ट्रांजिस्टर का परिचय:
इससे पहले, इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस का महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण घटक एक वैक्यूम ट्यूब था जो एक इलेक्ट्रॉन ट्यूब होता है जिसका उपयोग किया जाता है विद्युत प्रवाह को नियंत्रित करें । वैक्यूम ट्यूबों ने काम किया लेकिन वे भारी हैं, उच्च परिचालन वोल्टेज की आवश्यकता होती है, उच्च बिजली की खपत, उपज कम दक्षता, और कैथोड इलेक्ट्रॉन-उत्सर्जक सामग्री का उपयोग ऑपरेशन में किया जाता है। तो, यह गर्मी के रूप में समाप्त हो गया जिसने ट्यूब के जीवन को छोटा कर दिया। इन समस्याओं को दूर करने के लिए, जॉन बार्डीन, वाल्टर ब्रेटन, और विलियम शॉकले को 1947 में बेल लैब्स में एक ट्रांजिस्टर का आविष्कार किया गया था। यह नया उपकरण वैक्यूम ट्यूबों की कई मूलभूत सीमाओं को पार करने के लिए एक अधिक सुरुचिपूर्ण समाधान था।
ट्रांजिस्टर एक सेमीकंडक्टर डिवाइस है जो आचरण और इन्सुलेट दोनों कर सकता है। एक ट्रांजिस्टर एक स्विच और एक एम्पलीफायर के रूप में कार्य कर सकता है। यह इलेक्ट्रॉनिक तरंगों को नियंत्रित करते हुए ऑडियो तरंगों को इलेक्ट्रॉनिक तरंगों और प्रतिरोधों में परिवर्तित करता है। ट्रांजिस्टर के पास बहुत लंबा जीवन है, आकार में छोटा है, अधिक सुरक्षा के लिए कम वोल्टेज की आपूर्ति पर काम कर सकता है, और किसी भी फिलामेंट की आवश्यकता नहीं है। पहला ट्रांजिस्टर जर्मेनियम से गढ़ा गया था। एक ट्रांजिस्टर एक वैक्यूम ट्यूब ट्रायोड के समान कार्य करता है लेकिन एक निर्वात कक्ष में गर्म इलेक्ट्रोड के बजाय अर्धचालक जंक्शनों का उपयोग करता है। यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का मूलभूत निर्माण खंड है और आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में हर जगह पाया जाता है।
ट्रांजिस्टर मूल बातें:
एक ट्रांजिस्टर एक तीन-टर्मिनल डिवाइस है। अर्थात्
- आधार: यह ट्रांजिस्टर को सक्रिय करने के लिए जिम्मेदार है।
- कलेक्टर: यह सकारात्मक नेतृत्व है।
- एमिटर: यह नकारात्मक लीड है।
एक ट्रांजिस्टर के पीछे मूल विचार यह है कि यह आपको एक चैनल के माध्यम से धारा के प्रवाह को नियंत्रित करने की सुविधा देता है जो कि एक दूसरे चैनल के माध्यम से बहने वाले छोटे प्रवाह की तीव्रता को अलग करता है।
ट्रांजिस्टर के प्रकार:
दो प्रकार के ट्रांजिस्टर मौजूद हैं वे द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT), क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (FET) हैं। एक छोटा करंट बेस और एमिटर के बीच बह रहा है बेस टर्मिनल कलेक्टर और एमिटर टर्मिनल के बीच एक बड़ा करंट फ्लो नियंत्रित कर सकता है। एक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के लिए, इसमें तीन टर्मिनल भी हैं, वे गेट, स्रोत और नाली हैं, और गेट पर एक वोल्टेज स्रोत और नाली के बीच एक वर्तमान को नियंत्रित कर सकता है। BJT और FET के सरल चित्र नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए हैं:
द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT)
क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (FET)
जैसा कि आप देख सकते हैं, ट्रांजिस्टर विभिन्न आकारों और आकारों की एक किस्म में आते हैं। इन सभी ट्रांजिस्टर में एक बात समान है कि उनमें से प्रत्येक में तीन लीड हैं।
- द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर:
एक द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) में तीन डोप्ड अर्धचालक क्षेत्रों से जुड़े तीन टर्मिनल हैं। यह दो प्रकारों के साथ आता है, पी-एन-पी और एन-पी-एन।
पी-एन-पी ट्रांजिस्टर, पी-डॉप्ड सामग्री की दो परतों के बीच एन-डॉप्ड अर्धचालक की एक परत से मिलकर। कलेक्टर में प्रवेश करने वाला आधार विद्युत इसके उत्पादन में प्रवर्धित होता है।
