ट्रांजिस्टर का बुनियादी ज्ञान और कार्य सिद्धांत

इसकी सामान्य विशेषता यह है कि इसमें तीन इलेक्ट्रोड हैं, जो संक्षिप्त नाम का मूल है "ट्रांजिस्टर"। सामान्यतया, का आंतरिक भाग ट्रांजिस्टर पी-प्रकार अर्धचालक और एन-प्रकार अर्धचालक से बनी एक तीन-परत संरचना है, जिसे पदानुक्रमित क्रम के अनुसार एनपीएन प्रकार और पीएनपी प्रकार में विभाजित किया गया है।
उपर्युक्त त्रिस्तरीय संरचना के तीन क्षेत्र हैं ट्रांजिस्टर. बीच की पतली परत आधार क्षेत्र है, और अन्य दो परतें एन-प्रकार या पी-प्रकार दोनों हैं। उनमें से, अपेक्षाकृत छोटे आकार और अपेक्षाकृत उच्च बहुमत वाहक एकाग्रता वाली परत उत्सर्जक क्षेत्र है और दूसरी परत संग्राहक क्षेत्र है। की यह आंतरिक संरचनात्मक विशेषता है ट्रांजिस्टर के लिए आंतरिक स्थिति है ट्रांजिस्टर बढ़ाने में सक्षम होने के लिए.
तीन क्षेत्रों में से प्रत्येक तीन इलेक्ट्रोड की ओर जाता है, जो आधार (बी), उत्सर्जक (ई) और कलेक्टर (सी) हैं।
जैसा कि चित्र बी में दिखाया गया है, तीन-परत संरचना दो पीएन जंक्शन बना सकती है, जिन्हें एमिटर जंक्शन और कलेक्टर जंक्शन कहा जाता है। में तीर की दिशा ट्रांजिस्टर प्रतीक उत्सर्जक जंक्शन की दिशा को इंगित करता है।
की आंतरिक संरचना में यूनिडायरेक्शनल चालकता वाले दो पीएन जंक्शन हैं ट्रांजिस्टर, तो निश्चित रूप से इसका उपयोग एक स्विचिंग तत्व के रूप में किया जा सकता है, लेकिन साथ ही, ट्रांजिस्टर एक प्रवर्धक तत्व भी है। यह इसकी उपस्थिति है जो इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास को बढ़ावा देती है।

2. का वर्तमान प्रवर्धन प्रभाव ट्रांजिस्टर
डीसी वोल्टेज स्रोत वीसीसी वीबीबी से अधिक होना चाहिए, ताकि सर्किट प्रवर्धन की बाहरी स्थितियों को पूरा कर सके: उत्सर्जक जंक्शन आगे की ओर पक्षपाती है, और कलेक्टर रिवर्स पक्षपाती है। समायोज्य प्रतिरोध आरबी को बदलने से, बेस करंट आईबी, कलेक्टर करंट आईसी और एमिटर करंट IE सभी बदल जाएंगे, और माप परिणामों से निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं:
(1) IE = IB + IC (किरचॉफ के वर्तमान प्रमेय के अनुसार)
(2) आईसी ≈ आईबी ×? (? को वर्तमान प्रवर्धन कारक कहा जाता है, जो वर्तमान प्रवर्धन क्षमता की विशेषता बता सकता है ट्रांजिस्टर)
(3) △ आईसी ≈ △ आईबी ×?
ऊपर से यह देखा जा सकता है कि ट्रांजिस्टर वर्तमान प्रवर्धन के साथ एक एनालॉग डिवाइस है।

3. का प्रवर्धन सिद्धांत ट्रांजिस्टर
निम्नलिखित एनपीएन का उपयोग करता है ट्रांजिस्टर इसके आंतरिक वाहक आंदोलन कानून और वर्तमान प्रवर्धन सिद्धांत को स्पष्ट करने के लिए एक उदाहरण के रूप में,
1. उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र तक इलेक्ट्रॉनों का प्रसार: चूंकि उत्सर्जक जंक्शन आगे के पूर्वाग्रह में है, उत्सर्जक क्षेत्र में अधिकांश वाहक (मुक्त इलेक्ट्रॉन) आधार क्षेत्र में फैलते रहते हैं, और लगातार इलेक्ट्रॉनों को शक्ति से भर देते हैं आपूर्ति, उत्सर्जक धारा IE का निर्माण।
2. आधार क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों का प्रसार और पुनर्संयोजन: चूंकि आधार क्षेत्र बहुत पतला है, बहुसंख्यक वाहक (छेद) की सांद्रता बहुत कम है, इसलिए उत्सर्जक से विसरित इलेक्ट्रॉनों का केवल एक छोटा सा हिस्सा ही आधार क्षेत्र के छिद्रों के साथ पुनः संयोजित हो सकता है। बेस करंट आईबी बनाने के लिए अपेक्षाकृत छोटा है, और शेष अधिकांश इलेक्ट्रॉन कलेक्टर जंक्शन के किनारे तक फैल सकते हैं।
3. संग्राहक क्षेत्र उत्सर्जक क्षेत्र से विसरित इलेक्ट्रॉनों को एकत्रित करता है: संग्राहक जंक्शन के विपरीत पूर्वाग्रह के कारण, उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र तक विसरित और संग्राहक क्षेत्र के किनारे तक पहुंचने वाले इलेक्ट्रॉनों को संग्राहक क्षेत्र में खींचा जा सकता है, जिससे एक बड़ा कलेक्टर करंट IC बनता है।

