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द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (बीजेटी) के बारे में सब कुछ
2024-03-21
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द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर की उत्पत्ति
आधुनिक द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर में, सब्सट्रेट के रूप में सिलिकॉन ने जर्मेनियम का स्थान ले लिया है, और बिंदु संपर्क को दो आसन्न युग्मित पीएन जंक्शनों द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है। संरचना पीएनपी या एनपीएन का रूप ले सकती है।
एक ट्रांजिस्टर, जिसका संक्षिप्त रूप "ट्रांसफर रेसिस्टर" है, एक मल्टी-जंक्शन अर्धचालक उपकरण है। आमतौर पर अन्य सर्किट घटकों के साथ एकीकृत, ट्रांजिस्टर का उपयोग वोल्टेज, करंट या सिग्नल पावर प्रवर्धन प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर, जिसे द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (बीजेटी) के रूप में भी जाना जाता है, सबसे महत्वपूर्ण अर्धचालक उपकरणों में से हैं और उच्च गति सर्किट, एनालॉग सर्किट, पावर प्रवर्धन और बहुत कुछ में व्यापक अनुप्रयोग पाते हैं।
उदाहरण के लिए, एक पी-प्रकार अर्धचालक मिट्टी के एक चौकोर टुकड़े की तरह होता है जिसमें कई छेद (इलेक्ट्रॉन छेद के रूप में जाने जाते हैं) भरे होते हैं, जो झींगा मछली में देखे गए बिल के समान होते हैं। एन-प्रकार का अर्धचालक भी मिट्टी का एक चौकोर टुकड़ा होता है, लेकिन यह कई लॉबस्टर (मुक्त इलेक्ट्रॉन) से भरा होता है। जब हम मिट्टी के इन दोनों टुकड़ों को एक साथ चिपका देंगे, तो झींगा मछलियाँ बिलों की ओर रेंगने लगेंगी।
चूँकि आगे की पंक्तियों में बिल पहले से ही लगभग ख़त्म हो चुके हैं, सेमीकंडक्टर उद्योग इस क्षेत्र को कमी क्षेत्र के रूप में संदर्भित करता है।
यह एक दरवाजे की तरह है: किसी व्यक्ति के लिए दरवाजे को एक दिशा में धकेलना आसान है, लेकिन अगर आप इसे विपरीत दिशा में धकेलने की कोशिश करते हैं तो यह कठिन है। निःसंदेह, आप दरवाजे को तब तक ज़ोर से धकेलने के लिए बड़ी ताकत का उपयोग कर सकते हैं जब तक कि वह टूट न जाए, इस प्रक्रिया को हम जंक्शन का टूटना कहते हैं।
पीएन जंक्शन की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को देखते हुए, वक्र नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
जब पीएन जंक्शन पर रिवर्स बायस लगाया जाता है, तो यह लॉबस्टर दूरबीन को कीचड़ में डालने जैसा होता है। झींगा मछलियाँ दूर तक देख सकती हैं और अधिक उत्साह से रेंग सकती हैं, जिससे अधिक झींगा मछलियाँ बिल ढूंढने लगती हैं। नतीजतन, झींगा मछलियों की समग्र गति बढ़ जाती है, और अर्धचालक के क्षय क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ जाती है।
नीचे दिया गया चित्र एक पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का एक परिप्रेक्ष्य दृश्य दिखाता है। विनिर्माण प्रक्रिया में सब्सट्रेट के रूप में पी-टाइप सेमीकंडक्टर का उपयोग करना, पी-टाइप सब्सट्रेट पर एन-टाइप क्षेत्र बनाने के लिए थर्मल प्रसार के सिद्धांत का उपयोग करना शामिल है। इसके बाद, थर्मल प्रसार के माध्यम से इस एन-प्रकार क्षेत्र पर एक उच्च सांद्रता पी+ प्रकार का क्षेत्र बनता है। अंत में, ओमिक संपर्क बनाने के लिए पी+, एन और अंतर्निहित पी-प्रकार क्षेत्रों को कवर करने के लिए धातु का उपयोग किया जाता है।
मध्यम अशुद्धता सांद्रता वाले मध्यवर्ती संकीर्ण एन-प्रकार क्षेत्र को आधार कहा जाता है (बी द्वारा चिह्नित), और आधार क्षेत्र की चौड़ाई अल्पसंख्यक वाहकों की प्रसार लंबाई से बहुत छोटी होनी चाहिए;
पी-प्रकार की सबसे कम सांद्रता वाले क्षेत्र को कलेक्टर (सी द्वारा चिह्नित) कहा जाता है। प्रत्येक क्षेत्र के भीतर सांद्रता के समान वितरण को मानते हुए, पीएन जंक्शन की अवधारणा को सीधे ट्रांजिस्टर के भीतर जंक्शनों पर लागू किया जा सकता है।
पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचना में पी-प्रकार क्षेत्रों को एन-प्रकार क्षेत्रों के साथ और एन-प्रकार क्षेत्र को पी-प्रकार क्षेत्र के साथ बदलने से एनपीएन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचना प्राप्त होती है। इसलिए, वर्तमान दिशा और वोल्टेज ध्रुवता भी उलट जाती है।
आरेख (ए) थर्मल संतुलन में आदर्श पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर दिखाता है, जहां इसके तीन टर्मिनल एक साथ जुड़े हुए हैं या सभी जमीन से जुड़े हुए हैं, छायांकित क्षेत्र दो पीएन जंक्शनों के कमी क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
आरेख (बी) तीन डोप किए गए क्षेत्रों में अशुद्धता सांद्रता को दर्शाता है, जिसमें उत्सर्जक क्षेत्र में संग्राहक क्षेत्र की तुलना में बहुत अधिक डोपिंग सांद्रता होती है, और आधार क्षेत्र में संग्राहक की तुलना में कम सांद्रता होती है लेकिन संग्राहक से अधिक होती है।
आरेख (सी) क्षय क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र वितरण को दर्शाता है।
