एक पावर ट्रांजिस्टर क्या है: प्रकार और इसके कार्य

एक पावर ट्रांजिस्टर क्या है: प्रकार और इसके कार्य

एक ट्रांजिस्टर एक अर्धचालक उपकरण है, जिसका आविष्कार साल 1947 में बेल लैब में विलियम शॉक्ले, जॉन बार्डीन और वाल्टर हाउसर ब्रेटन द्वारा किया गया था। यह किसी भी डिजिटल घटकों का एक बुनियादी निर्माण खंड है। बहुत पहले ट्रांजिस्टर का आविष्कार किया गया था ए बिंदु संपर्क ट्रांजिस्टर । का मुख्य कार्य ए ट्रांजिस्टर कमजोर संकेतों को बढ़ाना और तदनुसार उन्हें विनियमित करना है। एक ट्रांजिस्टर सेमीकंडक्टर सामग्री जैसे सिलिकॉन या जर्मेनियम या गैलियम - आर्सेनाइड से समझौता करता है। उनकी संरचना के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है, BJT- द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (जंक्शन ट्रांजिस्टर, NPN ट्रांजिस्टर, PNP ट्रांजिस्टर जैसे ट्रांजिस्टर) और FET- फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (जंक्शन ट्रांजिस्टर और मेटल ऑक्साइड ट्रांजिस्टर जैसे ट्रांजिस्टर, N- चैनल MOSFET , पी चैनल MOSFET), और वहाँ कार्यक्षमता (जैसे छोटे-सिग्नल ट्रांजिस्टर, छोटे स्विचिंग ट्रांजिस्टर, पावर ट्रांजिस्टर, हाई-फ़्रीक्वेंसी ट्रांजिस्टर, फोटोट्रांसिस्टर, यूनीजेशन ट्रांजिस्टर)। इसमें तीन मुख्य भाग होते हैं एमिटर (ई), बेस (बी), और कलेक्टर (सी), या एक स्रोत (एस), ड्रेन (डी), और गेट (जी)।



पावर ट्रांजिस्टर क्या है?

तीन-टर्मिनल डिवाइस जो विशेष रूप से उच्च वर्तमान वोल्टेज रेटिंग को नियंत्रित करने और डिवाइस या सर्किट में बड़ी संख्या में बिजली के स्तर को संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया है, एक पावर ट्रांजिस्टर है। बिजली ट्रांजिस्टर का वर्गीकरण निम्नलिखित को शामिल कीजिए।


द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर

BJT एक द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर है, जो दो को संभालने में सक्षम है ध्रुवाभिसारिता (छेद और इलेक्ट्रॉनों), इसे एक स्विच के रूप में या एक एम्पलीफायर के रूप में और वर्तमान नियंत्रण उपकरण के रूप में भी जाना जा सकता है। निम्नलिखित ए की विशेषताएं हैं बिजली BJT , वे





  • इसका एक बड़ा आकार है, ताकि इसके माध्यम से अधिकतम धारा प्रवाहित हो सके
  • ब्रेकडाउन वोल्टेज अधिक है
  • यह उच्च वर्तमान ले जाने और उच्च शक्ति से निपटने की क्षमता है
  • इसमें उच्च-राज्य वोल्टेज ड्रॉप है
  • उच्च शक्ति का आवेदन।
MOS-मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर-फील्ड-इफेक्ट-ट्रांजिस्टर- (MOSFETs) -FETs

MOS-मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर-फील्ड-इफेक्ट-ट्रांजिस्टर- (MOSFETs) -FETs

MOSFET FET ट्रांजिस्टर का एक उप-वर्गीकरण है, यह एक तीन-टर्मिनल डिवाइस है जिसमें स्रोत, आधार और नाली टर्मिनल हैं। MOSFET की कार्यक्षमता चैनल की चौड़ाई पर निर्भर करती है। यदि चैनल की चौड़ाई विस्तृत है, तो यह कुशलता से काम करता है। निम्नलिखित एक MOSFET की विशेषताएं हैं,



  • इसे वोल्टेज नियंत्रक के रूप में भी जाना जाता है
  • किसी इनपुट करंट की जरूरत नहीं है
  • एक उच्च इनपुट प्रतिबाधा।

