ट्रान्झिस्टरच्या ऑपरेशनचे साधन आणि तत्त्व

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स आणि इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरचे व्यावहारिक महत्त्व अतिरंजित केले जाऊ शकत नाही. द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर आज सर्वत्र वापरले जातात: सिग्नल तयार करण्यासाठी आणि वाढवण्यासाठी, इलेक्ट्रिकल कन्व्हर्टरमध्ये, रिसीव्हर्स आणि ट्रान्समीटरमध्ये आणि इतर अनेक ठिकाणी, ते बर्याच काळासाठी सूचीबद्ध केले जाऊ शकते.

म्हणून, या लेखाच्या चौकटीत, आम्ही द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरच्या वापराच्या सर्व संभाव्य क्षेत्रांना स्पर्श करणार नाही, परंतु केवळ डिव्हाइस आणि या अद्भुत सेमीकंडक्टर उपकरणाच्या ऑपरेशनच्या सामान्य तत्त्वाचा विचार करू, ज्याने 1950 पासून संपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग आणि 1970 पासून तांत्रिक प्रगतीच्या गतीमध्ये लक्षणीय योगदान दिले.

द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर हे तीन-इलेक्ट्रोड सेमीकंडक्टर उपकरण आहे ज्यामध्ये व्हेरिएबल चालकतेचे तीन बेस बेस म्हणून समाविष्ट आहेत. अशा प्रकारे, ट्रान्झिस्टर एनपीएन आणि पीएनपी प्रकारचे आहेत. सेमीकंडक्टर सामग्री ज्यामधून ट्रान्झिस्टर बनवले जातात ते प्रामुख्याने आहेत: सिलिकॉन, जर्मेनियम, गॅलियम आर्सेनाइड आणि इतर.

सिलिकॉन, जर्मेनियम आणि इतर पदार्थ सुरुवातीला डायलेक्ट्रिक्स असतात, परंतु जर तुम्ही त्यात अशुद्धता जोडली तर ते अर्धसंवाहक बनतात. फॉस्फरस (इलेक्ट्रॉन दाता) सारख्या सिलिकॉनमध्ये जोडल्यास सिलिकॉनला N-प्रकारचा अर्धसंवाहक बनतो आणि जर बोरॉन (इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारा) सिलिकॉनमध्ये जोडला गेला, तर सिलिकॉन P-प्रकारचा अर्धसंवाहक बनेल.

परिणामी एन-टाइप सेमीकंडक्टरमध्ये इलेक्ट्रॉन वहन असते आणि पी-टाइप सेमीकंडक्टरमध्ये छिद्र वहन असते. जसे आपण समजता, चालकता सक्रिय चार्ज वाहकांच्या प्रकारानुसार निर्धारित केली जाते.

तर, पी-टाइप आणि एन-टाइप सेमीकंडक्टरची तीन-लेयर पाय मूलत: द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर आहे. प्रत्येक लेयरशी जोडलेले टर्मिनल म्हणतात: एमिटर, कलेक्टर आणि बेस.

बेस एक चालकता नियंत्रण इलेक्ट्रोड आहे. एमिटर हा सर्किटमधील वर्तमान वाहकांचा स्त्रोत आहे. कलेक्टर हे ठिकाण आहे ज्या दिशेने वर्तमान वाहक उपकरणावर लागू केलेल्या ईएमएफच्या कृती अंतर्गत धावतात.

NPN आणि PNP द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरची चिन्हे आकृतीमध्ये भिन्न आहेत. हे पदनाम केवळ डिव्हाइस आणि इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये ट्रान्झिस्टरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत प्रतिबिंबित करतात. बाण नेहमी उत्सर्जक आणि बेस दरम्यान काढला जातो. बाणाची दिशा ही बेस एमिटर सर्किटमध्ये भरलेल्या कंट्रोल करंटची दिशा असते.

तर, एनपीएन ट्रान्झिस्टरमध्ये, बाण बेसपासून एमिटरकडे निर्देशित करतो, याचा अर्थ असा की सक्रिय मोडमध्ये, एमिटरमधील इलेक्ट्रॉन कलेक्टरकडे धावतील, तर नियंत्रण प्रवाह बेसपासून एमिटरकडे निर्देशित केला जाणे आवश्यक आहे.