आरेख (डी) ट्रांजिस्टर के ऊर्जा बैंड आरेख को प्रदर्शित करता है, जो पीएन जंक्शनों की थर्मल संतुलन स्थिति को बढ़ाता है और इसे दो आसन्न युग्मित पी + - एन जंक्शनों और एन - पी जंक्शन पर लागू करता है।
आरेख (ए) ट्रांजिस्टर को एक सामान्य-आधार कॉन्फ़िगरेशन एम्पलीफायर के रूप में जुड़ा हुआ दिखाता है, जहां आधार इनपुट और आउटपुट सर्किट के बीच साझा किया जाता है।
आरेख (बी) और (सी) पिछले आरेख में दर्शाए गए थर्मल संतुलन स्थिति की तुलना में, पूर्वाग्रह स्थितियों के तहत चार्ज घनत्व और विद्युत क्षेत्र वितरण को दर्शाते हैं। उत्सर्जक-बेस जंक्शन पर कमी क्षेत्र की चौड़ाई कम हो जाती है, जबकि कलेक्टर-बेस जंक्शन पर कमी क्षेत्र चौड़ा हो जाता है।
आरेख (डी) प्रवर्धन मोड में संचालित ट्रांजिस्टर के ऊर्जा बैंड आरेख को प्रदर्शित करता है। उत्सर्जक-आधार जंक्शन आगे की ओर पक्षपाती है, जिससे छिद्रों को पी+ उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है, और इलेक्ट्रॉनों को आधार क्षेत्र से उत्सर्जक क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है।
दूसरी ओर, कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स-बायस्ड है, जिससे रिवर्स संतृप्ति धारा प्रवाहित होती है। यदि आधार क्षेत्र पर्याप्त संकीर्ण है, तो उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र में इंजेक्ट किए गए छेद आधार क्षेत्र के माध्यम से फैल सकते हैं और कलेक्टर-बेस कमी क्षेत्र के किनारे तक पहुंच सकते हैं, अंततः कलेक्टर के पूर्वाग्रह के तहत कलेक्टर क्षेत्र के माध्यम से बह सकते हैं- बेस जंक्शन.
यह परिवहन तंत्र चार्ज वाहकों को इंजेक्ट करने के लिए "एमिटर" और आसन्न जंक्शन से इंजेक्ट किए गए वाहकों को इकट्ठा करने के लिए "कलेक्टर" नामों को जन्म देता है।
यदि अधिकांश इंजेक्ट किए गए छेद आधार क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों के साथ पुनर्संयोजन नहीं करते हैं, लेकिन कलेक्टर तक पहुंचते हैं, तो छेद के कारण कलेक्टर वर्तमान, उत्सर्जक छेद वर्तमान से निकटता से मेल खाएगा।
यह स्पष्ट है कि आसन्न एमिटर-बेस जंक्शन से इंजेक्ट किए गए छेद रिवर्स-बायस्ड कलेक्टर-बेस जंक्शन में एक महत्वपूर्ण धारा उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे ट्रांजिस्टर का प्रवर्धन प्रभाव होता है, जो केवल तब होता है जब ये दोनों जंक्शन एक साथ पर्याप्त रूप से करीब होते हैं, इसलिए इसे इंटरैक्टिंग पीएन जंक्शन कहा जाता है।
इसके विपरीत, यदि ये दोनों pn जंक्शन बहुत दूर हैं, तो सभी आने वाले छिद्र आधार क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों के साथ पुनर्संयोजित हो जाएँगे और संग्राहक क्षेत्र तक नहीं पहुँच पाएँगे, जिसके परिणामस्वरूप ट्रांजिस्टर का कोई प्रवर्धन प्रभाव नहीं होगा। इस स्थिति में, pnp संरचना केवल दो एक-दूसरे से जुड़े pn डायोड के रूप में कार्य करती है।
वर्तमान लाभ: नीचे दिया गया चित्र प्रवर्धन मोड में संचालित एक आदर्श पीएनपी ट्रांजिस्टर में विभिन्न वर्तमान घटकों को दर्शाता है। यह मानते हुए कि क्षय क्षेत्र में कोई पीढ़ी-पुनर्संयोजन धारा नहीं है, उत्सर्जक क्षेत्र से इंजेक्ट किए गए छेद प्रमुख वर्तमान घटक IEp का निर्माण करते हैं।
आधार पर तीन धाराएँ हैं: IBB, IEn, और ICN।
आईबीबी आधार द्वारा आपूर्ति किए गए इलेक्ट्रॉनों की धारा का प्रतिनिधित्व करता है जो घटना छेद के साथ पुनः संयोजित होता है (यानी, आईबीबी = आईईपी - आईसीपी); IEn आधार क्षेत्र से उत्सर्जक क्षेत्र में इंजेक्ट किए गए इलेक्ट्रॉनों की धारा का प्रतिनिधित्व करता है, जो एक अवांछनीय वर्तमान घटक है जिसे उत्सर्जक के भारी डोपिंग या हेटेरोजंक्शन का उपयोग करके कम किया जा सकता है; आईसीएन थर्मल प्रभावों के कारण कलेक्टर जंक्शन के पास उत्पन्न इलेक्ट्रॉन धारा का प्रतिनिधित्व करता है, जो कलेक्टर क्षेत्र से आधार क्षेत्र तक बहती है।
ऑपरेटिंग मोड: एमिटर-बेस जंक्शन और कलेक्टर-बेस जंक्शन पर बायस वोल्टेज के आधार पर, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में चार ऑपरेटिंग मोड होते हैं।
नीचे दिया गया चित्र पीएनपी ट्रांजिस्टर के चार ऑपरेटिंग मोड और वीईबी और वीसीबी के साथ उनके संबंधों को दर्शाता है। प्रत्येक ऑपरेटिंग मोड में अल्पसंख्यक वाहकों का वितरण भी चित्र में दिखाया गया है।
उदाहरण के लिए, प्रवर्धन मोड में, एमिटर-बेस जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड है, और कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस्ड है।
संतृप्ति मोड में, ट्रांजिस्टर के दोनों जंक्शन आगे की ओर पक्षपाती होते हैं, जिससे दोनों जंक्शनों के क्षय क्षेत्रों में अल्पसंख्यक वाहकों की उपस्थिति होती है।
संतृप्ति मोड में, एक छोटे वोल्टेज के परिणामस्वरूप एक बड़ा आउटपुट करंट हो सकता है, जो ट्रांजिस्टर को शॉर्ट सर्किट के समान संचालन स्थिति में डाल देता है।
कटऑफ मोड में, ट्रांजिस्टर के दोनों जंक्शन रिवर्स बायस्ड होते हैं, जिससे pn(0) = pn(W) = 0 की सीमा स्थिति उत्पन्न होती है। कटऑफ मोड में ट्रांजिस्टर को खुली (या बंद) स्थिति में एक स्विच के रूप में देखा जा सकता है। .
