 0.2em;">h<sub>ie</sub></div></div></td>
      <td><div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center; line-height: 1.2em;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding: 0 0.2em;">h<sub>fe</sub>·R'</div><div style="padding: 0 0.2em;">R' + Z<sub>b</sub></div></div></td>
      <td>هُناك فرق طور يبلغ 180° بين طوري جهدي الذَّخْل والخرج.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة<br>التحييز</td>
      <td>الذَّارة المُنتَابِوَّة المكافئ</td>
      <td>V<sub>CC</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>الشكل (22)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>الذَّارَة</td>
      <td>الشكل (21)</td>
      <td>V<sub>i</sub> C<sub>i</sub> B E R<sub>E</sub> C<sub>E</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>الشكل (21-6)</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>

أخيراً، يُبين الجدول (6-11) المُحدَّدات الرَّئِيَّسِيَّة لوصلة المُجَمِّع المشترَك بحسب النموذج المكافئ الهجين. حيث تُحسب المعاُوقة منظورةً من القاعدة، أي: Z<sub>b</sub>، تبعاً للعلاقة:

$$Z_b = h_{ic} + (\beta_F + 1) \cdot R_E \quad (5-6)$$

الجدول (6-11): المُحدَّدات الرَّئِيَّسِيَّة لدارة مُنتَبِع البايعث لوصلة المُجَمِّع المشترَك بحسب النموذج المكافئ الهجين.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاُوقة<br>الذَّخْل</th>
      <th>رِبح الجهد</th>
      <th>رِبح التَّيَار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>المُجَمِّع<br>المشترَك<br>(مُنتَبِع<br>الباعث)</td>
      <td>R<sub>B</sub> || Z<sub>b</sub></td>
      <td>R<sub>E</sub> || <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center; line-height: 1.2em;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding: 0 0.2em;">h<sub>ic</sub></div><div style="padding: 0 0.2em;">1 + h<sub>fc</sub></div></div></td>
      <td><div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center; line-height: 1.2em;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding: 0 0.2em;">R<sub>E</sub></div><div style="padding: 0 0.2em;">R<sub>B</sub> + Z<sub>b</sub></div></div></td>
      <td>-</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة<br>التحييز</td>
      <td>الذَّارة المُنتَابِوَّة المكافئ</td>
      <td>V<sub>CC</sub></td>
      <td></td>
      <td>الشكل (24-6)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>الشكل (23-6)</td>
      <td>الشكل (23-6)</td>
      <td>V<sub>i</sub> C<sub>i</sub> B E R<sub>E</sub> C<sub>E</sub></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
### 3.2.1.6 بحسب نموذج پاي الهجين:

تَبْيَنُ الجداول من (6-12) حتَّى (6-16) المُحَدِّدات الرَّئِيَّسَيَّة لوصالات التَّرانزِسُتُور ثُنَائِي القطب بحسب نموذج پاي الهجين الذي سبق وجرت مناقشته في الفصل الخامس من هذا الكتاب.

يعرض الجدول (6-12) مُحَدِّدات وصلة القاعدة المشتركة بحسب نموذج پاي الهجين. يجب الانتباه إلى أن التَّرانزِسُتُور المستعمل هو من التَّوع PNP، وهذا يُخالِف ما سيجري استعماله في هذا القسم مع بقية دارات التَّحييز. أمَّا الجدول (6-13) فيظهر مُحَدِّدات دارة الانحياز الثابت لوصلة الباعث المشترك بحسب نفس النموذج، وكذا الجدول (6-14)، فهو يُبيَّن المُحَدِّدات الرَّئِيَّسَيَّة لدارة الانحياز بالباعث المستقر لوصلة الباعث المشترك، ويجب الانتباه إلى أن المعاوِقة منظورةً من القاعدة، ورمزها $Z_b$، تُحسب تبعاً للعلاقة:

$$Z_b = r_{\pi} + (\beta_F + 1) \cdot R_E \quad (6-6)$$

<table><caption>الجدول (6-12): المُحَدِّدات الرَّئِيَّسَيَّة لوصلة القاعدة المشتركة بحسب نموذج پاي الهجين.</caption><thead><tr><th>إعداد الوصلة</th><th>معاوِقة الدَّخل</th><th>معاوِقة الخرج</th><th>رِبح الجهد</th><th>ملاحظات</th></tr></thead><tbody><tr><td>القاعدَة المشتركة</td><td>r<sub>π</sub> / (β<sub>F</sub> + 1)</td><td>r<sub>o</sub> || R<sub>C</sub></td><td>-g<sub>m</sub>·R<sub>C</sub> / (r<sub>π</sub> || R<sub>E</sub>)</td><td>الترانزِسُتُور من التَّوع PNP.</td></tr><tr><td>إدارة التَّحييز</td><td></td><td></td><td></td><td>الذَّارة المُتَّناوِبة المُكافِئة</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td>الشَّكل (25-6)</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td>الشَّكل (26-6)</td></tr></tbody></table>

<table><caption>الجدول (6-13): المُحَدِّدات الرَّئِيَّسَيَّة لدارة الانحياز الثابت لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج پاي الهجين.</caption><thead><tr><th>إعداد<br>الوصلة</th><th>معاوِقة<br>الدَّخل</th><th>معاوِقة<br>الخرج</th><th>رِبح الجهد</th><th>ملاحظات</th></tr></thead><tbody><tr><td>الباعث<br>المُشَتَّرك<br>(انحياز<br>ثابِت)</td><td>r<sub>B</sub> || r<sub>π</sub></td><td>r<sub>o</sub> || R<sub>C</sub></td><td>-g<sub>m</sub>·R<sub>C</sub></td><td>هناك فرق طور يبلغ 180° بين طوري جهدي الدخل والخرج.<br>β<sub>F</sub></td></tr><tr><td>إدارة<br>التَّحييز</td><td></td><td></td><td></td><td>الذَّارة المُتَّناوِبة المُكافِئة</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td>الشَّكل (27-6)</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td>الشَّكل (28-6)</td></tr></tbody></table>
الجدول (6-14): المُحدّدات الرئيسيّة لدارة الانحياز بالباعث المستقر لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج پاي الهجين.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاوقة<br>الدخل</th>
      <th>معاوقة الخرج</th>
      <th>رِبح الجهد</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المُشْتَرِك<br>(باعث<br>مستقر)</td>
      <td>R<sub>B</sub> || Z<sub>b</sub></td>
      <td>r<sub>o</sub> || R<sub>C</sub></td>
      <td>-<sup>g<sub>m</sub>·R<sub>C</sub></sup>&frasl;<sub>Z<sub>b</sub></sub></td>
      <td>هناك فرق طور يبلغ 180° بين طوري جهدي الدخل والخرج.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة<br>التحييز</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>الذَّارَة المُتَناوِبة المُكافِئَة</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>الشكل (30-6)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>الشَّكْل (29-6)</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>

يعرض الجدول (6-15) المُحدّدات الرئيسيّة لدارة الانحياز بمقسّم الجهد لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج پاي الهجين، حيث تُحسب قيمة المعاوقة منظورةً من القاعدة، أي: Z<sub>b</sub>، بحسب العلاقة (6-6)، وقيمة المقاومة المكافئة لمقاوّمات مُقَسِّم الجهد في الذَّارَة المُتَناوِبة المُكافِئَة، ورمزها R'، باستخدام العلاقة (6-3). أما الجدول (6-16) فيعرض المُحدّدات الرئيسيّة لدارة مُتَنَبَّع الباعث لوصلة المجمّع المشترك بحسب نموذج پاي الهجين، تُحسب قيمة المعاوقة منظورةً من القاعدة، أي: Z<sub>b</sub>، بحسب العلاقة (6-6).

الجدول (6-15): المُحدّدات الرئيسيّة لدارة الانحياز بمقسّم الجهد لوصلة الباعث المشترك بحسب نموذج پاي الهجين.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاوقة<br>الدخل</th>
      <th>معاوقة<br>الخرج</th>
      <th>رِبح الجهد</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>الباعث<br>المُشْتَرِك<br>(مُقَسِّم<br>الجهد)</td>
      <td>R' || Z<sub>b</sub></td>
      <td>r<sub>o</sub> || R<sub>C</sub></td>
      <td>-<sup>g<sub>m</sub>·R<sub>C</sub></sup>&frasl;<sub>Z<sub>b</sub></sub></td>
      <td>هناك فرق طور يبلغ 180° بين طوري جهدي الدخل والخرج.</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>إدارة<br>التحييز</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>الذَّارَة المُتَناوِبة المُكافِئَة</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td>الشكل (32-6)</td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>الشَّكْل (31-6)</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
الجدول (16-6): المُجدَّدات الرَّئِيْسِيَّة لدارة مُنتَبِع الباعِث لوصلة المُجْمِع المشتَرِك بحسب نموذج پَاي الهجين.

<table dir="rtl">
  <thead>
    <tr>
      <th>إعداد<br>الوصلة</th>
      <th>معاُوقة<br>الذَّخل</th>
      <th>معاُوقة الخرج</th>
      <th>رِبح الجُهد</th>
      <th>رِبح التَّيَّار</th>
      <th>ملاحظات</th>
    </tr>
  </thead>
  <tbody>
    <tr>
      <td>المُجْمِع<br>المُشْتَرِك<br>(مُنتَبِع<br>الباعِث)</td>
      <td>R<sub>B</sub> || Z<sub>b</sub></td>
      <td>R<sub>E</sub> || <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">r<sub>π</sub> + R<sub>B</sub></div><div style="padding-top: 1px;">β<sub>F</sub> + 1</div></div></td>
      <td>≈ 1</td>
      <td>β<sub>F</sub> + 1</td>
      <td>-</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>دارة<br>التحيَّز</td>
      <td>V<sub>CC</sub></td>
      <td>C<sub>1</sub></td>
      <td>الذَّارة المُتَناوِيَّة<br>المكافئة</td>
      <td></td>
      <td>(34-6) الشَّكْل</td>
    </tr>
    <tr>
      <td></td>
      <td>V<sub>i</sub></td>
      <td>E</td>
      <td></td>
      <td></td>
      <td></td>
    </tr>
  </tbody>
</table>

3.1.6 الإشارات الكبيرة

يمكن أن يَعْمَل الترانزستور كمُضَحِّمٍ للإشارات الكبيرة Large-signal amplifier، ويُسمَّى عندها أيضاً مُضَحِّم الاستطاعة Power amplifier، ويَكون الهدف الأساسي من الدَّارة هو نقل كميَّة استطاعة كبيرة إلى حمل يُوصَل إلى خرج الترانزستور.