स्थैतिक प्रेरण ट्रांजिस्टर

यह एक ऐसा उपकरण है जिसमें तीन टर्मिनल हैं, उच्च शक्ति और आवृत्ति के साथ जो लंबवत रूप से उन्मुख है। स्टैटिक इंडक्शन ट्रांजिस्टर का मुख्य लाभ यह है कि इसमें FET- फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर की तुलना में अधिक वोल्टेज का ब्रेकडाउन होता है। स्थैतिक प्रेरण ट्रांजिस्टर की विशेषताएं निम्नलिखित हैं,

स्थैतिक-प्रेरण-ट्रांजिस्टर

स्थैतिक-प्रेरण-ट्रांजिस्टर

  • चैनल की लंबाई कम है
  • शोर कम है
  • टर्न-ऑन और बंद कुछ सेकंड है
  • टर्मिनल प्रतिरोध कम है।

इंसुलेटेड-गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (IGBTs)

जैसा कि नाम से पता चलता है कि एक आईजीबीटी एफईटी और बीजेटी ट्रांजिस्टर का एक संयोजन है जिसका कार्य इसके गेट पर आधारित है, जहां गेट के आधार पर ट्रांजिस्टर को चालू या बंद किया जा सकता है। वे आमतौर पर इनवर्टर, कन्वर्टर्स और बिजली की आपूर्ति जैसे पावर इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों में लागू होते हैं। इंसुलेटेड-गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (IGBTs) की विशेषताएं निम्नलिखित हैं,


इंसुलेटेड-गेट-बाइपोलर-ट्रांजिस्टर- (IGBTs)

इंसुलेटेड-गेट-बाइपोलर-ट्रांजिस्टर- (IGBTs)

  • सर्किट के इनपुट पर, नुकसान कम हैं
  • उच्च शक्ति लाभ।

पावर ट्रांजिस्टर की संरचना

पावर ट्रांजिस्टर BJT एक लंबवत उन्मुख उपकरण है जिसमें वैकल्पिक P और N- प्रकार की परतों के साथ क्रॉस-अनुभागीय का एक बड़ा क्षेत्र जुड़ा हुआ है। इसका उपयोग करके डिजाइन किया जा सकता है पी-एन-पी या ए एन-पी-एन ट्रांजिस्टर।

पीपीपी और एनपीएन-ट्रांजिस्टर

पीपीपी और एनपीएन-ट्रांजिस्टर

निम्न निर्माण एक पी-एन-पी प्रकार दिखाता है, जिसमें तीन टर्मिनल एमिटर, बेस और कलेक्टर होते हैं। जहाँ एमिटर टर्मिनल अत्यधिक डोपेड एन-प्रकार की परत से जुड़ा है, जिसके नीचे 1016 सेमी -3 एकाग्रता की मामूली डोप पी-परत मौजूद है, और 1014 सेमी -3 एकाग्रता की एक हल्की डॉप्ड एन-परत है, जिसे भी नाम दिया गया है कलेक्टर बहाव क्षेत्र, जहां कलेक्टर बहाव क्षेत्र डिवाइस के ब्रेक-ओवर वोल्टेज का फैसला करता है और तल पर, इसमें एक n + परत होती है, जो 1019 सेमी -3 एकाग्रता की अत्यधिक डोपेड एन-प्रकार की परत होती है, जहां कलेक्टर को दूर ले जाया जाता है। प्रयोक्ता इंटरफ़ेस।

एनपीएन-पावर-ट्रांजिस्टर-बीजेटी-निर्माण

एनपीएन-पावर-ट्रांजिस्टर-निर्माण

पावर ट्रांजिस्टर का संचालन

पावर ट्रांजिस्टर BJT ऑपरेशन के चार क्षेत्रों में काम करता है

एक पावर ट्रांजिस्टर को कट-ऑफ मोड में कहा जाता है यदि एन-पी-एन पावर ट्रांजिस्टर रिवर्स में जुड़ा हुआ है पक्षपात कहां है

मामला (i): ट्रांजिस्टर का आधार टर्मिनल नकारात्मक से जुड़ा होता है और ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक टर्मिनलों को सकारात्मक और से जोड़ा जाता है

मामला: ट्रांजिस्टर का संग्राहक टर्मिनल नकारात्मक से जुड़ा होता है और ट्रांजिस्टर का आधार टर्मिनल सकारात्मक से जुड़ा होता है जो बेस-एमिटर होता है और कलेक्टर-एमिटर रिवर्स बायस में होता है।

