تثبيت الجهد (فرق الكمون)

 تعطي دارات التغذية الكهربائية بمحول , مقوم ومرشح استطاعة كبيرة لكن تصحبها تموجات هامة أصلها طبيعة تيار شبكة التغذية الخارجية المتناوب هذه التموجات تنتج شوشرة وأرتجاجات أثناء تشغيل أغلب التركيبات الالكترونية لذلك نلجأ الى عملية تثبيت الجهد للتخلص من هذه التموجات .
1-  التثبيت المتوازي البسيط باستخدام ثنائي زينر :
التركيبة موضحة في الصورة .

أفترض هنا أن الجميع يعرفون خصائص ثنائي زينر .
إذن في هذا التركيب على الثنائي زينر أن يحتفظ على توتر ثابت بين طرفيه.
نستعمل هنا المقاومة م للحد من تيار الثنائي زينر.
بينما م ح تمثل مقاومة الحمولة (المقاومة المكلفئة الداخلية للجهاز المغذى بهذه الدارة) .

تغيرات فرق كمون الخروج ف خ قد تنتج عن عاملين :
1-  التغيرات المصاحبة ل فرق كمون الدخول ف د .
2-  تغير مقاومة الحمولة .

 أ‌- في هذه الحالة تكون مقاومة الحمولة ثابتة مع تغير فرق كمون الدخول .
عند زيادة ف د تزداد شدة التيار النرة خلال الثنائي زينر ش ز مما يؤدي الى زيادة ش وبالتالي زيادة فرق الكمون بين طرفي م بنفس قيمة الزيادة في فرق كمون الدخول تقريبا مما يؤدي الى بقاء فرق كمون الخروج ثابتا . وبالعكس عندماينقص فرق كمون الدخول تقل شدة تيار زينر مما يعني بقاء فرق كمون الخروج ثابتا .

 ب – في هذه الحالة يبقى توتر الدخول ثابتا وتتغير الحمولة
عند زيادة مقاومة الحمولة م ح تقل شدة تيار الخروج مع زيادة شدة التيار المارة عبر ثنائي زينر بنفس المقدار تقريبا مما يؤدي الى بقاء ش ثابتة ةبالتالي ثبات فرق كمون الخروج ف خ .
وفي الحالة الثانية عندما تنخفض قيمة مقاومة الحمولة تزداد شدة تيار الخروج وتقل قيمة شدة تيار ثنائي زينر مما يؤدي الى بقاء ش ثابتة وبالتالي ثبات فرق كمون الخروج ف خ .
في كلتا الحالتين على الثنائي زينر أن يتحمل تغيرات ش ز بمعنى
ش ز أقل من الاستطاعة القصوى التي يتحملها الثنائي . مع العلم أنه في الحالتين  

أ- تغير ش ز = تغيرف د على م .
ب- تغير ش ز = - تغير ش خ = -ف خ على م .
تبقى الاستطاعة القصوى لهذا النوع من الدارات تعتمد على الاستطاعة القصوى التي يتحملها الثنائي و أقصاها 1.5 وات .

بما أنه ليس بالامكان الحصول على ثنائي زينر مثالي (المقاومة الداخلية م ز = 0) لذلك يجب أن تكون تغيرات شدة تيار ثنائي زينر صغيرة حتى نحصل على تثبيت جيد .

و من المعادلة ?ش ز = ?ف د على م

نرى أنه يجب أن تكون م كبيرة بشكل ملحوظ حتى تكون ? ش ز صغيرة .

ولما تكون م كبيرة فإن فرق الجهد الضائع بين طرفيها يكون كبيرا بمعنى أننا نحتاج مثلاا لى ف د = 12 فولت للحصول على ف خ يساوي 6 فولت بتثبيت جيد
وقيمة هذه المقاومة م تحد من امكانية استعمال أجهزة ذات استطاعة لن أقول كبيرة بل حتى متوسطة .

كنا قد تحدثنا عن التثبيت المتوازي البسيط وسنكمل اليوم مع
التثبيت باستخدام ترانزستور:
ويستخدم هذا التركيب من أجل استطاعات كبيرة . وهناك طريقتان بشكل عام .

أ- الترانزستور بالتوازي مع الحمولة :

التركيب موضح في الصورة

1- في هذا التركيب عندما تنخفض قيمة مقاومة الحمولة تزداد شدة تيار الخروج فيزداد فرق الكمون بين طرفي المقاومة ( م) ( يسمى هبوط الكمون ) ومنه محاولة انخفاض قيمة فرق كمون الخروج ( ف خ) وانخفاض فرق الكمون قاعدة باعث ف ق ب المتناسب معه طرديا مما يؤدي الى انخفاض شدة تيار القاعدة (ش ق) , شدة تيار المجمع( ش م), شدة تيار الجسر ( ش ج ) حيث أن مجموع هذه الانخفاضات يكافئ زيادة شدة تيار الخروج (ش خ) مما يؤدي الى بقاء فرق كمون الخروج ثابتا .

 2-  لما تزداد قيمة فرق كمون الدخول ( ف د) , يحاول كل من فرق كمون الخروج( ف خ ) وفرق الكمون قاعدة باعث (ف ق ب) أن يصعدا مما يؤدي الى ارتفاع شدة تيار القاعدة (ش ق) , شدة تيار الجسر (ش ج) , وشدة تيار المجمع (ش م) ليرتفع بذلك فرق الكمون بين طرفي المقاومة ( م ) ( ارتفاع هبوط الكمون ) ومنه الزيادة في فرق كمون الدخول تبقى بين طرفي المقاومة (م) , مع بقاء فرق كمون الخروج ثابتا .
• مردود هذا التركيب جد ضعيف لأن الاستطاعة المستهلكة من طرف الترانزستور كبيرة . واستعمال هذا التركيب في التثبيت يبقى نادرا .

لترانزستور بالتسلسل مع الحمولة :

1- في هذا التركيب عندما تصغر مقاومة الحمل تزداد شدة تيار الخروج (ش خ ) وبما أنه مرتبط بـ شدة تيار القاعدة (ش ق) فإن هذا الأخير سيرتفع و نتيجة لذلك يرتفع فرق الكمون قاعدة باعث ( ف ق ب) لكن بما أن ( ف ق ب) يؤول الى قيمة ثابتة فإن ف خ = ف ز – ( ف ق ب) يبقى ثابتا .

 2- لما يرتفع ف د يحاول( ف خ) أن يكبر معه ومن العلاقة ف خ = ف ز – ف ق ب ومنه ف ق = ف ز – ف خ فإن ف ق ب يصغر فتصغر شدة تيار القاعدة و أيضا ش م مما يؤدي الى زيادة فرق الكمون مجمع باعث ( ف مب ) وبهذا يبقى فرق كمون الخروج ثابتا .