معرفی ترانزیستور اثر میدان پیوندی(JFET)

آشنایی با ترانزیستور اثر میدان پیوندی(JFET)

در ترانزیستورهای JFET(Junction Field Effect Transistors( در اثر میدان، با اعمال یک ولتاژ به پایه گیت میزان جریان عبوری از دو پایه سورس و درین کنترل می‌شود. 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 می‌شوند.نواحی کار این ترانزستورها شامل "فعال" و "اشباع" و "ترایود" است این ترانزیستورها تقریباً هیچ استفاده‌ای ندارند چون جریان دهی آنها محدود است و به سختی مجتمع می‌شوند.

انواع ترانزیستور پیوندی

pnp

شامل سه لایه نیم هادی که دو لایه کناری از نوع p و لایه میانی از نوع n است و مزیت اصلی آن در تشریح عملکرد ترانزیستور این است که جهت جاری شدن حفره‌ها با جهت جریان یکی است.

npn

شامل سه لایه نیم‌ هادی که دو لایه کناری از نوع n و لایه میانی از نوع p است. پس از درک ایده‌های اساسی برای قطعه ی pnp می‌توان به سادگی آنها را به ترانزیستور پرکاربردتر npn مربوط ساخت.

ساختمان ترانزیستور پیوندی ترانزیستور دارای دو پیوندگاه است. یکی بین امیتر و بیس و دیگری بین بیس و کلکتور. به همین دلیل ترانزیستور شبیه دو دیود است. دیود سمت چپ را دیود بیس _ امیتر یا صرفاً دیود امیتر و دیود سمت راست را دیود کلکتور _ بیس یا دیود کلکتور می‌نامیم. میزان ناخالصی ناحیه وسط به مراتب کمتر از دو ناحیه جانبی است. این کاهش ناخالصی باعث کم شدن هدایت و بالعکس باعث زیاد شدن مقاومت این ناحیه می‌گردد.

امیتر که به شدت آلائیده شده، نقش گسیل و یا تزریق الکترون به درون بیس را به عهده دارد. بیس بسیار نازک ساخته شده و آلایش آن ضعیف است و لذا بیشتر الکترونهای تزریق شده از امیتر را به کلکتور عبور می‌دهد. میزان آلایش کلکتور کمتر از میزان آلایش شدید امیتر و بیشتر از آلایش ضعیف بیس است و کلکتور الکترونها را از بیس جمع‌آوری می‌کند.


طرز کار ترانزیستور پیوندی طرز کار ترانزیستور را با استفاده از نوع npn مورد بررسی قرار می‌دهیم. طرز کار pnp هم دقیقا مشابه npn خواهد بود، به شرط اینکه الکترونها و حفره‌ها با یکدیگر عوض شوند. در نوع npn به علت تغذیه مستقیم دیود امیتر ناحیه تهی کم عرض می‌شود، در نتیجه حاملهای اکثریت یعنی الکترونها از ماده n به ماده p هجوم می‌آورند. حال اگر دیود بیس _ کلکتور را به حالت معکوس تغذیه نمائیم، دیود کلکتور به علت بایاس معکوس عریض‌تر می‌شود.

الکترونهای جاری شده به ناحیه p در دو جهت جاری می‌شوند، بخشی از آنها از پیوندگاه کلکتور عبور کرده، به ناحیه کلکتور می‌رسند و تعدادی از آنها با حفره‌های بیس بازترکیب شده و به عنوان الکترونهای ظرفیت به سوی پایه خارجی بیس روانه می‌شوند، این مولفه بسیار کوچک است.


شیوه ی اتصال ترازیستورها:

اتصال بیس مشترک در این اتصال پایه بیس بین هر دو بخش ورودی و خروجی مدار مشترک است. جهت های انتخابی برای جریان شاخه‌ها جهت قراردادی جریان در همان جهت حفره‌ها می‌شود.