उल्टे मोड में, एमिटर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस्ड होता है, और कलेक्टर-बेस जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड होता है। इस मोड में, कलेक्टर इलेक्ट्रोड उत्सर्जक के रूप में कार्य करता है और इसके विपरीत। हालाँकि, आधार क्षेत्र की तुलना में कलेक्टर क्षेत्र में कम डोपिंग सांद्रता के कारण उल्टे मोड में वर्तमान लाभ आमतौर पर प्रवर्धन मोड की तुलना में कम होता है, जिसके परिणामस्वरूप कम "उत्सर्जन दक्षता" होती है।
स्विचिंग क्षणिक प्रक्रिया: डिजिटल सर्किट में, ट्रांजिस्टर मुख्य रूप से स्विच के रूप में कार्य करते हैं। एक छोटे बेस करंट का उपयोग करके, कलेक्टर करंट को बहुत कम समय में जल्दी से बंद से चालू (और इसके विपरीत) में बदला जा सकता है। ऑफ स्टेट में हाई वोल्टेज और लो करंट होता है, जबकि ऑन स्टेट में लो वोल्टेज और हाई करंट होता है।
हेटेरोजंक्शन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (HBTs)
हेटेरोजंक्शन बाइपोलर ट्रांजिस्टर (एचबीटी) से तात्पर्य ऐसे ट्रांजिस्टर से है, जिनमें एक या दोनों जंक्शन अलग-अलग अर्धचालक पदार्थों से बने होते हैं।
एचबीटी का मुख्य लाभ उनकी उच्च उत्सर्जन दक्षता है, और उनका उपयोग द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के समान ही किया जाता है। हालाँकि, HBT की गति अधिक होती है और यह उच्च आवृत्तियों पर काम कर सकता है। इन विशेषताओं के कारण, एचबीटी का व्यापक रूप से ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, माइक्रोवेव और डिजिटल अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। माइक्रोवेव अनुप्रयोगों में, एचबीटी का उपयोग आमतौर पर सॉलिड-स्टेट माइक्रोवेव और मिलीमीटर-वेव पावर एम्पलीफायर, ऑसिलेटर और मिक्सर के निर्माण के लिए किया जाता है।
बुनियादी एचबीटी संरचना: अधिकांश एचबीटी प्रौद्योगिकियां AlxGa1-xAs/GaAs सामग्री प्रणाली में विकसित की जाती हैं। बुनियादी एनपीएन एचबीटी संरचना में एन-प्रकार के उत्सर्जक क्षेत्र में एक विस्तृत बैंडगैप AlxGa1-xAs परत, पी-प्रकार के आधार क्षेत्र में एक संकीर्ण बैंडगैप GaAs परत और हल्के ढंग से डोप किए गए और भारी डोप किए गए एन-प्रकार के कलेक्टर और उपसंग्राहक क्षेत्र शामिल हैं। GaAs, क्रमशः।
उन्नत एचबीटी: हाल के वर्षों में, InP श्रृंखला (जैसे InP/InGaAs या AlInAs/InGaAs) की सामग्रियों पर व्यवस्थित रूप से शोध किया गया है, और InP-आधारित हेटरोस्ट्रक्चर कई फायदे प्रदान करते हैं। InP/InGaAs संरचना बेहद कम सतह पुनर्संयोजन प्रदर्शित करती है, और InGaAs की इलेक्ट्रॉन गतिशीलता GaAs की तुलना में बहुत अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप उत्कृष्ट उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन होता है।
नीचे दिया गया ग्राफ एक विशिष्ट इंडियम फॉस्फाइड-आधारित एचबीटी की विशेषता वक्र को दर्शाता है, जिसमें कटऑफ आवृत्ति 254 गीगाहर्ट्ज तक पहुंचती है। इसके अतिरिक्त, InP मजबूत विद्युत क्षेत्रों के तहत GaAs की तुलना में अधिक बहाव वेग प्रदर्शित करता है और इसमें उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज भी होता है।
सिलिकॉन इंटरफ़ेस ट्रैप का कम घनत्व सतह पुनर्संयोजन धारा को कम करने में मदद करता है, जिससे कम कलेक्टर धाराओं पर भी उच्च धारा लाभ सुनिश्चित होता है। इसके अतिरिक्त, मानक सिलिकॉन प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के साथ अनुकूलता एक और अत्यधिक आकर्षक विशेषता है।
(ए) में आरेख एक विशिष्ट Si/SiGe HBT संरचना को दर्शाता है, जबकि (b) Si/SiGe HBT के कलेक्टर करंट की तुलना सिलिकॉन होमोजंक्शन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से करता है, जिससे पता चलता है कि Si/SiGe HBT उच्च वर्तमान लाभ प्रदर्शित करता है। गैलियम आर्सेनाइड और इंडियम फॉस्फाइड-आधारित एचबीटी की तुलना में, Si/SiGe
सिलिकॉन की कम वाहक गतिशीलता के कारण एचबीटी की कटऑफ आवृत्ति कम होती है।
मूलभूत विशेषताएँ: नीचे दिया गया आरेख एक थाइरिस्टर उपकरण के अनुप्रस्थ काट को दर्शाता है, जिसमें चार-परत pnpn संरचना होती है जो तीन श्रेणीक्रम में जुड़े pn जंक्शनों, अर्थात् J1, J2, और J3, द्वारा निर्मित होती है। संपर्क इलेक्ट्रोड से जुड़ी सबसे बाहरी p-परत को एनोड कहा जाता है, जबकि दूसरी ओर की n-परत को कैथोड कहा जाता है। अतिरिक्त इलेक्ट्रोड के बिना यह संरचना एक दो-टर्मिनल उपकरण का प्रतिनिधित्व करती है और इसे pnpn डायोड कहते हैं।
आरेख (सी) थर्मल संतुलन में थाइरिस्टर डिवाइस के ऊर्जा बैंड आरेख को दर्शाता है। प्रत्येक जंक्शन में एक कमी परत होती है, और अंतर्निहित क्षमता डोपिंग एकाग्रता द्वारा निर्धारित की जाती है।
