ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಾಧನ ಮತ್ತು ತತ್ವ

ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ಗೆ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಅತಿಯಾಗಿ ಹೇಳಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಇಂದು ಎಲ್ಲೆಡೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ: ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಮತ್ತು ವರ್ಧಿಸಲು, ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳಲ್ಲಿ, ರಿಸೀವರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಇತರ ಹಲವು ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ, ಇದನ್ನು ಬಹಳ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಬಹುದು.

ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಲೇಖನದ ಚೌಕಟ್ಟಿನೊಳಗೆ, ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಅನ್ವಯದ ಎಲ್ಲಾ ಸಂಭಾವ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ನಾವು ಸ್ಪರ್ಶಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ 1950 ರ ದಶಕದಿಂದ ಇಡೀ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಉದ್ಯಮವನ್ನು ತಿರುಗಿಸಿದ ಈ ಅದ್ಭುತ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನದ ಸಾಧನ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಾಮಾನ್ಯ ತತ್ವವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತೇವೆ. 1970 ರ ದಶಕದಿಂದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿಯ ವೇಗವರ್ಧನೆಗೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿತು.

ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮೂರು-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಮೂರು ಬೇಸ್ ವೇರಿಯಬಲ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು NPN ಮತ್ತು PNP ಪ್ರಕಾರಗಳಾಗಿವೆ. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ: ಸಿಲಿಕಾನ್, ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಆರ್ಸೆನೈಡ್ ಮತ್ತು ಇತರರು.

ಸಿಲಿಕಾನ್, ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ನೀವು ಅವುಗಳಿಗೆ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದರೆ, ಅವು ಅರೆವಾಹಕಗಳಾಗುತ್ತವೆ. ಫಾಸ್ಫರಸ್ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ದಾನಿ) ನಂತಹ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಎನ್-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೋರಾನ್ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ವೀಕಾರಕ) ಅನ್ನು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಸೇರಿಸಿದರೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪಿ-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಆಗುತ್ತದೆ.

ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, N- ಮಾದರಿಯ ಅರೆವಾಹಕಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಹನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು P- ಮಾದರಿಯ ಅರೆವಾಹಕಗಳು ರಂಧ್ರ ವಹನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ನೀವು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡಂತೆ, ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯ ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕಗಳ ಪ್ರಕಾರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ, ಪಿ-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಎನ್-ಟೈಪ್ ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಮೂರು-ಪದರದ ಪೈ ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಆಗಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಪದರಕ್ಕೆ ಟರ್ಮಿನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಲಗತ್ತಿಸಲಾಗಿದೆ: ಎಮಿಟರ್, ಕಲೆಕ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಬೇಸ್.

ಬೇಸ್ ವಾಹಕತೆ ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿದೆ. ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ವಾಹಕಗಳ ಮೂಲವಾಗಿದೆ. ಸಂಗ್ರಾಹಕವು ಸಾಧನಕ್ಕೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ EMF ನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ವಾಹಕಗಳು ಹೊರದಬ್ಬುವ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಸ್ಥಳವಾಗಿದೆ.

NPN ಮತ್ತು PNP ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಚಿಹ್ನೆಗಳು ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ. ಈ ಪದನಾಮಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸಾಧನ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತವೆ. ಬಾಣವನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ ಹೊರಸೂಸುವ ಮತ್ತು ಬೇಸ್ ನಡುವೆ ಎಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಾಣದ ದಿಕ್ಕು ನಿಯಂತ್ರಣ ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕಾಗಿದ್ದು ಅದು ಬೇಸ್ ಎಮಿಟರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ, NPN ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ, ಬಾಣವು ಬೇಸ್‌ನಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗೆ ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಸಕ್ರಿಯ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ, ಹೊರಸೂಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಸಂಗ್ರಾಹಕಕ್ಕೆ ಧಾವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನಿಯಂತ್ರಣ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಬೇಸ್‌ನಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವವರಿಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಬೇಕು.