اتصال امیتر مشترک مدار امیتر مشترک بیشتر از سایر روشها در مدارهای الکترونیکی کاربرد دارد و مداری است که در آن امیتر بین بیس و کلکتور مشترک است. این مدار دارای امپدانس ورودی کم بوده، ولی امپدانس خروجی مدار بالا می‌باشد.

اتصال کلکتور مشترک اتصال کلکتور مشترک برای تطبیق امپدانس در مدار بکار می‌رود، زیرا برعکس حالت قبلی دارای امپدانس ورودی زیاد و امپدانس خروجی پائین است. اتصال کلکتور مشترک غالبا به همراه مقاومتی بین امیتر و زمین به نام مقاومت بار بسته می‌شود.

معرفی ترانزیستور اثر میدان FET

آشنایی ترانزیستور اثر میدان FET:

این ترانزیستورها نیز مانند Jfetها عمل می‌کنند با این تفاوت که جریان ورودی گیت آنها صفر است. همچنین رابطه جریان با ولتاژ نیز متفاوت است. این ترانزیستورها دارای دو نوع PMOS و NMOS هستند که فناوری استفاده از دو نوع آن در یک مدار تکنولوژی CMOS نام دارد. این ترانزیستورها امروزه بسیار کاربرد دارند زیرا براحتی مجتمع می‌شوند و فضای کمتری اشغال می‌کنند. همچنین مصرف توان بسیار ناچیزی دارند.

به تکنولوژی‌هایی که از دو نوع ترانزیستورهای دوقطبی و Mosfet در آن واحد استفاده می‌کنند Bicmos می‌گویند.

البته نقطه کار این ترانزیستورها نسبت به دما حساس است وتغییر می‌کند. بنابراین بیشتر در سوئیچینگ بکار می‌روند AMB

ساختار و طرز کار ترانزیستور اثر میدانی - فت:

ترانزیستور اثر میدانی (فت) - FET همانگونه که از نام این المان مشخص است، پایه کنترلی آن جریانی مصرف نمی‌کند و تنها با اعامل ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه هادی، جریان عبوری از FET کنترل می‌شود. به همین دلیل ورودی این مدار هیچ کونه اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی نمی‌گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد.

فت دارای سه پایه با نهامهای درِین D - سورس S و گیت G است که پایه گیت، جریان عبوری از درین به سورس را کنترل می‌نماید. فت‌ها دارای دو نوع N کانال و P کانال هستند. در فت نوع N کانال زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان از درین به سورس عبور می‌کند. FETها معمولاً بسیار حساس بوده و حتی با الکتریسیته ساکن بدن نیز تحریک می‌گردند. به همین دلیل نسبت به نویز بسیار حساس هستند.

نوع دیگر ترانزیستورهای اثر می‌دانی MOSFETها هستند (ترانزیستور اثر می‌دانی اکسید فلزی نیمه هادی - Metal-Oxide Semiconductor Field Efect Transistor) یکی از اساسی‌ترین مزیت‌های ماسفت‌ها نویز کمتر آنها در مدار است.

فت‌ها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند. برای تست کردن فت کانال N با مالتی متر، نخست پایه گیت را پیدا می‌کنیم. یعنی پایه‌ای که نسبت به دو پایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق می‌توان پایه درین را از سورس تشخیص داد.

ترانزیستور اثر میدان FET

معرفی ترانزیستور ماسفت

آشنایی با ماسفت :

ماسفت یا ترانزیستور اثرمیدانی نیمه‌رسانا-اکسید-فلز ( metal–oxide–semiconductor field-effect transistor ٫ MOSFET ) معروف‌ترین ترانزیستور اثرمیدان در مدارهای آنالوگ و دیجیتال است.این گونه از ترانزیستور اثرمیدان نخستین بار در سال ۱۹۲۵ میلادی معرفی شد. در آن هنگام، ساخت و به کارگیری این ترانزیستورها، به سبب نبود علم و ابزار و امکان، با دشواری همراه بود و از همین روی، برای پنج دهه فراموش شدند و از میدانِ پیش‌رفت‌های الکترونیک بر کنار ماندند. در آغازِ دههٔ ۱۹۷۰م، بارِ دیگر نگاه‌ها به MOSFETها افتاد و برای ساختنِ مدارهای مجتمع به کار گرفته شدند.