يَستَطِيع الترانزستور الذي يَعْمَل كمُضَحِّمٍ للاستطاعة أن يَتعامل مع إشارة دخل من رتبة عدَّة قُولَتات. ولكن تَكون قيمة العامل بيَّة في هذا التَّوع من الترانزستورات أقل من 100(1)، ويَكون المُضَحِّم ذا رِبح جُهد مُعتَدِل أو صغير، ولكن مَيَزَتْه الأساسيَّة هي قُدرته على التَّعَامَل مع استطاعة مُرْتَقَعَة تبلغ عدَّة عشرات من الوات بدون مشكِّلات، وعادةً ما يَكون تَيَّار الذَّخل فيه من رتبة الميلي أمبير، وتَيَّار الخرج من رتبة مئات الميلي أمبير.

تَقَسَّم مُضَحِّمات الإشارات الكبيرة إلى أصناف، ويَكون التَّصنيف على أساس زاوية التَّوصيل (2) الخاصة بإشارة الخرج مقارنةً مع إشارة الذَّخل خلال دور واحد. إذا كانت زاوية التَّوصيل هي 360 درجة مئويَّة، أي دور الإشارة كاملًا، فيَكون المُضَحِّم من الصَّنف A، وإذا كانت زاوية التَّوصيل هي 180 درجة، فإن المُضَحِّمَ يَكون من الصَّنف B، أما إذا كانت قيمة زاوية التَّوصيل بين القيمتين 180 و 360 درجة، فإن المُضَحِّمَ يَكون من الصَّنف C إذا كانت زاوية التَّوصيل أقل من 180 درجة، أما إذا عَمَل في نمط النَّبضات، فتَكون زاوية التَّوصيل صغيرَة، ويَكون المُضَحِّم من الصَّنف D.

تُعرَّف كفاءة المُضَحِّم بأنَّها نسبة الاستطاعة المُتَناوِيَّة في الخرج إلى الاستطاعة المستمرة المقدمة في الذَّخل، ويَكون لكل صنف كفاءة خاصة به، فهي تتراوح بين 25% و50% من أجل الصنف A، وبين 25% و78.5% للصنف AB، وتبلغ حتى 78.5% من أجل الصنف B، في حين تتجاوز 90% للصنف D. ويُبين الشكل (35-6) العلاقة بين الكفاءة وصنف المُضَحِّم وزاوية التَّوصيل، أما الشكل (36-6) فيُظهِر أطوار الخرج المختلفة لمُضَحِّمات الإشارات الكبيرة مقدَّرة بالدرجات.

<footnote>(1) انظر ص. 681 في [3] في ثبت المراجع.</footnote>

<footnote>(2) زاوية التَّوصيل Conduction angle هي جزء من طور إشارة الذَّخل الموافق ل القيام الترانزستور بالتوصل، والمقصود بالتوصل هنا هو نقل الإشارة من الذَّخل إلى الخرج مع تضخيماً.</footnote>
<figure><img src="image_49.png" /></figure>

الشَّكْل (35-6): الكفاءة وزاوية التَّوَصِيل لأصناف مُتَعَدَّدة لُمْضِحٍ إشارات كبيرة باستعمال ترانزسُتُور تُثَانِي القطب.

هُناك أصناف أخرى من مُضْحِمات الاستطاعة منها الصَّنف F، والصَّنف G وغير ذلك، وتَكون هذه الأصناف ذات كفاءة مُرْتَقِعة تتجاوز 90% وتعتمد في عملها على تضمين عرض النَّبْضة PWM، اختصاراً.

<figure><img src="image_50.png" /></figure>

الشَّكْل (36-6): أطوار خرج مُضْحِمات الإشارات الكبيرة بالدرجات، من الأعلى إلى الأسفل: الصَّنف D: أقل من 180، الصَّنف C: 180، الصَّنف AB: بين 180 و 360، الصَّنف A: 360.
1.3.1.6 الصَّنْف :A

يُصنَف مُضَخِّم الإشارات الكبيرة بأَنَّه من الصَّنْف A، واسمه بالإنكليزيَّة: Class A power amplifier، إذا كانت قيمة زاوية التَّوصيل على خرجه هي 360 درجة. هناك نوعان من دارات المُضَخِّمات الترانزستورِيَّة من الصَّنْف A، ويُجري التصنيف بحسب طريقة توصيل الحمل إلى خرج الترانزستور. تُسمَّى الدَّارة الأولى بدارة المُضَخِّم بالتَّغذية التَّنابعية Series-fed amplifier، وفيها يُوصل الحمل مُباشرة إلى خرج الترانزستور، فيما تُسمَّى الدَّارة الثَّانِيَّة بدارة المُضَخِّم المَقْرُون بمحوَّل Transformer-coupled amplifier.

تتشابه دارة التَّغذية التَّنابعية مع دارات تحييز الترانزستور لتضخيم الإشارات الصَّغيرة، سواء بالتَّصميم أو بطريقة الدراسة، ويكون الاختلاف الأساسي هو قيم جُهود التَّغذية وتَيَّار الدَّخل التي تَكون أعلى في الدارة التَّنابعية. يُعبر عن استطاعة الخرج باستعمال مطال الجذر المُتوَسِّط التَّربيعي Root mean square amplitude لجهد وتَيَّار الخرج، أو مطال القِمة Peak amplitude للإشارة المتناوِبة فيهما، أو القيمة المُعَبَّرة عن التَّغيير بين أدنى مستوى وأعلى مستوى لهما، والتي تُسمَّى المطال من القِمة إلى القِمة Peak-to-peak amplitude. بكل الأحوال، لا يمكن أن تتجاوز كفاءة استطاعة الخرج في هذه الدَّارة 25%، ويُبين الشكل (37-6) مطالات إشارة جيِّب دوريَّة.

<figure><img src="image_51.png" /><figcaption>الشكل (37-6): مطالات الإشارة الدُّورِيَّة. (1) مطال القِمة (2) مطال من القِمة إلى القِمة (3) مطال جذر المُتوَسِّط التَّربيعي (4) دور الإشارة.</figcaption></figure>
أما دارة المُضَحِّم المقرّرون بالمُحوّل، فتُستعمل بشكل أساسي لرفع كفاءة استطاعة الخرج، ويُمكن نظريّاً أن تصل كفاءة المُضَحِّم من الصّنف A عند استعمال هذه الدّارة حتى 50%. لتحقيق ذلك، يتم توصيل الحمل إلى دارة الخرج عبر مُحوّل له معامل اقتران (3)، ويُمكن اعتماداً على ذلك نقل مقاومة الحمل $R_L$ رياضياً إلى دارة المُحوّل الأوليّة باستعمال العلاقة:

$$R'_L = a^2 \cdot R_L \qquad (7-6)$$

حيث $R'_L$ هي مقاومة الحمل في دارة المُحوّل الثانويّة منظورةً من دارة المُحوّل الأوليّة.

عند التحليل المُنتابُب للدارة المتبّقة، تكون المقاومة في الدّارة المُنتابّية المكافئة صفرّيّة، ويكون خط الحمل المستمرّ عندها مستقيماً يوازي المحور الشّاقوليّ، أمّا خط الحمل المُنتابُب فيتغلّق بالمقاومة $R'_L$، ويكون ذا ميل سالب. على أي حال، يتقاطع خط الحمل المستمر والمُنتابُب مع المُنحني المُمثّل لتيار الدّخل في نقطة العمل. ويُبيّن الشكل (38-6) دارة ومميزة الخرج لمُضَحِّم من الصّنف A مقرّرون بمُحوّل.

### الصّنف B: 2.3.1.6

مضحّمات الاستطاعة من الصّنف B، واسمها بالإنكليزية: Class B power amplifier، هي المضّحّمات التي تكُون زاوية التوصيل فيها 180 درجة، وهذا يعني أن نصف دور إشارة الدّخل الجيبيّة المُنتابّية سينمر إلى الخرج فقط. نتيجة ذلك، عادة ما يستخدم زوج من الترانزستورات مُتخالفي النوع في هذا الصّنف من المضّحّمات، ثُمَّ يُحيّر كلٌّ منهما بحيث تقع نقطة عمله على حدود منطقة القطع، أي أن الترانزستور يُضَحِّم أيّاً إشارة موجبة المطال تردّ إلى مدخله إذا كان من النوع PNP، وأيّاً إشارة سالبة المطال إذا كان من النوع NPN. يُبيّن الشكل (39-6) طريقة تغذية زوج من الترانزستورات في مُضَحِّم من الصّنف B، بالإضافة لمميزة الخرج لأحد ترانزستوراته حيث يظهر النوع موقع نقطة العمل.

<figure><img src="image_52.png" /></figure>

الشكل (38-6): مُضَحِّم إشارات كبيرة ترانزستوري ثانوي القطب من الصّنف A، وصلت مقاومة الحمل عبر مُحوّل. إلى اليمين: دارة التحيّز الثّابت لترانزستور ثانوي القطب NPN يعمل كمضّحّم للإشارات الكبيرة من الصّنف A. وصلت مقاومة الحمل عبر مُحوّل لرفع كفاءة استطاعة الخرج، إلى اليسار: مميزة الخرج، ويظهر فيها خط الحمل المستمر مُوازيًا لمتحور تيار الخرج، في حين يتعلق خط الحمل المُنتابُب على مقاومة الحمل منظورةً من دارة المُحوّل الأوليّة.

