બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર છે. સ્વિચિંગ સર્કિટ તેમની પાસે કેવા પ્રકારની વાહકતા છે (છિદ્ર અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક) અને તેઓ જે કાર્યો કરે છે તેના પર આધાર રાખે છે.

વર્ગીકરણ

ટ્રાંઝિસ્ટર જૂથોમાં વહેંચાયેલા છે:

1. સામગ્રી દ્વારા: ગેલિયમ આર્સેનાઇડ અને સિલિકોનનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે.
2. સિગ્નલ આવર્તન દ્વારા: નીચી (3 MHz સુધી), મધ્યમ (30 MHz સુધી), ઉચ્ચ (300 MHz સુધી), અતિ-ઉચ્ચ (300 MHz ઉપર).
3. મહત્તમ વિસર્જન શક્તિ દ્વારા: 0.3 W સુધી, 3 W સુધી, 3 W થી વધુ.
4. ઉપકરણના પ્રકાર દ્વારા: અશુદ્ધતા વહનની સીધી અને વિપરીત પદ્ધતિઓમાં વૈકલ્પિક ફેરફારો સાથે સેમિકન્ડક્ટરના ત્રણ જોડાયેલા સ્તરો.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર કેવી રીતે કામ કરે છે?

ટ્રાન્ઝિસ્ટરના બાહ્ય અને આંતરિક સ્તરો સપ્લાય ઇલેક્ટ્રોડ સાથે જોડાયેલા હોય છે, જેને અનુક્રમે ઉત્સર્જક, કલેક્ટર અને બેઝ કહેવાય છે.

ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર વાહકતાના પ્રકારોમાં એકબીજાથી અલગ નથી, પરંતુ બાદમાં અશુદ્ધિઓ સાથે ડોપિંગની ડિગ્રી ઘણી ઓછી છે. આ અનુમતિપાત્ર આઉટપુટ વોલ્ટેજમાં વધારો સુનિશ્ચિત કરે છે.

આધાર, જે મધ્યમ સ્તર છે, તેમાં ઉચ્ચ પ્રતિકાર છે કારણ કે તે હળવા ડોપ્ડ સેમિકન્ડક્ટરથી બનેલો છે. તે કલેક્ટર સાથે નોંધપાત્ર સંપર્ક વિસ્તાર ધરાવે છે, જે જંકશનના વિપરીત પૂર્વગ્રહને કારણે ઉત્પન્ન થતી ગરમીને દૂર કરવામાં સુધારો કરે છે, અને લઘુમતી વાહકો - ઇલેક્ટ્રોનને પસાર કરવાની સુવિધા પણ આપે છે. સંક્રમણ સ્તરો સમાન સિદ્ધાંત પર આધારિત હોવા છતાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટર એક અસમપ્રમાણ ઉપકરણ છે. સમાન વાહકતા સાથે બાહ્ય સ્તરોના સ્થાનોને બદલતી વખતે, સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણના સમાન પરિમાણો મેળવવાનું અશક્ય છે.

સ્વિચિંગ સર્કિટ તેને બે રાજ્યોમાં જાળવવા માટે સક્ષમ છે: તે ખુલ્લું અથવા બંધ હોઈ શકે છે. સક્રિય મોડમાં, જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર ચાલુ હોય, ત્યારે જંકશનનું ઉત્સર્જક પૂર્વગ્રહ આગળની દિશામાં બનાવવામાં આવે છે. આને દૃષ્ટિની રીતે ધ્યાનમાં લેવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે, n-p-n સેમિકન્ડક્ટર ટ્રાયોડ પર, નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, સ્ત્રોતોમાંથી તેના પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવું જોઈએ.

બીજા કલેક્ટર જંકશન પરની સીમા બંધ છે, અને તેમાંથી કોઈ પ્રવાહ વહેવો જોઈએ નહીં. પરંતુ વ્યવહારમાં એકબીજાની નજીકના સંક્રમણો અને તેમના પરસ્પર પ્રભાવને કારણે વિપરીત થાય છે. બેટરીનો "માઈનસ" એમિટર સાથે જોડાયેલ હોવાથી, ઓપન જંકશન ઇલેક્ટ્રોનને બેઝ ઝોનમાં પ્રવેશવાની મંજૂરી આપે છે, જ્યાં તેઓ આંશિક રીતે છિદ્રો સાથે ફરીથી જોડાય છે - બહુમતી વાહકો. આધાર પ્રવાહ I b રચાય છે. તે જેટલું મજબૂત છે, આઉટપુટ વર્તમાન પ્રમાણસર વધારે છે. બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને એમ્પ્લીફાયર આ સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોનની માત્ર પ્રસરણ ચળવળ આધાર દ્વારા થાય છે, કારણ કે ત્યાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની કોઈ ક્રિયા નથી. સ્તરની નજીવી જાડાઈ (માઈક્રોન્સ) અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણોના મોટા કદને લીધે, લગભગ તમામ કલેક્ટર વિસ્તારમાં આવે છે, જો કે પાયાનો પ્રતિકાર ઘણો વધારે છે. ત્યાં તેઓ સંક્રમણના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા દોરવામાં આવે છે, જે તેમના સક્રિય સ્થાનાંતરણને પ્રોત્સાહન આપે છે. સંગ્રાહક અને ઉત્સર્જક પ્રવાહો એકબીજાની લગભગ સમાન હોય છે, જો આપણે આધારમાં પુનઃસંયોજનને કારણે થતા ચાર્જના સહેજ નુકશાનની અવગણના કરીએ: I e = I b + I c.

ટ્રાંઝિસ્ટર પરિમાણો

1. વોલ્ટેજ U eq /U be અને વર્તમાન માટે ગુણાંક મેળવો: β = I થી /I b (વાસ્તવિક મૂલ્યો). સામાન્ય રીતે, β ગુણાંક 300 કરતાં વધી જતો નથી, પરંતુ 800 કે તેથી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે.
2. ઇનપુટ અવબાધ.
3. ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ એ આપેલ આવર્તન સુધી ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું પ્રદર્શન છે, જેની ઉપર તેની ક્ષણિક પ્રક્રિયાઓ પૂરા પાડવામાં આવેલ સિગ્નલમાં ફેરફારો સાથે ચાલુ રાખતી નથી.

બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર: સ્વિચિંગ સર્કિટ, ઓપરેટિંગ મોડ્સ

સર્કિટ કેવી રીતે એસેમ્બલ થાય છે તેના આધારે ઓપરેટિંગ મોડ્સ અલગ પડે છે. સિગ્નલ દરેક કેસ માટે બે બિંદુઓ પર લાગુ અને દૂર કરવું આવશ્યક છે, અને માત્ર ત્રણ ટર્મિનલ ઉપલબ્ધ છે. તે અનુસરે છે કે એક ઇલેક્ટ્રોડ એકસાથે ઇનપુટ અને આઉટપુટ સાથે સંબંધિત હોવું જોઈએ. આ રીતે કોઈપણ બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર ચાલુ થાય છે. સ્વિચિંગ સ્કીમ્સ: OB, OE અને OK.

1. OK સાથે સ્કીમ

સામાન્ય કલેક્ટર સાથે કનેક્શન સર્કિટ: સિગ્નલ રેઝિસ્ટર આર એલને આપવામાં આવે છે, જે કલેક્ટર સર્કિટમાં પણ શામેલ છે. આ જોડાણને સામાન્ય કલેક્ટર સર્કિટ કહેવામાં આવે છે.

આ વિકલ્પ માત્ર વર્તમાન લાભ પેદા કરે છે. ઉત્સર્જક અનુયાયીનો ફાયદો એ ઉચ્ચ ઇનપુટ પ્રતિકાર (10-500 kOhm) ની રચના છે, જે તબક્કાઓને અનુકૂળ મેચિંગની મંજૂરી આપે છે.

2. OB સાથેની યોજના

સામાન્ય આધાર સાથે બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે કનેક્શન સર્કિટ: ઇનકમિંગ સિગ્નલ C 1 દ્વારા પ્રવેશે છે, અને એમ્પ્લીફિકેશન પછી તેને આઉટપુટ કલેક્ટર સર્કિટમાં દૂર કરવામાં આવે છે, જ્યાં બેઝ ઇલેક્ટ્રોડ સામાન્ય છે. આ કિસ્સામાં, વોલ્ટેજ ગેઇન OE સાથે કામ કરવા જેવું જ બનાવવામાં આવે છે.

ગેરલાભ એ નીચા ઇનપુટ પ્રતિકાર (30-100 ઓહ્મ) છે, અને OB સાથેના સર્કિટનો ઉપયોગ ઓસિલેટર તરીકે થાય છે.

3. OE સાથેની યોજના

ઘણા કિસ્સાઓમાં, જ્યારે બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સ્વિચિંગ સર્કિટ મુખ્યત્વે સામાન્ય ઉત્સર્જક સાથે બનાવવામાં આવે છે. સપ્લાય વોલ્ટેજ લોડ રેઝિસ્ટર આર એલ દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવે છે, અને બાહ્ય વીજ પુરવઠાનો નકારાત્મક ધ્રુવ એમીટર સાથે જોડાયેલ છે.

ઇનપુટમાંથી વૈકલ્પિક સંકેત એમિટર અને બેઝ ઇલેક્ટ્રોડ્સ (V in) પર આવે છે, અને કલેક્ટર સર્કિટમાં તે મૂલ્યમાં (V CE) મોટું બને છે. સર્કિટના મુખ્ય ઘટકો: એક ટ્રાન્ઝિસ્ટર, એક રેઝિસ્ટર આર એલ અને બાહ્ય શક્તિ સાથે એમ્પ્લીફાયર આઉટપુટ સર્કિટ. સહાયક: કેપેસિટર C 1, જે પૂરા પાડવામાં આવેલ ઇનપુટ સિગ્નલના સર્કિટમાં સીધા પ્રવાહના પેસેજને અટકાવે છે, અને રેઝિસ્ટર R 1, જેના દ્વારા ટ્રાંઝિસ્ટર ખુલે છે.

