બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર શું છે અને કયા સ્વિચિંગ સર્કિટ અસ્તિત્વમાં છે

રેડિયો ઈલેક્ટ્રોનિક્સમાં સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો (SS) નો ઉપયોગ વ્યાપક છે. આને કારણે, વિવિધ ઉપકરણોના પરિમાણોમાં ઘટાડો થયો છે. દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરને વ્યાપક એપ્લિકેશન પ્રાપ્ત થઈ છે, કેટલીક વિશેષતાઓને લીધે તેની કાર્યક્ષમતા સાદા ફિલ્ડ-ઈફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર કરતા વધુ વ્યાપક છે. તે શા માટે જરૂરી છે અને કઈ પરિસ્થિતિઓમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે તે સમજવા માટે, તેના ઓપરેશનના સિદ્ધાંત, કનેક્શન પદ્ધતિઓ અને વર્ગીકરણને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે.

ઉપકરણ અને ઓપરેશનનું સિદ્ધાંત

ટ્રાન્ઝિસ્ટર એ ઇલેક્ટ્રોનિક સેમિકન્ડક્ટર છે જેમાં 3 ઇલેક્ટ્રોડનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી એક નિયંત્રણ છે. દ્વિધ્રુવી પ્રકારનું ટ્રાન્ઝિસ્ટર 2 પ્રકારના ચાર્જ કેરિયર્સની હાજરીમાં ધ્રુવીય ટ્રાન્ઝિસ્ટરથી અલગ પડે છે (નકારાત્મક અને હકારાત્મક).

નકારાત્મક ચાર્જ એ ઇલેક્ટ્રોન છે જે સ્ફટિક જાળીના બાહ્ય શેલમાંથી મુક્ત થાય છે. પ્રકાશિત ઇલેક્ટ્રોનની જગ્યાએ હકારાત્મક પ્રકારનો ચાર્જ અથવા છિદ્રો રચાય છે.

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટર (બીટી) નું ઉપકરણ તેની વૈવિધ્યતા હોવા છતાં એકદમ સરળ છે. તેમાં વાહક પ્રકારના 3 સ્તરોનો સમાવેશ થાય છે: ઉત્સર્જક (E), આધાર (B) અને કલેક્ટર (K).

ઉત્સર્જક (લેટિનમાંથી "રીલીઝ કરવા") એ સેમિકન્ડક્ટર જંકશનનો એક પ્રકાર છે જેનું મુખ્ય કાર્ય આધારમાં ચાર્જ ઇન્જેક્ટ કરવાનું છે. કલેક્ટર (લેટિન "કલેક્ટર" માંથી) નો ઉપયોગ ઉત્સર્જકના શુલ્ક મેળવવા માટે થાય છે. આધાર નિયંત્રણ ઇલેક્ટ્રોડ છે.

ઉત્સર્જક અને કલેક્ટર સ્તરો લગભગ સમાન છે, પરંતુ પીસીબીની લાક્ષણિકતાઓને સુધારવા માટે અશુદ્ધિઓ ઉમેરવાની ડિગ્રીમાં અલગ છે. અશુદ્ધિઓના ઉમેરાને ડોપિંગ કહેવામાં આવે છે. કલેક્ટર લેયર (સીએલ) માટે, કલેક્ટર વોલ્ટેજ (યુકે) વધારવા માટે ડોપિંગ નબળી રીતે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. રિવર્સ સ્વીકાર્ય બ્રેકડાઉન U ને વધારવા અને બેઝ લેયરમાં વાહકોના ઇન્જેક્શનને સુધારવા માટે (વર્તમાન ટ્રાન્સફર ગુણાંક વધે છે - Kt). વધુ પ્રતિકાર (R) પ્રદાન કરવા માટે બેઝ લેયરને થોડું ડોપ કરવામાં આવે છે.