यदि गेट करंट पल्स को प्रत्येक चक्र की शुरुआत के करीब लागू किया जाता है, तो अधिक शक्ति लोड में स्थानांतरित हो जाएगी। इसके विपरीत, गेट करंट पल्स में देरी से लोड को आपूर्ति की जाने वाली बिजली में काफी कमी आएगी क्योंकि थाइरिस्टर डिवाइस चक्र के अंत की ओर संचालित होता है।
द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर का आविष्कार 1947 में बेल लेबोरेटरीज की एक शोध टीम द्वारा किया गया था। पहले ट्रांजिस्टर में दो धातु के तार शामिल थे, जिनके तेज अंत बिंदु जर्मेनियम सब्सट्रेट के साथ बिंदु संपर्क बनाते थे। आज के मानकों के अनुसार आदिम होते हुए भी, इस पहले ट्रांजिस्टर ने संपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग और मानवता के जीवन के तरीके को महत्वपूर्ण रूप से बदल दिया।
आधुनिक द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर में, सब्सट्रेट के रूप में सिलिकॉन ने जर्मेनियम का स्थान ले लिया है, और बिंदु संपर्क को दो आसन्न युग्मित पीएन जंक्शनों द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है। संरचना पीएनपी या एनपीएन का रूप ले सकती है।
एक ट्रांजिस्टर, जिसका संक्षिप्त रूप "ट्रांसफर रेसिस्टर" है, एक मल्टी-जंक्शन अर्धचालक उपकरण है। आमतौर पर अन्य सर्किट घटकों के साथ एकीकृत, ट्रांजिस्टर का उपयोग वोल्टेज, करंट या सिग्नल पावर प्रवर्धन प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर, जिसे द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (बीजेटी) के रूप में भी जाना जाता है, सबसे महत्वपूर्ण अर्धचालक उपकरणों में से हैं और उच्च गति सर्किट, एनालॉग सर्किट, पावर प्रवर्धन और बहुत कुछ में व्यापक अनुप्रयोग पाते हैं।
पीएन जंक्शन क्या है?
यह पी-प्रकार अर्धचालक और एन-प्रकार अर्धचालक के बीच संपर्क से बना एक जंक्शन है।
उदाहरण के लिए, एक पी-प्रकार अर्धचालक मिट्टी के एक चौकोर टुकड़े की तरह होता है जिसमें कई छेद (इलेक्ट्रॉन छेद के रूप में जाने जाते हैं) भरे होते हैं, जो झींगा मछली में देखे गए बिल के समान होते हैं। एन-प्रकार का अर्धचालक भी मिट्टी का एक चौकोर टुकड़ा होता है, लेकिन यह कई लॉबस्टर (मुक्त इलेक्ट्रॉन) से भरा होता है। जब हम मिट्टी के इन दोनों टुकड़ों को एक साथ चिपका देंगे, तो झींगा मछलियाँ बिलों की ओर रेंगने लगेंगी।
सबसे आगे वाली झींगा मछलियाँ सबसे पहले आगे की पंक्ति में बिल ढूंढती हैं। एक बार जब आगे की पंक्ति के झींगा बिलों में घुस जाते हैं, तो उनके पीछे के झींगा मछलियों को और आगे चढ़ना पड़ता है और बिल ढूंढने में अधिक कठिनाई का सामना करना पड़ता है।
चूँकि आगे की पंक्तियों में बिल पहले से ही लगभग ख़त्म हो चुके हैं, सेमीकंडक्टर उद्योग इस क्षेत्र को कमी क्षेत्र के रूप में संदर्भित करता है।
पीएन जंक्शन में रेक्टिफिकेशन नामक एक विशेषता होती है, जो करंट को केवल एक दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देती है।
यह एक दरवाजे की तरह है: किसी व्यक्ति के लिए दरवाजे को एक दिशा में धकेलना आसान है, लेकिन अगर आप इसे विपरीत दिशा में धकेलने की कोशिश करते हैं तो यह कठिन है। निःसंदेह, आप दरवाजे को तब तक ज़ोर से धकेलने के लिए बड़ी ताकत का उपयोग कर सकते हैं जब तक कि वह टूट न जाए, इस प्रक्रिया को हम जंक्शन का टूटना कहते हैं।
पीएन जंक्शन की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को देखते हुए, वक्र नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
जब पीएन जंक्शन पर फॉरवर्ड बायस लगाया जाता है, तो यह कीचड़ में झींगा मछलियों पर आंखों पर पट्टी बांधने जैसा होता है। झींगा मछलियाँ अदूरदर्शी हो जाती हैं और केवल आगे की पंक्ति में बिल ही देख पाती हैं। परिणामस्वरूप, झींगा मछलियों की समग्र गति कम हो जाती है, और बिलों की ओर रेंगने वाली झींगा मछलियों की संख्या भी कम हो जाती है, जिससे क्षय क्षेत्र की चौड़ाई कम हो जाती है।
जब पीएन जंक्शन पर रिवर्स बायस लगाया जाता है, तो यह लॉबस्टर दूरबीन को कीचड़ में डालने जैसा होता है। झींगा मछलियाँ दूर तक देख सकती हैं और अधिक उत्साह से रेंग सकती हैं, जिससे अधिक झींगा मछलियाँ बिल ढूंढने लगती हैं। नतीजतन, झींगा मछलियों की समग्र गति बढ़ जाती है, और अर्धचालक के क्षय क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ जाती है।
नीचे दिए गए चित्र में, (ए) पीएन जंक्शन में कमी क्षेत्र की सामान्य चौड़ाई को दर्शाता है, (बी) आगे के पूर्वाग्रह को लागू करने के बाद की चौड़ाई को दर्शाता है, और (सी) रिवर्स पूर्वाग्रह को लागू करने के बाद की चौड़ाई को दर्शाता है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचना:
