هل حدث مرة أن استبدلت ترانزيستور 80 وات بآخر 100 مثلا ثم لم يستمر كثيرا و عند وضع الأصلى استمر فى العمل دون مشاكل؟
ألم تسأل نفسك لماذا والثانى اعلى قدرة من الأصلى؟
حسنا – لنراجع سويا الكلمات السابقة !! – أعلى قدرة ؟؟؟؟ أين تجد هذه الخاصية فى مواصفات الترانزيستور؟
لا اذكر أن هناك ترانزيستور له هذه الخاصية
ستقول ولكن الكتب تقول 80 وات الخ
نعم ولكن تحت بند PD وهى تعنى
Power Dissipation وتعنى إشعاع أو تبديد الطاقة وليست طاقته بمعنى ما يستطيع توصيلها للحمل بأمان
أى أن الحرارة إذا تولدت بداخله يستطيع أن يبدد منها 80 وات أو 100
والقدرة ؟ !! معذرة لا ذكر لهذا فى مواصفات الترانزيستور - فقط فولت و أمبير مثلا 140 فولت – 16 أمبير
ستقول هذه هى القدرة !!
مهلا
أولا ما كانت 140 فولت × 16 أمبير = 150وات
ثانيا لو كان هذا العملاق يتحمل 140 فولت × 16 أمبير أى 2240 وات أى 2.3 كيلو وات أو 3 حصان ماذا نريد اكبر من هذا؟؟؟؟
هذا تجاوز فى المعنى تكتبه كل كتب بدائل الترانزيستور و لكى تعلم الحقيقة قم بإنزال صفحة المواصفات الكامل لهذا الرقم و لنختار مثلا الرقم الذى سردنا له تلك القيم وهو
2N3773
و لنحمل صفحة مواصفاته من الرابط
http://pdf1.alldatasheet.com/datashe...MI/2N3773.html
ستجد أن الترانزيستور يستطيع أن يتحكم فى 140 فولت حتى 16 أمبير والقدرة فقط 150 وات
ما علاقة 140 × 16 والتى تساوى 2240 وات بالرقم 150 وات ؟؟؟؟؟؟
المقصود هنا أن 150 وات هى القدرة التى يستطيع الجسم المعدنى أن يشعها أو يتخلص منها بافتراض القدرة على تثبيته عند حرارة الغرفة 27 درجة مئوية وإذا ارتفعت درجة الجسم نتيجة أن المبرد محدود القدرة – وجب أن نقلل هذا الرقم حسب المنحنيات والرسوم البيانية المعطاة
وكل ما سبق لا يذكر ما الذى يولد الحرارة بداخله
لكى نعرف ما يولد هذه الحرارة يجب أن نأخذ فى الاعتبار عاملين هامين هما
فى صفحة رقم 2 من البيانات ستجد جدولا باسم On Characteristics و ستجد فيه ما يلى
Collector Emitter Saturation Voltage
IC=8Adc,IB=800ma dc VCE=1.4V
IC=16Adc,IB=3.2 Adc VCE=4V
إذن قيمة معامل التكبير المذكورة بأول صفحة بقيمة 15 هى فقط للإشارة المترددة ذات القيمة الصغيرة ولكن عند عمله كمفتاح – سويتش – تنخفض حسب تيار المجمع وهنا ذكر لها قيمة = 10 عند تيار مجمع 8 أمبير و 5 عند 16 أمبير
كما أن عند 8 أمبير يكون الجهد بين المجمع والباعث ليس 0.2 فولت كما تذكر كل الكتب ولكن 1.4 فولت وترتفع إلى 4 فولت عند 16 أمبير – لماذا؟ تذكر أن الترانزيستور مصنوع من مادة لها مقاومة كأى مادة أخرى مثل النحاس أو الكربون لها مقاومة نوعية و المقاومة الكلية تعتمد على مساحته وعلى نسبة الشوائب
إذن عند 16 أمبير سيولد حرارة = 16×4 = 64 وات نتيجة للمقاومة الأومية للسيليكون هنا
العامل الثانى هو أثناء انتقاله من القطع للتوصيل لن يتحرك فجائيا ولكن التيار سيزداد من صفر إلى 16 أمبير فى زمن صغير بسبب السعه التى سبق شرحها إضافة لسلوك الحمل والذى نادرا ما يكون مثاليا ، مولدا كميه حرارة إضافية وكلما زاد عدد المرات التى ينتقل فيها من القطع للتوصيل أو العكس تزداد كمية الحرارة هذه
أما فى المكبرات الخطية كمكبرات الصوت الخ فالمشكلة أكبر إذ يجب أن نأخذ كفاءة التحويل والتى تتراوح ما بين 25 % إلى 70% حسب نوع الدائرة وهذا موضوع آخر نتناوله فيما بعد