કલેક્ટર સર્કિટમાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટરના આઉટપુટ પર અને રેઝિસ્ટર R L પરના વોલ્ટેજ એકસાથે EMF ના મૂલ્યના સમાન છે: V CC = I C R L + V CE.

આમ, ઇનપુટ પર એક નાનો સિગ્નલ V ઇન નિયંત્રિત ટ્રાંઝિસ્ટર કન્વર્ટરના આઉટપુટ પર ડાયરેક્ટ સપ્લાય વોલ્ટેજને વૈકલ્પિક વોલ્ટેજમાં બદલવાનો નિયમ સેટ કરે છે. સર્કિટ ઇનપુટ વર્તમાનમાં 20-100 ગણો અને વોલ્ટેજમાં 10-200 ગણો વધારો પ્રદાન કરે છે. તદનુસાર, શક્તિ પણ વધે છે.

સર્કિટનો ગેરલાભ: ઓછો ઇનપુટ પ્રતિકાર (500-1000 ઓહ્મ). આ કારણોસર, 2-20 kOhm ના આઉટપુટ અવબાધની રચનામાં સમસ્યાઓ ઊભી થાય છે.

નીચેના આકૃતિઓ દર્શાવે છે કે બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે. જો વધારાના પગલાં લેવામાં ન આવે તો, ઓવરહિટીંગ અને સિગ્નલ ફ્રિકવન્સી જેવા બાહ્ય પ્રભાવો દ્વારા તેમની કામગીરીને મોટા પ્રમાણમાં અસર થશે. ઉપરાંત, ઉત્સર્જકને ગ્રાઉન્ડ કરવાથી આઉટપુટ પર બિનરેખીય વિકૃતિ સર્જાય છે. ઓપરેશનની વિશ્વસનીયતા વધારવા માટે, પ્રતિસાદ, ફિલ્ટર્સ, વગેરે સર્કિટ સાથે જોડાયેલા છે. આ કિસ્સામાં, લાભ ઘટે છે, પરંતુ ઉપકરણ વધુ કાર્યક્ષમ બને છે.

ઓપરેટિંગ મોડ્સ

ટ્રાન્ઝિસ્ટરના કાર્યો કનેક્ટેડ વોલ્ટેજના મૂલ્યથી પ્રભાવિત થાય છે. જો બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરને સામાન્ય ઉત્સર્જક સાથે જોડવા માટે અગાઉ પ્રસ્તુત સર્કિટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો તમામ ઓપરેટિંગ મોડ્સ બતાવી શકાય છે.

1. કટ-ઓફ મોડ

જ્યારે વોલ્ટેજ મૂલ્ય V BE ઘટીને 0.7 V થાય છે ત્યારે આ મોડ બનાવવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, ઉત્સર્જક જંકશન બંધ થાય છે અને ત્યાં કોઈ કલેક્ટર વર્તમાન નથી, કારણ કે આધારમાં કોઈ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન નથી. આમ, ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંધ છે.

2. સક્રિય મોડ

જો ટ્રાન્ઝિસ્ટરને ચાલુ કરવા માટે પૂરતો વોલ્ટેજ આધાર પર લાગુ કરવામાં આવે છે, તો એક નાનો ઇનપુટ પ્રવાહ દેખાય છે અને વધેલા આઉટપુટ પ્રવાહ દેખાય છે, જે ગેઇનની તીવ્રતા પર આધાર રાખે છે. પછી ટ્રાંઝિસ્ટર એમ્પ્લીફાયર તરીકે કામ કરશે.

3. સંતૃપ્તિ મોડ

મોડ એ સક્રિય કરતા અલગ છે જેમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર સંપૂર્ણપણે ખુલે છે અને કલેક્ટર વર્તમાન મહત્તમ શક્ય મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે. તેનો વધારો ફક્ત લાગુ કરેલ EMF અથવા આઉટપુટ સર્કિટમાં લોડને બદલીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. જ્યારે બેઝ કરંટ બદલાય છે, ત્યારે કલેક્ટર કરંટ બદલાતો નથી. સંતૃપ્તિ મોડ એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે ટ્રાન્ઝિસ્ટર અત્યંત ખુલ્લું છે, અને અહીં તે ચાલુ સ્થિતિમાં સ્વિચ તરીકે સેવા આપે છે. કટઓફ અને સેચ્યુરેશન મોડને સંયોજિત કરતી વખતે બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર પર સ્વિચ કરવા માટેના સર્કિટ તેમની મદદથી ઇલેક્ટ્રોનિક સ્વીચો બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે.

તમામ ઓપરેટિંગ મોડ્સ ગ્રાફમાં દર્શાવેલ આઉટપુટ લાક્ષણિકતાઓની પ્રકૃતિ પર આધારિત છે.

જો OE સાથે દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટર પર સ્વિચ કરવા માટેનું સર્કિટ એસેમ્બલ કરવામાં આવે તો તેઓ સ્પષ્ટ રીતે દર્શાવી શકાય છે.

જો તમે મહત્તમ શક્ય કલેક્ટર કરંટ અને સપ્લાય વોલ્ટેજ V CC ના મૂલ્યને અનુરૂપ સેગમેન્ટ્સને ઓર્ડિનેટ અને એબ્સીસા અક્ષ પર પ્લોટ કરો અને પછી તેમના છેડા એકબીજા સાથે જોડો, તો તમને લોડ લાઇન (લાલ) મળશે. તે અભિવ્યક્તિ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે: I C = (V CC - V CE)/R C. તે આકૃતિ પરથી અનુસરે છે કે ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ, જે કલેક્ટર વર્તમાન IC અને વોલ્ટેજ V CE નક્કી કરે છે, બેઝ કરંટ I V વધે તેમ લોડ લાઇન સાથે નીચેથી ઉપર તરફ શિફ્ટ થશે.

V CE અક્ષ અને પ્રથમ આઉટપુટ લાક્ષણિકતા (શેડેડ) વચ્ચેનો વિસ્તાર, જ્યાં I B = 0, કટઓફ મોડને લાક્ષણિકતા આપે છે. આ કિસ્સામાં, વિપરીત વર્તમાન I C નગણ્ય છે, અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંધ છે.

બિંદુ A પરની સૌથી ઉપરની લાક્ષણિકતા સીધા ભાર સાથે છેદે છે, ત્યારબાદ, I B માં વધુ વધારા સાથે, કલેક્ટર પ્રવાહ હવે બદલાતો નથી. ગ્રાફ પરનો સંતૃપ્તિ ઝોન એ I C અક્ષ અને સૌથી ઊભો લાક્ષણિકતા વચ્ચેનો છાંયડો વિસ્તાર છે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર વિવિધ સ્થિતિઓમાં કેવી રીતે વર્તે છે?

ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઇનપુટ સર્કિટમાં પ્રવેશતા ચલ અથવા સતત સંકેતો સાથે કાર્ય કરે છે.

બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર: સ્વિચિંગ સર્કિટ, એમ્પ્લીફાયર

મોટેભાગે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લીફાયર તરીકે સેવા આપે છે. ઇનપુટ પર વૈકલ્પિક સંકેત તેના આઉટપુટ પ્રવાહને બદલવાનું કારણ બને છે. અહીં તમે OK સાથે અથવા OE સાથે સ્કીમનો ઉપયોગ કરી શકો છો. સિગ્નલને આઉટપુટ સર્કિટમાં લોડની જરૂર છે. સામાન્ય રીતે આઉટપુટ કલેક્ટર સર્કિટમાં રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ થાય છે. જો તે યોગ્ય રીતે પસંદ કરવામાં આવે તો, આઉટપુટ વોલ્ટેજ ઇનપુટ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હશે.

એમ્પ્લીફાયરની કામગીરી સમયના આકૃતિઓમાં સ્પષ્ટપણે દેખાય છે.

જ્યારે પલ્સ સિગ્નલો રૂપાંતરિત થાય છે, ત્યારે મોડ સિનુસોઇડલ રાશિઓ જેવો જ રહે છે. તેમના હાર્મોનિક ઘટકોના રૂપાંતરણની ગુણવત્તા ટ્રાંઝિસ્ટરની આવર્તન લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

સ્વિચિંગ મોડમાં કામગીરી

વિદ્યુત સર્કિટમાં જોડાણોના સંપર્ક વિનાના સ્વિચિંગ માટે રચાયેલ છે. ટ્રાન્ઝિસ્ટરના પ્રતિકારને પગલાઓમાં બદલવાનો સિદ્ધાંત છે. દ્વિધ્રુવી પ્રકાર કી ઉપકરણની જરૂરિયાતો માટે તદ્દન યોગ્ય છે.

નિષ્કર્ષ

સેમિકન્ડક્ટર તત્વોનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ કન્વર્ઝન સર્કિટમાં થાય છે. સાર્વત્રિક ક્ષમતાઓ અને વિશાળ વર્ગીકરણ બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. સ્વિચિંગ સર્કિટ તેમના કાર્યો અને ઓપરેટિંગ મોડ્સ નક્કી કરે છે. ઘણી લાક્ષણિકતાઓ પર પણ આધાર રાખે છે.