नीचे दिया गया चित्र एक पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का एक परिप्रेक्ष्य दृश्य दिखाता है। विनिर्माण प्रक्रिया में सब्सट्रेट के रूप में पी-टाइप सेमीकंडक्टर का उपयोग करना, पी-टाइप सब्सट्रेट पर एन-टाइप क्षेत्र बनाने के लिए थर्मल प्रसार के सिद्धांत का उपयोग करना शामिल है। इसके बाद, थर्मल प्रसार के माध्यम से इस एन-प्रकार क्षेत्र पर एक उच्च सांद्रता पी+ प्रकार का क्षेत्र बनता है। अंत में, ओमिक संपर्क बनाने के लिए पी+, एन और अंतर्निहित पी-प्रकार क्षेत्रों को कवर करने के लिए धातु का उपयोग किया जाता है।
पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में अलग-अलग डोपिंग सांद्रता वाले तीन क्षेत्र होते हैं, जो दो पीएन जंक्शन बनाते हैं। उच्चतम सांद्रता वाले p+ क्षेत्र को उत्सर्जक कहा जाता है (E द्वारा निरूपित);
मध्यम अशुद्धता सांद्रता वाले मध्यवर्ती संकीर्ण एन-प्रकार क्षेत्र को आधार कहा जाता है (बी द्वारा चिह्नित), और आधार क्षेत्र की चौड़ाई अल्पसंख्यक वाहकों की प्रसार लंबाई से बहुत छोटी होनी चाहिए;
पी-प्रकार की सबसे कम सांद्रता वाले क्षेत्र को कलेक्टर (सी द्वारा चिह्नित) कहा जाता है। प्रत्येक क्षेत्र के भीतर सांद्रता के समान वितरण को मानते हुए, पीएन जंक्शन की अवधारणा को सीधे ट्रांजिस्टर के भीतर जंक्शनों पर लागू किया जा सकता है।
नीचे दिया गया चित्र एक पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के सर्किट प्रतीक को दर्शाता है, जो विभिन्न वर्तमान घटकों और वोल्टेज ध्रुवीयताओं को दर्शाता है। तीर और "+" और "-" प्रतीक ट्रांजिस्टर के सामान्य कार्य मोड (यानी, प्रवर्धन मोड, सक्रिय मोड) में धाराओं की दिशाओं और वोल्टेज की ध्रुवीयता का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस मोड में, एमिटर-बेस जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड (वीईबी > 0) है, जबकि कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस्ड (वीसीबी < 0) है। के अनुसार
किरचॉफ के सर्किट कानून के अनुसार, इस तीन-टर्मिनल डिवाइस के लिए, केवल दो स्वतंत्र धाराएं हैं; यदि कोई दो धाराएँ ज्ञात हों, तो तीसरी टर्मिनल धारा निर्धारित की जा सकती है।
किरचॉफ के सर्किट कानून के अनुसार, इस तीन-टर्मिनल डिवाइस के लिए, केवल दो स्वतंत्र धाराएं हैं; यदि कोई दो धाराएँ ज्ञात हों, तो तीसरी टर्मिनल धारा निर्धारित की जा सकती है।
एनपीएन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचना और सर्किट प्रतीक पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के पूरक हैं। नीचे दिया गया चित्र पीएनपी ट्रांजिस्टर की आदर्श संरचना और सर्किट प्रतीक दिखाता है।
पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचना में पी-प्रकार क्षेत्रों को एन-प्रकार क्षेत्रों के साथ और एन-प्रकार क्षेत्र को पी-प्रकार क्षेत्र के साथ बदलने से एनपीएन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचना प्राप्त होती है। इसलिए, वर्तमान दिशा और वोल्टेज ध्रुवता भी उलट जाती है।
पीएनपी ट्रांजिस्टर को समझते हुए, कोई व्यक्ति केवल ध्रुवीयता और डोपिंग प्रकारों की अदला-बदली करके एनपीएन ट्रांजिस्टर का वर्णन कर सकता है।
IV. द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर प्रवर्धन मोड
आरेख (ए) थर्मल संतुलन में आदर्श पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर दिखाता है, जहां इसके तीन टर्मिनल एक साथ जुड़े हुए हैं या सभी जमीन से जुड़े हुए हैं, छायांकित क्षेत्र दो पीएन जंक्शनों के कमी क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
आरेख (बी) तीन डोप किए गए क्षेत्रों में अशुद्धता सांद्रता को दर्शाता है, जिसमें उत्सर्जक क्षेत्र में संग्राहक क्षेत्र की तुलना में बहुत अधिक डोपिंग सांद्रता होती है, और आधार क्षेत्र में संग्राहक की तुलना में कम सांद्रता होती है लेकिन संग्राहक से अधिक होती है।
आरेख (सी) क्षय क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र वितरण को दर्शाता है।
आरेख (डी) ट्रांजिस्टर के ऊर्जा बैंड आरेख को प्रदर्शित करता है, जो पीएन जंक्शनों की थर्मल संतुलन स्थिति को बढ़ाता है और इसे दो आसन्न युग्मित पी + - एन जंक्शनों और एन - पी जंक्शन पर लागू करता है।
निम्नलिखित आरेख प्रवर्धन मोड में काम कर रहे ट्रांजिस्टर से मेल खाता है जैसा कि पिछले चित्रण में दर्शाया गया है।
आरेख (ए) ट्रांजिस्टर को एक सामान्य-आधार कॉन्फ़िगरेशन एम्पलीफायर के रूप में जुड़ा हुआ दिखाता है, जहां आधार इनपुट और आउटपुट सर्किट के बीच साझा किया जाता है।
आरेख (बी) और (सी) पिछले आरेख में दर्शाए गए थर्मल संतुलन स्थिति की तुलना में, पूर्वाग्रह स्थितियों के तहत चार्ज घनत्व और विद्युत क्षेत्र वितरण को दर्शाते हैं। उत्सर्जक-बेस जंक्शन पर कमी क्षेत्र की चौड़ाई कम हो जाती है, जबकि कलेक्टर-बेस जंक्शन पर कमी क्षेत्र चौड़ा हो जाता है।