در ترانزیستور اثرِ میدان ( FET ) چنان که از نام اش پیدا است، پایهٔ کنترلی، جریانی مصرف نمی‌کند و تنها با اعمال ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه رسانا، جریان عبوری از FET کنترل می‌شود. از همین روی ورودی این مدار هیچ اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی نمی‌گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد.عمده تفاوت ماسفت با ترانزیستور JFET در این است که گیت ترانزیستورهای ماسفت توسط لایه‌ای از اکسید سیلیسیم (SiO₂) از کانال مجزاشده است. به این دلیل به ماسفتها فِت با گیت مجزا ( IGFET ، Insulated Gate FET) نیز گفته میشود.

مدارهای مجتمع بر پایهٔ فناوری ترانزیستورهای اثرِ میدانِ MOS، را می‌توان بسیار ریزتر و ساده‌تر از مدارهای مجتمع بر پایهٔ ترانزیستورهای دوقطبی ساخت؛ بی آن که (حتی در مدارها و تابع‌های پیچیده و مقیاس‌های بزرگ ) نیازی به مقاومت، دیود، یا دیگر قطعه‌های الکترونیکی داشته باشند. همین ویژگی، تولیدِ انبوهِ آن‌ها را آسان می‌کند، چندان که هم اکنون بیش‌تر از ۸۵ درصدِ مدارهای مجتمع، بر پایهٔ فناوریِ MOS طراحی و ساخته می‌شوند.

ترانزیستورهای MOS، بسته به کانالی که در آن‌ها شکل می‌گیرد، NMOS یا PMOS نامیده می‌شوند. در آغازِ کار، PMOS ترانزیستورِ پرکاربردتر در فناوری MOS بود. اما از آن جا که ساختنِ NMOS آسان‌تر است و مساحتِ کم‌تری هم می‌گیرد، از PMOS پیشی گرفت. بر خلافِ ترانزیستورهای دوقطبی، در ترانزیستورهای MOSFET، جریان، نتیجهٔ شارشِ تنها یک حامل ( الکترون یا حفره) در میانِ پیوندها است و از این رو، این ترانزیستورها را تک‌قطبی هم می‌نامند.

ساختار و کارکرد ماسفت افزایشی:

فت دارای سه پایه با نام‌های درین D، سورس S و گیت G است که پایه گیت، جریان عبوری از درین به سورس را کنترل می‌کند. فت‌ها دارای دو نوع N کانال و P کانال هستند. در فت نوع N کانال زمانی که گیت نسبت به سورس مثبت باشد جریان از درین به سورس عبور می‌کند. FET‌ها معمولاً بسیار حساس بوده و حتی با الکتریسیته ساکن بدن نیز تحریک می‌گردند. به همین دلیل نسبت به نویز بسیار حساس هستند. نوع دیگر ترانزیستورهای اثر میدانی MOSFET‌ها هستند (ترانزیستور اثرمیدانی نیمه‌رسانای اکسید فلز) یکی از اساسی‌ترین مزیت‌های ماسفت‌ها نویز کمتر آن‌ها در مدار است.

نوع N

فت‌ها در ساخت فرستنده باند اف ام رادیو نیز کاربرد فراوانی دارند. برای تست کردن فت کانال N با مالتی متر، نخست پایه گیت را پیدا می‌کنیم. یعنی پایه‌ای که نسبت به دو پایه دیگر در یک جهت مقداری رسانایی دارد و در جهت دیگر مقاومت آن بی نهایت است. معمولاً مقاومت بین پایه درین و گیت از مقاومت پایه درین و سورس بیشتر است که از این طریق می‌توان پایهٔ درین را از سورس تشخیص داد.