यही कारण है कि पीएनपी ट्रांजिस्टर चालू है जब इसका आधार एमिटर के सापेक्ष कम खींचा जाता है। पीएनपी ट्रांजिस्टर के तीर वर्तमान प्रवाह की दिशा का प्रतीक है जब डिवाइस सक्रिय मोड को अग्रेषित करने में है।
एन-पी-एन ट्रांजिस्टर में एन-डॉप्ड सामग्री की दो परतों के बीच पी-डॉप्ड सेमीकंडक्टर की एक परत होती है। वर्तमान को आधार बनाकर हम उच्च कलेक्टर और एमिटर करंट प्राप्त करते हैं।
यह तब है जब एनपीएन ट्रांजिस्टर ऑन है जब इसका बेस एमिटर के सापेक्ष कम खींचा जाता है। जब ट्रांजिस्टर चालू स्थिति में होता है, तो वर्तमान प्रवाह ट्रांजिस्टर के कलेक्टर और एमिटर के बीच होता है। पी-प्रकार के क्षेत्र में अल्पसंख्यक वाहक के आधार पर, एमिटर से कलेक्टर तक बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉन। यह इस कारण से अधिक से अधिक वर्तमान और तेज संचालन की अनुमति देता है, आज उपयोग किए जाने वाले अधिकांश द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर एनपीएन हैं।
- क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर (FET):
क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर एक एकध्रुवीय ट्रांजिस्टर है, एन-चैनल एफईटी या पी-चैनल एफईटी का उपयोग चालन के लिए किया जाता है। एफईटी के तीन टर्मिनल स्रोत, गेट और नाली हैं। मूल एन-चैनल और पी-चैनल एफईटी ऊपर दिखाए गए हैं। एन-चैनल एफईटी के लिए, डिवाइस का निर्माण एन-टाइप सामग्री से किया जाता है। स्रोत और नाली के बीच, तब-प्रकार की सामग्री एक अवरोधक के रूप में कार्य करती है।
यह ट्रांजिस्टर छेद या इलेक्ट्रॉनों से संबंधित सकारात्मक और नकारात्मक वाहक को नियंत्रित करता है। FET चैनल का निर्माण धनात्मक और ऋणात्मक आवेश वाहकों के बढ़ने से होता है। FET का चैनल जो सिलिकॉन से बना है।
FET के कई प्रकार हैं, MOSFET, JFET, आदि। FET के अनुप्रयोग कम शोर एम्पलीफायर, बफर एम्पलीफायर और एक एनालॉग स्विच में हैं।
बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर बायसिंग
ट्रांजिस्टर सबसे महत्वपूर्ण अर्धचालक सक्रिय उपकरण हैं जो लगभग सभी सर्किटों के लिए आवश्यक हैं। उनका उपयोग सर्किट में इलेक्ट्रॉनिक स्विच, एम्पलीफायरों आदि के रूप में किया जाता है। ट्रांजिस्टर NPN, PNP, FET, JFET, आदि हो सकते हैं, जिनके इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में अलग-अलग कार्य होते हैं। सर्किट के उचित काम के लिए, रोकनेवाला नेटवर्क का उपयोग करके ट्रांजिस्टर को बायस करना आवश्यक है। ऑपरेटिंग बिंदु आउटपुट विशेषताओं पर बिंदु है जो कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज और कलेक्टर वर्तमान को बिना इनपुट सिग्नल के दिखाता है। ऑपरेटिंग पॉइंट को बायस पॉइंट या क्यू-पॉइंट (क्विज़ेंट पॉइंट) के रूप में भी जाना जाता है।
ट्रांजिस्टर के उचित परिचालन विशेषताओं को प्रदान करने के लिए प्रतिरोध, कैपेसिटर या आपूर्ति वोल्टेज आदि प्रदान करने के लिए बायसिंग को संदर्भित किया जाता है। डीसी कलेक्टरिंग का उपयोग किसी विशेष कलेक्टर वोल्टेज पर डीसी कलेक्टर वर्तमान प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इस वोल्टेज और करंट का मान Q-Point के रूप में व्यक्त किया जाता है। एक ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन में, आईसी (अधिकतम) अधिकतम वर्तमान है जो ट्रांजिस्टर के माध्यम से प्रवाह कर सकता है और वीसीई (अधिकतम) डिवाइस में लागू अधिकतम वोल्टेज है। एक एम्पलीफायर के रूप में ट्रांजिस्टर का काम करने के लिए, एक लोड रोकनेवाला आरसी कलेक्टर से जुड़ा होना चाहिए। बायसिंग डीसी ऑपरेटिंग वोल्टेज और करंट को सही स्तर पर सेट करता है ताकि ट्रांजिस्टर द्वारा एसी इनपुट सिग्नल को ठीक से बढ़ाया जा सके। सही पूर्वाग्रह बिंदु ट्रांजिस्टर के पूरी तरह से चालू या पूरी तरह से बंद राज्यों के बीच है। यह केंद्रीय बिंदु क्यू-पॉइंट है और यदि ट्रांजिस्टर ठीक से पक्षपाती है, तो क्यू-पॉइंट ट्रांजिस्टर का केंद्रीय ऑपरेटिंग बिंदु होगा। यह आउटपुट सिग्नल को बढ़ाने और घटाने में मदद करता है क्योंकि इनपुट सिग्नल पूरे चक्र के माध्यम से घूमता है।