आरेख (डी) प्रवर्धन मोड में संचालित ट्रांजिस्टर के ऊर्जा बैंड आरेख को प्रदर्शित करता है। उत्सर्जक-आधार जंक्शन आगे की ओर पक्षपाती है, जिससे छिद्रों को पी+ उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है, और इलेक्ट्रॉनों को आधार क्षेत्र से उत्सर्जक क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है।
एक आदर्श डायोड में, ह्रास क्षेत्र में कोई उत्पादन-पुनर्संयोजन धारा नहीं होती है, इसलिए उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र में इंजेक्ट किए गए छिद्र और आधार क्षेत्र से उत्सर्जक क्षेत्र में इंजेक्ट किए गए इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक धारा का निर्माण करते हैं।
दूसरी ओर, कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स-बायस्ड है, जिससे रिवर्स संतृप्ति धारा प्रवाहित होती है। यदि आधार क्षेत्र पर्याप्त संकीर्ण है, तो उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र में इंजेक्ट किए गए छेद आधार क्षेत्र के माध्यम से फैल सकते हैं और कलेक्टर-बेस कमी क्षेत्र के किनारे तक पहुंच सकते हैं, अंततः कलेक्टर के पूर्वाग्रह के तहत कलेक्टर क्षेत्र के माध्यम से बह सकते हैं- बेस जंक्शन.
यह परिवहन तंत्र चार्ज वाहकों को इंजेक्ट करने के लिए "एमिटर" और आसन्न जंक्शन से इंजेक्ट किए गए वाहकों को इकट्ठा करने के लिए "कलेक्टर" नामों को जन्म देता है।
यदि अधिकांश इंजेक्ट किए गए छेद आधार क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों के साथ पुनर्संयोजन नहीं करते हैं, लेकिन कलेक्टर तक पहुंचते हैं, तो छेद के कारण कलेक्टर वर्तमान, उत्सर्जक छेद वर्तमान से निकटता से मेल खाएगा।
यह स्पष्ट है कि आसन्न एमिटर-बेस जंक्शन से इंजेक्ट किए गए छेद रिवर्स-बायस्ड कलेक्टर-बेस जंक्शन में एक महत्वपूर्ण धारा उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे ट्रांजिस्टर का प्रवर्धन प्रभाव होता है, जो केवल तब होता है जब ये दोनों जंक्शन एक साथ पर्याप्त रूप से करीब होते हैं, इसलिए इसे इंटरैक्टिंग पीएन जंक्शन कहा जाता है।
इसके विपरीत, यदि ये दोनों pn जंक्शन बहुत दूर हैं, तो सभी आने वाले छिद्र आधार क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों के साथ पुनर्संयोजित हो जाएँगे और संग्राहक क्षेत्र तक नहीं पहुँच पाएँगे, जिसके परिणामस्वरूप ट्रांजिस्टर का कोई प्रवर्धन प्रभाव नहीं होगा। इस स्थिति में, pnp संरचना केवल दो एक-दूसरे से जुड़े pn डायोड के रूप में कार्य करती है।
वर्तमान लाभ: नीचे दिया गया चित्र प्रवर्धन मोड में संचालित एक आदर्श पीएनपी ट्रांजिस्टर में विभिन्न वर्तमान घटकों को दर्शाता है। यह मानते हुए कि क्षय क्षेत्र में कोई पीढ़ी-पुनर्संयोजन धारा नहीं है, उत्सर्जक क्षेत्र से इंजेक्ट किए गए छेद प्रमुख वर्तमान घटक IEp का निर्माण करते हैं।
अधिकांश घटना छेद कलेक्टर इलेक्ट्रोड तक पहुंचेंगे और आईसीपी बनाएंगे।
आधार पर तीन धाराएँ हैं: IBB, IEn, और ICN।
आईबीबी आधार द्वारा आपूर्ति किए गए इलेक्ट्रॉनों की धारा का प्रतिनिधित्व करता है जो घटना छेद के साथ पुनः संयोजित होता है (यानी, आईबीबी = आईईपी - आईसीपी); IEn आधार क्षेत्र से उत्सर्जक क्षेत्र में इंजेक्ट किए गए इलेक्ट्रॉनों की धारा का प्रतिनिधित्व करता है, जो एक अवांछनीय वर्तमान घटक है जिसे उत्सर्जक के भारी डोपिंग या हेटेरोजंक्शन का उपयोग करके कम किया जा सकता है; आईसीएन थर्मल प्रभावों के कारण कलेक्टर जंक्शन के पास उत्पन्न इलेक्ट्रॉन धारा का प्रतिनिधित्व करता है, जो कलेक्टर क्षेत्र से आधार क्षेत्र तक बहती है।
ऑपरेटिंग मोड: एमिटर-बेस जंक्शन और कलेक्टर-बेस जंक्शन पर बायस वोल्टेज के आधार पर, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में चार ऑपरेटिंग मोड होते हैं।
नीचे दिया गया चित्र पीएनपी ट्रांजिस्टर के चार ऑपरेटिंग मोड और वीईबी और वीसीबी के साथ उनके संबंधों को दर्शाता है। प्रत्येक ऑपरेटिंग मोड में अल्पसंख्यक वाहकों का वितरण भी चित्र में दिखाया गया है।
उदाहरण के लिए, प्रवर्धन मोड में, एमिटर-बेस जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड है, और कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस्ड है।
संतृप्ति मोड में, ट्रांजिस्टर के दोनों जंक्शन आगे की ओर पक्षपाती होते हैं, जिससे दोनों जंक्शनों के क्षय क्षेत्रों में अल्पसंख्यक वाहकों की उपस्थिति होती है।
संतृप्ति मोड में, एक छोटे वोल्टेज के परिणामस्वरूप एक बड़ा आउटपुट करंट हो सकता है, जो ट्रांजिस्टर को शॉर्ट सर्किट के समान संचालन स्थिति में डाल देता है।
कटऑफ मोड में, ट्रांजिस्टर के दोनों जंक्शन रिवर्स बायस्ड होते हैं, जिससे pn(0) = pn(W) = 0 की सीमा स्थिति उत्पन्न होती है। कटऑफ मोड में ट्रांजिस्टर को खुली (या बंद) स्थिति में एक स्विच के रूप में देखा जा सकता है। .