نوع P

ماسفت کاهشی:

ساختار این گونهٔ ترانزیستورِ MOS، همانند ساختار ترانزیستورهای افزایشی است، تنها با این تفاوت که هنگامِ ساخت آن، کانال را، به وسیلهٔ یک نوار از جنس سیلیسیم، میانِ سورس و درین تعبیه می‌کنند. از این رو، اگر اختلاف پتانسیل میان آن دو اعمال شود، جریانی از سورس به درین خواهیم داشت؛ هرچند که ولتاژ اعمال شده به گیت صفر باشد.

گیت منطقی

دروازه منطقی:

در سیگنال دیجیتال، یک دروازهٔ منطقی یا گیت منطقی (Logic gate) روی یک یا دو ورودی منطقی عملیات منطقی انجام می‌دهد و سرانجام یک خروجی منطقی را تولید می‌کند. این منطق معمولاً طبق منطق بولی است که به طور مشترک در تمام مدارهای دیجیتالی یافت می‌شود. گیت‌های منطقی عمدتاً از قطعات الکترونیکی مانند دیودها و ترانزیستورها تشکیل می‌شوند، ولی ممکن است از قطعات الکترومغناطیسی مانند رله‌ها، قطعات اپتیکال یا حتی مکانیکی ساخته شوند.

سطوح منطقی:

یک ورودی یا خروجی منطقی بولین فقط یک از دو حالت منطقی را قبول می‌کند.این دو سطح در هر مطلبی نام خاص خود را دارند از جمله: خاموش / روشن - بالا (H) / پایین (L) - یک / صفر - درست (T) / غلط (F) - مثبت / منفی - مثبت / زمین - مدار باز / مدار بسته - YES / NO.

گیت‌های منطقی:

یک گیت منطقی روی یک یا دو ورودی منطقی عملیات منطقی انجام می‌دهد و سرانجام یک خروجی منطقی را تولید می‌کند.به دلیل اینکه خروجی هر گیت یکی از سطوح منطقی است پس می‌توان آن خروجی را به ورودی گیت(های)دیگری متصل نمود.بدیهی است که نمی‌توان دو خروجی را با هم به یک ورودی متصل نمود چرا که در این صورت سطوح ولتاژی به وجود خواهد آمد که خارج از محدوده منطقی خواهد بود.در الکترونیک به این کار اتصال کوتاه می‌گوینکه خیلی خطرناک است.

در منطق الکترونیک، هر سطح منطقی نماینده ولتاژ معینی است (که این ولتاژ به نوع منطقی که استفاده می‌شود بستگی دارد).هر گیتی برای تولید ولتاژ مناسب به منبع تغذیه نیاز دارد.در بموک دیاگرام مدارهای منطقی منبع تغذیه نمایش داده نمی‌شود، ولی در شماتیک کامل اتصالات منبع ضروری است.

گیت های منطقی:

AND

OR

NOT

NAND

NOR

XOR

XNOR

نوع	Distinctive shape	شکل مستطیلی	Boolean algebra between A & B	جدول حقیقی
AND				INPUT OUTPUT A B A AND B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
OR				INPUT OUTPUT A B A OR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
NOT				INPUT OUTPUT A NOT A 0 1 1 0
NAND				INPUT OUTPUT A B A NAND B 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0
NOR				INPUT OUTPUT A B A NOR B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0
XOR				INPUT OUTPUT A B A XOR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
XNOR			or	INPUT OUTPUT A B A XNOR B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

مدار تقویت کننده ترانزیستوری

برای تقویت یک سیگنال الکتریکی نیاز به یک مدار تقویت کننده است این مدار تقویت کننده انواع مختلف و آرایش های مختلفی دارد.گاهی اوقات نیاز به تقویت جریان داریم, گاهی نیاز به تقویت ولتاژ و گاهی هم نیاز به تقویت توان!

تقویت توان یعنی تقویت ولتاژ و جریان با هم.