4. की इनपुट और आउटपुट विशेषताएँ ट्रांजिस्टर
की इनपुट विशेषता ट्रांजिस्टर जब कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज यूसीई स्थिर होता है तो बेस करंट आईबी और बेस-एमिटर वोल्टेज यूबीई के बीच संबंध वक्र को संदर्भित करता है।
सिलिकॉन ट्यूबों के लिए, जब यूसीई 1V से अधिक हो जाता है, तो कलेक्टर जंक्शन उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र तक फैले अधिकांश इलेक्ट्रॉनों को कलेक्टर क्षेत्र में खींचने के लिए पर्याप्त रिवर्स पूर्वाग्रह तक पहुंच गया है। यदि इस समय यूसीई बढ़ाया जाता है, जब तक यूबीई अपरिवर्तित रहता है (उत्सर्जन क्षेत्र से आधार क्षेत्र तक उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या स्थिर है), आईबी मूल रूप से अपरिवर्तित रहेगा। कहने का तात्पर्य यह है कि, जब यूसीई 1V से अधिक हो जाता है, तो इनपुट विशेषता वक्र मूल रूप से मेल खाते हैं।
चित्र से यह देखा जा सकता है कि डायोड की वोल्ट-एम्पीयर विशेषता की तरह, डायोड की इनपुट विशेषता भी समान है। ट्रांजिस्टर एक मृत क्षेत्र भी है. केवल जब यूबीई डेड जोन वोल्टेज से अधिक हो, तो बेस करंट आईबी ट्रांजिस्टर दिखाई देगा। आमतौर पर सिलिकॉन ट्यूब का डेड ज़ोन वोल्टेज लगभग 0.5V होता है, और जर्मेनियम ट्यूब का लगभग 0.1V होता है। सामान्य कामकाजी परिस्थितियों में, एनपीएन सिलिकॉन ट्यूब का एमिटर जंक्शन वोल्टेज यूबीई 0.6 से 0.7V है, और पीएनपी जर्मेनियम ट्यूब का एमिटर जंक्शन वोल्टेज यूबीई -0.2 से -0.3V है।
की आउटपुट विशेषता ट्रांजिस्टर जब बेस करंट आईबी स्थिर होता है तो कलेक्टर करंट आईसी और कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज यूसीई के बीच संबंध वक्र को संदर्भित करता है। अलग-अलग आईबी के तहत, अलग-अलग वक्र प्राप्त किए जा सकते हैं, इसलिए आउटपुट विशेषताएँ ट्रांजिस्टर वक्रों का एक समूह हैं. आमतौर पर आउटपुट विशेषता वक्र को तीन कार्य क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है:
1. इज़ाफ़ा क्षेत्र: आउटपुट विशेषता वक्र का लगभग क्षैतिज भाग इज़ाफ़ा क्षेत्र है। प्रवर्धन क्षेत्र में, आईसी = आईबी ×?, क्योंकि विभिन्न आईबी के तहत वर्तमान प्रवर्धन गुणांक लगभग बराबर हैं, प्रवर्धन क्षेत्र को रैखिक क्षेत्र भी कहा जाता है। के लिए ट्रांजिस्टर प्रवर्धन क्षेत्र में काम करने के लिए, उत्सर्जक जंक्शन आगे के पूर्वाग्रह में होना चाहिए, और कलेक्टर जंक्शन रिवर्स पूर्वाग्रह में होना चाहिए। सिलिकॉन ट्यूबों के लिए, UBE>0 और UBC<0 बनाया जाना चाहिए।
2. कट-ऑफ क्षेत्र: IB = 0 के वक्र के नीचे का क्षेत्र कट-ऑफ क्षेत्र कहलाता है। वास्तव में, एनपीएन सिलिकॉन ट्यूब के लिए, जब यूबीई<0.5V, यह कटना शुरू हो जाता है, लेकिन बनाने के लिए ट्रांजिस्टर विश्वसनीय रूप से काटें, UBE≤0V का उपयोग अक्सर किया जाता है। इस समय, उत्सर्जक जंक्शन और कलेक्टर जंक्शन दोनों रिवर्स बायस में हैं।
3. संतृप्ति क्षेत्र: आउटपुट विशेषता वक्र का सीधा भाग संतृप्ति क्षेत्र है। इस समय, IB के परिवर्तन का IC पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, और ? प्रवर्धन क्षेत्र अब संतृप्ति क्षेत्र पर लागू नहीं होता है। संतृप्ति क्षेत्र में, यूसीई