उल्टे मोड में, एमिटर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस्ड होता है, और कलेक्टर-बेस जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड होता है। इस मोड में, कलेक्टर इलेक्ट्रोड उत्सर्जक के रूप में कार्य करता है और इसके विपरीत। हालाँकि, आधार क्षेत्र की तुलना में कलेक्टर क्षेत्र में कम डोपिंग सांद्रता के कारण उल्टे मोड में वर्तमान लाभ आमतौर पर प्रवर्धन मोड की तुलना में कम होता है, जिसके परिणामस्वरूप कम "उत्सर्जन दक्षता" होती है।
स्विचिंग क्षणिक प्रक्रिया: डिजिटल सर्किट में, ट्रांजिस्टर मुख्य रूप से स्विच के रूप में कार्य करते हैं। एक छोटे बेस करंट का उपयोग करके, कलेक्टर करंट को बहुत कम समय में जल्दी से बंद से चालू (और इसके विपरीत) में बदला जा सकता है। ऑफ स्टेट में हाई वोल्टेज और लो करंट होता है, जबकि ऑन स्टेट में लो वोल्टेज और हाई करंट होता है।
हेटेरोजंक्शन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (HBTs)
हेटेरोजंक्शन बाइपोलर ट्रांजिस्टर (एचबीटी) से तात्पर्य ऐसे ट्रांजिस्टर से है, जिनमें एक या दोनों जंक्शन अलग-अलग अर्धचालक पदार्थों से बने होते हैं।
एचबीटी का मुख्य लाभ उनकी उच्च उत्सर्जन दक्षता है, और उनका उपयोग द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के समान ही किया जाता है। हालाँकि, HBT की गति अधिक होती है और यह उच्च आवृत्तियों पर काम कर सकता है। इन विशेषताओं के कारण, एचबीटी का व्यापक रूप से ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, माइक्रोवेव और डिजिटल अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। माइक्रोवेव अनुप्रयोगों में, एचबीटी का उपयोग आमतौर पर सॉलिड-स्टेट माइक्रोवेव और मिलीमीटर-वेव पावर एम्पलीफायर, ऑसिलेटर और मिक्सर के निर्माण के लिए किया जाता है।
बुनियादी एचबीटी संरचना: अधिकांश एचबीटी प्रौद्योगिकियां AlxGa1-xAs/GaAs सामग्री प्रणाली में विकसित की जाती हैं। बुनियादी एनपीएन एचबीटी संरचना में एन-प्रकार के उत्सर्जक क्षेत्र में एक विस्तृत बैंडगैप AlxGa1-xAs परत, पी-प्रकार के आधार क्षेत्र में एक संकीर्ण बैंडगैप GaAs परत और हल्के ढंग से डोप किए गए और भारी डोप किए गए एन-प्रकार के कलेक्टर और उपसंग्राहक क्षेत्र शामिल हैं। GaAs, क्रमशः।
ओमिक संपर्क बनाने के लिए, उत्सर्जक संपर्क और एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड परत के बीच एक अत्यधिक डोप्ड एन-प्रकार गैलियम आर्सेनाइड परत जोड़ी जाती है। उत्सर्जक और आधार क्षेत्रों के बीच बैंडगैप चौड़ाई में महत्वपूर्ण अंतर के कारण, आम-उत्सर्जक वर्तमान लाभ में काफी वृद्धि हो सकती है। इसके विपरीत, होमोजंक्शन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में बैंडगैप चौड़ाई में इतना अंतर नहीं होता है, और इस प्रकार, उत्सर्जक और आधार क्षेत्रों के बीच डोपिंग एकाग्रता अनुपात में काफी वृद्धि होनी चाहिए। यह मूलभूत अंतर होमोजंक्शन को हेटेरोजंक्शन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से अलग करता है।
उन्नत एचबीटी: हाल के वर्षों में, InP श्रृंखला (जैसे InP/InGaAs या AlInAs/InGaAs) की सामग्रियों पर व्यवस्थित रूप से शोध किया गया है, और InP-आधारित हेटरोस्ट्रक्चर कई फायदे प्रदान करते हैं। InP/InGaAs संरचना बेहद कम सतह पुनर्संयोजन प्रदर्शित करती है, और InGaAs की इलेक्ट्रॉन गतिशीलता GaAs की तुलना में बहुत अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप उत्कृष्ट उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन होता है।
नीचे दिया गया ग्राफ एक विशिष्ट इंडियम फॉस्फाइड-आधारित एचबीटी की विशेषता वक्र को दर्शाता है, जिसमें कटऑफ आवृत्ति 254 गीगाहर्ट्ज तक पहुंचती है। इसके अतिरिक्त, InP मजबूत विद्युत क्षेत्रों के तहत GaAs की तुलना में अधिक बहाव वेग प्रदर्शित करता है और इसमें उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज भी होता है।
एक अन्य प्रकार का हेटेरोजंक्शन Si/SiGe सामग्री प्रणाली है, जो HBT अनुप्रयोगों के लिए कई आकर्षक सुविधाएँ प्रदान करता है। AlGaAs/GaAs HBT के समान, Si/SiGe HBT भी बैंडगैप चौड़ाई अंतर के कारण भारी डोप करने की क्षमता से लाभान्वित होता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च गति प्रदर्शन होता है।