<footnote>(3) معامل الاقتران Turns ratio هو النسبة بين عدد لفّات الملف الثانوي $N_2$ إلى عدد لفّات الملف الأولي $N_1$، وتحسب بالعلاقة:
$$a = \frac{N_2}{N_1}$$</footnote>
أما إذا كان الترانزستوران المستعملان من نفس النوع، فيجب عندها تغذية أحدهما بإشارة الدخل بعد إزاحة طورها بزاوية تبلغ 180 درجة. ومن الأمثلة على هذه الدارات دارة مُضخِّم الصَّنف B المقرُّونة مع محوّل Transform-coupled circuit، حيث تحتوي على ترانزستورين من نفس النوع، ويُوصَل مدخل إشارة أحدهما إلى أحد طرفي محوّل، ومدخل الثاني إلى طرف المحوّل الثاني، وثُمَّى هذه الدارة أيضاً دارة الدَّفع والجذب Push-bull circuit. أما إذا كان الترانزستوران المستعملان من نوعين مختلفين، فإن الدارة تُسمَّى الدَّارة المُتَنَامَّة التَّنازليَّة Complementary-symmetry circuit، ويتم تحييزهما بحيث يُضخِّم أحدهما أي إشارة موجبة تُطبَّق على مدخله، والثاني أي إشارة سالبة كذلك، ثُم يُغذِّيا مباشرة بإشارة الدخل المُتَناوِية. ويُبيَّن الشكل (40-6) الدَّارتين السابقتين.

أما الدَّارة الأكثر استعمالاً لمُضخِّمات الاستطاعة من الصَّنف B فهي حالة خاصة من الدَّارة المُتَنَامَّة التَّنازليَّة، وفيها يستخدم زوج من الترانزستورات، بحسب وصلة دارلينگتون لتحقيق التَّضخيم في كل طرف، وثُمَّى هذه الدَّارة بمُضخِّم الدَّفع والجذب شبه المَتَنَام التَّنازلي Quasi-complementary push-pull amplifier.

تبلغ كفاءة استطاعة الخرج العظمى المُمكنة في هذا الصَّنف من المُضخِّمات 78.5%.

<figure><img src="image_53.png" /><figcaption>الشكل (39-6): مُضخِّم إشارات كبيرة ترانزستورئي ثُنائي القطب من الصَّنف B. إلى اليمين: طريقتين مُختلفتين للتغذية. إلى اليسار: مُميزة الخرج</figcaption></figure>

<figure><img src="image_54.png" /><figcaption>الشكل (40-6): دارتا مُضخِّمي إشارات كبيرة ترانزستورين ثُنائي القطب من الصَّنف B. إلى اليمين: الدَّارة المُتَنَامَّة التَّنازليَّة (الترانزستورين مُتَخالِفاً النَّوع). إلى اليسار: دارة مقرُّونة بمُحوَّلي دخل وخرج (الترانزستورين متوافقا النَّوع).</figcaption></figure>
3.3.1.6

الصنف :C

تعمل مُضخّمات الاستطاعة من الصنف C، واسمها بالإنكليزية: Class C power amplifier، مع زاوية توصيل أقل من 180 درجة، وتكون ذات كفاءة مرتفعة تصل حتى 75%، ويعود ذلك أساسا إلى طريقة تحييز الترانزستور، حيث تكون نقطة العمل في منطقة القطع.

تحتوي دارة المضخّم من الصنف C على دارة تلحين تضم ملفاً ومكثفاً، وتختار قيمتهما بحيث يحققان استجابة ترددية غطى من أجل تردد محدد. نتيجة لذلك، هناك تطبيقات عديدة لمضخّمات الصنف C في دارات الإرسال والاستقبال الزادوي. أي أن دارة التلحين تلغب دور مرشح حزمة يسمح بمرور إشارة ذات تردد محدد ويضخّمها دون غيرها، كما يمكن أن يستخدم هذا النوع من المضخّمات أيضاً لتضخيم إشارات تحمل معلومات مضمّنة ترددياً، بحيث لا تتأثر المعلومات بأي تشوّه يحصل لمطال الإشارة عند تضخيمها، ويبيّن الشكل (6-41) دارة المضخّم السابق و مميزة خرجه.

2.6 قاطع إلكتروني

يمكن أن يعمل الترانزستور كقاطع أو مفتاح إلكتروني Electronic switch، أي كأداة إلكترونية يتم التحكّم في تيار خرجه بواسطة جهد الدخل. لتحقيق ذلك، يجب تصميم دارة التحييز بحيث ينتقل الترانزستور بين نمطي عمل، الأوّل هو نمط القطع ويوافق كون المفتاح الإلكتروني في وضع الفتح، والثاني هو نمط الإشباع ويوافق كون المفتاح الإلكتروني في وضع التوصيل.

عملياً، يتم تنفيذ الدّارة التي تحقق التصميم السابق بواسطة ترانزستور ثانوي القطب بوصلة الباعث المشترك، مع إمكانية توصيل القاعدة إلى جهد التغذية أو إلى نقطة تأريض بحسب طريقة التحييز المختارة. ويجري اختيار مقاومتي المجمع RC والقاعدة RB بحيث تحققان نقطتي عمل تقعان في منطقتي القطع والإشباع، توافق الأولى حالة الفتح للمفتاح والثانية حالة التوصيل. ويبيّن الشكل (6-42) الدّارة الإلكترونيّة المستعملة لتحقيق ذلك وموضع نقطتي العمل في مميزة الخرج.

<figure><img src="image_55.png" /><figcaption>الشكل (6-41): مُضخّم إشارات كبيرة ترانزستوري من الصنف C. إلى اليمين: الدّارة الإلكترونيّة، إلى اليسار: مميزة الخرج.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_56.png" /></figure>

الشكل (42-6): عمل الترانسistor كنابي القطب كقاطع إلكتروني. إلى اليمين: الدارة الإلكترونية، إلى اليسار: مُميتة الخرج.

لتصميم الدارة المُبيَّنة بالشكل (42-6)، يجري أولاً تحديد قيمة جهد تغذية الدارة V<sub>CC</sub>، ثم تيار الإشباع الخاص بالمجمع I<sub>Csat</sub>، ويُرتبَط الاثنان بالعلاقة التالية:

$$I_{Csat} = \frac{V_{CC}}{R_{C}} \qquad (8-6)$$

يرتبَط تيار القاعدة I<sub>B</sub> مع تيار المجمع بحسب العلاقة (4-3)، ويمكن انطلاقاً منها حساب تيار القاعدة. بعد ذلك، يمكن حساب مقاومة القاعدة باستعمال العلاقة:

$$R_{B} = \frac{V_{i} - V_{BE}}{I_{B}} \qquad (9-6)$$

حيث V<sub>i</sub> هو جهد الدخل المُطبَّق على القاعدة في حالة القطع.

يمكن أن تستعمل الدارة السَّابِقة كدارة منطقية تقدَّم وظيفة العاكس.
هذه الصفحة تُركِّت بيضاء عمداً لغرض تنسيق الكتاب.
الفصل السابع:

الاستجابة التَّردديَّة للستور ثُنَائِي

القطب
في هذا الفصل:

مُناقشةٌ لمفهوم الاستجابة التَّردديَّة، وشرح للعوامل المُؤثِّرة على استجابة ترانزستور
ثُنَائِي القطب للتردددات المُنخفضة والمُرتفعة، ورسم لُمُنحني الاستجابة التَّردديَّة
باستعمال مُخطط بُود.
# الاستجابة الترددية للترانزsitور ثانوي القطب

## 1.7 الاستجابة الترددية

الاستجابة الترددية Frequency response لمضخِّم ما هي التغيير في ربح المضخِّم كدالة لتردد إشارة خرجه. يستخدم مخطط بود Bode plot لعرض الاستجابة الترددية، وهو يُمثل ربح المضخِّم كتابع لتردد إشارة الدخل مُقدراً بالهرتز، في حين يكون الربح عديم الواحدة أو مُقدراً بواحدة نسبية هي الديسيبل. في مضخِّم ترانزsitور ثانوي القطب، يأخذ المنحني المعبَّر عن الربح شكلاً هضبياً، أي يزداد الربح بشكل مُطرَّد مع زيادة التردد حتى بلوغ تردد مُحدَّد يُسمَّى تردد القطع الأدنى Lower cutoff frequency، ورمزه $F_L$، ثُمَّ يَمِيل الربح بعدها للاستقرار عند قيمة عظمى من أجل مجال عريضٍ من الترددات، قبل أن يعود ويَنخفض بعد تجاوز التردد لقيمة مُحدَّدة أخرى نُسمَّى تردد القطع الأعلى Upper cutoff frequency، ورمزه $F_H$.

يجري تقسيم الطيف الترددِي الذي يعمل فيه المضخِّم إلى ثلاثة أطياف فرعيَّة، هي طيف الترددات المنخفضة والمتوسطة والمترتفعة. بناءً على ما سبق، يَكون ربح المضخِّم مُرتفعاً عند الترددات المتوسطة، ومنخفضاً عند الترددات المنخفضة والمترتفعة، ويُبين الشكل (7-1) الأطياف الثلاثة، والرَّبح عند كلِّ مِنها على مقياسين لرِبح الجهد الخاص بالمضخِّم أحدهما خطئي والآخر لوكاريتيمي، وتُشير المنطِقة المظللة باللون الأزرق إلى طيف الترددات المتوسطة.

في وصلة الباعث المُشترَك، تنخفض الاستجابة الترددية عند الترددات المنخفضة بسبب تأثير مكثفات التمَرير، وهنَّ المكثفات المتصلات مع المَنبع والمُجتمع والباعث. تُوصَل هذه المكثفات مع نهايات الترانزsitور لتحجب المركَّبات المستمرة وتمنع تأثيرها عن الترانزsitور. أما عند الترددات المترتفعة، فيضغف أثر مكثفات التمَرير، ولكن لا يُمكن إهمال الأثر السعوي الناتج عن المكثفات الطُّفيليَّة التي تظهر بين الباعث والقاعدة وبين المُجتمع والقاعدة، وتُسبَّب انخفاضاً في الربح.