पीएनपी ट्रान्झिस्टरमध्ये, हे अगदी विरुद्ध आहे: बाण एमिटरपासून बेसकडे निर्देशित केला जातो, याचा अर्थ असा होतो की सक्रिय मोडमध्ये एमिटरमधून छिद्र कलेक्टरकडे जातात, तर कंट्रोल करंट एमिटरपासून ते डायरेक्ट केले जाणे आवश्यक आहे. पाया.

हे का घडते ते पाहूया. जेव्हा एनपीएन ट्रान्झिस्टरच्या पायावर (०.७ व्होल्टच्या प्रदेशात) त्याच्या उत्सर्जकाच्या सापेक्ष स्थिर सकारात्मक व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा या एनपीएन ट्रान्झिस्टरचे बेस-एमिटर पीएन जंक्शन (आकृती पहा) फॉरवर्ड बायस्ड असते आणि दरम्यान संभाव्य अडथळा कलेक्टर जंक्शन -बेस आणि बेस एमिटर कमी होते, आता कलेक्टर-एमिटर सर्किटमध्ये ईएमएफच्या क्रियेखाली इलेक्ट्रॉन त्यामधून फिरू शकतात.

पुरेशा बेस करंटसह, या सर्किटमध्ये कलेक्टर-एमिटर करंट तयार होईल आणि बेस-एमिटर करंटसह गोळा होईल. NPN ट्रान्झिस्टर चालू होईल.

कलेक्टर करंट आणि कंट्रोल करंट (बेस) यांच्यातील संबंधांना ट्रान्झिस्टरचा वर्तमान लाभ म्हणतात. हे पॅरामीटर ट्रान्झिस्टर दस्तऐवजीकरणात दिलेले आहे आणि ते युनिट्सपासून अनेक शेकडो पर्यंत बदलू शकतात.

जेव्हा PNP ट्रान्झिस्टरच्या पायावर (-0.7 व्होल्टच्या प्रदेशात) त्याच्या उत्सर्जकाच्या सापेक्ष स्थिर ऋण व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा या PNP ट्रान्झिस्टरचे np बेस-एमिटर जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड असते आणि संग्राहक- दरम्यान संभाव्य अडथळा असतो. बेस आणि बेस जंक्शन -एमिटर कमी होते, आता कलेक्टर-एमिटर सर्किटमध्ये ईएमएफच्या क्रियेखाली छिद्रे त्यातून पुढे जाऊ शकतात.

कलेक्टर सर्किटला पुरवठ्याची ध्रुवीयता लक्षात घ्या. पुरेशा बेस करंटसह, या सर्किटमध्ये कलेक्टर-एमिटर करंट तयार होईल आणि बेस-एमिटर करंटसह गोळा होईल. PNP ट्रान्झिस्टर चालू होईल.

द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर सामान्यतः अॅम्प्लिफायर, बॅरियर किंवा स्विचमधील विविध उपकरणांमध्ये वापरले जातात.

बूस्ट मोडमध्ये, बेस करंट कधीही होल्डिंग करंटच्या खाली येत नाही, जे ट्रान्झिस्टरला नेहमी ओपन कंडक्टिंग स्थितीत ठेवते. या मोडमध्ये, कमी बेस करंट दोलन जास्त कलेक्टर करंटवर संबंधित दोलन सुरू करतात.

की मोडमध्ये, ट्रान्झिस्टर बंद स्थितीतून ओपन स्टेटमध्ये स्विच करतो, हाय-स्पीड इलेक्ट्रॉनिक स्विच म्हणून काम करतो. बॅरियर मोडमध्ये, बेस करंट बदलून, कलेक्टर सर्किटमध्ये समाविष्ट केलेले लोड वर्तमान नियंत्रित केले जाते.

हे देखील पहा:ट्रान्झिस्टर इलेक्ट्रॉनिक स्विच - ऑपरेशनचे सिद्धांत आणि योजनाबद्ध