ترانزیستور
از ویکی‌پدیا، دایره المعارف آزاد
معرفی
ترانزیستور را معمولا به عنوان یکی از قطعات الکترونیک می شناسند. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم (سیلیکان) ساخته می شود.
کاربرد
ترانزیستور هم در مدارات الکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد. در آنالوگ می توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و ... استفاده کرد. کاربرد ترانزیستور در الکترونیک دیجیتال شامل مواردی مانند پیاده سازی مدارهای منطقی، حافظه ها، سوئیچ کردن و ... می شود.
عملکرد
ترانزیستور از دیدگاه مداری یک عنصر سه پایه می باشد که با اعمال یک سیگنال به یکی از پایه های آن میزان جریان عبور کننده از دو پایه دیگر آن را می توان تنظیم کرد. برای عملکرد صحیح ترانزیستور در مدار باید توسط المان های دیگر مانند مقاومت ها و ... جریان ها و ولتاژ های لازم را برای آن فراهم کرد و یا اصطلاحا آن را بایاس کرد.
انواع
دو دسته مهم از ترانزیستورها BJT (ترانزیستور دوقطبی پیوندی) و FET (ترانزیستور اثر میدانی) هستند.
ترانزیستور دوقطبی پیوندی
در ترانزیستور دو قطبی پیوندی با اعمال یک جریان به پایه بیس جریان عبوری از دو پایه کلکتور و امیتر کنترل می شود. ترانزیستورهای دوقطبی پیوندی در دونوع npn و pnp ساخته می شوند. بسته به حالت بایاس این ترانزیستورها ممکن است در ناحیه قطع، فعال و یا اشباع کار کنند.
ترانزیستور اثر میدانی
در ترانزیستور اثر میدانی با اعمال یک ولتاژ به پایه گیت میزان جریان عبوری از دو پایه سورس و درین کنترل می شود. ترانزیستور اثر میدانی بر دو قسم است: نوع n یا N-Type و نوع p یا P-Type. از دیدگاهی دیگر این ترانزیستورها در دو نوع افزایشی و تخلیه‌ای ساخته می شوند
فلیپ فلاپ
درالکترونیک و کامپیوتر، فلیپ فلاپ یک نوع مدار دیجیتال است که می تواند به عنوان
یک بیت حافظه عمل کند. یک فلیپ فلاپ می تواند شامل دو سیگنال ورودی، صفر یا
یک در پایه ورودی باشد. ضمنا یک فلیپ فلاپ دارای یک پایه زمانی(clock) و یک
خروجی(out put) و دو پایه set و reset می باشد.
بعضی از فلیپ فلاپ ها شامل یک پایه clear می باشند که خروجی را دوباره راه
اندازی(reset)می کنند. (در واقع فیلیپ فلاپ ها یکی از انواع مدارات مجتمع Ic))
هستند که برای کار به اتصالات تغذیه و زمین نیاز دارند.)
تغییرات پالسهای ورودی که منظور همان صفر و یک دیجیتال می باشند، بهمراه پایه clock
سبب تغییرات در خروجی می شوند. (عملا هر تغییری در وضعیت خروجی، به طور
همزمان وابسته به تغییرات پالس در پایهclock است. مشخصات آیسی های فلیپ
فلاپ ها مثلا پایه های ورودی، خروجی و بقیه پایه ها توسط کارخانه های سازنده در
دفترچه هایی تحت عنوان دیتاشیت(data sheet) قرار می گیرند.)
فلیپ فلاپ ها انواع متفاوتی دارند که این انواع مختلف عبارتند از:
فلیپ فلاپ SR
فلیپ فلاپ JK
فلیپ فلاپ T
فلیپ فلاپ D
فلیپ فلاپ SR
مدار داخلی یک فلیپ فلاپ SR با استفاده از گیت NOR
فلیپ فلاپ SR یک المان فیزیکی است که می تواند به عنوان یک عنصر تاخیر دهنده
به کار گرفته شود. این المان فیزیکی دارای دو ورودی به نام های R و S می باشد و
دو خروجی دارد که یکی متمم دیگری است.
طرز کاراین فلیپ فلاپ در جدول صحت به این شکل است که وقتی عملکرد مدار را
بررسی می کنیم اگر S=1 و R=0 باشد، اصطلاحا می گویند مدار set است یعنی
خروجی آن 1 شده است. اگر پس از آن S=0 شود، مدار در وضعیت set باقی می
ماند ولی اگر R=1 شود اصطلاحا می گویند مدار Reset شده است یعنی خروجی در
این لحظه صفر است، و اگر در این لحظه R=0 شود مدار در حالت Reset باقی می
ماند. بنابراین R=0 و S=0 در خروجی نشان می دهد که کدامیک از S یا R آخرین بار
برابر 1 بوده است. یعنی مدار آخرین وضعیت غیر صفر ورودی را به خاطر سپرده است.
مطابق جدول کارنو اگر R و S همزمان در حالت 1 قرار گیرند مدار در حالت نامشخص
خواهد بود. به این خاطر مدارهای دارای فلیپ فلاپ SR را طوری طراحی می کنند که
هیچ گاه ورودی های S و R همزمان برابر 1 نشود.
این مورد محدودیتی برای فلیپ فلاپ SR است، که در فلیپ فلاپ JK این نقص برطرف
شده است.