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરના મૂળભૂત સ્વિચિંગ સર્કિટ ઇનપુટ સિગ્નલોને એમ્પ્લીફાય, જનરેટ અને કન્વર્ટ કરે છે અને ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટને પણ સ્વિચ કરે છે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર

ટ્રાંઝિસ્ટર એ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ છે જે તમને નબળા સિગ્નલનો ઉપયોગ કરીને મજબૂત સિગ્નલને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ ગુણધર્મને લીધે, તેઓ વારંવાર સિગ્નલને વિસ્તૃત કરવા માટે ટ્રાંઝિસ્ટરની ક્ષમતા વિશે વાત કરે છે. જો કે વાસ્તવમાં, તે કંઈપણ વધારતું નથી, પરંતુ ફક્ત તમને ખૂબ નબળા પ્રવાહો સાથે મોટા પ્રવાહને ચાલુ અને બંધ કરવાની મંજૂરી આપે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર ખૂબ જ સામાન્ય છે, કારણ કે કોઈપણ નિયંત્રકનું આઉટપુટ ભાગ્યે જ 40 mA કરતાં વધુ પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, તેથી, 2-3 ઓછી-પાવર LEDs પણ માઇક્રોકન્ટ્રોલરથી સીધા સંચાલિત કરી શકાતા નથી. આ તે છે જ્યાં ટ્રાંઝિસ્ટર બચાવમાં આવે છે. આ લેખ ટ્રાંઝિસ્ટરના મુખ્ય પ્રકારો, P-N-P અને N-P-N બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, P-ચેનલ અને N-ચેનલ ફીલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર વચ્ચેના તફાવતોની ચર્ચા કરે છે, ટ્રાન્ઝિસ્ટરને કનેક્ટ કરવાની મુખ્ય સૂક્ષ્મતાની ચર્ચા કરે છે અને તેમના ઉપયોગના અવકાશને છતી કરે છે.

ટ્રાંઝિસ્ટરને રિલે સાથે મૂંઝવશો નહીં. રિલે એ એક સરળ સ્વીચ છે. તેના કાર્યનો સાર મેટલ સંપર્કોને બંધ અને ખોલવાનો છે. ટ્રાન્ઝિસ્ટર વધુ જટિલ છે અને તેનું સંચાલન ઇલેક્ટ્રોન-હોલ સંક્રમણ પર આધારિત છે. જો તમને આ વિશે વધુ જાણવામાં રસ હોય, તો તમે એક ઉત્તમ વિડિઓ જોઈ શકો છો જે ટ્રાંઝિસ્ટરની કામગીરીને સરળથી જટિલ સુધી વર્ણવે છે. જે વર્ષ સુધી વિડિયો બનાવવામાં આવ્યો હતો તે વર્ષ સુધીમાં મૂંઝવણમાં ન પડો - ત્યારથી ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો બદલાયા નથી, અને સામગ્રીને એટલી સારી રીતે રજૂ કરતી નવી વિડિઓ મળી શકી નથી:

ટ્રાંઝિસ્ટરના પ્રકાર

બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર

બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર નબળા લોડને નિયંત્રિત કરવા માટે રચાયેલ છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઓછી-પાવર મોટર્સ અને સર્વો). તે હંમેશા ત્રણ આઉટપુટ ધરાવે છે:

કલેક્ટર - એક ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પૂરું પાડવામાં આવે છે, જે ટ્રાંઝિસ્ટર નિયંત્રિત કરે છે

• આધાર - ટ્રાન્ઝિસ્ટર ખોલવા અથવા બંધ કરવા માટે વર્તમાન પૂરો પાડવામાં આવે છે અથવા બંધ કરવામાં આવે છે

ઉત્સર્જક (અંગ્રેજી: emitter) - ટ્રાંઝિસ્ટરનું "આઉટપુટ" આઉટપુટ. કલેક્ટર અને આધારમાંથી તેમાંથી કરંટ વહે છે.

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટર વર્તમાન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. આધારને જેટલો વધુ પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે છે, તેટલો વધુ પ્રવાહ કલેક્ટરથી ઉત્સર્જક તરફ વહેશે. ટ્રાન્ઝિસ્ટરના પાયા પર ઉત્સર્જકથી કલેક્ટર સુધીના વર્તમાન પસાર થવાના ગુણોત્તરને ગેઇન કહેવામાં આવે છે. તરીકે સૂચિત hfe (અંગ્રેજી સાહિત્યમાં તેને ગેઇન કહે છે).

ઉદાહરણ તરીકે, જો hfe= 150, અને 0.2 એમએ બેઝમાંથી પસાર થાય છે, પછી ટ્રાન્ઝિસ્ટર પોતાના દ્વારા મહત્તમ 30 એમએ પસાર કરશે. જો 25 mA (જેમ કે LED) દોરતું ઘટક જોડાયેલ હોય, તો તેને 25 mA આપવામાં આવશે. જો એક ઘટક જે 150 mA ડ્રો કરે છે તે જોડાયેલ છે, તો તે માત્ર મહત્તમ 30 mA સાથે પ્રદાન કરવામાં આવશે. સંપર્ક માટેના દસ્તાવેજીકરણ પ્રવાહો અને વોલ્ટેજના મહત્તમ અનુમતિપાત્ર મૂલ્યો સૂચવે છે આધાર-> ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર -> ઉત્સર્જક . આ મૂલ્યોને ઓળંગવાથી ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઓવરહિટીંગ અને નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે.

રમુજી ચિત્રો:

NPN અને PNP બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર

ધ્રુવીય ટ્રાન્ઝિસ્ટરના 2 પ્રકાર છે: NPNઅને પીએનપી. તેઓ સ્તરોના ફેરબદલમાં અલગ પડે છે. N (નેગેટિવમાંથી) એ એક સ્તર છે જેમાં વધુ પડતું નેગેટિવ ચાર્જ કેરિયર્સ (ઇલેક્ટ્રોન), P (પોઝિટિવમાંથી) એ એક સ્તર છે જેમાં વધુ પડતા પોઝિટિવ ચાર્જ કેરિયર્સ (છિદ્રો) હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો વિશે વધુ માહિતી ઉપરની વિડિઓમાં વર્ણવેલ છે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું વર્તન સ્તરોના ફેરબદલ પર આધારિત છે. ઉપરોક્ત એનિમેશન બતાવે છે NPNટ્રાન્ઝિસ્ટર IN પીએનપીટ્રાંઝિસ્ટર કંટ્રોલ એ બીજી રીતે છે - જ્યારે બેઝ ગ્રાઉન્ડ થાય છે ત્યારે ટ્રાંઝિસ્ટરમાંથી પ્રવાહ વહે છે અને જ્યારે કરંટ બેઝમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે અવરોધિત થાય છે. ડાયાગ્રામમાં બતાવ્યા પ્રમાણે પીએનપીઅને NPNતીરની દિશામાં અલગ પડે છે. તીર હંમેશા થી સંક્રમણ તરફ નિર્દેશ કરે છે એનપ્રતિ પી:

ડાયાગ્રામમાં NPN (ડાબે) અને PNP (જમણે) ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું હોદ્દો

ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટર વધુ સામાન્ય છે કારણ કે તે વધુ કાર્યક્ષમ છે.

ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાંઝિસ્ટર

ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર તેમની આંતરિક રચનામાં બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરથી અલગ પડે છે. એમઓએસ ટ્રાંઝિસ્ટર કલાપ્રેમી ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સૌથી સામાન્ય છે. એમઓએસ એ મેટલ-ઓક્સાઇડ-કન્ડક્ટરનું ટૂંકું નામ છે. અંગ્રેજીમાં તે જ: મેટલ-ઓક્સાઇડ-સેમિકન્ડક્ટર ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, સંક્ષિપ્તમાં MOSFET. એમઓએસ ટ્રાંઝિસ્ટર તમને ટ્રાંઝિસ્ટરના પ્રમાણમાં નાના કદ સાથે ઉચ્ચ શક્તિઓને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. ટ્રાન્ઝિસ્ટર વોલ્ટેજ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, વર્તમાનથી નહીં. ટ્રાંઝિસ્ટર ઇલેક્ટ્રિકલ દ્વારા નિયંત્રિત હોવાથી ક્ષેત્ર, ટ્રાન્ઝિસ્ટરને તેનું નામ મળ્યું - ક્ષેત્રરડવું

ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ઓછામાં ઓછા 3 ટર્મિનલ હોય છે:

ડ્રેઇન - તેના પર ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, જેને તમે નિયંત્રિત કરવા માંગો છો

ગેટ - ટ્રાંઝિસ્ટરને નિયંત્રિત કરવા માટે તેના પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે

સ્ત્રોત - જ્યારે ટ્રાંઝિસ્ટર "ખુલ્લું" હોય ત્યારે તેમાંથી પ્રવાહ વહે છે.

ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાંઝિસ્ટર સાથે એનિમેશન હોવું જોઈએ, પરંતુ તે ટ્રાન્ઝિસ્ટરના સ્કીમેટિક ડિસ્પ્લે સિવાય બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરથી કોઈપણ રીતે અલગ નહીં હોય, તેથી ત્યાં કોઈ એનિમેશન હશે નહીં.

એન ચેનલ અને પી ચેનલ ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર

ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરને પણ ઉપકરણ અને વર્તનના આધારે 2 પ્રકારોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. એન ચેનલજ્યારે ગેટ પર વોલ્ટેજ લાગુ થાય છે અને બંધ થાય છે ત્યારે (એન ચેનલ) ખુલે છે. જ્યારે કોઈ વોલ્ટેજ નથી. પી ચેનલ(P ચેનલ) બીજી રીતે કામ કરે છે: જ્યારે ગેટ પર કોઈ વોલ્ટેજ નથી, ત્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાંથી પ્રવાહ વહે છે. જ્યારે ગેટ પર વોલ્ટેજ લાગુ થાય છે, ત્યારે વર્તમાન બંધ થાય છે. ડાયાગ્રામમાં, ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરને સહેજ અલગ રીતે દર્શાવવામાં આવ્યા છે:

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટર સાથે સામ્યતા દ્વારા, ફીલ્ડ ટ્રાન્ઝિસ્ટર ધ્રુવીયતામાં અલગ પડે છે. એન-ચેનલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઉપર વર્ણવેલ હતું. તેઓ સૌથી સામાન્ય છે.

