الترانزيستور له ثلاث أطراف و من المعروف أن أى موصلين وبينهما عازل يكونان مكثف وعلى هذا فهناك ثلاثة مكثفات أحدهما بين القاعدة والباعث والآخر بين القاعدة والمجمع والثالث بين الباعث والمجمع كما بالرسم
StrayCaps.GIFأيهما أخطر ؟ حسنا – لا أستطيع القول ، قل لى ما هى دائرتك أقل لك الإجابة ولكن بصورة عامة هى السعة التى تظهر فى خرج الدائرة فهى تقتل الترددات العالية عن طريق تسريبها للأرض
مهلا – احترس من المفاجآت فبعضها اخطر بظهوره اكبر من قيمته ولهذا سندرس الدوائر الثلاث فقط بعد أن نضع قاعدة صغيرة وقانون صغير ونعرف ما نريد
لو نظرنا للدائرة التالية سنجد أن المكبر (حصيلة دائرة الترانزيستور سواء كانت أى نوع) يمكن تمثيلها بمولد إشارة مساوى لقيمة الخرج المتوقع وله مقاومة داخلية مساوية لمقاومة الخرج للدائرة وهى مجموع المقاومات على التوازى بما فيها مقاومة الترانزيستور أيضا وهى عادة صغيرة نوعا ما – وتوجد ما بين نقطة الخرج و نقطة دخول المرحلة التالية السعة المسماة Cout
Cout.GIF
وهى فى الواقع حصيلة 3 مكثفات مختلفة أولها سعة دخول المرحلة التالية و الثانية السعة الشاردة وهى سعة الأسلاك التى تربط المرحلتين والثالثة هى سعة الخرج للمرحلة تحت الدراسة والتى نحسب لها أقصى تردد يمكن تكبيره
الأولى تعطى من خواص الترانزيستور المستخدم فى المرحلة التالية وهى بين طرف دخوله والأرضى فمثلا إن كانت المرحلة التالية باعث مشترك تكون السعة المقصودة بين القاعدة (دخول) والباعث و المسماة Cbe وهى حوالى 10 بيكو فاراد أو اكثر قليلا
الثانية إن احسن تصميم البردة يمكن افتراضها حوالى 50 بيكو فاراد
والثالثة هى سعة خرج المرحلة المعنية
بتطبيق نفس قاعدة نصف الطاقة التى طبقناها لحساب التردد المنخفض سنستخدم نفس المعادلة باستبدال القيم المناسبة
أى أن التردد 1 ÷ [ 2 * ط * المقاومة * السعة ] والمقاومة هنا هى مقاومة الخرج والسعة هى Cout
فلو كانت إجمالى السعة 500 بيكو فاراد والمقاومة 1000 أوم يكون
التردد = 1 ÷ [ 2 * 3.14 * 1000 * 0.000000000001]
التردد = 318471.34 أى حوالى 300 كيلو ذ/ث
وضحت الآن المشكلة ! – إن أردنا تردد أعلى سنضطر لتقليل قيمة المقاومة مما يضطرنا لتقليل المقاومة المتصلة بالمجمع وبالتالى تقليل التكبير الكلى للمرحلة وأيضا تقليل السعة يقوم بدور مماثل – ولكن كيف ؟
لماذا قفزنا من 50+10 إلى 500 بيكو فاراد
لو نظرنا لدائرة الباعث المشترك سنجد أن سعة المجمع – باعث لن تزيد كثيرا عن أى من مثيلاتها – لماذا زادت كل هذا ؟
تذكر أن الترانزيستور يعمل بالتيار وليس الجهد أى أن التيار المار إلى القاعدة سيقوم بالتكبير فى المجمع و يظهر مضروبا فى معامل التكبير بيتا لذلك لو نظرنا للسعة التى تربط المجمع بالقاعدة فهى تسبب مرور تيار الإشارة من المجمع للقاعدة وهو معكوس فى الوجه أى سيطرح منه ولن يضيف إليه مما يسبب تقليل التيار الفاعل مسببا تقليل الخرج كما لو أن هذه السعة ظهرت مكبرة بقيمة بيتا من المرات فى خرج المرحلة فلو كانت 5 بيكو فاراد ستكافئ فى الخرج 5 × 100 أى 500 بيكو فاراد ! أمر سيئ أليس كذلك ؟