الآن لنرى هل يتحمل الترانزيستور 140 فولت مع 16 أمبير معا ؟ و لماذا لا ؟
لفهم هذه الظاهرة ومعرفة لماذا – يجب أن نعود مرة أخرى لرسم تركيب الترانزيستور كما بالرسم التالى
Plan.gif
هنا رسمت مسقط رأسى للترانزيستور و قطاع فيه و لونت الباعث بلون افتح من المجمع ليتناسب مع نسبة الشوائب المضافة إليه حيث أنها أقل فى الباعث عنها فى المجمع
مرة أخرى تمثيل الترانزيستور بموحدين خطأ ولا يبرر هذه الظاهرة لأن السبب فيها أن القاعدة رقيقة جدا
نلاحظ أن الشكل مربع وليس مستديرا فهو الأنسب للتصنيع ونلاحظ أن مسار التيار من الخارج سيتم عن طريق سلك سيوضع فى منتصف قطعة الباعث و لتجنب اختلاف أطوال مسار التيار من نقطة عبر القاعدة للمجمع يعدل شكل سلك التوصيل حتى يشكل مساحة تسمح بمرور تيار الباعث الكبير نحو المجمع
مشكلة القاعدة الرقيقة أنها تكون مقاومة كبيرة لا تسمح بمرور التيار من جانب التوصيل للجانب الآخر و إلى حد ما يمكن التغلب نوعا ما بجعل التوصيل من خلال إطار فوق منطقة القاعدة لكن لن يتغلب هذا على الوصول للأجزاء فى العمق
من الشكل الموضح و أخذا فى الاعتبار أنه للحصول على تيار أكبر يجب أن نزيد المساحة حتى نستطيع تمرير تيار اكبر من الباعث خلال القاعدة إلى المجمع نجد أنة من المستحيل جعل كل المسارات التى سيأخذها التيار خلال رحلته متكافئة – فإن تساوت طولا قد تمر خلال أجزاء مختلفة النقاء و فى نسبة الشوائب وبالتالى المقاومة
مهما كان الاختلاف صغيرا إلا أن قانون الطاقة = مربع التيار × المقاومة غير متسامح وسيولد بالتأكيد حرارة أعلى فى المناطق ذات المقاومة الأقل !
مفاجئة – هذا خطأ والمفروض أن تكون المقاومة الأعلى
مهلا المقاومة الأقل سيمر فيها تيار أعلى و مربع التيار الأعلى سيولد حرارة أكبر كثيرا
النتيجة بقعة ساخنة والمسماة Hot Spot – السخونة تسبب مرور تيار أساسى (الخام بدون شوائب) والمسمى Intrinsic Current اعلى مسببا تقليل المقاومة أكثر و مرور تيار أعلى فتزيد الحرارة وتتكرر الدورة حتى تحترق هذه النقطة مسببة تلف الترانزيستور و نظرا لكون السيليكون ليس مثاليا فى نقل الحرارة لذلك يجب أن تعطى الشريحة الوقت الكافى لتبرد وعلية يجب أن يكون التيار فى صورة نبضات
أما التيار المستمر فستجد أن التيار المسموح به عند 140 فولت هو 0.6 أمبير فقط أما عند 16 أمبير لا يزيد جهد المجمع عن 7 فولت وإلا تستخدم النبضات – فى صفحة 6 من المواصفات ستجد منحنى بيان هذه القيم واسمه
Figure 7. Forward Bias Safe Operating Area
يوضح القيم المختلفة على أساس نبضة ذات دوام Duty Ratio 10% أى توصيل جزء و قطع 9 أمثال
و نلاحظ أن كلما قل زمن التوصيل أمكن الحصول على تيار وجهد أعلى وذلك لأننا لن نترك الفرصة لتتكون هذه البقع الساخنة – وهذا السلوك مبنى على تكوين الترانزيستور و شكله من الداخل و نسب الشوائب الخ
هل هذا يعنى أن فى مجال القدرة خصوصا العالية قد يكون ترانزيستور بديلا لآخر فى تطبيق وغير بديل فى تطبيق آخر؟
وهل بعد اكتشاف أن سلوكه يعتمد على زمن النبضة - مازال هناك شك أن المسألة أكبر من مجرد وات وفولت وأمبير وبيتا؟
الآن نحاول أن نتناول موضوعا هاما جدا وهو أساس التعامل مع الدوائر المتكاملة وهو التغذية الخلفية أو الرجعية Feed Back وهو موضوع الحلقة القادمة إن شاء الله