<figure><img src="image_57.png" /><figcaption>الشكل (7-1): مخطط بود للاستجابة الترددية لمضخِّم ترانزsitور ثانوي القطب. في الأعلى: من أجل قيمة نسبية لرِبح الجهد، وفي الأسفل: من أجل قيمة لوكاريتيميَّة.</figcaption></figure>
يُجري الاهتمام بحساب ترددات القطع الخاصة بكل مُكتَفِفةٍ من المُكتَفَات المذكورة سابقاً، وتَرددَ القطع هو التَّردد الذي يُحقق ظاهرة الرنين Resonance، أي التَّردد الذي تَكون قيمة المعاوِقة عنده أقل ما يمكن. يَكون أثر التَّرددات تراكمياً على منحني الزَّبح سواء في حالة التَّرددات المنخفضة أو المُرتفعة.

## 1.1.7 عند التَّرددات المنخفضة

عند التَّرددات المنخفضة، تنخفض قيمة كلٍّ من جُهدي الدَّخل والخرج بسبب تابعية مُكتَفَات العزل والتَّمَرير للتردد، ويتأثر بذلك ربح المُضَحِّم. كلًا ازدادت قيمة تردد الإشارة المُضَحَّمة، ضَعْف أثر هذه المُكتَفَات، حتَّى يُصبح مَعدُومًا تقريباً وغير ذي أهمية عند التَّرددات المُتوسَّطة والمُرتفعة، حيث تلعب هذه المُكتَفَات دور دارات تمرير أو قَصَر. ويُنبِّئ الشكل (2-7) موقع هذه المُكتَفَات من أجل مُضَحِّم ترانزستوري بوصلة الباعث المشترَك مع دارة انتحار بمُقَسَّم الجهد.

هناك تردد قطع يَختَص بكل مُكتَفَة، يَنْتَج الأوَّل عن مُكتَفَة المَنْبَع، ورمزها CS، وتَرْبَط مَنْبَع الإشارة المُنتَابِوَّة بمدخل المُضَحِّم. يُسمَّى هذا التَّردد أيضاً تردد القطع الأدنى المرتبط بمُكتَفَة المَنْبَع، ورمزه $F_L$، ويُؤَثَّر على قيمة جُهد الدَّخل. أما الثاني فينْتَج عن مُكتَفَة الجمل، ورمزها $C_L$، وتَرْبَط بمَخرج المُضَحِّم، ويُسمَّى ترددها بتردد القطع الأدنى المرتبط بمُكتَفَة الجمل، ورمزه $F_L$، ويُؤَثَّر على قيمة جُهد الخرج. وأخيراً يَنْتَج تردد القطع التَّالث عن مُكتَفَة النهاية المشتركة، ورمزها $C_{Com}$، وتوصل إلى النهاية المشتركة بحسب إعداد الوصلة، ويُسمَّى ترددها تردد القطع الأدنى المرتبط بمُكتَفَة النهاية المشتركة $F_{LCom}$.

يُحسب تردد القطع المرتبط بمُكتَفَة المَنْبَع، $F_L$، باستعمال العلاقة:

$$F_{LS} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot (R_s + R_i) \cdot C_s} \quad (1-7)$$

<figure><img src="image_58.png" /><figcaption>الشكل (2-7): مُضَحِّم ترانزستوري ثُنَائِي القطب مع مُكتَفَات التَّمَرير التي تظهر باللون الأزرق. إعداد الوصلة: الباعث المشترَك، دارة التَّحييز: مُقَسَّم الجهد.</figcaption></figure>
حيث: $R_s$ هي مقاومة منبع الدخل، $R_i$ هي مقاومة الدخل و $R_o$ هي مقاومة الدخل من المنبع، وتختلف قيمتها باختلاف دارة التحييز والنموذج المكافئ المستعمل. فمثلاً، في دارة التحييز بمُقْبَسِم الجهد لوصلة الباعث المشترك المُبَيَّنَة بالشكل (2-7)، وعند استعمال نموذج آر إي (1)، تكون قيمة مقاومة الدخل:

$$R_i = R_1 || R_2 || \beta_F \cdot r_e \quad (2-7)$$

أما تردد القطع المرتبط بمكثفة الحمل $F_{LL}$، فيحسب باستعمال العلاقة:

$$F_{LL} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot (R_o + R_L) \cdot C_L} \quad (3-7)$$

حيث $R_L$ هي مقاومة الحمل، $R_o$ هي مقاومة الخرج لدارة المُضَحِّم منظورةً من الحمل، وتختلف قيمتها باختلاف دارة التوصيل والنموذج المكافئ المستعمل. فمثلاً، في دارة التحييز بمُقْسَم الجهد لوصلة الباعث المشترك المُبَيَّنَة بالشكل (2-7)، وعند استعمال نموذج آر إي (1)، تكون قيمة مقاومة الخرج:

$$R_o = R_C || r_o \quad (4-7)$$

أما تردد القطع المرتبط بمكثفة النهاية المشتركة $F_{Lcom}$، فيحسب باستعمال العلاقة:

$$F_{Lcom} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot R_{com} \cdot C_{com}} \quad (5-7)$$

حيث $R_{com}$ هي مقاومة دارة المُضَحِّم منظورةً من النهاية المشتركة، وتختلف قيمتها باختلاف دارة التوصيل والنموذج المكافئ المستعمل. فمثلاً، في دارة التحييز بمُقْسَم الجهد المُبَيَّنَة بالشكل (2-7)، وعند استعمال نموذج آر إي (1)، تكون مقاومة دارة المُضَحِّم منظورةً من النهاية المشتركة، وهي الباعث في هذه الحالة، هي:

$$R_{com} = R_E \quad \| \quad \left( \frac{R'_s}{\beta_F} + r_e \right) \quad (6-7)$$

حيث $R'_s$ هي مقاومة الدخل منظورةً من الباعث، وتساوي في دارة التحييز بمُقْسَم الجهد، وعند استعمال نموذج آر إي:

$$R'_s = R_s \quad \| \quad R_1 \quad \| \quad R_2 \quad (7-7)$$

أما تردد القطع الأدنى $F_L$، فهو التردد الذي تبلغ قيمة الزيج عنده 0.707 على المقیاس الخطی، أو 3- دیسیبل على المقیاس اللوگاریتمی، فيحسب اعتماداً على ترددات القطع الجزئية الدُّنيا باستعمال العلاقة:

$$F_L = \sum_{i=1}^{N} \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \tau_i} = \sum_{i=1}^{N} \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot R_{eqi} \cdot C_i} \quad (8-7)$$

حيث $N$ هو عدد ترددات القطع الجزئية الدُّنيا، و$R_{eqi}$ هي المقاومة المكافئية للدارة $i$ منظورةً من نقطة ربط المكثفة $C_i$ مع الترانزستور.

<footnote>(1) انظر الدارة المتداوية المكافئية لهذه التوصيلية بحسب هذا النموذج في الفصل السابق.</footnote>
2.1.7 عند التَّرَدْدات المُرْتَفِعَة

ينخفض ربح المُضَحِّم عند التَّرَدْدات المُرْتَفِعَة بسبب تأثيراتٍ سعيَّةٍ أيضاً، ولكن لا يَكون لمُكَتِّفَات التَّمَرِير دورٌ في ذلك، حيث تُعامل معًاطة دارات قَصَرٍ عند هذه التَّرَدْدات. لكن، ومع ارتفاع التَّرَدْد، تظهر سعات طفِيلية Parasitic capacitance بين نهايات الترانسistor: القاعدة والمُجمع والباعث، وتمثَّل بثلاث مُكَتِّفَات رموزها: C<sub>bc</sub> و C<sub>ce</sub> والإضافة لذلك، هناك أثر سعيٌّ لأسلاك التَّوَصِيل أيضاً، يُهمَل عند التَّرَدْدات المُنخفضة ولكن لا يُمكن إهماله عند التَّرَدْدات المُرْتَفِعَة، ويُمثَّل بمُكَتِّفتين رمز الأولى C<sub>w1</sub>، ونُسمَّى المُكَتِّفَة المُكافئة لسِعات أسلاك التَّوَصِيل في دارة الدَّخل، وتوصل بين مدخل المُضَحِّم ونقطة التأريض. ورمز الأخرى C<sub>w0</sub>، ونُسمَّى المُكَتِّفَة المُكافئة لسِعات أسلاك التَّوَصِيل في دارة الخرج، وتوصل على التَّفَرَّع مع الحمل. ويظهر الشكل (3-7) دارة مُضَحِّم ترانسوري ثُنَائِي القطب حيث تظهر المُكَتِّفَات المذكورة سابقاً باللون الأزرق.

بالإضافة لذلك، عند استعمال نموذج مُكَافِئ للستور لدراسة الاستجابة التَّرَدْدية، هناك أثر سعيٌّ آخر يجب الانتباه إليه وهو أثر ميلر Miller effect (2)، وهو تأثير سعيٌّ بين النهايتين غير المشتريكتين اللتين تمثَّلان نهائياً الدَّخل والخرج، وتخلفان بحسب طريقة إعداد الوصلة. يُمثَّل أثر ميلر بمُكَتِّفَةٍ في دارة الدَّخل، رمزها C<sub>M1</sub>، وأخرى في دارة الخرج، رمزها C<sub>M0</sub>.