لحسن الحظ هناك أربع حلول لهذه المشكلة
الأول استخدام ترانزيستور آخر مناسب للترددات الأعلى حيث تكون قيمة هذه السعة أقل كما تكون قيمة بيتا فيه ثابتة لنطاق ترددى أكبر وأوسع
الثانى وضع ملف صغير يقوم مع هذه السعة بتكوين دائرة رنين ترددها أعلى من 300 كيلو أو القيمة المحسوبة للدائرة المعنية لتوسيع النطاق كما فى حالة مكبر المرئيات الفيديو
الثالث استخدام دوائر رنين فقط إذا كان التردد المطلوب مرتفع و محدود كما فى مكبرات التردد العالى
الرابع استخدام دائرة قاعدة مشتركة حيث تدخل الإشارة من الباعث وتخرج من المجمع – هنا لعبة صغيرة قمنا بها حيث أن معامل تكبير التيار من الباعث للمجمع هو ألفا وهو أقل من الواحد الصحيح مما يجعل سعة الخرج قليلة كما فى مكبرات التردد العالى جدا
وفى مواصفات الترانزيستور توجد القيمة Ft التى تحدد اعلى تردد يصلح لاستخدام الترانزيستور و بعد ذلك تصبح بيتا قليلة ولا يصلح الترانزيستور كمكبر
الآن يمكننا أن نصمم مكبر متعدد المراحل كما قلنا بدأ من الحمل رجوعا للمدخل على عدة مراحل – هل لو احتاج الأمر لثلاث أو أربع مراحل نوصلها كلها لمصدر تغذية واحد مثلا 12 فولت ؟ الحسابات تقول نعم ولكن الواقع يقول لا
لماذا ؟ - الأمر فى غاية البساطة أن مصدر التغذية مهما كان جيد التصميم لن يكون مثاليا وستكون له مقاومة وإن كانت صغيرة جدا كما أن الأمر ليس كما نرى ! أرى أمامى وصلة بين نقطتين أى قصر ولكن التيار يراه خط نقل قدرة له طول أى جزء صغير من ملف وله حث ذاتى وهناك سعة شاردة بين كل نقطة وخط الأرضى و الأمر ليس كما توقعنا
الإشارة فى المرحلة الأخيرة ذات تيار كبير وجهد مناسب للحمل وهو ينتقل من هذه المرحلة لدخول المراحل المتقدمة كما بالرسم مسببا أن تكون المكبر غير مستقر وربما يعمل كمذبذب لذلك يجب وضع مقاومة حوالى 10 أوم ثم مكثف للأرضى كما بالرسم والمسمى R decoupling, C decoupling أى مقاومة ومكثف فك الارتباط
PS Feedback.gif
إن كنت تعمل عند ترددات أعلى استخدم مكثفات تانتالوم ثم أضف مكثف ذو سعة صغيرة على التوازى مع المكثف المذكور بقيمة 0.1 ميكرو للأسباب التى ذكرناها سابقا عن أداء المكثفات – وقد تحتاج لملف صغير أيضا للترددات الأعلى إن كنت تعمل عندها ولا بد أنك لاحظت خرزة سوداء صغيرة داخل سلك أو طرف ترانزيستور أو مكون آخر – هذه ليست للحسد ولكنها من خامة الفرايت والتى تضيف حث عالى عند الترددات العالية جدا حيث تفشل الوسائل الأخرى – دعها وشأنها لا تنزعها فقد تأتى الرياح بما لا تشتهى السفن
بقى من خواص الترانزيستور شئ واحد هو الحرارة و كلنا استبدلنا ترانزيستور قدرة بآخر أكبر من هذه الناحية وببساطة يتلف سريعا ثم نتعجب و نبحث عن الأصلى دون أن نمحو علامة الاستفهام – لنجهز الأستيكة (الممحاة) للمرة القادمة إن شاء الله