PNP ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ, ಇದು ಕೇವಲ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿದೆ: ಬಾಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವವರಿಂದ ಬೇಸ್‌ಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರರ್ಥ ಸಕ್ರಿಯ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯಿಂದ ರಂಧ್ರಗಳು ಸಂಗ್ರಾಹಕಕ್ಕೆ ಧಾವಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ನಿಯಂತ್ರಣ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯಿಂದ ನಿರ್ದೇಶಿಸಬೇಕು ಬೇಸ್.

ಇದು ಏಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೋಡೋಣ. NPN ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಬೇಸ್‌ಗೆ (0.7 ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ) ಅದರ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಸ್ಥಿರವಾದ ಧನಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಈ NPN ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಬೇಸ್-ಎಮಿಟರ್ pn ಜಂಕ್ಷನ್ (ಚಿತ್ರವನ್ನು ನೋಡಿ) ಮುಂದಕ್ಕೆ ಪಕ್ಷಪಾತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ನಡುವಿನ ಸಂಭಾವ್ಯ ತಡೆಗೋಡೆ ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಜಂಕ್ಷನ್ -ಬೇಸ್ ಮತ್ತು ಬೇಸ್ ಎಮಿಟರ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಈಗ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಸಂಗ್ರಾಹಕ-ಹೊರಸೂಸುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಇಎಮ್ಎಫ್ನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸಬಹುದು.

ಸಾಕಷ್ಟು ಬೇಸ್ ಕರೆಂಟ್ನೊಂದಿಗೆ, ಸಂಗ್ರಾಹಕ-ಹೊರಸೂಸುವ ಪ್ರವಾಹವು ಈ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೇಸ್-ಎಮಿಟರ್ ಕರೆಂಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. NPN ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಆನ್ ಆಗುತ್ತದೆ.

ಕಲೆಕ್ಟರ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಕರೆಂಟ್ (ಬೇಸ್) ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಲಾಭ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ದಾಖಲಾತಿಯಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಘಟಕಗಳಿಂದ ಹಲವಾರು ನೂರಾರು ವರೆಗೆ ಬದಲಾಗಬಹುದು.

PNP ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ತಳಕ್ಕೆ (-0.7 ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ) ಅದರ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಸ್ಥಿರವಾದ ಋಣಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಈ PNP ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ np ಬೇಸ್-ಎಮಿಟರ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಮುಂದಕ್ಕೆ ಪಕ್ಷಪಾತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಾಹಕ ನಡುವಿನ ಸಂಭಾವ್ಯ ತಡೆಗೋಡೆ- ಬೇಸ್ ಮತ್ತು ಬೇಸ್ ಜಂಕ್ಷನ್ -ಎಮಿಟರ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಈಗ ರಂಧ್ರಗಳು ಸಂಗ್ರಾಹಕ-ಹೊರಸೂಸುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಇಎಮ್ಎಫ್ನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸಬಹುದು.

ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗೆ ಪೂರೈಕೆಯ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಸಾಕಷ್ಟು ಬೇಸ್ ಕರೆಂಟ್ನೊಂದಿಗೆ, ಸಂಗ್ರಾಹಕ-ಹೊರಸೂಸುವ ಪ್ರವಾಹವು ಈ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೇಸ್-ಎಮಿಟರ್ ಕರೆಂಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. PNP ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಆನ್ ಆಗುತ್ತದೆ.

ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್, ತಡೆಗೋಡೆ ಅಥವಾ ಸ್ವಿಚ್‌ನಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಬೂಸ್ಟ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ, ಬೇಸ್ ಕರೆಂಟ್ ಎಂದಿಗೂ ಹೋಲ್ಡಿಂಗ್ ಕರೆಂಟ್‌ಗಿಂತ ಕೆಳಗೆ ಬೀಳುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಎಲ್ಲಾ ಸಮಯದಲ್ಲೂ ತೆರೆದ ವಾಹಕ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ, ಕಡಿಮೆ ಬೇಸ್ ಕರೆಂಟ್ ಆಂದೋಲನಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿ ಅನುಗುಣವಾದ ಆಂದೋಲನಗಳನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ.

ಕೀ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮುಚ್ಚಿದ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ತೆರೆದ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸ್ವಿಚ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ತಡೆಗೋಡೆ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ, ಮೂಲ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾದ ಲೋಡ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಹ ನೋಡಿ:ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸ್ವಿಚ್ - ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮತ್ತು ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ತತ್ವ