يُبيَّن الشكل (4-7) الدَّارة المُتَّناوِية المُكافئة للدارة المُبيَّنة بالشكل (3-7) باستعمال نموذج آر إي في حالة التَّرَدْدات المُرْتَفِعَة، حيث لا يُمكن إهمال أثر المُكَتِّفَات، فتظهر كعناصر فيها، يُحسب تردد القطع الأعلى لدارة الدَّخل باستعمال العلاقة:

$$F_{H_i} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot R_{TH_i} \cdot C_i} \qquad (9-7)$$

<figure><img src="image_59.png" /><figcaption>الشكل (3-7): مُضَحِّم ترانسوري ثُنَائِي القطب مع المُكَتِّفَات الطفِيلية التي تظهر باللون الأزرق، إعداد الوصلة: باعث مُشْتَرِك، دارة التَّحْيَىز: مُقَسِّم الجُهد.</figcaption></figure>

<footnote>(2) بخصوص أثر ميلر، انظر [22] في ثبت المراجع.</footnote>
<figure><img src="image_60.png" /></figure>

الشَّكْل (4-7): نمذجة ترانزسُتُور ثُنَائِي القطب من النوع NPN بوصلة الباعث المُشْتَرِك في حالة التَّرْدَدات المُرْتَفِعَة من أجل
دارة التَّحْيَيز بِمُقْسَم الجهد بواسطة نموذج آر إي، وتظهر مُكَتِّفَتان طُفْلَيْتَان ناِتِجتان عن أثر التَّرْدَدات المُرْتَفِعَة في دارتي الدَّخَل
والخرج.

حيث $C_i$ هي المُكَتِّفَة المكافئة لمُكَتِّفَات دارة الدَّخَل، و تُحَسَّب بالعلاقة:

$$C_i = C_{W_i} + C_{B_i} + C_{M_i} = C_{W_i} + C_{B_i} + (1 - A_v) C_{B_i} \quad (10-7)$$

حيث $A_v$ هو ربح جُهد المُضَحِّم.

و $R_{TH_i}$ هي مُقاوِمة ثِيِّقِينِين المكافئة لدارة الدَّخَل في النموذج المستعمل مَنْظُورَةٌ من المُكَتِّفَة المكافئة لمُكَتِّفَات دارة
الدَّخَل $C_i$ (انظر الشَّكْل (4-7)) و تُحَسَّب بالعلاقة:

$$R_{Th_i} = R_s \parallel R_i \quad (11-7)$$

و $R_i$ هي مُقاوِمة الدَّخَل للدارة، وتَرْتَبِطْ بدَارة التَّحْيَيز و النموذج الترانزسُتُور المستخدمين، وهي تُساوي في هذه الحالة:

$$R_i = R_1 \parallel R_2 \parallel \beta_F \cdot r_e \quad (12-7)$$

أَمَّا تَرَدِّدَ القَطْع الأَعْلَى لَدَارَةِ الْخَرَج فَيُحَسَّب بِاستعمال العلَّاقة:

$$F_{H_o} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot R_{TH_o} \cdot C_o} \quad (13-7)$$

حيث $C_o$ هي المُكَتِّفَة المكافئة لمُكَتِّفَات دارة الخرج، و تُحَسَّب بالعلاقة:

$$C_o = C_{W_o} + C_{B_o} + C_{M_o} = C_{W_o} + C_{B_o} + \left(1 - \frac{1}{A_v}\right) C_{B_o} \quad (14-7)$$

و $R_{TH_o}$ هي مُقاوِمة ثِيِّقِينِين المكافئة لدارة الخرج في النموذج المستعمل مَنْظُورَةٌ من المُكَتِّفَة المكافئة لمُكَتِّفَات دارة
الخرج $C_o$ (انظر الشَّكْل (4-7)) و تُحَسَّب باستعمال العلَّاقة:
$$R_{Th_o} = R_L || R_o \qquad (15-7)$$

و $R_o$ هي مقاومة الخرج للدارة، وترتبط بدارة التحييز ونموذج الترانزستور المستعملين، وهي تُحسب في حالة الدَّارة المُتناوبة المكافئة المُبَيَّنة بالشكل (4-7) بالعلاقة التالية:

$$R_o = r_o || R_c \qquad (16-7)$$

عند التَّرَدْدات المرتَبِعة تَتأَثر قيمة العامل بيتا أيضاً بتردد الإشارة، حيث ترتبط قيمته بالسِّعَات الطُّفِيلَيَّة، وتختلف قيمة تردد القَطَع المُرتبط بالعامل بيتا $F_β$ بحسب وصلة الترانزستور ودارة التحييز المستعملتين. ففي دارة التحييز بمُقَيَّم الجُهد من أجل وصلة الباعث المشتَرك وعند استخدام نموذج آر إِي، فإنَّ قيمة تردد القَطَع المُرتبط بالعامل بيتا تُحسب باستخدام العلاقة:

$$F_{\beta} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot B_{\text{mid}} \cdot r_e \cdot (C_{be} + C_{bc})} \qquad (17-7)$$

حيث $β_{mid}$ هي قيمة العامل بيتا المستعملة عند التَّرَدْدات المُنخفضة والمتوسطة.

أما إذا استعمل نموذج پاي الهجين (3) فإنَّ قيمة تردد القَطَع المُرتبط بالعامل بيتا تُحسب بالعلاقة:

$$F_{\beta} = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot r_{\pi} \cdot r_{e} \cdot (C_{\pi} + C_{\mu})} \qquad (18-7)$$

أما تردد القَطَع الأعلى $F_H$، فهو مجموع ترددات القَطَع الغليا الجزئية السابقة، ويُحسب باستعمال العلاقة:

$$F_H = \frac{1}{2 \cdot \pi \cdot \sum_{i=1}^{N} R_i \cdot C_i} \qquad (19-7)$$

حيث $N$ هو عدد السِّعَات الطُّفِيلَيَّة، $C_i$ هي السِّعة الطُّفِيلَية، و $R_i$ هي مقاومة الدَّارة منظورةً من تلك السِّعة.

يُبيَّن الشكل (7-5) ربح مُضَحِّم ترانزستورٍ ثُوَائِي القطب معروضاً بالديسيبل باستعمال مخطط بود، ويظهر عليه باللون الأحمر ترددات القَطَع الجزئية السُّفلية والغُلويَّة مُثبَّتة على محور التَّرَدْد الأفقي.

<footnote>(3) بخصوص نموذج پاي الهجين ومعاني الرُّمُوز المستخدمة في العلاقة (7-18) انظر تفصيل النموذج في الفصل الخامس.</footnote>
<figure><img src="image_61.png" /></figure>

الشَّكل (5-7): مثال عن مُخطط بود للاستجابة الترددية لترانزستور ثُنَائِي القطب، إعداد الوصلة: الباعث المُشْتَرَك، دارة التحييز: مُقَسِّم الجهد. تظهر ترددات القطع الخاصة بمكثفات التمَرير عند الترددات المنخفضة، والخاصة بالسِّعات الطُّفْلِيَّة عند الترددات المرتفعة.
هذه الصفحة تُركِّت بيضاء عمداً لغرض تنسيق الكتاب.
الفصل الثَّامِنُ:

مهارات أساسية
في هذا الفصل:

مجموعة من المهارات الأساسية اللازمة للاستعمال التطبيقي للترانسٹور ثانوي
القطب تشمل قراءة ورقة البيانات والتعرّف على أقسامها الأساسية، وبعضًا من
المهارات التطبيقيّة لتحديد نوع ودبابيس الترانسٹور ثانوي القطب باستعمال مقياس
المقاومة.
# مهارات أساسية

## 1.8 قراءة ورقة البيانات

ورقة البيانات Datasheet الخاصة بغنصر إلكتروني ما هي وسيلة تواصل بين مُصِنِّعي الغنصر ومُستخدميه، وهي تحتوي على المعلومات اللازمة للمستخدم من أجل إضافة الغنصر واستعماله بشكل سليم في نظامه الإلكتروني. تكون ورقة البيانات الخاصة بالتَّرانزستور مُقَسَّمة إلى عددٍ من الأجزاء الرئيسيَّة، أهمُّها قسم تقييم الحدود القصوى Maximum ratings والمُحدِّدات الحراريَّة والمُحدِّدات الكهربائيَّة وأقسام أخرى.

يُستعمل تقييم الحدود القصوى لتحديد الحد الأعلى لقيم التَّغذية التي يُسبب تجاوزها إحداث ضرر دائم في الغنصر الإلكتروني، أمَّا المُحدِّدات الحراريَّة فتُحدِّد درجة الحرارة المثاليَّة لعمل التَّرانزستور بالإضافة لدرجات الحرارة القصوى بالاتجاهين الصَّاعد والهابط، أمَّا المُحدِّدات الكهربائيَّة فتَكون مقسومةً إلى عدَّة أقسام فرعية أهمُّها مُحدِّدات التَّيار المستمر ومُحدِّدات التَّيار المتناوب، ويُبيَّن الشكل (8-1) جزءاً من ورقة بيانات عائلة التَّرانزستورات 2N2219XX.

يضمَّ قسم تقييم الحدود القصوى قيمة الجهد المُطبَّق بين المُجتمع والقاعدَة من أجل دارة باعث مفتوحة $V_{CBO}$، وبين المُجتمع والباعث من أجل دارة قاعدَة مفتوحة $V_{CEO}$، وأيضاً تيار المُجتمع النموذجي وجُهدي الدخل الأعظميين، الأمامي $V_{in(fwd)}$ والعكسي $V_{in(rev)}$. أمَّا قسم المُحدِّدات الحراريَّة فيضم قيم المُحدِّدات التي تُؤثِّر على عمل التَّرانزستور، وبشكل خاص مقاومته الحراريَّة، وهي مُحدِّد يُستعمل من قبل مُصِنِّعي التَّرانزستور أو مستخدميه لحساب درجة الحرارة المثاليَّة لتشغيله.