آرایشی که ولتاژ را تقویت میکند بیس مشترک نام دارد.
آرایشی که جریان را تقویت می کند کلکتور مشترک نام دارد.
آرایشی که هر دو مولفه را تقویت میکند امیتر مشترک نام دارد.

*دلیل استفاده از لفظ مشترک به این خاطر است که یک پایه با همان نام بین ورودی و خروجی قرا میگرد.
*آرایش ها هر کدام مشخصات خاص خود را دارند.

- آرایش بیس مشترک دارای مقاومت ورودی کم و مقاومت خروجی بالاست.
- آرایش کلکتور مشترک دارای مقاومت ورودی بالا  و مقاومت خروجی کم است.
- آرایش امیتر مشترک دارای مقاومت ورودی و خروجی متوسط است.

*کاربرد تقویت کننده بیس مشترک در تقویت کننده های فرکانس بالا است. این تقویت کننده با عنوان طبقه ی اول در تقویت کننده های چند طبقه مورد استفاه قرار میگیرد.
*تقویت کننده کلکتور مشترک بیشتر در مدارات آمپلی فایری و جایی که نیاز به تقویت جریان داشته باشیم مورد استفاده است. این تقویت کننده به خاطر امپدانس پایین خروجی در بخش آخر تقویت کننده چند طبقه قرار میگیرد.

*تقویت کننده امیتر مشترک که کاربرد فراوانی هم دارد در بخش میانی تقویت کننده های چند طبقه قرار میگیرد ودر موارد متعدد هم کاربرد دارد.

مدار امیتر مشترک

 

مدار کلکتور مشترک

 

 

مدار بیس مشترک

تشرح قطعات:

به  مقاومت های  موجود در مدار , عناصر بایاس گفته می شود. این مقاومت ها باید مقادیر حساب شده ایی داشته باشند تا تقویت کنندگی به طور صحیحی انجام شود و گر نه ترانزیستور وارد نواحی قطع و اشباع خواهد شد.

مقاومت های R1,R2 :

مقاومت های مقسم ولتاژ هستند.این مقاومت ها در تغذیه ی سرخودنمایان می شوند که بهترین حالت تغذیه ی مدار تقویت کننده است.
این مقاومت های ولتاژ تغذیه بیس ترانزیستور را فراهم میکنند.

RE: مقاومت امیتر جهت پایداری حرارتی ترانزیستور استفاده می شود.
RC: مقاومت کلکتور است.

تاثیرات کاهش یا افزایش مقادیر را بر عملکرد تقویت کننده توضیح خواهم داد.

CB وCc خازن های کوپلاژ هستند. این خازن های برای جداسازی سیگنال dc از سیگنال ac استفاده می شوند.

معمولا" یک خازن با نام خازن بای پس CE در آرایش امیتر مشترک با RE موازی میشود. وجود این خازن باعث افزایش بهره تقویت کننده می شود.

مقاومت ها ی R1,R2,RE,RC :

مقاومت RC محدود کننده جریان Ic است  و مقاومت Re پایدار کننده حرارتی , چون زمانی که دما بالا می رود جریان Ic زیاد می شود و این افزایش باعث ماهش VBE می شود که به دنبال آن دوباره IC کم میشود.


چون مقاومت های R1 و R2 مقاومت های مقسم ولتاژ هستند کاهش یا افزایش آنها بر IC و ولتاژ خروجی تاثیر گذار است.

* با افزایش مقدار R1 مقدار ولتاژ VB کم میشود و به دنبال آن VE کم میشود و با کاهش آن IE یا IC کم خواهند شد و با کاهش جریان کلکتور افت ولتاژ دو سر RC هم کم شده و نهایتا" VC یا ولتاژ خروجی زیاد میشود.

- کاهش R1 اثرات مخالف حالت بالا را به دنبال دارد.