આધાર અને ઉત્સર્જક વચ્ચેનું સંક્રમણ K-B કરતા ક્ષેત્રફળમાં નાનું છે. ક્ષેત્રોમાં તફાવતને લીધે, Kt નો સુધારો થાય છે. PCB ની કામગીરી દરમિયાન, K-B સંક્રમણને વિપરીત પૂર્વગ્રહ સાથે ચાલુ કરવામાં આવે છે જેથી ગરમી Q ના જથ્થાના મુખ્ય અપૂર્ણાંકને છોડવામાં આવે, જે વિખરાઈ જાય છે અને સ્ફટિકને વધુ સારી રીતે ઠંડક પ્રદાન કરે છે.

BT ની ઝડપ આધાર સ્તર (BS) ની જાડાઈ પર આધાર રાખે છે. આ અવલંબન એ એક મૂલ્ય છે જે વ્યસ્ત પ્રમાણમાં બદલાય છે. ઓછી જાડાઈ સાથે - વધુ ઝડપ. આ નિર્ભરતા ચાર્જ કેરિયર્સની ફ્લાઇટના સમય સાથે સંબંધિત છે.જો કે, તે જ સમયે, યુકે ઘટે છે.

ઉત્સર્જક અને K વચ્ચે મજબૂત પ્રવાહ વહે છે, જેને વર્તમાન K (Ik) કહેવાય છે. E અને B વચ્ચે એક નાનો પ્રવાહ વહે છે - વર્તમાન B (Ib), જેનો ઉપયોગ નિયંત્રણ માટે થાય છે. જ્યારે Ib બદલાય છે, Ik બદલાય છે.

ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં બે p-n જંકશન છે: E-B અને K-B. જ્યારે મોડ સક્રિય હોય, ત્યારે E-B ફોરવર્ડ ટાઇપ બાયસ સાથે જોડાયેલ હોય છે, અને CB રિવર્સ બાયસ સાથે જોડાયેલ હોય છે. E-B સંક્રમણ ખુલ્લી સ્થિતિમાં હોવાથી, નકારાત્મક ચાર્જ (ઇલેક્ટ્રોન) B માં વહે છે. તે પછી, તેઓ છિદ્રો સાથે આંશિક રીતે ફરી જોડાય છે. જો કે, B ની ઓછી કાયદેસરતા અને જાડાઈને કારણે મોટાભાગના ઇલેક્ટ્રોન K-B સુધી પહોંચે છે.

BS માં, ઇલેક્ટ્રોન નાના ચાર્જ કેરિયર્સ છે, અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર તેમને K-B સંક્રમણને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે. Ib માં વધારા સાથે, E-B ઓપનિંગ વિસ્તરશે અને E અને K વચ્ચે વધુ ઇલેક્ટ્રોન ચાલશે. આ કિસ્સામાં, નીચા-કંપનવિસ્તાર સિગ્નલનું નોંધપાત્ર એમ્પ્લીફિકેશન થશે, કારણ કે Ik Ib કરતા વધારે છે.

દ્વિધ્રુવી પ્રકારના ટ્રાન્ઝિસ્ટરની કામગીરીના ભૌતિક અર્થને વધુ સરળતાથી સમજવા માટે, તેને એક સારા ઉદાહરણ સાથે સાંકળવું જરૂરી છે. એવું માનવું આવશ્યક છે કે પાણીને પમ્પ કરવા માટેનો પંપ એ પાવર સ્ત્રોત છે, પાણીનો નળ એક ટ્રાન્ઝિસ્ટર છે, પાણી Ik છે, નળના હેન્ડલના પરિભ્રમણની ડિગ્રી Ib છે. દબાણ વધારવા માટે, તમારે નિયંત્રણ ક્રિયા કરવા માટે - ટેપને સહેજ ફેરવવાની જરૂર છે. ઉદાહરણના આધારે, અમે સૉફ્ટવેરના સંચાલનના એક સરળ સિદ્ધાંતને સમાપ્ત કરી શકીએ છીએ.

