ट्रांजिस्टर के संचालन का उपकरण और सिद्धांत

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए बाइपोलर ट्रांजिस्टर के व्यावहारिक महत्व को कम करके नहीं आंका जा सकता है। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर आज हर जगह उपयोग किए जाते हैं: सिग्नल उत्पन्न करने और बढ़ाने के लिए, विद्युत कन्वर्टर्स में, रिसीवर्स और ट्रांसमीटरों में और कई अन्य स्थानों पर, इसे बहुत लंबे समय तक सूचीबद्ध किया जा सकता है।

इसलिए, इस लेख के ढांचे के भीतर, हम द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के आवेदन के सभी संभावित क्षेत्रों को नहीं छूएंगे, लेकिन केवल उपकरण और इस अद्भुत अर्धचालक उपकरण के संचालन के सामान्य सिद्धांत पर विचार करेंगे, जिसने 1950 के दशक से पूरे इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग को बदल दिया और 1970 के बाद से तकनीकी प्रगति के त्वरण में महत्वपूर्ण योगदान दिया।

एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर एक तीन-इलेक्ट्रोड अर्धचालक उपकरण है जिसमें आधार के रूप में चर चालकता के तीन आधार शामिल होते हैं। इस प्रकार, ट्रांजिस्टर एनपीएन और पीएनपी प्रकार के होते हैं। सेमीकंडक्टर सामग्री जिनसे ट्रांजिस्टर बनाए जाते हैं वे मुख्य रूप से हैं: सिलिकॉन, जर्मेनियम, गैलियम आर्सेनाइड और अन्य।

सिलिकॉन, जर्मेनियम और अन्य पदार्थ प्रारंभ में डाइलेक्ट्रिक्स होते हैं, लेकिन यदि आप उनमें अशुद्धियाँ मिलाते हैं, तो वे अर्धचालक बन जाते हैं। फॉस्फोरस (एक इलेक्ट्रॉन दाता) जैसे सिलिकॉन में परिवर्धन सिलिकॉन को एन-टाइप सेमीकंडक्टर बना देगा, और यदि बोरोन (एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता) को सिलिकॉन में जोड़ा जाता है, तो सिलिकॉन एक पी-टाइप सेमीकंडक्टर बन जाएगा।

नतीजतन, एन-प्रकार के अर्धचालकों में इलेक्ट्रॉन चालन होता है और पी-प्रकार के अर्धचालकों में छेद चालन होता है। जैसा कि आप समझते हैं, चालकता सक्रिय आवेश वाहकों के प्रकार द्वारा निर्धारित की जाती है।

तो, पी-टाइप और एन-टाइप सेमीकंडक्टर्स की एक तीन-परत पाई अनिवार्य रूप से एक द्विध्रुवीय ट्रांजिस्टर है। प्रत्येक परत से जुड़े टर्मिनल कहलाते हैं: एमिटर, कलेक्टर और बेस।

आधार एक चालकता नियंत्रण इलेक्ट्रोड है। एमिटर सर्किट में वर्तमान वाहकों का स्रोत है। कलेक्टर वह स्थान है जिसकी दिशा में डिवाइस पर लागू ईएमएफ की कार्रवाई के तहत वर्तमान वाहक भागते हैं।

आरेखों में एनपीएन और पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के प्रतीक अलग-अलग हैं। ये पदनाम केवल विद्युत सर्किट में डिवाइस और ट्रांजिस्टर के संचालन के सिद्धांत को दर्शाते हैं। तीर हमेशा उत्सर्जक और आधार के बीच खींचा जाता है। तीर की दिशा नियंत्रण धारा की दिशा है जिसे आधार उत्सर्जक परिपथ में फीड किया जाता है।