* اما با افزایش مقدار R2 افزایش مقدار VB را داریم که که باعث افزایش VE و جریان های کلکتور و امیتر میشود ( جریان کلتور همان جریان امیتر است)  این افزایش جریان باعث افزایش افت ولتاژ دو سر RC شده و کاهش ولتاژ خروجی را به دنبال دارد.

- کاهش R2 اثرات مخالف حالت بالا را به دنبال دارد.

* اما افزایش مقدار RC باعث افزایش افت ولتاژ RC و به دنبال آن کاهش VO یا ولتاژ خروجی میشود.
- کاهش آن نتیجه عکس را دارد.

* افزایش مقدار RE ,  فقط کاهش حریان کلکتور را به دنبال دارد که با کاهش جریان کلکتور افزایش Vo  را خواهیم داشت.
- کاهش RE عکس نتیجه بالا را می دهد.

فوتو ولتائیک چیست؟

آشنایی با سیستم های فتوولتائیک

فتوولتائیک اصطلاحی شامل کلم ه photo (با ریشه یونانی به معنی نور) و کلمه volt است . فتوولتائیک علمی است که در مورد تبدیل نور به الکتریسیته و به عبارت دیگر تبدیل فوتون های نوری به جریان الکتریکی می پردازد .

به پدیده ای که در اثر تابش خورشید الکتریسیته تولید کنند پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده استفاده نماید، سیستم فتوولتائیک گویند.تبدیل نور خورشید به الکتریسیته توسط سلولهای خورشیدی صورت می گیرد . سلول های خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی هستند که معمولاً جنس آنها ازآلیاژ سیلیکون می باشد.

 

نورخورشید از فوتون ها یا ذرات انرژی خورشید ساخته شده است. این فوتونها که مقادیر متغیر انرژی را شامل می شوند، درست مشابه با طول موج ها متفاوت طیفهای نوری هستند. وقتی فوتونها به یک سلول فتوولتائیک برخورد میکنند، ممکن است منعکس شوند مستقیم ازمیان آن عبور کند و یا جذب شوند. فقط فوتونهای جذب شده انرژی برای تولید الکتریسیته فراهم می کنند. وقتی که نور خورشیدی کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترونها ازاتم های جسم جدا می شوند ( به دلیل اینکه آخرین الکترون یک اتم با گرفتن انرژی فوتون به لایه بالاتر رفته و می تواند ازمیدان پروتون خلاص شده و آزادانه در نیمه رسانا حرکت کند) زمانی که الکترونها موقعیت را ترک می کنند، سوراخ هایی شکل می گیرد که دراین زمان تعداد الکترون ها زیاد بوده و هر کدام n یک بار منفی را حمل می کنند و به طرف جلو سطح سلول پیش می روند، در نتیجه عدم توازن بار بین سلولهای جلویی وسطوح عقبی یک پتانسیل ولتاژ شبیه قطب های مثبت ومنفی یک باطری ایجاد می شود وقتی که دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط می شوند، الکتریسیته جریان می یابد. شرایط آب وهوایی (همانند ابر و مه) تاثیر مهمی روی انرژی خورشیدی دریافت شده توسط یک آرایش الکترونی سلول های خورشیدی دارند. ساده ترین سیستم های فتوولتاتیک انرژی تعداد زیادی از ماشین حساب های کوچک و ساعتهای مچی که روزانه مورد استفاده قرار می گیرد را تأمین می کند. 

