ટ્રાન્ઝિસ્ટરના સંચાલનનું ઉપકરણ અને સિદ્ધાંત

આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ માટે બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરના વ્યવહારિક મહત્વને વધારે પડતું કહી શકાય નહીં. દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ આજે બધે જ થાય છે: સિગ્નલો જનરેટ કરવા અને એમ્પ્લીફાય કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રિકલ કન્વર્ટરમાં, રીસીવરોમાં અને ટ્રાન્સમીટરમાં અને અન્ય ઘણી જગ્યાએ, તે ખૂબ લાંબા સમય માટે સૂચિબદ્ધ થઈ શકે છે.

તેથી, આ લેખના માળખામાં, અમે બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ઉપયોગના તમામ સંભવિત ક્ષેત્રોને સ્પર્શ કરીશું નહીં, પરંતુ ફક્ત ઉપકરણ અને આ અદ્ભુત સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણના સંચાલનના સામાન્ય સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં લઈશું, જેણે 1950 ના દાયકાથી સમગ્ર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગને ફેરવી દીધું અને 1970 ના દાયકાથી તકનીકી પ્રગતિના વેગમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું છે.

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટર એ ત્રણ-ઇલેક્ટ્રોડ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ છે જેમાં આધાર તરીકે ચલ વાહકતાના ત્રણ પાયાનો સમાવેશ થાય છે. આમ, ટ્રાન્ઝિસ્ટર NPN અને PNP પ્રકારના હોય છે. સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી જેમાંથી ટ્રાંઝિસ્ટર બનાવવામાં આવે છે તે મુખ્યત્વે છે: સિલિકોન, જર્મેનિયમ, ગેલિયમ આર્સેનાઇડ અને અન્ય.

સિલિકોન, જર્મેનિયમ અને અન્ય પદાર્થો શરૂઆતમાં ડાઇલેક્ટ્રિક છે, પરંતુ જો તમે તેમાં અશુદ્ધિઓ ઉમેરો છો, તો તે સેમિકન્ડક્ટર બની જાય છે. ફોસ્ફરસ (ઇલેક્ટ્રોન દાતા) જેવા સિલિકોનમાં ઉમેરણો સિલિકોનને એન-ટાઇપ સેમિકન્ડક્ટર બનાવશે, અને જો બોરોન (ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર) સિલિકોનમાં ઉમેરવામાં આવે, તો સિલિકોન પી-ટાઇપ સેમિકન્ડક્ટર બનશે.

પરિણામે એન-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરમાં ઈલેક્ટ્રોન વહન હોય છે અને પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરમાં હોલ વહન હોય છે. જેમ તમે સમજો છો, વાહકતા સક્રિય ચાર્જ કેરિયર્સના પ્રકાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

તેથી, પી-ટાઈપ અને એન-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટરની થ્રી-લેયર પાઈ અનિવાર્યપણે બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર છે. દરેક સ્તર સાથે જોડાયેલા ટર્મિનલ કહેવાય છે: ઉત્સર્જક, કલેક્ટર અને આધાર.

આધાર વાહકતા નિયંત્રણ ઇલેક્ટ્રોડ છે. એમીટર એ સર્કિટમાં વર્તમાન વાહકોનો સ્ત્રોત છે. કલેક્ટર એ તે દિશામાં સ્થાન છે જે ઉપકરણ પર લાગુ કરાયેલ EMF ની ક્રિયા હેઠળ વર્તમાન વાહકો દોડે છે.

NPN અને PNP બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટેના પ્રતીકો આકૃતિઓમાં અલગ છે. આ હોદ્દો ફક્ત ઉપકરણ અને ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાં ટ્રાંઝિસ્ટરના સંચાલનના સિદ્ધાંતને પ્રતિબિંબિત કરે છે. તીર હંમેશા ઉત્સર્જક અને આધાર વચ્ચે દોરવામાં આવે છે. તીરની દિશા એ નિયંત્રણ પ્રવાહની દિશા છે જે બેઝ એમિટર સર્કિટમાં આપવામાં આવે છે.

તેથી, એનપીએન ટ્રાંઝિસ્ટરમાં, તીર આધારથી ઉત્સર્જક તરફ નિર્દેશ કરે છે, જેનો અર્થ છે કે સક્રિય સ્થિતિમાં, ઉત્સર્જકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન કલેક્ટર તરફ ધસી જશે, જ્યારે નિયંત્રણ પ્રવાહ બેઝથી ઉત્સર્જક તરફ નિર્દેશિત હોવો જોઈએ.