ट्रांजिस्टर के सही क्यू-पॉइंट को सेट करने के लिए, एक कलेक्टर रोकनेवाला का उपयोग कलेक्टर को उसके आधार में बिना किसी सिग्नल के स्थिर और स्थिर मूल्य पर सेट करने के लिए किया जाता है। यह स्थिर डीसी ऑपरेटिंग बिंदु आपूर्ति वोल्टेज के मूल्य और बेस बायसिंग रोकनेवाला के मूल्य से निर्धारित होता है। बेस बायस रेसिस्टर्स का उपयोग सभी तीन ट्रांजिस्टर कॉन्फ़िगरेशन जैसे कि बेस, कॉमन कलेक्टर और कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में किया जाता है।
पूर्वाग्रह के मोड:
ट्रांजिस्टर बेस बायसिंग के विभिन्न तरीके निम्नलिखित हैं:
1. वर्तमान पूर्वाग्रह:
जैसा कि Fig.1 में दिखाया गया है, दो प्रतिरोधों RC और RB का उपयोग बेस पूर्वाग्रह को स्थापित करने के लिए किया जाता है। ये प्रतिरोधक निश्चित वर्तमान पूर्वाग्रह के साथ ट्रांजिस्टर के प्रारंभिक ऑपरेटिंग क्षेत्र की स्थापना करते हैं।
ट्रांजिस्टर फॉरवर्ड बायस आरबी के माध्यम से एक सकारात्मक आधार पूर्वाग्रह वोल्टेज के साथ। आगे का बेस-एमिटर वोल्टेज ड्रॉप 0.7 वोल्ट है। इसलिए आरबी के माध्यम से वर्तमान मैं हैख= (वीडीसी- वीहोना) / मैंख
2. प्रतिक्रिया पूर्वाग्रह:
Fig.2 एक प्रतिक्रिया रोकनेवाला के उपयोग से ट्रांजिस्टर पूर्वाग्रह दिखाता है। बेस पूर्वाग्रह कलेक्टर वोल्टेज से प्राप्त किया जाता है। कलेक्टर प्रतिक्रिया सुनिश्चित करती है कि ट्रांजिस्टर हमेशा सक्रिय क्षेत्र में पक्षपाती हो। जब कलेक्टर चालू बढ़ता है, तो कलेक्टर पर वोल्टेज गिरता है। यह बेस ड्राइव को कम करता है जो बदले में कलेक्टर करंट को कम करता है। यह फीडबैक कॉन्फ़िगरेशन ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर डिज़ाइन के लिए आदर्श है।
3. डबल प्रतिक्रिया पूर्वाग्रह:
Fig.3 दर्शाता है कि दोहरी प्रतिक्रिया प्रतिरोधों का उपयोग करके पूर्वाग्रह कैसे प्राप्त किया जाता है।
दो प्रतिरोधों का उपयोग करके आरबी 1 और आरबी 2 बेस बायस प्रतिरोधों के माध्यम से वर्तमान प्रवाह को बढ़ाकर बीटा में भिन्नता के विषय में स्थिरता बढ़ाते हैं। इस कॉन्फ़िगरेशन में, RB1 में वर्तमान कलेक्टर वर्तमान के 10% के बराबर है।
4. वोल्टेज डिवाइडिंग बायसिंग:
अंजीर। 4 में वोल्टेज विभक्त पूर्वाग्रह को दिखाया गया है जिसमें दो प्रतिरोधक आरबी 1 और आरबी 2 ट्रांजिस्टर के आधार से जुड़े होते हैं जो एक वोल्टेज विभक्त नेटवर्क बनाते हैं। ट्रांजिस्टर RB2 भर में वोल्टेज ड्रॉप द्वारा पक्षपात प्राप्त करता है। इस तरह के पूर्वाग्रह विन्यास का उपयोग एम्पलीफायर सर्किट में व्यापक रूप से किया जाता है।
5. डबल बेस बायसिंग:
चित्र 5 स्थिरीकरण के लिए दोहरी प्रतिक्रिया दिखाता है यह कलेक्टर वर्तमान को नियंत्रित करके स्थिरीकरण में सुधार करने के लिए एमिटर और कलेक्टर दोनों आधार प्रतिक्रिया का उपयोग करता है। रोकनेवाला मानों को वोल्टेज अवरोधक को आपूर्ति वोल्टेज के 10% और आरबी 1 के माध्यम से विद्युत प्रवाह को निर्धारित करने के लिए चुना जाना चाहिए, कलेक्टर वर्तमान का 10%।
ट्रांजिस्टर के लाभ:
- छोटी यांत्रिक संवेदनशीलता।
- कम लागत और आकार में छोटे, विशेष रूप से छोटे-सिग्नल सर्किट में।
- अधिक सुरक्षा, कम लागत और तंग मंजूरी के लिए कम परिचालन वोल्टेज।
- बहुत लंबा जीवन।
- एक कैथोड हीटर द्वारा बिजली की खपत नहीं।
- तेजी से स्विचन।
यह पूरक-समरूपता सर्किट के डिजाइन का समर्थन कर सकता है, वैक्यूम ट्यूबों के साथ कुछ संभव नहीं है। यदि आपके पास इस विषय या विद्युत और पर कोई प्रश्न हैं इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं नीचे टिप्पणी छोड़ दें।