कटऑफ-क्षेत्र-ऑफ-पावर-ट्रांजिस्टर

कटऑफ-क्षेत्र-ऑफ-पावर-ट्रांजिस्टर

इसलिए IBE = 0, जहां ट्रांजिस्टर के आधार पर आउटपुट करंट का कोई प्रवाह नहीं होगा, और यह भी कि आईसी के माध्यम से उत्सर्जित करने के लिए कलेक्टर के माध्यम से बहने वाला कोई आउटपुट वर्तमान नहीं होगा = IB = 0 जो इंगित करता है कि ट्रांजिस्टर बंद राज्य में है जो एक है क्षेत्र को काट दिया। लेकिन लीकेज करंट प्रवाह का एक छोटा सा अंश ट्रांजिस्टर को कलेक्टर से एमिटर यानी ICEO में फेंक देता है।

एक ट्रांजिस्टर को निष्क्रिय स्थिति कहा जाता है, जब आधार-उत्सर्जक क्षेत्र आगे पूर्वाग्रह और कलेक्टर-आधार क्षेत्र रिवर्स पूर्वाग्रह होता है। इसलिए ट्रांजिस्टर के आधार में वर्तमान आईबी का प्रवाह होगा और ट्रांजिस्टर के उत्सर्जन के लिए कलेक्टर के माध्यम से वर्तमान आईसी का प्रवाह होगा। जब IB बढ़ती है तो IC भी बढ़ती है।

सक्रिय-क्षेत्र-ऑफ-पावर-ट्रांजिस्टर

सक्रिय-क्षेत्र-ऑफ-पावर-ट्रांजिस्टर

यदि बेस-एमिटर और कलेक्टर-बेस को फॉरवर्डिंग बायस में जोड़ा जाता है, तो एक ट्रांजिस्टर को अर्ध संतृप्ति अवस्था में कहा जाता है। एक ट्रांजिस्टर को हार्ड संतृप्ति में कहा जाता है अगर बेस-एमिटर और कलेक्टर-बेस फॉरवर्डिंग बायस में जुड़े हुए हैं।

संतृप्ति-क्षेत्र-ऑफ-पावर-ट्रांजिस्टर

संतृप्ति-क्षेत्र-ऑफ-पावर-ट्रांजिस्टर

V-I एक पावर ट्रांजिस्टर के आउटपुट लक्षण

आउटपुट विशेषताओं को नीचे दिखाए गए अनुसार चित्रित किया जा सकता है, जहां x- अक्ष VCE का प्रतिनिधित्व करता है और y- अक्ष आईसी का प्रतिनिधित्व करता है।

आउटपुट-विशेषताओं

आउटपुट-विशेषताओं

  • नीचे दिया गया ग्राफ़ विभिन्न क्षेत्रों जैसे कट-ऑफ क्षेत्र, सक्रिय क्षेत्र, हार्ड संतृप्ति क्षेत्र, अर्ध संतृप्ति क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है।
  • VBE के विभिन्न मूल्यों के लिए, अलग-अलग वर्तमान मान IB0, IB1, IB2, IB3, IB4, IB5, IB6 हैं।
  • जब भी कोई प्रवाह नहीं होता है, इसका मतलब है कि ट्रांजिस्टर बंद है। लेकिन कुछ करंट प्रवाह जो कि ICEO हैं।
  • आईबी = 0, 1,2, 3, 4, 5. के बढ़े हुए मूल्य के लिए जहां आईबी 0 न्यूनतम मूल्य है और आईबी 6 अधिकतम मूल्य है। जब वीसीई बढ़ता है तो आईसीई भी थोड़ा बढ़ जाता है। जहां IC = ICIB, इसलिए डिवाइस को वर्तमान नियंत्रण उपकरण के रूप में जाना जाता है। इसका मतलब है कि डिवाइस सक्रिय क्षेत्र में है, जो एक विशेष अवधि के लिए मौजूद है।
  • एक बार जब आईसी संतृप्ति क्षेत्र में अधिकतम ट्रांजिस्टर स्विच तक पहुंच गया है।
  • जहाँ इसके दो संतृप्ति क्षेत्र हैं अर्ध संतृप्ति क्षेत्र और कठिन संतृप्ति क्षेत्र।
  • एक ट्रांजिस्टर को अर्ध संतृप्ति क्षेत्र में कहा जाता है, यदि और केवल तभी जब स्विचिंग गति चालू से बंद या बंद हो। इस प्रकार की संतृप्ति मध्यम-आवृत्ति अनुप्रयोग में देखी जाती है।
  • जबकि एक कठिन संतृप्ति क्षेत्र में ट्रांजिस्टर को चालू या बंद करने के लिए राज्य पर स्विच करने के लिए एक निश्चित समय की आवश्यकता होती है। इस प्रकार की संतृप्ति निम्न-आवृत्ति अनुप्रयोगों में देखी जाती है।