PNP ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં, તે બરાબર વિરુદ્ધ છે: તીર ઉત્સર્જકથી આધાર તરફ નિર્દેશિત થાય છે, જેનો અર્થ છે કે સક્રિય સ્થિતિમાં ઉત્સર્જકમાંથી છિદ્રો કલેક્ટર તરફ ધસી જાય છે, જ્યારે નિયંત્રણ પ્રવાહ ઉત્સર્જકમાંથી નિર્દેશિત થવો જોઈએ. પાયો.

ચાલો જોઈએ કે આવું શા માટે થાય છે. જ્યારે NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટરના પાયા પર (0.7 વોલ્ટના ક્ષેત્રમાં) તેના ઉત્સર્જકની તુલનામાં સતત હકારાત્મક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આ NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું બેઝ-એમિટર pn જંકશન (આકૃતિ જુઓ) આગળ પક્ષપાતી હોય છે, અને વચ્ચે સંભવિત અવરોધ કલેક્ટર જંકશન -બેઝ અને બેઝ એમિટર ઘટે છે, હવે કલેક્ટર-એમિટર સર્કિટમાં ઇએમએફની ક્રિયા હેઠળ ઇલેક્ટ્રોન તેમાંથી આગળ વધી શકે છે.

પર્યાપ્ત બેઝ કરંટ સાથે, આ સર્કિટમાં કલેક્ટર-એમિટર કરંટ આવશે અને બેઝ-એમિટર કરંટ સાથે એકત્રિત થશે. NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટર ચાલુ થશે.

કલેક્ટર વર્તમાન અને નિયંત્રણ પ્રવાહ (આધાર) વચ્ચેના સંબંધને ટ્રાંઝિસ્ટરનો વર્તમાન ગેઇન કહેવામાં આવે છે. આ પરિમાણ ટ્રાંઝિસ્ટર દસ્તાવેજીકરણમાં આપવામાં આવ્યું છે અને તે એકમોથી લઈને કેટલાક સેંકડો સુધી બદલાઈ શકે છે.

જ્યારે PNP ટ્રાન્ઝિસ્ટરના પાયા પર (-0.7 વોલ્ટના ક્ષેત્રમાં) તેના ઉત્સર્જકની તુલનામાં સતત નકારાત્મક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આ PNP ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું np બેઝ-એમિટર જંકશન ફોરવર્ડ બાયસ્ડ હોય છે, અને કલેક્ટર- વચ્ચે સંભવિત અવરોધ. બેઝ અને બેઝ જંકશન -એમિટર ઘટે છે, હવે કલેક્ટર-એમિટર સર્કિટમાં ઇએમએફની ક્રિયા હેઠળ છિદ્રો તેમાંથી આગળ વધી શકે છે.

કલેક્ટર સર્કિટને પુરવઠાની ધ્રુવીયતા નોંધો. પર્યાપ્ત બેઝ કરંટ સાથે, આ સર્કિટમાં કલેક્ટર-એમિટર કરંટ આવશે અને બેઝ-એમિટર કરંટ સાથે એકત્રિત થશે. PNP ટ્રાન્ઝિસ્ટર ચાલુ થશે.

બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે એમ્પ્લીફાયર, બેરિયર અથવા સ્વીચમાં વિવિધ ઉપકરણોમાં થાય છે.

બુસ્ટ મોડમાં, બેઝ કરંટ ક્યારેય હોલ્ડિંગ કરંટથી નીચે આવતો નથી, જે ટ્રાન્ઝિસ્ટરને હંમેશા ખુલ્લી વાહક સ્થિતિમાં રાખે છે. આ સ્થિતિમાં, નીચા બેઝ કરંટ ઓસિલેશન્સ વધુ ઊંચા કલેક્ટર કરંટ પર અનુરૂપ ઓસિલેશન શરૂ કરે છે.

કી મોડમાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટર હાઇ-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રોનિક સ્વીચ તરીકે કામ કરીને, બંધથી ખુલ્લી સ્થિતિમાં સ્વિચ કરે છે. બેરિયર મોડમાં, બેઝ કરંટને બદલીને, કલેક્ટર સર્કિટમાં સમાવિષ્ટ લોડ વર્તમાનને નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે.

આ પણ જુઓ:ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઇલેક્ટ્રોનિક સ્વિચ - ઓપરેશન અને યોજનાકીય સિદ્ધાંત