P-ચેનલ જ્યારે નિયુક્ત કરવામાં આવે ત્યારે તીરની દિશામાં અલગ હોય છે અને ફરીથી, "ઊંધી" વર્તણૂક ધરાવે છે.

એક ગેરસમજ છે કે ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર વૈકલ્પિક પ્રવાહને નિયંત્રિત કરી શકે છે. આ ખોટું છે. વૈકલ્પિક પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા માટે, રિલેનો ઉપયોગ કરો.

ડાર્લિંગ્ટન ટ્રાન્ઝિસ્ટર

ડાર્લિંગ્ટન ટ્રાન્ઝિસ્ટરને અલગ પ્રકારના ટ્રાન્ઝિસ્ટર તરીકે વર્ગીકૃત કરવું સંપૂર્ણપણે યોગ્ય નથી. જો કે, આ લેખમાં તેમનો ઉલ્લેખ ન કરવો અશક્ય છે. ડાર્લિંગ્ટન ટ્રાન્ઝિસ્ટર મોટાભાગે માઇક્રોસર્કિટના રૂપમાં જોવા મળે છે જેમાં ઘણા ટ્રાંઝિસ્ટરનો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ULN2003. ડાર્લિંગ્ટન ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઝડપથી ખોલવા અને બંધ કરવાની ક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (અને તેથી તમને તેની સાથે કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે) અને તે જ સમયે ઉચ્ચ પ્રવાહોનો સામનો કરે છે. તે કમ્પાઉન્ડ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો એક પ્રકાર છે અને બે અથવા ભાગ્યે જ, વધુ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું કાસ્કેડ જોડાણ એવી રીતે જોડાયેલું છે કે અગાઉના તબક્કાના ઉત્સર્જકમાંનો ભાર એ આગલા તબક્કાના ટ્રાન્ઝિસ્ટરના બેઝ-એમિટર જંકશન છે, જે છે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર કલેક્ટર્સ દ્વારા જોડાયેલા છે, અને ઇનપુટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું ઉત્સર્જક બેઝ ડે ઓફ સાથે જોડાયેલ છે. વધુમાં, પાછલા ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ઉત્સર્જકના પ્રતિકારક લોડનો ઉપયોગ સર્કિટના ભાગ તરીકે ક્લોઝિંગને ઝડપી બનાવવા માટે થઈ શકે છે. આવા જોડાણને એક ટ્રાન્ઝિસ્ટર તરીકે ગણવામાં આવે છે, જેનો વર્તમાન લાભ, જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર સક્રિય મોડમાં કાર્ય કરે છે, ત્યારે લગભગ તમામ ટ્રાંઝિસ્ટરના લાભના ઉત્પાદનની સમાન હોય છે.

ટ્રાંઝિસ્ટર કનેક્શન

તે કોઈ રહસ્ય નથી કે Arduino બોર્ડ 40 mA સુધીના મહત્તમ વર્તમાન સાથે આઉટપુટમાં 5 V નો વોલ્ટેજ સપ્લાય કરવામાં સક્ષમ છે. આ વર્તમાન શક્તિશાળી લોડને કનેક્ટ કરવા માટે પૂરતું નથી. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે LED સ્ટ્રીપ અથવા મોટરને સીધા આઉટપુટ સાથે કનેક્ટ કરવાનો પ્રયાસ કરો છો, તો તમને Arduino આઉટપુટને નુકસાન થવાની ખાતરી છે. શક્ય છે કે આખું બોર્ડ નિષ્ફળ જાય. વધુમાં, કેટલાક કનેક્ટેડ ઘટકોને ચલાવવા માટે 5V કરતાં વધુની જરૂર પડી શકે છે. ટ્રાન્ઝિસ્ટર આ બંને સમસ્યાઓનું નિરાકરણ કરે છે. તે મદદ કરશે, Arduino પિનમાંથી નાના પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીને, અલગ પાવર સપ્લાયમાંથી શક્તિશાળી પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા અથવા 5 V ના વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરશે (સૌથી નબળા ટ્રાંઝિસ્ટરમાં પણ ભાગ્યે જ મહત્તમ વોલ્ટેજ 50 V ની નીચે હોય છે) . ઉદાહરણ તરીકે, મોટરને કનેક્ટ કરવાનું વિચારો:

ઉપરના ચિત્રમાં, મોટર એક અલગ પાવર સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલ છે. મોટરના સંપર્ક અને મોટર માટે પાવર સપ્લાય વચ્ચે, અમે એક ટ્રાન્ઝિસ્ટર મૂક્યું છે, જેને કોઈપણ Arduino ડિજિટલ પિનનો ઉપયોગ કરીને નિયંત્રિત કરવામાં આવશે. જ્યારે આપણે કંટ્રોલર આઉટપુટમાંથી કંટ્રોલર આઉટપુટ પર HIGH સિગ્નલ લાગુ કરીએ છીએ, ત્યારે ટ્રાંઝિસ્ટર ખોલવા માટે અમે ખૂબ જ નાનો પ્રવાહ લઈશું, અને એક મોટો પ્રવાહ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાંથી વહેશે અને નિયંત્રકને નુકસાન કરશે નહીં. Arduino પિન અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરના આધાર વચ્ચે સ્થાપિત રેઝિસ્ટર પર ધ્યાન આપો. માઇક્રોકન્ટ્રોલર - ટ્રાન્ઝિસ્ટર - ગ્રાઉન્ડ રૂટ સાથે વહેતા પ્રવાહને મર્યાદિત કરવા અને શોર્ટ સર્કિટને રોકવા માટે તે જરૂરી છે. અગાઉ સૂચવ્યા મુજબ, Arduino પિનમાંથી મહત્તમ પ્રવાહ 40 mA છે. તેથી, આપણને ઓછામાં ઓછા 125 ઓહ્મ (5V/0.04A=125 ઓહ્મ) ના રેઝિસ્ટરની જરૂર પડશે. તમે સુરક્ષિત રીતે 220 ઓહ્મ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરી શકો છો. વાસ્તવમાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટર દ્વારા જરૂરી પ્રવાહ મેળવવા માટે આધારને પૂરો પાડવો આવશ્યક વર્તમાનને ધ્યાનમાં રાખીને રેઝિસ્ટરને પસંદ કરવું જોઈએ. સાચા રેઝિસ્ટરને પસંદ કરવા માટે, તમારે ગેઇન ફેક્ટરને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે ( hfe).

મહત્વપૂર્ણ!! જો તમે અલગ પાવર સપ્લાયમાંથી શક્તિશાળી લોડને કનેક્ટ કરો છો, તો તમારે લોડ પાવર સપ્લાયના ગ્રાઉન્ડ ("માઈનસ") અને આર્ડુનોના ગ્રાઉન્ડ ("GND" પિન) ને ભૌતિક રીતે કનેક્ટ કરવાની જરૂર છે. નહિંતર, તમે ટ્રાંઝિસ્ટરને નિયંત્રિત કરી શકશો નહીં.

ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાંઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ગેટ પર વર્તમાન મર્યાદિત રેઝિસ્ટરની જરૂર નથી. ટ્રાન્ઝિસ્ટર ફક્ત વોલ્ટેજ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે અને ગેટમાંથી કોઈ પ્રવાહ વહેતો નથી.

- ટ્રાંઝિસ્ટરના બે મુખ્ય પ્રકારોમાંથી એક, ત્રણ-ઇલેક્ટ્રોડ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણના સ્વરૂપમાં ઉત્પાદિત. આમાંના દરેક વાહકમાં n-વાહકતા (અશુદ્ધતા) અથવા p-વાહકતા (છિદ્ર) સાથે ક્રમિક રીતે ગોઠવાયેલા સ્તરો હોય છે. આમ, n-p-n અથવા p-n-p પ્રકારના બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર રચાય છે.

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ત્રણ ઇલેક્ટ્રોડ અનુક્રમે ત્રણ વાહક સ્તરોમાંના દરેક સાથે જોડાયેલા છે.

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરના સંચાલનની ક્ષણે, ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો દ્વારા વહન કરવામાં આવતા વિવિધ પ્રકારના ચાર્જનું એક સાથે ટ્રાન્સફર થાય છે. એટલે કે, તેમાં બે પ્રકારના ચાર્જ સામેલ છે, તેથી જ આ ટ્રાન્ઝિસ્ટરને "દ્વિધ્રુવી" ("bi" નો અર્થ "બે") કહેવામાં આવે છે.

ફિગ. 1: બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર ડિઝાઇન.

મધ્યમ સ્તર સાથે જોડાયેલા ઇલેક્ટ્રોડને "બેઝ" તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. બે સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોડને "કલેક્ટર" અને "એમિટર" કહેવામાં આવે છે. આ બે ચેનલો વાહકતા પ્રકારમાં સમાન છે. જો કે, જરૂરી લાક્ષણિકતાઓ સાથે ઉપકરણ મેળવવા માટે, ઉત્સર્જક સાથે જોડાયેલ સ્તરને અશુદ્ધિઓ સાથે વધુ ડોપ કરવામાં આવે છે, અને કલેક્ટર સાથે જોડાયેલ સ્તર ઊલટું છે. પરિણામે, અનુમતિપાત્ર કલેક્ટર વોલ્ટેજ વધે છે. રિવર્સ વોલ્ટેજના સ્તરને ધ્યાનમાં લેવું કે જેના પર એમિટર જંકશનનું ભંગાણ થાય છે તે એટલું મહત્વનું નથી, કારણ કે ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટને એસેમ્બલ કરવા માટે, સામાન્ય રીતે ઇમિટર પીએન જંકશનમાં ફોરવર્ડ બાયસવાળા મોડેલ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે સર્કિટને વ્યવહારીક રીતે કંડક્ટરમાં ફેરવે છે. અન્ય વસ્તુઓની સાથે, ડોપેડ એમિટર લેયર લઘુમતી વાહકોને કેન્દ્રીય વાહક સ્તરમાં સંક્રમણની સુવિધા આપે છે, જે CB (સામાન્ય આધાર) સર્કિટમાં વર્તમાન રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા વધારવામાં મદદ કરે છે.

ઉપરાંત, સંશોધિત ડિઝાઇનમાં, કલેક્ટર p-n જંકશન એમિટર જંકશન કરતાં કદમાં નોંધપાત્ર રીતે મોટું છે. આ પરિમાણ બેઝ લેયરમાંથી આવતા લઘુમતી કેરિયર્સના સંગ્રહમાં સુધારો કરવાની અને ટ્રાન્સમિશન ગુણાંકમાં વધારો કરવાની જરૂરિયાતને કારણે છે.

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું પ્રદર્શન બેઝ લેયરની જાડાઈ પર આધારિત છે: તે જેટલું ગાઢ છે, તેટલું ધીમું સમગ્ર સર્કિટ કાર્ય કરે છે. પરંતુ આ સ્તરને અત્યંત પાતળું પણ કરી શકાતું નથી. જેમ જેમ જાડાઈમાં ઘટાડો થાય છે તેમ, લઘુમતી વાહકોને બેઝ લેયરના શરીરમાંથી પસાર થવા માટે જરૂરી સમયગાળો પણ ઘટે છે, પરંતુ તે જ સમયે મહત્તમ કલેક્ટર વોલ્ટેજમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે. તેથી, આ બંને અસાધારણ ઘટનાઓને ધ્યાનમાં રાખીને યોગ્ય આધાર કદની પસંદગી હાથ ધરવામાં આવે છે.

ઉપકરણ અને ઓપરેશનનું સિદ્ધાંત

ફિગ. 2: ક્રોસ સેક્શનમાં પ્લાનર બાયપોલર એનપીએન ટ્રાન્ઝિસ્ટર

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ખૂબ જ પ્રથમ મોડેલો મેટલ જર્મેનિયમ (સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી) નો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવ્યા હતા. હાલમાં, સિંગલ-ક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન અને સિંગલ-ક્રિસ્ટલાઇન ગેલિયમ આર્સેનાઇડનો ઉપયોગ આ હેતુઓ માટે થાય છે.

ફિગ. 3: સિલિકોન અને ગેલિયમ આર્સેનાઇડના સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ

ગેલિયમ આર્સેનાઇડનો ઉપયોગ કરતા સૌથી ઝડપી કાર્યકારી ઉપકરણો છે. આ કારણોસર, તેઓ મોટાભાગે અલ્ટ્રા-હાઇ-સ્પીડ લોજિક સર્કિટ અને માઇક્રોવેવ એમ્પ્લીફાયર સર્કિટના ઘટકો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ઉપર જણાવ્યા મુજબ, દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરની રચનામાં વિવિધ સ્તરોના ડોપિંગ સાથે ઉત્સર્જક, આધાર અને કલેક્ટર સ્તરોનો સમાવેશ થાય છે, અને દરેક સ્તર તેના પોતાના ઇલેક્ટ્રોડ સાથે જોડાયેલ હોય છે, જે ઓહ્મિક (બિન-રેક્ટિફાઇંગ) સંપર્ક દ્વારા રજૂ થાય છે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટરના હળવા ડોપેડ બેઝ લેયરમાં ઉચ્ચ સ્તરનું ઓહ્મિક પ્રતિકાર હોય છે.

જ્યારે ઉત્સર્જક-બેઝ અને કલેક્ટર-બેઝ સંપર્કોને સહસંબંધિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે નોંધી શકાય છે કે પ્રથમ કદમાં બીજા કરતા હલકી ગુણવત્તાવાળા છે.

આ ડિઝાઇન નીચેના મુદ્દાઓને કારણે છે:

• એક મોટું કલેક્ટર-બેઝ જંકશન તમને બેઝમાંથી કલેક્ટર સુધી ટ્રાન્સફર કરવામાં આવતા લઘુમતી ચાર્જ કેરિયર્સ (MCC) ની સંખ્યામાં વધારો કરવાની મંજૂરી આપે છે;
• સક્રિય કામગીરીના સમયે, KB જંકશન વિપરીત પૂર્વગ્રહની સ્થિતિમાં કામ કરે છે, જે કલેક્ટર જંકશન વિસ્તારમાં મજબૂત ગરમીનું નિર્માણ કરે છે, તેથી, તેની ગરમી દૂર કરવામાં સુધારો કરવા માટે, વિસ્તાર વધારવો પડશે.

આમ, "આદર્શ" સપ્રમાણ દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટર ફક્ત સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓમાં જ દેખાય છે, અને સિદ્ધાંતને વ્યવહારિક ધોરણે સ્થાનાંતરિત કરવું એ દર્શાવે છે કે જે મોડેલોમાં સપ્રમાણતા નથી તે ઉચ્ચતમ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે.

સક્રિય એમ્પ્લીફિકેશન મોડમાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઇ-જંકશનના આગળના પૂર્વગ્રહમાંથી પસાર થાય છે (તે ખુલ્લું બને છે), અને K-જંકશનના વિપરીત પૂર્વગ્રહ (તે બંધ થઈ જાય છે). વિપરીત પરિસ્થિતિમાં, જ્યારે ઇ-જંકશન બંધ થાય છે અને K-જંકશન ખુલે છે, ત્યારે બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઊલટું ચાલુ થાય છે.

જો આપણે n-p-n પ્રકારના ટ્રાન્ઝિસ્ટરની કામગીરીની પ્રક્રિયાને વધુ વિગતવાર ધ્યાનમાં લઈએ, તો સૌ પ્રથમ આપણે મુખ્ય NC (ચાર્જ કેરિયર્સ) ના E-B જંકશન સાથેના ઉત્સર્જક સ્તરથી બેઝ લેયરમાં સંક્રમણનું અવલોકન કરીએ છીએ. ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા રજૂ કરાયેલા કેટલાક NS આધારમાં છિદ્રો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જે બંને ચાર્જના તટસ્થીકરણ અને ઊર્જાના સહવર્તી પ્રકાશન તરફ દોરી જાય છે. જો કે, બેઝ લેયર એકદમ પાતળું અને થોડું ડોપેડ છે, આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાના કુલ સમયને વધારે છે, તેથી ઘણી મોટી સંખ્યામાં ઉત્સર્જક એનસી કલેક્ટર લેયરમાં ઘૂસી જવાનું સંચાલન કરે છે. વધુમાં, વિસ્થાપિત કલેક્ટર જંકશન દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ ફોર્સની અસર થાય છે. આ બળ માટે આભાર, બેઝ લેયરમાંથી દોરેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.

પરિણામે, કલેક્ટર કરંટનું મૂલ્ય બેઝ લેયરમાં થતા નુકસાનને બાદ કરતા ઉત્સર્જક વર્તમાનની લગભગ સમાન છે, જે બેઝ કરંટની જ ગણતરી કરે છે. કલેક્ટર વર્તમાનના મૂલ્યની ગણતરી કરવા માટે, સૂત્રનો ઉપયોગ થાય છે:

જ્યાં Ik એ કલેક્ટર કરંટ છે, એટલે કે એમીટર કરંટ છે, α એ એમિટર કરંટ ટ્રાન્સફર ગુણાંક છે.

ગુણાંક α મૂલ્યોની શ્રેણી 0.9 થી 0.99 સુધી બદલાય છે. મોટા મૂલ્યો ટ્રાન્ઝિસ્ટર દ્વારા વર્તમાનના વધુ કાર્યક્ષમ ટ્રાન્સમિશન માટે પરવાનગી આપે છે. K-B અને B-E સંક્રમણો કયા વોલ્ટેજ દર્શાવે છે તેના દ્વારા α નું મૂલ્ય નિર્ધારિત થતું નથી. પરિણામે, ઘણા ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ વિકલ્પોની શરતો હેઠળ, Ik અને Ib વચ્ચે પ્રમાણસર સંબંધ જાળવવામાં આવે છે. આ પ્રમાણસરતાના ગુણાંકને શોધવા માટે, સૂત્રનો ઉપયોગ થાય છે:

β = α/(1 − α).

β મૂલ્યો 10-100 સુધીની હોઈ શકે છે. આના પરથી આપણે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે મોટા કલેક્ટર પ્રવાહના સંચાલનને નિયંત્રિત કરવા માટે, પાયા પર ઓછા પ્રવાહ સાથે કરવું શક્ય છે.

બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટરની ક્રિયાના ક્રમની વિવિધતા

સામાન્ય સક્રિય મોડ

લાક્ષણિકતા:

1. ઓપન એમિટર-બેઝ પ્રદેશ (ફોરવર્ડ બાયસ);
2. બંધ કલેક્ટર-બેઝ પ્રદેશ (વિપરીત પૂર્વગ્રહ);
3. ઉત્સર્જક-બેઝ પ્રદેશમાં હકારાત્મક વોલ્ટેજ સ્તર;
4. કલેક્ટર-બેઝ પ્રદેશમાં નકારાત્મક વોલ્ટેજ સ્તર.

પોઈન્ટ 3 અને 4 pnp ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે આપવામાં આવે છે. n-p-n સ્ટ્રક્ચરવાળા મૉડલ્સ માટે, લાક્ષણિકતા આનાથી વિપરીત હશે.

વ્યસ્ત સક્રિય મોડ

લાક્ષણિકતા:

1. ઉત્સર્જક જંકશન પર વિપરીત પૂર્વગ્રહ;
2. કલેક્ટર જંકશન પર સીધો પક્ષપાત.

બાકીના બિંદુઓ સામાન્ય સક્રિય મોડ માટે સમાન છે.

સંતૃપ્તિ મોડ

લાક્ષણિકતા:

1. બાહ્ય સ્ત્રોતો સાથે ઇ-જંકશન અને કે-જંકશનનું જોડાણ;
2. ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર જંકશનનો સીધો પૂર્વગ્રહ;
3. બાહ્ય સ્ત્રોતોના વિદ્યુત ક્ષેત્રને કારણે પ્રસરેલા વિદ્યુત ક્ષેત્રનું નબળું પડવું;
4. સંભવિત અવરોધના સ્તરમાં ઘટાડો, જે મુખ્ય NCs ના પ્રસરણના નિયંત્રણના નબળા પડવા તરફ દોરી જશે, તેમજ ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર પ્રદેશોમાંથી બેઝ પ્રદેશમાં મોટી સંખ્યામાં છિદ્રોના વિસ્થાપન તરફ દોરી જશે.

છેલ્લા બિંદુના પરિણામે, ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર સંતૃપ્તિ પ્રવાહોની રચના થાય છે (એટલે ​​​​કે અને Ik.s.)

સમાન મોડમાં, "સંતૃપ્તિ વોલ્ટેજ" નો ખ્યાલ K-E સંક્રમણ પર દેખાય છે. તેના માટે આભાર, તમે ખુલ્લા ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે વોલ્ટેજ ડ્રોપની ડિગ્રી નક્કી કરી શકો છો. એ જ રીતે, B-E જંકશન માટે સંતૃપ્તિ વોલ્ટેજ ઘટાડેલા વિભાગ માટે વોલ્ટેજ ડ્રોપની ડિગ્રી નક્કી કરે છે.

કટ-ઓફ મોડ

લાક્ષણિકતા:

• K- પ્રદેશમાં વિપરીત પૂર્વગ્રહ;
• કોઈપણ દિશામાં ઇ-જંકશનનું વિસ્થાપન, જો કે તે થ્રેશોલ્ડ મૂલ્ય કરતાં વધુ ન હોય જે ઉત્સર્જક દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનના ઉત્સર્જનની પ્રક્રિયાની શરૂઆતને બેઝ લેયરમાં મર્યાદિત કરે છે.

સિલિકોન બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરના કિસ્સામાં આપેલ સૂચકનું સ્તર 0.6-0.7 વોલ્ટ સુધી પહોંચે છે, જેનો અર્થ છે કે કટઓફ મોડ આધાર પર શૂન્ય પ્રવાહ પર અથવા EB જંકશન પર 0.7 વોલ્ટ કરતા ઓછા વોલ્ટેજ સ્તર પર શક્ય છે.

અવરોધ મોડ

લાક્ષણિકતા:

• બેઝ સેગમેન્ટ અને કલેક્ટર વચ્ચેનું જોડાણ ટૂંકું છે, અથવા નાના-કદના રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને;
• એક રેઝિસ્ટર કલેક્ટર અથવા એમિટર સર્કિટ સાથે જોડાયેલ છે જેથી તે ટ્રાન્ઝિસ્ટર તત્વ દ્વારા વર્તમાન સેટ કરી શકે.

પ્રસ્તુત મોડમાં ઓપરેશન સેમિકન્ડક્ટર ટ્રાયોડને વર્તમાન-સેટિંગ રેઝિસ્ટર સાથે શ્રેણી જોડાણ સાથે ડાયોડના એનાલોગમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ યોજના અનુસાર બનેલા કાસ્કેડમાં ઘટકોની સંખ્યા ઓછી છે અને તે ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણની લાક્ષણિકતાઓથી લગભગ સ્વતંત્ર છે.

જોડાણ યોજનાઓ

સ્વિચિંગ ટ્રાન્ઝિસ્ટર સર્કિટને લાક્ષણિકતા આપવા માટે, બે નોંધપાત્ર સૂચકાંકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે:

• વર્તમાન ગેઇન ફિક્સિંગ ગુણાંકનું મૂલ્ય, જે આઉટપુટ વર્તમાન (Iout) અને ઇનપુટ વર્તમાન (Iin) ના ગુણોત્તર દ્વારા ગણવામાં આવે છે;
• ઇનપુટ પ્રતિકાર (Rin) નું મૂલ્ય, જે ઇનપુટ વોલ્ટેજ (Uin) અને ઇનપુટ વર્તમાન (Iin) ના ગુણોત્તર દ્વારા ગણવામાં આવે છે.

સામાન્ય આધાર (CB) સાથે સ્વિચ ચાલુ કરી રહ્યાં છીએ

ફિગ. 4: OB સાથે એમ્પ્લીફાયર

લાક્ષણિકતા:

• એક સર્કિટ વેરિઅન્ટ જેમાં ઇનપુટ પર પ્રતિકાર સ્તર સૌથી નીચો અને આઉટપુટ સૌથી વધુ છે;
• α (વર્તમાન લાભ) 1 સુધી પહોંચે છે;
• મોટી કુ (વોલ્ટેજ ગેઇન) ધરાવે છે;
• ત્યાં કોઈ સિગ્નલ તબક્કો વ્યુત્ક્રમ નથી.

ગુણાંક α નક્કી કરવા માટે, કલેક્ટર વર્તમાન અને ઉત્સર્જક પ્રવાહના ગુણોત્તરની ગણતરી કરવી જરૂરી છે (બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઇનપુટ વર્તમાન અને આઉટપુટ વર્તમાનનો ગુણોત્તર).

ઇનપુટ રેઝિસ્ટન્સ રિન નક્કી કરવા માટે, તમારે ઇનપુટ વોલ્ટેજ અને ઇનપુટ કરંટ (બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, E-B જંકશન પર વોલ્ટેજનો ગુણોત્તર અને ઉત્સર્જક વર્તમાન) ના ગુણોત્તરની ગણતરી કરવી જોઈએ. OB સાથેના સર્કિટ માટે આ પરિમાણનું મૂલ્ય મહત્તમ 100 ઓહ્મ સુધી પહોંચે છે (લો-પાવર બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટરમાં).

OB સાથે સ્વિચિંગ સર્કિટનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદા

• સારું તાપમાન અને આવર્તન મૂલ્ય;
• અનુમતિપાત્ર તણાવનું ઉચ્ચ સ્તર.

OB સાથે સ્વિચિંગ સર્કિટનો ઉપયોગ કરવાના ગેરફાયદા

• વર્તમાન એમ્પ્લીફિકેશનની નજીવી ડિગ્રી (કારણ કે ગુણાંક α નું મૂલ્ય એકતા સુધી પહોંચતું નથી);
• ઓછી ઇનપુટ અવબાધ;
• ઓપરેશન બે અલગ અલગ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતો દ્વારા આપવામાં આવે છે.

સામાન્ય ઉત્સર્જક જોડાણ (CE)

લાક્ષણિકતા:

• આઉટપુટ વર્તમાન કલેક્ટર વર્તમાનને અનુલક્ષે છે;
• ઇનપુટ વર્તમાન બેઝ વર્તમાનને અનુલક્ષે છે;
• ઇનપુટ વોલ્ટેજ B-E જંકશન પરના વોલ્ટેજને અનુરૂપ છે;

આપેલ સર્કિટ માટે ગુણાંક β (વર્તમાન ગેઇન) ની ગણતરી આઉટપુટ કરંટ અને ઇનપુટ કરંટ (કલેક્ટર કરંટ થી બેઝ કરંટ; કલેક્ટર કરંટ થી ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર કરંટ વચ્ચેના તફાવત) ના ગુણોત્તર દ્વારા કરી શકાય છે.

ઇનપુટ રેઝિસ્ટન્સ (રિન) નક્કી કરવા માટે, ઇનપુટ વોલ્ટેજ અને ઇનપુટ વર્તમાનના ગુણોત્તરની ગણતરી કરવામાં આવે છે (B-E જંકશન પર વોલ્ટેજ અને આધાર પર વર્તમાન).

• ગુણાંક β નું મોટું મૂલ્ય;
• ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ગેઇન;
• ઉચ્ચતમ પાવર ગેઇન સ્તર;
• માત્ર એક પાવર સ્ત્રોતનો ઉપયોગ થાય છે;
• આઉટપુટ વોલ્ટેજ ઊંધી છે (ઇનપુટને સંબંધિત).

OE સાથે સ્વિચિંગ સર્કિટનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદા

• OB સાથે સ્વિચિંગ સર્કિટની તુલનામાં તાપમાન અને આવર્તન મૂલ્યો ખૂબ ઓછા છે.

સામાન્ય કલેક્ટર સાથે સ્વિચ ચાલુ કરવું (ઓકે)

લાક્ષણિકતા:

• આઉટપુટ વર્તમાન એમીટર વર્તમાનને અનુરૂપ છે;
• ઇનપુટ વર્તમાન બેઝ એરિયામાં વર્તમાન મૂલ્યને અનુરૂપ છે;
• ઇનપુટ વોલ્ટેજ B-K જંકશન પરના વોલ્ટેજને અનુરૂપ છે;
• આઉટપુટ વોલ્ટેજ K-E જંકશન પરના વોલ્ટેજને અનુરૂપ છે.

β સૂચકની ગણતરી આઉટપુટ વર્તમાન અને ઇનપુટ વર્તમાનના ગુણોત્તર દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે (એમિટર પ્રદેશમાં વર્તમાન અને આધાર ક્ષેત્રમાં વર્તમાન; ઉત્સર્જક પ્રદેશમાં વર્તમાન E અને K વર્તમાન વચ્ચેના તફાવત માટે).

ઇનપુટ પર પ્રતિકારનું પ્રમાણ ઇનપુટ પરના વોલ્ટેજ અને ઇનપુટ પરના વર્તમાનના ગુણોત્તર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે (બેઝ પર વર્તમાન સૂચક માટે B-E અને C-E જંકશન પરના વોલ્ટેજના સરવાળાનો ગુણોત્તર).

આ પ્રકારના જોડાણ સાથેના સર્કિટને ઉત્સર્જક અનુયાયી કહેવામાં આવે છે.

ઓકે સાથે સ્વિચિંગ સર્કિટના સંચાલનના ફાયદા

• ઇનપુટ પ્રતિકારનું નોંધપાત્ર સ્તર;
• નીચા આઉટપુટ પ્રતિકાર.

ઓકે સાથે ઓપરેટિંગ સ્વિચિંગ સર્કિટના ગેરફાયદા

• વોલ્ટેજ ગેઇનને દર્શાવતા સૂચકનું મૂલ્ય એકતા સુધી પહોંચતું નથી.

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે નોંધપાત્ર સૂચકાંકો

• વર્તમાન ટ્રાન્સમિશનને દર્શાવતા સૂચકનું મૂલ્ય;
• આઉટપુટ પ્રતિકાર સ્તર;
• આઉટપુટ વાહકતા મૂલ્ય;
• વિપરીત K-E પ્રવાહની તીવ્રતા;
• ચાલુ કરવા માટે જરૂરી સમય;
• બેઝ કરંટના પ્રસારણને દર્શાવતા સૂચકની મર્યાદિત આવર્તનનું સ્તર;
• કલેક્ટર વિસ્તારમાં વિપરીત પ્રવાહની તીવ્રતા;
• મહત્તમ અનુમતિપાત્ર વર્તમાન મૂલ્ય;
• વર્તમાનના પ્રસારણને દર્શાવતા સૂચકની મર્યાદિત આવર્તનનું સ્તર (OE સાથેના સર્કિટ માટે).

બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટરના નિર્ધારિત ગુણોનું બે મુખ્ય જૂથોમાં વિભાજન છે. પરિમાણોનું પ્રથમ જૂથ ટ્રાન્ઝિસ્ટરના સંચાલન દરમિયાન દેખાતા સંકેતોની સૂચિને વ્યાખ્યાયિત કરે છે, પરંતુ ઉપયોગમાં લેવાતા જોડાણના પ્રકાર પર આધાર રાખતા નથી. આમાં શામેલ છે:

• વર્તમાન ગેઇન ઇન્ડેક્સનું મૂલ્ય α;
• કુલ ઉત્સર્જક પ્રતિકાર;
• કુલ કલેક્ટર પ્રતિકાર;
• ત્રાંસી દિશામાં આધાર પર પ્રતિકાર મૂલ્ય.

જો આપણે બીજા જૂથના પરિમાણો વિશે વાત કરીએ, તો તેઓ ઉપયોગમાં લેવાતા સ્વિચિંગ સર્કિટ અનુસાર બદલાય છે. વધુમાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટર ગુણધર્મોની રેખીયતાના અભાવને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે, તેથી ગૌણ લાક્ષણિકતાઓની સૂચિ ફક્ત નીચા-સ્તરની ફ્રીક્વન્સીઝ અને નીચા-કંપનવિસ્તાર કઠોળ પર લાગુ કરી શકાય છે.

ગૌણ પરિમાણો ગણવામાં આવે છે:

• ઇનપુટ પ્રતિકાર સ્તર;
• વોલ્ટેજ પ્રતિસાદ દર્શાવતા સૂચકનું મૂલ્ય;
• વર્તમાન ટ્રાન્સફર સૂચકનું મૂલ્ય;
• આઉટપુટ વાહકતા સ્તર.

ઉપરોક્ત મુદ્દાઓ ઉપરાંત, તે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે ઉચ્ચ આવર્તન કેપેસિટીન્સમાં ઘટાડો, વર્તમાન શક્તિમાં ઘટાડો અને ગુણાંક α અને β ના મૂલ્યોમાં અનુગામી ઘટાડો દર્શાવે છે. આવર્તન સૂચક કે જે α અને β માં 3 dB દ્વારા ઘટાડો કરે છે તેને મર્યાદિત તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે.

અરજીના ક્ષેત્રો

સેમિકન્ડક્ટર ટ્રાયોડ્સ બનાવવા માટે વાપરી શકાય છે:

• એમ્પ્લીફાયર્સ, એમ્પ્લીફિકેશન સ્ટેજ;
• સિગ્નલ જનરેટર;
• મોડ્યુલેટર્સ;
• ડિમોડ્યુલેટર્સ (ડિટેક્ટર);
• ઇન્વર્ટર (લોજિકલ તત્વો), વગેરે.

વધારાની માહિતી http://www.aistsoft.ru/ પર મળી શકે છે. AIST સિસ્ટમ એ વિશિષ્ટ માહિતી (તકનીકી વર્ણનો, પાસપોર્ટ, રેખાંકનો, પ્રમાણપત્રો, વગેરે) માટેનો એક મોટો ડેટા સ્ત્રોત છે.

ટિપ્પણીઓ લખો, લેખમાં ઉમેરાઓ, કદાચ હું કંઈક ચૂકી ગયો. એક નજર નાખો, જો તમને મારા પર કંઈક બીજું ઉપયોગી જણાય તો મને આનંદ થશે.

ઈલેક્ટ્રોનિક્સ આપણને દરેક જગ્યાએ ઘેરી લે છે. પરંતુ આ આખી વસ્તુ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે વિશે લગભગ કોઈ વિચારતું નથી. તે વાસ્તવમાં એકદમ સરળ છે. આ બરાબર છે જે આપણે આજે બતાવવાનો પ્રયત્ન કરીશું. ચાલો ટ્રાંઝિસ્ટર જેવા મહત્વના તત્વથી શરૂઆત કરીએ. અમે તમને કહીશું કે તે શું છે, તે શું કરે છે અને ટ્રાંઝિસ્ટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર શું છે?

ટ્રાન્ઝિસ્ટર- ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા માટે રચાયેલ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર ક્યાં વપરાય છે? હા બધે! ટ્રાંઝિસ્ટર વિના લગભગ કોઈ આધુનિક વિદ્યુત સર્કિટ કરી શકતું નથી. તેઓ કમ્પ્યુટર સાધનો, ઑડિઓ અને વિડિઓ સાધનોના ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

વખત જ્યારે સોવિયેત માઇક્રોકિરકિટ્સ વિશ્વમાં સૌથી મોટા હતા, પસાર થઈ ગયા છે, અને આધુનિક ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું કદ ખૂબ નાનું છે. આમ, નાનામાં નાના ઉપકરણો કદમાં નેનોમીટરના ક્રમમાં છે!

કન્સોલ નેનો-દસથી માઈનસ નવમી ઘાતના ક્રમનું મૂલ્ય દર્શાવે છે.

જો કે, એવા વિશાળ નમુનાઓ પણ છે જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઉર્જા અને ઉદ્યોગના ક્ષેત્રોમાં થાય છે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટરના વિવિધ પ્રકારો છે: દ્વિધ્રુવી અને ધ્રુવીય, પ્રત્યક્ષ અને વિપરીત વહન. જો કે, આ ઉપકરણોનું સંચાલન સમાન સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. ટ્રાંઝિસ્ટર એ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ છે. જેમ જાણીતું છે, સેમિકન્ડક્ટરમાં ચાર્જ કેરિયર્સ ઇલેક્ટ્રોન અથવા છિદ્રો છે.

અધિક ઇલેક્ટ્રોન સાથેનો પ્રદેશ અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે n(નકારાત્મક), અને છિદ્ર વાહકતા ધરાવતો પ્રદેશ છે પી(હકારાત્મક).

ટ્રાન્ઝિસ્ટર કેવી રીતે કામ કરે છે?

બધું ખૂબ જ સ્પષ્ટ કરવા માટે, ચાલો કાર્ય જોઈએ બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર (સૌથી વધુ લોકપ્રિય પ્રકાર).

(ત્યારબાદ ફક્ત ટ્રાંઝિસ્ટર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) એ સેમિકન્ડક્ટર ક્રિસ્ટલ છે (મોટાભાગે ઉપયોગમાં લેવાય છે) સિલિકોનઅથવા જર્મનિયમ), વિવિધ વિદ્યુત વાહકતા સાથે ત્રણ ઝોનમાં વિભાજિત. તે મુજબ ઝોનના નામ આપવામાં આવ્યા છે કલેક્ટર, પાયોઅને ઉત્સર્જક. ટ્રાંઝિસ્ટરનું ઉપકરણ અને તેની યોજનાકીય રજૂઆત નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે

આગળ અને વિપરીત વહન ટ્રાન્ઝિસ્ટરને અલગ કરો. P-n-p ટ્રાન્ઝિસ્ટરને આગળ વહન ટ્રાન્ઝિસ્ટર કહેવામાં આવે છે, અને n-p-n ટ્રાન્ઝિસ્ટરને રિવર્સ વહન ટ્રાન્ઝિસ્ટર કહેવામાં આવે છે.

હવે ટ્રાંઝિસ્ટરના બે ઓપરેટિંગ મોડ વિશે વાત કરીએ. ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું સંચાલન પાણીના નળ અથવા વાલ્વના ઓપરેશન જેવું જ છે. માત્ર પાણીને બદલે વિદ્યુત પ્રવાહ છે. ટ્રાંઝિસ્ટરની બે સંભવિત સ્થિતિઓ છે - ઓપરેટિંગ (ટ્રાન્ઝિસ્ટર ખુલ્લું) અને બાકીની સ્થિતિ (ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંધ).

તેનો અર્થ શું છે? જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંધ થાય છે, ત્યારે તેમાંથી કોઈ પ્રવાહ વહેતો નથી. ખુલ્લી સ્થિતિમાં, જ્યારે બેઝ પર એક નાનો કંટ્રોલ કરંટ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ટ્રાંઝિસ્ટર ખુલે છે અને એમિટર-કલેક્ટરમાંથી મોટો પ્રવાહ વહેવા લાગે છે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ભૌતિક પ્રક્રિયાઓ

અને હવે બધું શા માટે આ રીતે થાય છે તે વિશે વધુ, એટલે કે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર શા માટે ખુલે છે અને બંધ થાય છે. ચાલો બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર લઈએ. રહેવા દો n-p-nટ્રાન્ઝિસ્ટર

જો તમે કલેક્ટર અને ઉત્સર્જક વચ્ચે પાવર સ્ત્રોતને જોડો છો, તો કલેક્ટરના ઇલેક્ટ્રોન હકારાત્મક તરફ આકર્ષિત થવાનું શરૂ કરશે, પરંતુ કલેક્ટર અને ઉત્સર્જક વચ્ચે કોઈ પ્રવાહ હશે નહીં. આ બેઝ લેયર અને એમિટર લેયર દ્વારા અવરોધાય છે.

જો તમે આધાર અને ઉત્સર્જક વચ્ચે વધારાના સ્ત્રોતને જોડો છો, તો ઉત્સર્જકના n પ્રદેશમાંથી ઇલેક્ટ્રોન પાયાના પ્રદેશમાં પ્રવેશવાનું શરૂ કરશે. પરિણામે, આધાર વિસ્તાર મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનથી સમૃદ્ધ થશે, જેમાંથી કેટલાક છિદ્રો સાથે ફરીથી સંયોજિત થશે, કેટલાક આધારના વત્તા તરફ વહેશે, અને કેટલાક (મોટા ભાગના) કલેક્ટરમાં જશે.

આમ, ટ્રાંઝિસ્ટર ખુલ્લું હોવાનું બહાર આવ્યું છે, અને તેમાં ઉત્સર્જક-કલેક્ટર પ્રવાહ વહે છે. જો બેઝ વોલ્ટેજ વધે છે, તો કલેક્ટર-એમિટર વર્તમાન પણ વધશે. તદુપરાંત, નિયંત્રણ વોલ્ટેજમાં નાના ફેરફાર સાથે, કલેક્ટર-એમિટર દ્વારા વર્તમાનમાં નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળે છે. તે આ અસર પર છે કે એમ્પ્લીફાયર્સમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું સંચાલન આધારિત છે.

તે, ટૂંકમાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેનો સાર છે. બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને રાતોરાત પાવર એમ્પ્લીફાયરની ગણતરી કરવાની જરૂર છે, અથવા ટ્રાંઝિસ્ટરની કામગીરીનો અભ્યાસ કરવા માટે પ્રયોગશાળામાં કામ કરવાની જરૂર છે? જો તમે અમારા વિદ્યાર્થી સેવા નિષ્ણાતોની મદદનો ઉપયોગ કરો છો તો શિખાઉ માણસ માટે પણ આ સમસ્યા નથી.

અભ્યાસ જેવી મહત્વની બાબતોમાં વ્યાવસાયિક મદદ લેવામાં અચકાશો નહીં! અને હવે જ્યારે તમને ટ્રાન્ઝિસ્ટર વિશે પહેલેથી જ ખ્યાલ છે, અમે સૂચન કરીએ છીએ કે તમે આરામ કરો અને કોર્ન “ટ્વિસ્ટેડ ટ્રાન્ઝિસ્ટર” દ્વારા વિડિઓ જુઓ! ઉદાહરણ તરીકે, તમે પત્રવ્યવહાર વિદ્યાર્થીનો સંપર્ક કરવાનું નક્કી કરો છો.

બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર એલોય સામગ્રીમાંથી બનેલા હોય છે અને તે બે પ્રકારના હોઈ શકે છે - NPN અને PNP. ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ત્રણ ટર્મિનલ હોય છે જેને ઉત્સર્જક (E), આધાર (B) અને કલેક્ટર (K) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. નીચેની આકૃતિ NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટર બતાવે છે જ્યાં, મુખ્ય ઓપરેટિંગ મોડ્સ (સક્રિય, સંતૃપ્તિ, કટઓફ) માં, કલેક્ટર પાસે હકારાત્મક સંભવિત છે, ઉત્સર્જક નકારાત્મક છે, અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરની સ્થિતિને નિયંત્રિત કરવા માટે આધારનો ઉપયોગ થાય છે.

આ લેખમાં સેમિકન્ડક્ટર્સના ભૌતિકશાસ્ત્રની ચર્ચા કરવામાં આવશે નહીં, જો કે, તે ઉલ્લેખનીય છે કે દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ત્રણ અલગ ભાગો હોય છે, જે બે p-n જંકશન દ્વારા અલગ પડે છે. PNP ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં એક N પ્રદેશ હોય છે જે બે P પ્રદેશોથી અલગ પડે છે:

NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં બે N પ્રદેશો વચ્ચે સેન્ડવિચ કરેલ એક P પ્રદેશ હોય છે:

N અને P પ્રદેશો વચ્ચેના જંક્શનો માં જંકશન જેવા જ હોય ​​છે, અને તે ફોરવર્ડ બાયસ્ડ અથવા રિવર્સ બાયસ્ડ p-n જંકશન પણ હોઈ શકે છે. આ ઉપકરણો ડિસ્પ્લેસમેન્ટના પ્રકાર પર આધાર રાખીને વિવિધ મોડમાં કાર્ય કરી શકે છે:

• કટ-ઓફ: સ્વિચ કરતી વખતે આ મોડમાં કામ પણ થાય છે. ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર વચ્ચે કોઈ પ્રવાહ વહેતો નથી, વ્યવહારીક રીતે "ઓપન સર્કિટ", એટલે કે, "સંપર્ક ખુલ્લો છે".
• સક્રિય મોડ: ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લીફાયર સર્કિટમાં કાર્ય કરે છે. આ મોડમાં, તેની લાક્ષણિકતા લગભગ રેખીય છે. ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર વચ્ચે પ્રવાહ વહે છે, જેની તીવ્રતા ઉત્સર્જક અને આધાર વચ્ચેના પૂર્વગ્રહ (નિયંત્રણ) વોલ્ટેજના મૂલ્ય પર આધારિત છે.
• સંતૃપ્તિ: સ્વિચ કરતી વખતે કામ કરે છે. એમિટર અને કલેક્ટર વચ્ચે વ્યવહારીક રીતે "શોર્ટ સર્કિટ" છે, એટલે કે, "સંપર્ક બંધ છે."
• વ્યસ્ત સક્રિય મોડ: સક્રિય મોડની જેમ, ટ્રાન્ઝિસ્ટર પ્રવાહ પાયાના પ્રવાહના પ્રમાણસર હોય છે, પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં વહે છે. ખૂબ જ ભાગ્યે જ વપરાય છે.

NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં, કલેક્ટરથી ઉત્સર્જક સુધી પ્રવાહ બનાવવા માટે કલેક્ટરને હકારાત્મક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે. PNP ટ્રાંઝિસ્ટરમાં, ઉત્સર્જકમાંથી કલેક્ટર સુધી પ્રવાહ બનાવવા માટે ઉત્સર્જક પર હકારાત્મક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે. NPN માં, કલેક્ટર (K) થી ઉત્સર્જક (E) તરફ પ્રવાહ વહે છે:

અને PNP માં, પ્રવાહ ઉત્સર્જકથી કલેક્ટર તરફ વહે છે:

તે સ્પષ્ટ છે કે PNP અને NPN માં વર્તમાન અને વોલ્ટેજ ધ્રુવીયતાની દિશાઓ હંમેશા એકબીજાની વિરુદ્ધ હોય છે. NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટરને સામાન્ય ટર્મિનલ્સની તુલનામાં હકારાત્મક ધ્રુવીયતા સાથે સપ્લાયની જરૂર હોય છે, અને PNP ટ્રાન્ઝિસ્ટરને નકારાત્મક પુરવઠાની જરૂર હોય છે.

PNP અને NPN લગભગ સમાન રીતે કામ કરે છે, પરંતુ ધ્રુવીયતાને કારણે તેમના મોડ અલગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, NPN ને સેચ્યુરેશન મોડમાં મૂકવા માટે, U B U K અને U E કરતા ઊંચો હોવો જોઈએ. નીચે તેમના વોલ્ટેજના આધારે ઓપરેટિંગ મોડ્સનું સંક્ષિપ્ત વર્ણન છે:

કોઈપણ દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો મૂળભૂત ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત એમિટર અને કલેક્ટર વચ્ચેના પ્રવાહના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા માટે આધાર પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવાનો છે. NPN અને PNP ટ્રાન્ઝિસ્ટરના સંચાલન સિદ્ધાંત સમાન છે. માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે તેમના N-P-N અને P-N-P જંકશન પર લાગુ થતા વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા, એટલે કે એમિટર-બેઝ-કલેક્ટર.