تبدیل فتوولتاتیک به الکتریسیته چندین دلیل مفید دارد

تبدیل نور خورشید به الکتریسیته به روش مستقیم است، بنابراین سیستم های تولید کننده مکانیکی به حجم زیادی لازم ندارند و می تواند همچون هر سرمایه گذاری دیگر و با برنامه ریزی دقیق، سودآور باشد و به شما کمک می کند تا تصمیمات درستی را در جهت کاهش هزینه ها اتخاذ کنید. - خصوصیت ماژولی انرژی فتوولتاتیک اجازه می دهد به طور سریع آرایش ها دراندازه های مختلف و با توجه به سیستم مورد نیاز طراحی و نصب می شود وهمچنین، تاثیر محیطی یک سیستم فتوولتاتیک حداقل است و نیازی به تجهیزات جانبی نگهداری و تعمیرات سیستم ندارد. به پدیده ای که در اثر تابش نور بدون استفاه از مکانیزمهای محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتائیک و به هرسیستمی که از این پدیده ها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند. سیستم های فتوولتائیک یکی از پر مصرف ترین کاربرد انرژی های نو می باشند و تاکنون سیستم های گوناگونی با ظرفیت های مختلف که از ( 0.5 وات تا چند مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده است و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم ها هر روزه بر تعداد متقاضیان آنها افزوده می شود. از سری و موازی کردن سلولهای خورشیدی می توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلولهای سری و فتوولتائیک می گویند. امروزه اینگونه سلول ها عموماً Solar Modules موازی شده صفحات خورشیدی ماده سیلیسیم تهیه می شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می شود که در مناطق کویری کشور، به فراوانی یافت می گردد. بنابراین از نظر تأمین ماده اولیه این سلول ها هیچ گونه کمبودی در ایران وجود ندارد. سیستم های فتوولتائیک را می توان به طور کلی به دو بخش اصلی تقسیم نمود که بطور خلاصه به توضیح آنها می پردازیم.

صفحات خورشیدی

این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه مکانیکی می باشد. این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم را کنترل کرده وتوان ورودی پنلها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف کننده را به شبکه یا باتری، تزریق و کنترل می کند. لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده، با توجه به نیازهای بارالکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب وهوایی محلی تغییر میکند.

:(INVERTER) مبدل الکتریکی

باشد، درصورت AC وDC صفحات فتوولتائیک، مصرف کننده می تواند دو نوع DC با توجه به خروجی ACبا مبدل های الکتریکی یا اینورتر مناسب می توان خروجی خورشیدی را به ،AC وجود مصرف کننده تبدیل نمود. همچنین با آرایش های مختلف صفحات فتوولتائیک می توان نیاز مصرف کنندگان مختلف را با توان های متفاوت تأمین کرد که با توجه به کاهش روز افزون ذخایر سوخت های فسیلی و خطرات ناشی از بکارگیری نیروگاه های اتمی، گمان قوی وجود دارد که درآینده ای نه چندان دور سلوله ای خورشیدی به انرژی برق به عنوان جایگزین مناسب و بی خطر برای سوخت های فسیلی و نیروگاه های اتمی توسط بشر بکار گرفته شود. 

صارف و کاربردهای مختلف سیستم های فتوولتائیک:

روشنایی خورشیدی :
در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستم های فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد و سالانه ده ها هزار نمونه از این سیستم در سراسر جهان نصب و راه اندازی می گردد، مانند برق جاده ها و تونل ها، خیابان ها، پارکها و روشنایی کارگاه ها و ویلاها و مجتمع های مسکونی، بخصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تأمین برق پاسگاه های مرزی که دور از شبکه برق هستند، تأمین برق مناطق شکاربانی و مناطق حفاظت شده که جنبه نظامی دارند. سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی : انرژی مورد نیاز کلیه لوازم برقی منازل شهری و روستایی و مراکز تجاری را میتوان با استفاده از صفحات فتوولتائیک و سیستمهای ذخیره کننده و کنترل نسبتاً ساده تأمین نمود.
سیستم پمپاژ خورشیدی :
سیستم پمپهای فتوولتائیک قابلیت استحصال آب از چاهها، قنوات، چشمه ها رودخانه ها و ... را جهت مصارف متنوعی دارا می باشد.
سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری:
اغلب ایستگاه های مخابراتی و یا زلزله نگاری درمکانهای فاقد شبکه سراسری وسخت گذر و یا در محلی که احداث پست فشار قوی به فشار ضعیف و تأمین توان الکتریکی ایستگاه مذکور صرفه اقتصادی وحفاظت الکتریکی ندارد نصب شده اند. - ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکانه یا هر نوع وسیله ای که تاکنون با باطری خشک کار می کرده است که یکی دیگر از کاربردهای این سیستم می باشد. مثلاً ژاپن در سال 1983 حدود 30 میلیون ماشین حساب خورشیدی تولید کرده است که سلول های خورشیدی بکار گرفته آنها مساحتی حدود 20000 متر مربع و توان الکتریکی معادل 500 کیلووات داشته اند.
نیروگاههای خورشیدی فتوولتائیک:
هم زمان با استفاده ازسیستمهای فتوولتائیک دربخش انرژی الکتریکی مورد نیازساختمان ها اطلاعات و تجربیات کافی جهت احداث واحدهای بزرگ تر حاصل گردید و همه اکنون دربسیاری از کشورهای جهان نیروگاه فتوولتائیک در واحدهای کوچک و بزرگ و به صورت اتصال به شبکه و یا مستقل از شبکه نصب و راه اندازی شده است.

سنسور LDR (مقاومت تابع نور) چیست؟

سنسور LDR (مقاومت تابع نور)

سنسور (مقاومت) LDR

سنبل و شماتیک سنسور LDR

سنسور LDR در واقع مقاومتهایی هستند که در برابر شدت تابش نور حساس بوده و مقدار مقاومتشان تابع نور است به صورتی که با افزایش نور مقدار مقاومتشان کاهش یافته و با کاهش میزان نور تابشی مقدار مقاومتشان افزایش میابد.معمولا مقاومتهایی که در بازار موجود هستند در شدت نور عادی(محیط در روز)مقدار مقاومتشان در حدود 1 کیلو اهم و در تاریکی مطلق مقدار مقاومتشان بین یک تا دو مگا اهم است. 

 

منحنی تغییرات مقومت سنسور LDR به میزان شدت نور

از جمله کاربردهای این مقاومت میتوان به تشخیص شب و روز جهت قطع و وصل کردن اتوماتیک لامپها،روش و خاموش کردن یک منبع تغذیه و هر جایی که مسئله حس کردن شدت نور در میان باشد اشاره کرد.
به طور نمونه نمونه هایی از کاربرد این المان را در کنترل یک رله بر مبنای روشنایی یا تاریکی محیط مشاهده میکنید.
در شکل اول با روشن شدن محیط رله وصل خواهد شد و در شکل دوم با خاموش شدن محیط رله تحریک خواهد شد. 

شماتیک و طرز کار مدار سنسور LDR

خازن بای پس چیست؟

خازن بای‌پس:

خازن کنارگذر،خازن بای‌پَس یا خازن دِکوپلاژ، خازنی است که در مدارهای الکترونیکی بر خلاف خازن کوپلاژ به صورت موازی با بخش مورد نظر به کار می‌رود. در فرکانس‌های بالا این خازن به صورت اتصال‌کوتاه عمل خواهد کرد و مانع اعمال ولتاژ ای‌سی فرکانس‌بالا به دو سر قطعهٔ موازی با خودش می‌شود. به عبارت دیگر خازن کنارگذر خازنی است که برای فراهم‌آوردن یک مسیر به‌نسبت کم‌امپدانس برای جریان ای‌سی در کنار یک عنصر مداری استفاده می‌شود.

عملکرد خازن بای پس: 

خازن بای پس خازنی است که در حالت DC مانند یک خازن معمولی انجام وظیفه می کند اما در حالت AC حذف می شود. برای مثال وقتی در امیتر یک ترانزیستور برای پایدار سازی حرارتی نیاز به مقاومت باشد این خازن با مقاومت مورد نظر موازی می شود تا در تغذیه DC از نظر حرارتی پایدار شود اما در تغذیه AC چون باعث تلفات توان و مصرف تغذیه می شود خازن بای پس مقاومت را از مدار حذف میکند.