مسائل و اسئلة الترانزستور – فيزياء السادس الاعدادي

فيما يلي ترتيب الملاحظات في الصورة ليسهل فهمها واستخدامها في حل أسئلة الترانزستور، وتم التصنيف إلى نوعين: “المضخم ذو الباعث المشترك” و”المضخم ذو القاعدة المشتركة”:

🟥 أولاً: المضخم ذو الباعث المشترك

(1) ربح التيار:

$$\beta = \frac{I_{\text{out}}}{I_{\text{in}}} = \frac{I_C}{I_B}$$

(2) ربح الجهد:

$$A_V = \frac{V_{\text{out}}}{V_{\text{in}}} = \frac{V_C}{V_B} = \frac{I_C \cdot R_{\text{out}}}{I_B \cdot R_{\text{in}}} = \beta \cdot \frac{R_{\text{out}}}{R_{\text{in}}}$$

(3) ربح القدرة:

$$G = \beta \cdot A_V \quad \text{(ربح كبير)}$$

(4) زاوية الطور:

$$\phi = 180^\circ \quad \text{(انعكاس في الطور)}$$

🟦 ثانياً: المضخم ذو القاعدة المشتركة

(1) ربح التيار:

$$\alpha = \frac{I_{\text{out}}}{I_{\text{in}}} = \frac{I_C}{I_E}$$

(2) ربح الجهد:

$$A_V = \frac{V_{\text{out}}}{V_{\text{in}}} = \frac{V_C}{V_E} = \frac{I_C \cdot R_{\text{out}}}{I_E \cdot R_{\text{in}}} = \alpha \cdot \frac{R_{\text{out}}}{R_{\text{in}}}$$

(3) ربح القدرة:

$$G = \alpha \cdot A_V \quad \text{(ربح متوسط)}$$

(4) زاوية الطور:

$$\phi = 0^\circ \quad \text{(لا يوجد انعكاس في الطور)}$$

🟨 ملاحظات عامة:

• العلاقة بين التيارات:

  $$I_E = I_B + I_C$$

• اتجاهات التيارات موضحة في الرسم التوضيحي.
• إذا عُطيت الجهود والمقاومات:

  $$I_{\text{in}} = \frac{V_{\text{in}}}{R_{\text{in}}}, \quad I_{\text{out}} = \frac{V_{\text{out}}}{R_{\text{out}}}$$

❓ السؤال:

في دائرة الترانزستور كمضخم ذي القاعدة المشتركة (القاعدة مؤرضة)، إذا كان:

• تيار الباعث $I_E = 3 \, \text{mA}$
• تيار الجامع $I_C = 2.94 \, \text{mA}$
• مقاومة الدخول $R_{in} = 500 \, \Omega$
• مقاومة الخروج $R_{out} = 400 \, \text{K}\Omega$

احسب:

1. ربح التيار
2. ربح الجهد

✅ الحل:

1️⃣ ربح التيار $\alpha$:

$$\alpha = \frac{I_C}{I_E} = \frac{2.94 \, \text{mA}}{3 \, \text{mA}} = 0.98$$

2️⃣ ربح الجهد $A_V$:

$$A_V = \alpha \cdot \frac{R_{out}}{R_{in}} = 0.98 \cdot \frac{400{,}000}{500}$$ $$A_V = 0.98 \cdot 800 = 784$$

📌 الإجابات النهائية:

• ربح التيار $\alpha = 0.98$
• ربح الجهد $A_V = 784$

❓ السؤال:

في دائرة الترانزستور ذو الباعث المشترك، إذا كان:

• تيار الباعث $I_E = 0.4 \, \text{mA}$
• تيار القاعدة $I_B = 40 \, \mu\text{A}$
• مقاومة الدخول $R_{in} = 100 \, \Omega$
• مقاومة الخروج $R_{out} = 50 \, \text{K}\Omega$

فما هو:

1. ربح التيار $\beta$
2. ربح الجهد $A_V$ ؟

✅ الحل:

1️⃣ ربح التيار $\beta$:

$$\beta = \frac{I_C}{I_B}$$

نحسب أولاً تيار الجامع:

$$I_C = I_E – I_B = 0.4 \, \text{mA} – 0.04 \, \text{mA} = 0.36 \, \text{mA}$$ $$\beta = \frac{0.36}{0.04} = 9$$

2️⃣ ربح الجهد $A_V$:

$$A_V = \beta \cdot \frac{R_{out}}{R_{in}} = 9 \cdot \frac{50{,}000}{100}$$ $$A_V = 9 \cdot 500 = 4500$$

📌 الإجابات النهائية:

• ربح التيار $\beta = 9$
• ربح الجهد $A_V = 4500$

❓ السؤال:

في دائرة الترانزستور ذو الباعث المشترك، احسب:

1. ربح التيار $\alpha$
2. تيار الباعث $I_E$

وذلك إذا علمت أن:

• تيار القاعدة $I_B = 50 \, \mu A$
• تيار الجامع $I_C = 3.65 \, \text{mA}$

✅ الحل:

1️⃣ نحسب تيار الباعث:

$$I_E = I_C + I_B = 3.65 \, \text{mA} + 0.05 \, \text{mA} = 3.70 \, \text{mA}$$

2️⃣ نحسب ربح التيار $\alpha$:

$$\alpha = \frac{I_C}{I_E} = \frac{3.65}{3.70} \approx 0.986$$

📌 الإجابات النهائية:

• تيار الباعث $I_E = 3.70 \, \text{mA}$
• ربح التيار $\alpha \approx 0.986$

❓ السؤال:

في دائرة الترانزستور كمضخم ذي القاعدة المشتركة (القاعدة مؤرضة)، إذا كان:

• ربح القدرة $G = 768$
• ربح الفولتية $A_V = 784$
• تيار الباعث $I_E = 3 \times 10^{-3} \, \text{A}$

فـ جد تيار القاعدة $I_B$؟

✅ الحل:

أولًا نستخدم العلاقة بين ربح القدرة وربح الفولتية وربح التيار:

$$G = \alpha \cdot A_V \Rightarrow \alpha = \frac{G}{A_V} = \frac{768}{784} \approx 0.9796$$

ثم نستخدم العلاقة بين ربح التيار $\alpha$ وتيار الباعث والجامع:

$$\alpha = \frac{I_C}{I_E} \Rightarrow I_C = \alpha \cdot I_E = 0.9796 \cdot 3 \times 10^{-3} = 2.9388 \, \text{mA}$$

الآن نحسب تيار القاعدة:

$$I_B = I_E – I_C = 3 – 2.9388 = 0.0612 \, \text{mA} = 61.2 \, \mu A$$

📌 الإجابة النهائية:

$$I_B = 61.2 \, \mu A$$