જો કે, K-B સંક્રમણમાં U માં નોંધપાત્ર વધારો સાથે, અસર આયનીકરણ થઈ શકે છે, જે હિમપ્રપાત ચાર્જ ગુણાકારમાં પરિણમે છે.જ્યારે ટનલ અસર સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે આ પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રિકલ આપે છે, અને સમયના વધારા સાથે, થર્મલ બ્રેકડાઉન, જે પીપીને અક્ષમ કરે છે. કલેક્ટર આઉટપુટ દ્વારા વર્તમાનમાં નોંધપાત્ર વધારો થવાના પરિણામે ક્યારેક ઇલેક્ટ્રિકલ બ્રેકડાઉન વિના થર્મલ બ્રેકડાઉન થાય છે.

વધુમાં, જ્યારે U K-B અને E-B માં બદલાય છે, ત્યારે આ સ્તરોની જાડાઈ બદલાય છે, જો B પાતળો હોય, તો બંધ થવાની અસર થાય છે (તેને પંચર B પણ કહેવાય છે), જેમાં K-B અને E-B સંક્રમણો જોડાયેલા હોય છે. આ ઘટનાના પરિણામે, પીપી તેના કાર્યો કરવાનું બંધ કરે છે.

ઓપરેટિંગ મોડ્સ

બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર 4 મોડમાં કામ કરી શકે છે:

1. સક્રિય.
2. કટઓફ (RO).
3. સંતૃપ્તિ (PH).
4. અવરોધ (RB).

BT નો સક્રિય મોડ સામાન્ય (NAR) અને વ્યસ્ત (IAR) છે.

સામાન્ય સક્રિય મોડ

આ સ્થિતિમાં, U E-B જંકશન પર વહે છે, જે સીધો છે અને તેને E-B વોલ્ટેજ (Ue-b) કહેવામાં આવે છે. મોડને શ્રેષ્ઠ ગણવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ મોટાભાગની યોજનાઓમાં થાય છે. ટ્રાન્ઝિશન E બેઝ રિજનમાં ચાર્જ લગાવે છે, જે કલેક્ટર તરફ જાય છે. બાદમાં ચાર્જીસને વેગ આપે છે, બુસ્ટ અસર બનાવે છે.

વ્યસ્ત સક્રિય મોડ

આ મોડમાં, K-B સંક્રમણ ખુલ્લું છે. BT વિરુદ્ધ દિશામાં કામ કરે છે, એટલે કે, K માંથી હોલ ચાર્જ કેરિયર્સ ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે, B માંથી પસાર થાય છે. તેઓ E સંક્રમણ દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે. PP ના એમ્પ્લીફિકેશન ગુણધર્મો નબળા છે, અને આ સ્થિતિમાં BT નો ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે.

સંતૃપ્તિ મોડ

PH પર, બંને સંક્રમણો ખુલ્લા છે. જ્યારે E-B અને K-B આગળની દિશામાં બાહ્ય સ્ત્રોતો સાથે જોડાયેલા હોય, ત્યારે BT પ્રક્ષેપણ વાહનમાં કામ કરશે. E અને K જંકશનનું પ્રસરણ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા નબળું પડે છે, જે બાહ્ય સ્ત્રોતો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.આના પરિણામે, અવરોધ ક્ષમતામાં ઘટાડો થશે અને મુખ્ય ચાર્જ કેરિયર્સની પ્રસરેલી ક્ષમતાની મર્યાદા આવશે. E અને K થી B સુધીના છિદ્રોના ઇન્જેક્શન શરૂ થશે. આ મોડનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે એનાલોગ તકનીકમાં થાય છે, પરંતુ કેટલાક કિસ્સાઓમાં અપવાદો હોઈ શકે છે.