सिलिकॉन इंटरफ़ेस ट्रैप का कम घनत्व सतह पुनर्संयोजन धारा को कम करने में मदद करता है, जिससे कम कलेक्टर धाराओं पर भी उच्च धारा लाभ सुनिश्चित होता है। इसके अतिरिक्त, मानक सिलिकॉन प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के साथ अनुकूलता एक और अत्यधिक आकर्षक विशेषता है।
(ए) में आरेख एक विशिष्ट Si/SiGe HBT संरचना को दर्शाता है, जबकि (b) Si/SiGe HBT के कलेक्टर करंट की तुलना सिलिकॉन होमोजंक्शन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से करता है, जिससे पता चलता है कि Si/SiGe HBT उच्च वर्तमान लाभ प्रदर्शित करता है। गैलियम आर्सेनाइड और इंडियम फॉस्फाइड-आधारित एचबीटी की तुलना में, Si/SiGe
सिलिकॉन की कम वाहक गतिशीलता के कारण एचबीटी की कटऑफ आवृत्ति कम होती है।
धारा VI: थाइरिस्टर उपकरण और संबंधित विद्युत उपकरण
थाइरिस्टर उपकरण महत्वपूर्ण बिजली घटक हैं जो उच्च वोल्टेज और उच्च धारा को नियंत्रित करने में सक्षम हैं, जो डिवाइस को बंद या अवरुद्ध स्थिति से खुली या संचालन स्थिति में संक्रमण करने में सक्षम बनाता है, और इसके विपरीत। उनका संचालन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से निकटता से संबंधित है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों दोनों का संचालन शामिल है।
हालाँकि, उनका स्विचिंग तंत्र और संरचना द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से भिन्न होती है, जो वर्तमान और वोल्टेज नियंत्रण क्षमताओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करती है। रेटेड करंट कुछ मिलीमीटर से लेकर 5000A से अधिक तक हो सकता है, रेटेड वोल्टेज 10,000V से अधिक हो सकता है।
हालाँकि, उनका स्विचिंग तंत्र और संरचना द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से भिन्न होती है, जो वर्तमान और वोल्टेज नियंत्रण क्षमताओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करती है। रेटेड करंट कुछ मिलीमीटर से लेकर 5000A से अधिक तक हो सकता है, रेटेड वोल्टेज 10,000V से अधिक हो सकता है।
मूलभूत विशेषताएँ: नीचे दिया गया आरेख एक थाइरिस्टर उपकरण के अनुप्रस्थ काट को दर्शाता है, जिसमें चार-परत pnpn संरचना होती है जो तीन श्रेणीक्रम में जुड़े pn जंक्शनों, अर्थात् J1, J2, और J3, द्वारा निर्मित होती है। संपर्क इलेक्ट्रोड से जुड़ी सबसे बाहरी p-परत को एनोड कहा जाता है, जबकि दूसरी ओर की n-परत को कैथोड कहा जाता है। अतिरिक्त इलेक्ट्रोड के बिना यह संरचना एक दो-टर्मिनल उपकरण का प्रतिनिधित्व करती है और इसे pnpn डायोड कहते हैं।
यदि एक अन्य इलेक्ट्रोड, जिसे गेट के रूप में जाना जाता है, को आंतरिक p2 परत से जोड़ दिया जाता है, तो परिणामी तीन-टर्मिनल डिवाइस को अर्धचालक-नियंत्रित दिष्टकारी (SCR) या थाइरिस्टर कहा जाता है।
(बी) में आरेख एक थाइरिस्टर डिवाइस की एक विशिष्ट डोपिंग प्रोफ़ाइल दिखाता है। यह प्रारंभिक सामग्री (एन-परत) के रूप में उच्च प्रतिरोधकता वाले एन-प्रकार सिलिकॉन वेफर से शुरू होता है, इसके बाद पी1 और पी2 परतों को एक साथ बनाने के लिए एक प्रसार चरण होता है। अंत में, सिलिकॉन वेफर के एक तरफ n2 परत बनाने के लिए मिश्रधातु या प्रसार का उपयोग किया जाता है।
आरेख (सी) थर्मल संतुलन में थाइरिस्टर डिवाइस के ऊर्जा बैंड आरेख को दर्शाता है। प्रत्येक जंक्शन में एक कमी परत होती है, और अंतर्निहित क्षमता डोपिंग एकाग्रता द्वारा निर्धारित की जाती है।
आरेख एक थाइरिस्टर डिवाइस के एक सरल अनुप्रयोग को दर्शाता है, जो बिजली लाइन से लोड तक वितरित बिजली को समायोजित कर सकता है। उदाहरण के लिए, लोड, आरएल, एक प्रकाश बल्ब या हीटर हो सकता है। प्रत्येक चक्र में लोड को दी गई शक्ति को थाइरिस्टर डिवाइस के गेट करंट पल्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
यदि गेट करंट पल्स को प्रत्येक चक्र की शुरुआत के करीब लागू किया जाता है, तो अधिक शक्ति लोड में स्थानांतरित हो जाएगी। इसके विपरीत, गेट करंट पल्स में देरी से लोड को आपूर्ति की जाने वाली बिजली में काफी कमी आएगी क्योंकि थाइरिस्टर डिवाइस चक्र के अंत की ओर संचालित होता है।
यह द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संबंध में सारी जानकारी है।
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