2N2219, 2N2219A, 2N2219AL

Small Signal Switching
Transistor

NPN Silicon

<table><caption>MAXIMUM RATINGS ($T_A$ = 25°C unless otherwise noted)</caption><thead><tr><th>Characteristic</th><th>Symbol</th><th>Value</th><th>Unit</th></tr></thead><tbody><tr><td>Collector - Emitter Voltage</td><td>$V_{CEO}$</td><td>50</td><td>Vdc</td></tr><tr><td>Collector - Base Voltage</td><td>$V_{CBO}$</td><td>75</td><td>Vdc</td></tr><tr><td>Emitter - Base Voltage</td><td>$V_{EBO}$</td><td>6.0</td><td>Vdc</td></tr><tr><td>Collector Current - Continuous</td><td>$I_C$</td><td>800</td><td>mAdc</td></tr><tr><td>Total Power Dissipation @ $T_A$ = 25°C</td><td>$P_T$</td><td>0.8</td><td>W</td></tr><tr><td>Total Power Dissipation @ $T_C$ = 25°C</td><td>$P_T$</td><td>3.0</td><td>W</td></tr><tr><td>Operating and Storage Junction Temperature Range</td><td>$T_J, T_{stg}$</td><td>-65 to +200</td><td>°C</td></tr></tbody></table>

<table><caption>THERMAL CHARACTERISTICS</caption><thead><tr><th>Characteristic</th><th>Symbol</th><th>Max</th><th>Unit</th></tr></thead><tbody><tr><td>Thermal Resistance, Junction to Case</td><td>$R_{θJC}$</td><td>50</td><td>°C/W</td></tr></tbody></table>

الشكل (8-1): جزء من ورقة بيانات لعائلة التَّرانزستورات 2N2219XX، ويظهر فيها قسما تقييم الحدود القصوى والمُحدِّدات الحراريَّة.
وأما قسم المُحدَّدات الكهربائية فيكون مُقَسَّماً إلى عدده من الأقسام الفرعية أيضاً، أهمها مُحدَّدات التشغيل والتعطيل On – Off characteristics ومُحدَّدات الإشارات الصغيرة. تحتوي هذه الأقسام على جداول للمُحدَّدات الكهربائية تضم القيم الصغري والتموذجية والغُمَّى وواحدات القياس المستعملة لكل منهن. وأخيراً، تحتوي ورقة البيانات على عدد من الرسوم البيانية التي تُبيَّن مُحدَّدات مُنتَوَّعة للترانزستور مثل الاستجابة الترددية وسِعات الدخل والخرج كتوابع للجهود المُطبَّقة وغير ذلك، ثُمَّ توصيف فيزيائي لشكل الغنصر الإلكتروني وتغليفه وأبعاده.

## 2.8 تحديد نوع ودبابيس الترانزستور

تقوم شركات تجارِّية بتصنيع ترانزستورات ثُنَّائية القطب كمنتجات استهلاكية، ويُرفق مع المنتج ورقة بيانات تحتوي على التوصيف الفيزيائي والوظيفي للغُنْصَر الإلكتروني، لذلك يمكن دائماً تحديد نوع ودبابيس الترانزستور من خلال الرجوع إلى ورقة البيانات المُرفقة مع الغُنْصَر من قبل الشركة المُصَبِّعة.

إذا لم تكن ورقة البيانات بُمْتَناول اليد، فيمكن الاعتماد على طرق أخرى لتحديد نوع ودبابيس الترانزستور ثُنَّائي القطب اعتماداً على خواصِه. لتحديد نوع الترانزستور، أي هل هو من النوع NPN أم من النوع PNP، يستخدم مقياس المقاومة مع مِجْسِين أحدهما ثُنَّائي الرأس، وبما أن لدى الترانزستور ثلاثة أرجُل هي 1 و 2 و 3، فإن هناك 6 احتمالات مُمكنة للقياس هي:

1. المجَّس المُوجَّب على القطب 1 والمِجَّس السَّالِب ثُنَّائي الرَّأس على القطبين 2 و 3.

2. المجَّس المُوجَّب على القطب 2 والمِجَّس السَّالِب ثُنَّائي الرَّأس على القطبين 1 و 3.

3. المجَّس المُوجَّب على القطب 3 والمِجَّس السَّالِب ثُنَّائي الرَّأس على القطبين 1 و 2.

4. المجَّس السَّالِب على القطب 1 والمِجَّس المُوجَّب ثُنَّائي الرَّأس على القطبين 2 و 3.

5. المجَّس السَّالِب على القطب 2 والمِجَّس المُوجَّب ثُنَّائي الرَّأس على القطبين 1 و 3.

6. المجَّس السَّالِب على القطب 3 والمِجَّس المُوجَّب ثُنَّائي الرَّأس على القطبين 1 و 2.

تجري جميع التجارب السابقة مع ضبط مجال المقاومة في المقياس إلى مجال عشرات الأُوم، في الحالات 1 و 2 و 3، يجري تثبيت المجَّس المُوجَّب وتحريك أحد رأسي المجَّس السَّالِب ثُنَّائي الرَّأس، إذا تحرَّكت إبرة المقياس (1) بشدة عند واحدة من الحالات فقط، فإن الترانزستور من النوع PNP، ويكون المجَّس المُوجَّب مُتصلاً مع القاعدة في تلك الحالة. أما في الحالات 4 و 5 و 6، فيجري تثبيت المجَّس السَّالِب وتحريك أحد رأسي المجَّس المُوجَّب ثُنَّائي الرَّأس، فإذا تحرَّكت إبرة المقياس بشدة عند واحدة من الحالات فقط، فإن الترانزستور من النوع NPN، ويكون المجَّس السَّالِب مُتصلاً مع القاعدة في تلك الحالة. إذا تحرَّكت الإبرة بشدة أكثر من مرة في الحالات 1 و 2 و 3، أو في الحالات 4 و 5 و 6، فإن الترانزستور يكون معطوباً.

بعد ذلك، يستبدل المجَّس ذو الرَّأسين بمِجَّس ذي رأس واحد، ويُضبط مجال المقاومة في المقياس إلى مجال عشرات الكيلو أوم، ثُمَّ يُعاذُ ترقيم الدَّبُوسين غير المعروفين إلى 1 و 2. وتجري عمليتا قياس أخريين لتحديد الباعث والمَجْمَع، بالشكل التالي:

1. المجَّس المُوجَّب على الدَّبُوس 1 والمِجَّس السَّالِب على الدَّبُوس 2، وإصبع اليد على القاعدة.

2. المجَّس المُوجَّب على الدَّبُوس 2 والمِجَّس السَّالِب على الدَّبُوس 1، وإصبع اليد على القاعدة.

<footnote>(1) وذلك على افتراض أنَّ مقياس المقاومة تشابهي، أما إذا كان المقياس رقماً، فيُعطى عندها القيمة المكافئة لقراءة أكبر من مجال القياس، وغالباً ما تكون هذه القيمة هي (1) في أقصى يمين شاشة عرض المقياس.</footnote>
ستتحرك إبرة المقياس إلى أقصى المجال في واحدة فقط من الحالتين السابقتين. من أجل الترانزستور PNP، هي الحالة التي تتحرك فيها الإبرة عندما يكُون المجسّ الموجب مُتصلاً مع الباعث. أما من أجل الترانزستور NPN، فهي الحالة التي تتحرك فيها الإبرة عندما يكُون المجسّ الموجب مُتصلاً مع المُجتمع.

هناك طريقة أخرى مُختلفة لتحديد دبابيس الترانزستور اعتماداً على مقياس المقاومة أيضاً، وهي تعتمد على المبدأ المُبين بالشكل (2-8) والذّي ينصّ على أنّ مقاومة الوصلة المُحيّزة أماميًا تَكون منخفضة على عكس مُقاومة الوصلة المُحيّزة عكسياً، ويُمكن بناء على ذلك تحديد نوع الترانزستور ودبابيسه باتباع الخطوات التالية:

1. ترقيم دبابيس الترانزستور بالأرقام 1 و 2 و 3.

2. قياس المقاومة بين كل زوجين من الأرجل بشكل متباعد، أي أزواج الأرجل: (2،1) و (1،2)، ثمّ (3،1) و (1،3) وأخيراً (3،2) و (2،3).

3. تحديد الزوج الذي كانت قيمة المقاومة المقيسة فيه مُرتفعة في الحالتين، والدّبّوسان هما الباعث والمُجتمع بدون ترتيب، والدّبّوس الآخر هو القاعدة.

4. إعادة ترقيم الدّبّوسين غير المُحدّدين من جديد إلى 1 و 2.

5. قياس المقاومة بين الزوجين: (القاعدة، 1) و (القاعدة، 2).

أ. إذا أعطى القياسان قراءةً لمُقاومة مُرتفعةٍ في المرتين معاً، فمعنى ذلك أنّ النهايتين 1 و 3 من النوع N، والستور من النوع NPN.

ب. إذا أعطى القياسان قراءةً لمُقاومة مُنخفضةٍ في المرتين معاً، فمعنى ذلك أنّ النهايتين 1 و 3 من النوع P والترانزستور من النوع PNP.

ت. إذا أعطى القياسان قراءتين متفاوتتين بالقيمة للمقاومة، فالترانزستور يكُون مَعطوباً.

<figure><img src="image_62.png" /></figure>

الشكل (2-8): قياس مُقاومة وصلتي الترانزستور ثُنائي القطب من النوع NPN باستعمال مقياس المقاومة. عند تحييز الوصلتين أماميًا في هذا النوع من الترانزستورات، يجب أن يُعطى الترانزستور السليم قراءةً لقيمة مُنخفضة لمُقاومة إحدى الوصلتين فيه، وهي وصلة القاعدة والباعث وقراءةً لقيمة مُرتفعة للوصلة الأخرى، وهي وصلة القاعدة والمُجتمع.
6. يُحدَد نوع الترانزستور بناءً على مقاومة الوصلتين اللتان تُشكِّلانه بحسب ما يلي:

أ. في الترانزستور من النوع NPN، مقاومة وصلة القاعدة والباعث منخفضة القيمة، والقاعدة والمجمع مُرتفعة القيمة.

ب. في الترانزستور من النوع PNP، مقاومة وصلة القاعدة والباعث مُرتفعة القيمة، والقاعدة والمجمع منخفضة القيمة.