तो, एक एनपीएन ट्रांजिस्टर में, तीर आधार से उत्सर्जक की ओर इशारा करता है, जिसका अर्थ है कि सक्रिय मोड में, उत्सर्जक से इलेक्ट्रॉन कलेक्टर तक पहुंचेंगे, जबकि नियंत्रण धारा को आधार से उत्सर्जक तक निर्देशित किया जाना चाहिए।

एक पीएनपी ट्रांजिस्टर में, यह बिल्कुल विपरीत है: तीर को उत्सर्जक से आधार तक निर्देशित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि सक्रिय मोड में छेद उत्सर्जक से संग्राहक तक जाता है, जबकि नियंत्रण धारा को उत्सर्जक से केंद्र की ओर निर्देशित किया जाना चाहिए। आधार।

आइए देखें कि ऐसा क्यों होता है। जब एक एनपीएन ट्रांजिस्टर (0.7 वोल्ट के क्षेत्र में) के उत्सर्जक के सापेक्ष एक निरंतर सकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है, तो इस एनपीएन ट्रांजिस्टर का बेस-एमिटर पीएन जंक्शन (आकृति देखें) आगे पक्षपातपूर्ण है, और संभावित बाधा के बीच कलेक्टर जंक्शन -बेस और बेस एमिटर घटता है, अब कलेक्टर-एमिटर सर्किट में ईएमएफ की कार्रवाई के तहत इलेक्ट्रॉन इसके माध्यम से आगे बढ़ सकते हैं।

पर्याप्त बेस करंट के साथ, इस सर्किट में एक कलेक्टर-एमिटर करंट उत्पन्न होगा और बेस-एमिटर करंट के साथ एकत्रित होगा। एनपीएन ट्रांजिस्टर चालू हो जाएगा।

कलेक्टर करंट और कंट्रोल करंट (बेस) के बीच संबंध को ट्रांजिस्टर का करंट गेन कहा जाता है। यह पैरामीटर ट्रांजिस्टर प्रलेखन में दिया गया है और इकाइयों से कई सौ तक भिन्न हो सकता है।

जब एक निरंतर ऋणात्मक वोल्टेज एक पीएनपी ट्रांजिस्टर (-0.7 वोल्ट के क्षेत्र में) के उत्सर्जक के सापेक्ष उसके आधार पर लागू होता है, तो इस पीएनपी ट्रांजिस्टर का एनपी बेस-एमिटर जंक्शन आगे पक्षपातपूर्ण होता है, और कलेक्टर के बीच संभावित बाधा- बेस और बेस जंक्शन-एमिटर कम हो जाता है, अब कलेक्टर-एमिटर सर्किट में ईएमएफ की कार्रवाई के तहत छेद इसके माध्यम से आगे बढ़ सकते हैं।

कलेक्टर सर्किट को आपूर्ति की ध्रुवीयता पर ध्यान दें। पर्याप्त बेस करंट के साथ, इस सर्किट में एक कलेक्टर-एमिटर करंट उत्पन्न होगा और बेस-एमिटर करंट के साथ एकत्रित होगा। PNP ट्रांजिस्टर चालू हो जाएगा।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर आमतौर पर एम्पलीफायर, बैरियर या स्विच में विभिन्न उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं।

बूस्ट मोड में, बेस करंट कभी भी होल्डिंग करंट से नीचे नहीं जाता है, जो ट्रांजिस्टर को हर समय खुले संचालन की स्थिति में रखता है। इस मोड में, कम बेस करंट दोलन बहुत अधिक कलेक्टर करंट पर संबंधित दोलनों को आरंभ करते हैं।

कुंजी मोड में, ट्रांजिस्टर एक बंद राज्य से एक खुले राज्य में स्विच करता है, जो उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनिक स्विच के रूप में कार्य करता है। बैरियर मोड में, बेस करंट को बदलकर कलेक्टर सर्किट में शामिल लोड करंट को नियंत्रित किया जाता है।

यह सभी देखें:ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक स्विच - संचालन और योजनाबद्ध का सिद्धांत