लाभ

बिजली BJT के फायदे हैं,

  • वोल्टेज का लाभ अधिक है
  • वर्तमान का घनत्व अधिक है
  • आगे का वोल्टेज कम है
  • बैंडविड्थ का लाभ बड़ा है।

नुकसान

बिजली BJT के नुकसान हैं,

  • थर्मल स्थिरता कम है
  • यह शोर है
  • नियंत्रण थोड़ा जटिल है।

अनुप्रयोग

बिजली BJT के अनुप्रयोग हैं,

  • स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति ( एसएमपीएस )
  • रिले
  • पावर एम्पलीफायरों
  • डीसी से एसी कन्वर्टर्स
  • पावर कंट्रोल सर्किट।

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। ट्रांजिस्टर और पावर ट्रांजिस्टर के बीच अंतर?

एक ट्रांजिस्टर एक तीन या चार-टर्मिनल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है, जहां ट्रांजिस्टर के टर्मिनलों की एक जोड़ी के लिए एक इनपुट वर्तमान को लागू करने पर, एक उस ट्रांजिस्टर के दूसरे टर्मिनल में वर्तमान में बदलाव का निरीक्षण कर सकता है। एक ट्रांजिस्टर एक स्विच या एक एम्पलीफायर की तरह काम करता है।

जबकि एक पावर ट्रांजिस्टर हीट सिंक की तरह काम करता है, जो सर्किट को नुकसान से बचाता है। यह एक सामान्य ट्रांजिस्टर की तुलना में आकार में बड़ा है।

२)। ट्रांजिस्टर का कौन सा क्षेत्र इसे चालू या बंद करने के लिए तेजी से स्विच करता है?

पावर ट्रांजिस्टर जब यह अर्ध संतृप्ति में होता है तो तेजी से चालू या बंद होता है।

३)। NPN या PNP ट्रांजिस्टर में N का क्या अर्थ है?

एनपीएन में एन और पीएनपी प्रकार ट्रांजिस्टर का उपयोग चार्ज वाहक के प्रकार का प्रतिनिधित्व करता है, जो कि एन-प्रकार में बहुमत चार्ज वाहक इलेक्ट्रान हैं। इसलिए एनपीएन में दो एन-टाइप चार्ज वाहक पी-प्रकार के साथ सैंडविच किए जाते हैं, और पीएनपी में एन-टाइप चार्ज वाहक दो पी-टाइप चार्ज वाहक के बीच सैंडविच होते हैं।

4)। ट्रांजिस्टर की इकाई क्या है?

विद्युत माप के लिए एक ट्रांजिस्टर की मानक इकाइयाँ क्रमशः एम्पीयर (ए), वोल्ट (वी), और ओम (।) हैं।

5)। क्या ट्रांजिस्टर एसी या डीसी पर काम करता है?

एक ट्रांजिस्टर एक चर अवरोधक है जो AC और DC दोनों पर काम कर सकता है लेकिन AC से DC या DC से AC में परिवर्तित नहीं हो सकता है।

ट्रांजिस्टर एक बुनियादी घटक है डिजिटल प्रणाली , वे अपनी संरचना के आधार पर और उनकी कार्यक्षमता के आधार पर दो प्रकार के होते हैं। ट्रांजिस्टर जो बड़े वोल्टेज और करंट को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है, एक बिजली BJT (द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर) एक शक्ति ट्रांजिस्टर है। इसे एक वोल्टेज-करंट कंट्रोल डिवाइस के रूप में भी जाना जाता है जो ट्रांजिस्टर को दी गई आपूर्ति के आधार पर 4 क्षेत्रों में कट-ऑफ, सक्रिय, अर्ध संतृप्ति और हार्ड संतृप्ति को संचालित करता है। पावर ट्रांजिस्टर का मुख्य लाभ यह वर्तमान नियंत्रण उपकरण के रूप में कार्य करता है।