يمكن أيضًا الاعتماد على المعلومات المُوجَودة على غلاف الترانزستور، سواء تلك المُوجَودة كتابةً أو المستخلصة
شكلًا، وعادةً ما يكتب نوع الترانزستور على الغنصر الإلكتروني نفسه. أَمَّا الغلاف الخارجي، فغالبًا ما يحتوي على إشارات أو
علامات تُساعد على تحديد دبابيس الترانزستور، كُنْتُوء جانبي أو شكل نِصف كروي وما إلى ذلك من العلامات المميزة، وتشرح
ورقة بيانات الغنصر في قسم التوصيف الفيزيائي كيفيَّة قراءة هذه العلامات. أخيراً، توفر بعض المواقع على الإنترنت مجموعة
من المعلومات لتحديد نوع الترانزستور ودبابيسه اعتمادًا على شكل غلافه، ويُبيَّن الشكل (8-3) أشكالًا مُتعددة من طرق تغليف
الترانزستور وكيفية التعرُّف على الذابيب بحسب شكل الغلاف أو المعلومات المُوجَودة عليه (انظر الملحق ب من أجل صور
لماذا حقيقت moi من الترانزستور ثانوي القطب).

<figure><img src="image_63.png" /></figure>

الشكل (3-8): أمثلة مُتعددة عن كيفية تحديد دبابيس الترانزستور ثانوي القطب اعتمادًا على طريقة التغليف. في الأعلى مُسقط
جانبي للغنصر، وفي الأسفل مُسقط رأسئ.
الملاحق
هذه الصفحة تُركت بيضاء عمداً لغرض تنسيق الكتاب.
المُلْحَقُ أَ
الجَدُوْلِ الدُّورِيّ للعناصر
الكيميائية
المُلْحَق ب

مَعْرِضُ الصُّوَر
8 TRANSISTOR
CIRCUITS

You can build with

<figure><img src="image_64.png" /></figure>

CK722

TRANSISTORS

Price now only
$3.10

<figure><img src="image_65.png" /></figure>

Circuitry information on the
following is available free:

1. CW FILTER

2. CW MONITOR

3. TRANSISTORIZE YOUR AUDIO
AMPLIFIER

4. TOY ELECTRONIC ORGAN

5. VOLT METER

6. ELECTRONIC TIMER

7. TRANSISTOR RECEIVER

8. DEMONSTRATION TRANSISTOR
CIRCUITS

Order the circuit you want by number not by
title, just write to Department P5. Buy low
cost Raytheon CK722 Transistors from your
local Raytheon Tube Supplier.

<figure><img src="image_66.png" /></figure>

Excellence in Electronics

RAYTHEON MFG. CO.

Receiving and Cathode Ray Tube Operations
Newton 58, Massachusetts

RELIABLE SUBMINIATURE AND MINIATURE TUBES
SEMICONDUCTOR DIODES AND TRANSISTORS
NUCLEONIC TUBES

RECEIVING AND PICTURE TUBES • MICROWAVE TUBES

الصورة (1): إعلان شركة رايئون عن الترانسٹور CK722 في عام 1955م بسعر 3.10 دُولاراً للقطعة الواحدة.
# Fairchild silicon transistors

## Milli-micro-second switching speeds and high current too

Where applications require transistor performance beyond previously accepted high limits, Fairchild Silicon Transistors offer an exceptional three-way combination:

1) 50 milli-micro-second typical rise time — permits faster switching rates in computing devices. Total switching time is typically 0.2 microseconds.

2) 1 watt dissipation at 100° C. — Saturation resistance is 10 ohms maximum. Resulting high-current capability provides opportunities to increase equipment performance while reducing circuit complexity.

3) Silicon temperature performance — Maximum junction temperature of 175° C. gives low leakage and more safety factor at any lower temperature.

These characteristics are the outcome of the solid-state diffusion technique used at Fairchild. Other important accomplishments of this process are excellent reliability and a high order of electrical uniformity throughout large production runs.

The accomplishment of a research-production team Singleness of purpose did it. Fairchild assembled a uniquely experienced team of research scientists and production engineers whose objective was to bring the advanced solid-state diffusion process under close control. They succeeded in putting laboratory-quality silicon transistors into quantity manufacture with firm product specifications exceeding anything previously offered.

### 2N696 and 2N697 SILICON TRANSISTORS

<table><thead><tr><th>Symbol</th><th>Specification</th><th>Rating</th><th>Characteristics</th><th>Test Conditions</th></tr></thead><tbody><tr><td>V<sub>CE</sub></td><td>Collector to Emitter voltage (25° C.)</td><td>40v</td><td></td><td></td></tr><tr><td>P<sub>C</sub></td><td>Total dissipation<br>Case temp. 25° C.</td><td>2 watts</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Case temp. 100° C.</td><td>1 watt</td><td></td><td></td></tr><tr><td>h<sub>FE</sub></td><td>D.C. current gain</td><td></td><td>2N696 — 15 to 30<br>2N697 — 30 min.</td><td>I<sub>C</sub> = 150mA<br>V<sub>C</sub> = 10V</td></tr><tr><td>R<sub>CS</sub></td><td>Collector saturation resistance</td><td></td><td>6n typical,<br>10n max.</td><td>I<sub>C</sub> = 150mA<br>I<sub>B</sub> = 15mA</td></tr></tbody></table>

The un touched scope face below shows the time comparison of input (positive) and output (negative) pulses in a non-saturating mode. Time base is 20msec. per large division on the scope face. Maximum collector current is 50 mA.

For full information and specifications, write Dept. A-B

<figure><img src="image_67.png" /></figure>

FAIRCHILD
SEMICONDUCTOR CORPORATION

844 CHARLESTON ROAD • PALO ALTO, CALIFORNIA
VISIT US AT BOOTH 1632 AT THE WESCON SHOW

<figure><img src="image_68.png" /></figure>

الصورة (2) : إعلان من شركة فيرتشايلد عن ترانزستور للتيارات عالية القيمة في عام 1958م.
<figure><img src="image_69.png" /><figcaption>الصورة (3): أَوَّل إعلان تجاري عن ترانزسٹور سیلیکونی مَصْنُوعٌ في وَادِي السَّيلِيْكون، نُشِر في مجلة الإلكترونيات في 15 أغسطس 1958م، والمُنْتَجان المُعْلَن عنهما هُما الترانزسٹوران N6962 و N6972.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_70.png" /><figcaption>الصورة (4): مَجْمُوعةٌ مِن الترانزسٹورات مُخْتَلِفَة الشَّكل والوظيفة على مقياس واحد.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_71.png" /></figure>

الصورة (5): مجموٌعةٌ من الترانزستورات مُختلفة الشكل والوظيفة على مقياس واحد.

<figure><img src="image_72.png" /></figure>

الصورة (6): الدَّارة المتكاملة ULN2803A، من إنتاج شركة نُوشيبا، تحتوي على مصفوفة من الترانزستورات تُنَائِيَّة القطب من النُّوع PNP المُتَصِلَة مع بعضها بوصلة دارلينكُون
<figure><img src="image_73.png" /><figcaption>الصورة (7): ترانزsitور من التَّوع NPN من العائلة 2N39042، يمكن التَّعْرَف على نهايات الترانزsitور بقراءة الأحرف E و B على الغلاف الخارجي، وهي تشير إلى مواقع دبابيس الترانزsitور: الباعث والقاعدية والمجمع على الَّرتيب.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_74.png" /><figcaption>الصورة (8): ثلاثة ترانزsitورات تثَّائِيَة القطب من الجرمانيوم من العائلة TG5، مصنوعة في پولندا.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_75.png" /><figcaption>الصورة (9): ترانزستور NPN سيليكوني من العائلة 2N30552، يستعمل لتضخيم الاستطاعة.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_76.png" /><figcaption>الصورة (10): ترانزستور من العائلة CK722 مصنوع في شركة رايتون، مع غلاف المنتج التجاري.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_77.png" /><figcaption>الصورة (11): ترانزستور من التَّوع PNP من العائلة OC45، مصنوع من الجرمانيوم ومُغَلَّف بالرَّجاج.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_78.png" /><figcaption>الصورة (12): ترانزستور سيليكوني من التَّوع NPN من العائلة KT911A، مصنوع في الاتحاد السوفييتي.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_79.png" /><figcaption>الصورة (13): ترانزستور سيليگوني من التوع NPN من العائلة KT912A، مصنوع في الاتحاد السوفييتي.</figcaption></figure>
هذه الصفحة تُركت بيضاء عمداً لغرض تنسيق الكتاب.
# قائمة المصطلحات

## A

<table><tr><td>Acceptor</td><td>مُنْقَبِل، آخِذ</td></tr><tr><td>Active region</td><td>منطقة القطع</td></tr><tr><td>Amplification efficiency</td><td>كفاءة التضخيم</td></tr><tr><td>Amplification factor</td><td>عامل التضخيم</td></tr></table>

## B

<table><tr><td>Base</td><td>قاادة</td></tr><tr><td>Base series resistance</td><td>مُقاوَمَة القاعِدَة التَّسْلِسَلَّيْة</td></tr><tr><td>Band gap</td><td>فجوة نطاق</td></tr><tr><td>Biasing</td><td>تحييز</td></tr><tr><td>Bipolar junction transistor</td><td>ترانزستور تثْنَائِيَ القطب</td></tr><tr><td>Bohr model</td><td>نموذج بور</td></tr><tr><td>Bode plot</td><td>مُخطط بود</td></tr><tr><td>Built-in voltage</td><td>جُهَد مُتَراَكِم</td></tr></table>