કટઓફ મોડ

આ સ્થિતિમાં, BT સંપૂર્ણપણે બંધ થઈ જાય છે અને વર્તમાનનું સંચાલન કરવામાં સક્ષમ નથી. જો કે, બીટીમાં નાના ચાર્જ કેરિયર્સનો નજીવો પ્રવાહ છે, જે નાના મૂલ્યો સાથે થર્મલ પ્રવાહો બનાવે છે. આ મોડનો ઉપયોગ ઓવરલોડ અને શોર્ટ સર્કિટ સામે વિવિધ પ્રકારના રક્ષણમાં થાય છે.

અવરોધ શાસન

BT આધાર K સાથે રેઝિસ્ટર દ્વારા જોડાયેલ છે. K અથવા E સર્કિટમાં એક રેઝિસ્ટરનો સમાવેશ થાય છે, જે BT દ્વારા વર્તમાન મૂલ્ય (I) સેટ કરે છે. BR નો ઉપયોગ મોટાભાગે સર્કિટમાં થાય છે, કારણ કે તે BT ને કોઈપણ આવર્તન પર અને મોટી તાપમાન શ્રેણી પર કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

સ્વિચિંગ સ્કીમ્સ

BT ના સાચા ઉપયોગ અને જોડાણ માટે, તમારે તેમનું વર્ગીકરણ અને પ્રકાર જાણવાની જરૂર છે. બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટરનું વર્ગીકરણ:

1. ઉત્પાદન સામગ્રી: જર્મેનિયમ, સિલિકોન અને આર્સેનિડોગેલિયમ.
2. ઉત્પાદન સુવિધાઓ.
3. વિખરાયેલી શક્તિ: ઓછી શક્તિ (0.25 W સુધી), મધ્યમ (0.25-1.6 W), શક્તિશાળી (1.6 W થી ઉપર).
4. મર્યાદિત આવર્તન: ઓછી-આવર્તન (2.7 MHz સુધી), મધ્ય-આવર્તન (2.7-32 MHz), ઉચ્ચ-આવર્તન (32-310 MHz), માઇક્રોવેવ (310 MHz થી વધુ).
5. કાર્યાત્મક હેતુ.

BT નો કાર્યાત્મક હેતુ નીચેના પ્રકારોમાં વહેંચાયેલો છે:

1. નોર્મલાઇઝ્ડ અને નોર્મલાઇઝ્ડ અવાજ આકૃતિ (NiNNKSh) સાથે ઓછી-આવર્તનવાળાને વિસ્તૃત કરવું.
2. NiNNKSh સાથે ઉચ્ચ-આવર્તન એમ્પ્લીફાઇંગ.
3. NiNNKSh સાથે માઇક્રોવેવને વિસ્તૃત કરી રહ્યું છે.
4. શક્તિશાળી ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ એમ્પ્લીફાઇંગ.
5. ઉચ્ચ અને અલ્ટ્રાહાઇ ફ્રીક્વન્સી સાથે જનરેટર.
6. લો-પાવર અને હાઇ-પાવર હાઇ-વોલ્ટેજ સ્વિચિંગ ઉપકરણો.
7. ઉચ્ચ U-મૂલ્યો માટે શક્તિશાળી સ્પંદનીય.

આ ઉપરાંત, આવા પ્રકારના બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર છે:

1. પી-એન-પી.
2. N-p-n.

બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટર પર સ્વિચ કરવા માટે 3 સર્કિટ છે, જેમાંના દરેકના પોતાના ફાયદા અને ગેરફાયદા છે:

1. જનરલ બી.
2. જનરલ ઇ.
3. જનરલ કે.

સામાન્ય આધાર (OB) સાથે સ્વિચ ચાલુ કરી રહ્યાં છીએ

સર્કિટ ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર લાગુ થાય છે, આવર્તન પ્રતિભાવનો શ્રેષ્ઠ ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. જ્યારે OE સાથે યોજના અનુસાર એક BT ને કનેક્ટ કરો, અને પછી OB સાથે, તેની કામગીરીની આવર્તન વધશે. આ કનેક્શન સ્કીમનો ઉપયોગ એન્ટેના-પ્રકારના એમ્પ્લીફાયર્સમાં થાય છે. ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર અવાજનું સ્તર ઓછું થાય છે.