## C

<table><tr><td>Class A power amplifier</td><td>مُضْحِم استطاعة من الصَّنْف A</td></tr><tr><td>Class B power amplifier</td><td>مُضْحِم استطاعة من الصَّنْف B</td></tr><tr><td>Class C power amplifier</td><td>مُضْحِم استطاعة من الصَّنْف C</td></tr><tr><td>Collector</td><td>مُجْمِع</td></tr><tr><td>Common base</td><td>قاادة مُشْتَرَكَة</td></tr><tr><td>Common collector</td><td>مُجْمِع مُشْتَرِك</td></tr><tr><td>Common emitter</td><td>باعث مُشْتَرِك</td></tr><tr><td>Common-base current gain</td><td>ربح التيار لوصلة القاعِدَة المُشْتَرَكَة</td></tr><tr><td>Complementary-symmetry circuit</td><td>دَارَة مُتَنَامَّة تَنَاظُرِيَّة</td></tr><tr><td>Conduction angle</td><td>زاوية توصيل</td></tr><tr><td>Conduction band</td><td>نِطَاق توصيل</td></tr></table>
<table><tr><td>Conductor</td><td>موصل</td></tr><tr><td>Crystal</td><td>بلُورة</td></tr><tr><td>Cutoff region</td><td>منطقة القطع</td></tr><tr><td>Covalent bond</td><td>رابطية تساهمية</td></tr></table>

D

<table><tr><td>Datasheet</td><td>ورقة بيانات</td></tr><tr><td>DC biasing</td><td>تحييز مستمر</td></tr><tr><td>DC biasing analyzing</td><td>تحليل التحييز المستمر</td></tr><tr><td>Depletion region</td><td>منطقة الافتقار، منطقة العبور</td></tr><tr><td>Diffusion</td><td>انتشار</td></tr><tr><td>Diffusion resistance</td><td>مقاومة الانتشار</td></tr><tr><td>Dielectric</td><td>عازل</td></tr><tr><td>Diode</td><td>ثاني</td></tr><tr><td>Donor</td><td>مانح</td></tr><tr><td>Doping</td><td>إشابة</td></tr><tr><td>Drift</td><td>انجراف</td></tr></table>

E

<table><tr><td>Ebers-Moll model</td><td>نموذج إيبرس مول</td></tr><tr><td>Electronic switch</td><td>قاطع إلكتروني، مفتاح إلكتروني</td></tr><tr><td>Electron hole</td><td>ثغرة إلكترونية</td></tr><tr><td>Emitter</td><td>باعث</td></tr><tr><td>Emitter follower</td><td>مانتبع الباعث</td></tr><tr><td>Emitter incremental resistance</td><td>مقاومة الباعث المتزايدة</td></tr><tr><td>Emitter-stabilized bias circuit</td><td>دارة التحييز ذات الباعث المستقر</td></tr><tr><td>Extrinsic semiconductor</td><td>شبه موصيل مشوب</td></tr></table>

F

<table><tr><td>Fermi level</td><td>مستوى فيرمي</td></tr><tr><td>Fixed-bais circuit</td><td>إدارة التحييز الثابت</td></tr></table>
<table><tr><td>Forward bias</td><td>تحييز أمامي</td></tr><tr><td>Forward common-base current gain</td><td>رِبح التَّيَار الأمامي لوصلة القاعِدة المشتركة</td></tr><tr><td>Normal common-emitter current gain</td><td>رِبح التَّيَار الطَّبيعِي لوصلة الباعِث المشترَك</td></tr><tr><td>Frequency response</td><td>استجابة ترددية</td></tr></table>

G

<table><tr><td>Gummel-Poon model</td><td>نموذج كوميل بون</td></tr><tr><td>Giacoletto model</td><td>نموذج جياكولينو</td></tr></table>

H

<table><tr><td>High-level injection</td><td>الحقن عالِي المستوى</td></tr><tr><td>Hybrid equivalent model</td><td>النموذج المكافئ الهجين</td></tr><tr><td>Hybrid forward common-emitter parameter</td><td>المحدد الهجين الأمامي لوصلة الباعِث المشترَك</td></tr><tr><td>Hybrid-pi model</td><td>نموذج پاي الهجين</td></tr></table>

I

<table><tr><td>Input characteristics</td><td>مَمَيْزَة الدَّخل</td></tr><tr><td>Intrinsic carrier</td><td>حامل شحنة ذاتي</td></tr><tr><td>Intrinsic semiconductor</td><td>شِبه مُوصَل ذاتي</td></tr><tr><td>Inverse common-emitter current gain</td><td>رِبح التَّيَار المعكوس، لوصلة الباعِث المشترَك</td></tr></table>

K

<table><tr><td>Kirchhoff's laws</td><td>قائُونا كيِز شُوف</td></tr></table>

L

<table><tr><td>Large-signal amplifier</td><td>مُضَحِّم إشارات كبيرة</td></tr><tr><td>Leakage current</td><td>تَيَار تسريب</td></tr><tr><td>Linear circuit</td><td>دَارَة خطِيَّة</td></tr><tr><td>Load line</td><td>خط الجمل</td></tr><tr><td>Lower cutoff frequency</td><td>تردَد القَطْع الأدنِي</td></tr></table>

M

<table><tr><td>Majority carriers</td><td>حَوَامِل شِحَنَة أَكْثَرِيَّة</td></tr><tr><td>Maximum ratings</td><td>تقَيِّم الحُدُود القُصْوَى</td></tr></table>
<table><tr><td>Miller effect</td><td>أثر ميلر</td></tr><tr><td>Minority carriers</td><td>حوامل شحنة أقليّة</td></tr></table>

N

<table><tr><td>Negative</td><td>سالب</td></tr><tr><td>Normal common-base current gain</td><td>رِبح التَّيار الطبيعي لوصلة القاعِدة المشتَّرة</td></tr><tr><td>Normal common-emitter current gain</td><td>رِبح التَّيار الطبيعي لوصلة الباعِث المشتَّرك</td></tr></table>

O

<table><tr><td>On – Off characteristics</td><td>مُحدِّدات التشغيل والتَّعطيل</td></tr><tr><td>Open</td><td>مفتُوح</td></tr><tr><td>Operating point</td><td>نقطة عمل</td></tr><tr><td>Output characteristics</td><td>مَميزة الخرج</td></tr></table>

P

<table><tr><td>Parasitic capacitance</td><td>سِعة طُفْيلية</td></tr><tr><td>Peak-to-peak amplitude</td><td>مطال القَمَة إلى القَمَة</td></tr><tr><td>Peak amplitude</td><td>مطال القَمَة</td></tr><tr><td>Point-contact transistor</td><td>ترانزِستور نَقطة الاتصال</td></tr><tr><td>Positive</td><td>مُوجِب</td></tr><tr><td>Power amplifier</td><td>مُضَحِّم استطاعة</td></tr><tr><td>Pulse width modulation</td><td>تَضمين عرض النَّبضة</td></tr><tr><td>Push-bull circuit</td><td>دارة دفع وجذب</td></tr></table>

Q

<table><tr><td>Quiescent point</td><td>نَقطة ساكنة</td></tr><tr><td>Quasi-complementary push–pull amplifier</td><td>مُضَحِّم الدفع والجذب شِبه المَتَّام التَّنازري</td></tr></table>

R

<table><tr><td>Reverse bias</td><td>تحييز عكسي</td></tr><tr><td>Reverse common-emitter current gain</td><td>رِبح التَّيار العكسي لوصلة الباعِث المشتَّرك</td></tr><tr><td>Reverse leakage current</td><td>تَيار التَّسريب العكسي</td></tr><tr><td>Reverse saturation current</td><td>تَيار الإشباع العكسي</td></tr></table>
<table><tr><td>Reverse-biased diffusion resistance</td><td>مقاومة الانتشار للوصلة المُحيّزة عكسيًا</td></tr><tr><td>Resonance</td><td>رَنِين</td></tr><tr><td>Root mean square amplitude</td><td>مَطال الجذر المُتوسَّط التَّربيعي</td></tr><tr><td>r<sub>e</sub> model</td><td>نموذج آر إِي</td></tr></table>

S

<table><tr><td>Saturation current</td><td>تيّار الإشباع</td></tr><tr><td>Saturation region</td><td>منطقة الإشباع</td></tr><tr><td>Semi-conductor</td><td>شِبه مُوصِل</td></tr><tr><td>Series-fed amplifier circuit</td><td>دارة المُضَحِّم بالَتَغذية التَّنابعية</td></tr><tr><td>Single-crystal</td><td>أحادي البُلورة</td></tr><tr><td>Small signal model</td><td>نموذج الإشارات الصَّغيرة</td></tr><tr><td>SPICE Gummel-Poon model</td><td>نموذج سبايس كومِيل-بون</td></tr><tr><td>Superposition property</td><td>خاصية التراكب</td></tr></table>

T

<table><tr><td>Thermal equilibrium</td><td>توَّازن حراري</td></tr><tr><td>Thevenin's theorem</td><td>نظرية ثيفينين</td></tr><tr><td>Transformer-coupled amplifier circuit</td><td>دارة المُضَحِّم المَقْزُون بِمُحوَّل</td></tr><tr><td>Transistor</td><td>ترانزستور</td></tr><tr><td>Transistor biasing</td><td>تحييز الترانزستور</td></tr><tr><td>Transistor model</td><td>نموذج الترانزستور</td></tr><tr><td>Triode</td><td>ثلاثي المساري</td></tr><tr><td>Turns ratio</td><td>معامل الاقتران</td></tr><tr><td>Two-port network</td><td>رباعي أقطاب</td></tr><tr><td>T model</td><td>نموذج تي</td></tr></table>

U

<table><tr><td>Upper cutoff frequency</td><td>تردد القَطْع الأعلى</td></tr></table>

V

<table><tr><td>Vacuum-tube diode</td><td>نُثَائِي الصَّمَام المَفْرَغ</td></tr></table>
<table><tr><td>Valence band</td><td>نطاق التكافؤ</td></tr><tr><td>Voltage-divider bias circuit</td><td>دارة التحييز بمُقسِّم الجهد</td></tr><tr><td>Voltage feedback bias circuit</td><td>إدارة التحييز بالتنْغذية العكسيَّة</td></tr></table>