ફાયદા:

1. શ્રેષ્ઠ તાપમાન અને વિશાળ આવર્તન શ્રેણી (f).
2. ઉચ્ચ મૂલ્ય Uk.

ખામીઓ:

1. લો હું ગેઇન.
2. ઓછું ઇનપુટ આર.

કોમન-એમિટર સ્વિચિંગ (CE)

જ્યારે આ સ્કીમ અનુસાર કનેક્ટ થાય છે, ત્યારે એમ્પ્લીફિકેશન U અને I માં થાય છે. સર્કિટને એક જ સ્ત્રોતમાંથી સંચાલિત કરી શકાય છે. પાવર એમ્પ્લીફાયર્સ (પી) માં ઘણી વખત વપરાય છે.

ફાયદા:

1. I, U, P માટે ઉચ્ચ લાભ.
2. એક વીજ પુરવઠો.
3. આઉટપુટ વેરીએબલ U ઇનપુટની તુલનામાં ઊંધુ છે.

તેમાં નોંધપાત્ર ગેરફાયદા છે: સૌથી નીચું તાપમાન સ્થિરતા અને આવર્તન લાક્ષણિકતાઓ જ્યારે OB સાથે જોડાયેલ હોય ત્યારે કરતાં વધુ ખરાબ હોય છે.

સામાન્ય કલેક્ટર સાથે સ્વિચ ચાલુ કરવું (ઓકે)

ઇનપુટ U સંપૂર્ણપણે ઇનપુટ પર ટ્રાન્સફર થાય છે, અને જ્યારે OE સાથે જોડાયેલ હોય ત્યારે Ki સમાન હોય છે, પરંતુ U માં તે ઓછું હોય છે.

આ પ્રકારના સ્વિચિંગનો ઉપયોગ ટ્રાન્ઝિસ્ટર પર બનેલા કાસ્કેડ સાથે અથવા ઉચ્ચ આઉટપુટ R (કન્ડેન્સર-પ્રકારનો માઇક્રોફોન અથવા પિકઅપ) ધરાવતા ઇનપુટ સિગ્નલ સ્ત્રોત સાથે થાય છે. ફાયદાઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: ઇનપુટનું મોટું મૂલ્ય અને નાનું આઉટપુટ R.ગેરલાભ એ નીચા U ગેઇન છે.

બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટરની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

બીટીની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:

1. મને ફાયદો થાય છે.
2. ઇનપુટ અને આઉટપુટ આર.
3. વિપરીત Ik-e.
4. ચાલુ કરવાનો સમય.
5. ટ્રાન્સમિશન ફ્રીક્વન્સી Ib.
6. વિપરીત Ik.
7. મહત્તમ I મૂલ્ય.

અરજીઓ

દ્વિધ્રુવી ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ માનવ પ્રવૃત્તિના તમામ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક છે. ઉપકરણની મુખ્ય એપ્લિકેશન એમ્પ્લીફિકેશન, વિદ્યુત સંકેતો બનાવવા અને સ્વિચ કરેલ તત્વ તરીકે સેવા આપવા માટેના ઉપકરણોમાં પ્રાપ્ત થઈ હતી. તેનો ઉપયોગ વિવિધ પાવર એમ્પ્લીફાયર્સમાં થાય છે, સામાન્ય અને સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયમાં, કમ્પ્યુટર તકનીકમાં U અને I ના મૂલ્યોને સમાયોજિત કરવાની ક્ષમતા સાથે.

વધુમાં, તેઓ વારંવાર ઓવરલોડ, યુ સર્જેસ અને શોર્ટ સર્કિટ સામે વિવિધ ગ્રાહક સુરક્ષા બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેઓ ખાણકામ અને ધાતુશાસ્ત્રના ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સમાન લેખો: