एक प्रकार का तीन-इलेक्ट्रोड अर्धचालक उपकरण द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर है। स्विचिंग सर्किट उनकी चालकता (छेद या इलेक्ट्रॉनिक) और उनके द्वारा किए जाने वाले कार्यों पर निर्भर करते हैं।
ट्रांजिस्टर समूहों में विभाजित हैं:
ट्रांजिस्टर की बाहरी और भीतरी परतें लीड इलेक्ट्रोड से जुड़ी होती हैं, जिन्हें क्रमशः एमिटर, कलेक्टर और बेस कहा जाता है।
एमिटर और कलेक्टर एक दूसरे से अलग नहीं होते हैंचालकता के प्रकार, लेकिन बाद वाले दोषों के साथ डोपिंग की डिग्री बहुत कम है। यह अनुमेय आउटपुट वोल्टेज में वृद्धि सुनिश्चित करता है।
आधार, जो मध्य परत है, में एक बड़ा हैप्रतिरोध, चूंकि यह हल्के से डोप किए गए अर्धचालक से बना है। इसमें कलेक्टर के साथ एक महत्वपूर्ण संपर्क क्षेत्र है, जो संक्रमण के रिवर्स पूर्वाग्रह के कारण उत्पन्न गर्मी को हटाने में सुधार करता है, और अल्पसंख्यक वाहकों - इलेक्ट्रॉनों के पारित होने की सुविधा भी देता है। इस तथ्य के बावजूद कि संक्रमण परतें एक ही सिद्धांत पर आधारित हैं, ट्रांजिस्टर एक असंतुलित उपकरण है। एक ही चालकता के साथ चरम परतों के स्थानों को बदलते समय, सेमीकंडक्टर डिवाइस के समान मापदंडों को प्राप्त करना असंभव है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर स्विचिंग सर्किट सक्षम हैंइसे दो अवस्थाओं में रखें: यह खुला या बंद हो सकता है। सक्रिय मोड में, जब ट्रांजिस्टर चालू होता है, तो जंक्शन के उत्सर्जक पक्षपात को आगे की दिशा में किया जाता है। इस पर स्पष्ट रूप से विचार करने के लिए, उदाहरण के लिए, n-p-n प्रकार के सेमीकंडक्टर ट्रायोड पर, वोल्टेज इसे स्रोतों से लागू किया जाना चाहिए, जैसा कि नीचे की आकृति में दिखाया गया है।
दूसरे कलेक्टर जंक्शन पर सीमा हैबंद, और इसके माध्यम से कोई प्रवाह नहीं होना चाहिए। लेकिन व्यवहार में, विपरीत एक दूसरे को संक्रमण की निकटता और उनके पारस्परिक प्रभाव के कारण होता है। चूंकि बैटरी का "माइनस" उत्सर्जक से जुड़ा होता है, इसलिए खुला जंक्शन इलेक्ट्रॉनों को बेस ज़ोन में प्रवेश करने की अनुमति देता है, जहां वे आंशिक रूप से छेद के साथ पुनर्संयोजन करते हैं - मुख्य वाहक। आधार वर्तमान Iख... यह जितना मजबूत होता है, आनुपातिक रूप से आउटपुट वर्तमान से अधिक होता है। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर एम्पलीफायर इस सिद्धांत पर काम करते हैं।
केवल आधार के माध्यम से प्रसार होता है।इलेक्ट्रॉनों की गति, चूंकि विद्युत क्षेत्र की कोई क्रिया नहीं होती है। नगण्य परत की मोटाई (माइक्रोन) और नकारात्मक रूप से चार्ज कणों के एकाग्रता ढाल के बड़े मूल्य के कारण, उनमें से लगभग सभी कलेक्टर क्षेत्र में आते हैं, हालांकि आधार प्रतिरोध काफी अधिक है। वहाँ वे संक्रमण विद्युत क्षेत्र द्वारा खींचे जाते हैं, जिससे उनके सक्रिय हस्तांतरण की सुविधा होती है। कलेक्टर और उत्सर्जक धाराएं व्यावहारिक रूप से एक-दूसरे के बराबर होती हैं, यदि हम आधार में पुनर्संयोजन के कारण लगाए गए आवेगों के नुकसान की उपेक्षा करते हैं: Iएह = औरख + मैंको.
ऑपरेटिंग मोड अलग-अलग होते हैंसर्किट को कैसे इकट्ठा किया जाता है। संकेत को प्रत्येक मामले के लिए दो बिंदुओं पर लागू और हटाया जाना चाहिए, और केवल तीन टर्मिनल उपलब्ध हैं। इसलिए यह इस प्रकार है कि एक इलेक्ट्रोड को इनपुट और आउटपुट से एक साथ होना चाहिए। यह किसी भी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को चालू करता है। समावेशन योजनाएँ: OB, OE और OK
एक आम कलेक्टर के साथ एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने की योजना: संकेत प्रतिरोध आर के लिए जाता हैएल, जो कलेक्टर सर्किट में भी शामिल है। इस कनेक्शन को कॉमन कलेक्टर सर्किट कहा जाता है।
यह विकल्प केवल वर्तमान लाभ पैदा करता है। एमिटर फॉलोअर का लाभ एक बड़े इनपुट प्रतिरोध (10-500 kOhm) का निर्माण है, जिससे चरणों का मिलान करना आसान हो जाता है।
एक सामान्य आधार के साथ एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने की योजना: इनपुट सिग्नल सी के माध्यम से आता है1, और प्रवर्धन के बाद आउटपुट कलेक्टर सर्किट में हटा दिया जाता है, जहां बेस इलेक्ट्रोड आम है। इस मामले में, एक वोल्टेज लाभ एक ओई के साथ काम करने के समान बनाया जाता है।
नुकसान इनपुट (30-100 ओम) का कम प्रतिरोध है, और ओबी के साथ सर्किट का उपयोग एक थरथरानवाला के रूप में किया जाता है।
कई मामलों में जहां द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, स्विचिंग सर्किट मुख्य रूप से एक सामान्य एमिटर के साथ बनाया जाता है। आपूर्ति वोल्टेज को पुल-अप रोकनेवाला आर के माध्यम से आपूर्ति की जाती हैएल, और बाहरी बिजली की आपूर्ति का नकारात्मक ध्रुव उत्सर्जक से जुड़ा है।
इनपुट से एक वैकल्पिक संकेत एमिटर और बेस इलेक्ट्रोड (वी) में जाता हैसंस्थान), और कलेक्टर सर्किट में यह मूल्य में बड़ा हो जाता है (वीसीई)। मुख्य सर्किट तत्व: ट्रांजिस्टर, रोकनेवाला आरएल और एक बाहरी संचालित एम्पलीफायर आउटपुट सर्किट। सहायक: संधारित्र सी1, जो कि लागू इनपुट सिग्नल के सर्किट में डायरेक्ट करंट के मार्ग को रोकता है, और रेसिस्टर को आर1जिसके माध्यम से ट्रांजिस्टर खुलता है।
कलेक्टर सर्किट में, ट्रांजिस्टर के आउटपुट पर वोल्टेज और प्रतिरोध आर के पारएल साथ में EMF: V के मान के बराबर हैंसीसी = औरसीपीएल + वीसीई.
इस प्रकार, एक छोटा संकेत वीसंस्थान इनपुट पर, स्थिरांक की भिन्नता का नियमनियंत्रित ट्रांजिस्टर कनवर्टर के उत्पादन में वैकल्पिक वोल्टेज को आपूर्ति वोल्टेज। सर्किट इनपुट वर्तमान में 20-100 गुना, और वोल्टेज - 10-200 बार वृद्धि प्रदान करता है। तदनुसार, शक्ति भी बढ़ जाती है।
सर्किट का नुकसान: कम इनपुट प्रतिरोध (500-1000 ओम)। इस कारण से, प्रवर्धन चरणों के गठन में समस्याएं हैं। उत्पादन प्रतिबाधा 2-20 kΩ है।
नीचे दिए गए चित्र बताते हैं कि कैसेद्विध्रुवी ट्रांजिस्टर। यदि कोई अतिरिक्त उपाय नहीं किया जाता है, तो बाहरी प्रभाव जैसे ओवरहीटिंग और सिग्नल आवृत्ति उनके प्रदर्शन को बहुत प्रभावित करेगी। इसके अलावा, एमिटर ग्राउंडिंग आउटपुट पर हार्मोनिक विरूपण बनाता है। ऑपरेशन की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, सर्किट में फीडबैक, फिल्टर आदि जुड़े हुए हैं। इस मामले में, लाभ कम हो जाता है, लेकिन डिवाइस अधिक कुशल हो जाता है।
ट्रांजिस्टर का कार्य जुड़ा वोल्टेज के मूल्य से प्रभावित होता है। ऑपरेशन के सभी तरीके दिखाए जा सकते हैं यदि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर एक सामान्य एमिटर के साथ स्विच करने के लिए पहले प्रस्तुत सर्किट लागू किया जाता है।
यह मोड तब बनता है जब वोल्टेज मान Vहोना 0.7 V तक घट जाती है। इस मामले में, एमिटर जंक्शन बंद हो जाता है, और कलेक्टर वर्तमान अनुपस्थित है, क्योंकि आधार में कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं हैं। इस प्रकार, ट्रांजिस्टर बंद है।
यदि पर्याप्त वोल्टेज को आधार पर लागू किया जाता है,ट्रांजिस्टर खोलने के लिए, एक छोटा इनपुट करंट दिखाई देता है और एक बढ़ा हुआ आउटपुट, लाभ के परिमाण पर निर्भर करता है। तब ट्रांजिस्टर एक एम्पलीफायर के रूप में कार्य करेगा।
मोड ट्रांजिस्टर में सक्रिय मोड से भिन्न होता हैपूरी तरह से खुलता है और कलेक्टर वर्तमान अधिकतम संभव मूल्य तक पहुंचता है। इसकी वृद्धि केवल आउटपुट सर्किट में लागू ईएमएफ या लोड को बदलकर प्राप्त की जा सकती है। जब आधार करंट बदलता है, तो कलेक्टर करंट नहीं बदलता है। संतृप्ति मोड को इस तथ्य की विशेषता है कि ट्रांजिस्टर बेहद खुला है, और यहां यह राज्य पर एक स्विच के रूप में कार्य करता है। कट-ऑफ और संतृप्ति मोड के संयोजन के दौरान द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए सर्किट उनकी मदद से इलेक्ट्रॉनिक कुंजी बनाने के लिए संभव बनाते हैं।
ऑपरेशन के सभी मोड ग्राफ़ में दिखाए गए आउटपुट विशेषताओं की प्रकृति पर निर्भर करते हैं।
यदि ओई के साथ द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए एक सर्किट इकट्ठा किया जाता है, तो उन्हें स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया जा सकता है।
यदि हम निर्देशांक और एब्सिस के कुल्हाड़ियों पर डालते हैं तो अधिकतम संभव कलेक्टर वर्तमान और आपूर्ति वोल्टेज वी के मूल्य के अनुरूप सेगमेंटसीसी, और फिर उनके सिरों को एक दूसरे से जोड़ते हैं, आपको एक लोड लाइन (लाल) मिलती है। यह अभिव्यक्ति द्वारा वर्णित है: मैंसी = (वीसीसी - वीसीई) / आरसी... आंकड़े से यह निम्नानुसार है कि ऑपरेटिंग बिंदु जो कलेक्टर वर्तमान I को निर्धारित करता हैसी और वोल्टेज वीसीई, बढ़ते बेस I के साथ नीचे से ऊपर तक लोड लाइन के साथ शिफ्ट होगाएटी.
V अक्ष के बीच का क्षेत्रसीई और पहली आउटपुट विशेषता (छायांकित), जहां मैंएटी = 0, कटऑफ मोड की विशेषता है। इस मामले में, रिवर्स वर्तमान Iसी नगण्य है, और ट्रांजिस्टर बंद है।
बिंदु पर सबसे ऊपर की विशेषता प्रत्यक्ष लोड के साथ एक चौराहे, जिसके बाद, I में और वृद्धि के साथएटी कलेक्टर वर्तमान में कोई परिवर्तन नहीं करता है। ग्राफ पर संतृप्ति क्षेत्र I अक्ष के बीच छायांकित क्षेत्र हैसी और सबसे अच्छे लक्षण।
ट्रांजिस्टर चर या निरंतर संकेतों के साथ इनपुट सर्किट में प्रवेश करता है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर: स्विचिंग सर्किट, एम्पलीफायर
अधिकांश भाग के लिए, ट्रांजिस्टर के रूप में कार्य करता हैएम्पलीफायर। इनपुट पर एक वैकल्पिक संकेत इसके आउटपुट करंट में बदलाव की ओर ले जाता है। यहां आप ओके या ओई के साथ योजनाएं लागू कर सकते हैं। सिग्नल को आउटपुट सर्किट में लोड की आवश्यकता होती है। आमतौर पर आउटपुट कलेक्टर सर्किट में एक रोकनेवाला स्थापित किया जाता है। यदि सही ढंग से चुना गया है, तो आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज से बहुत अधिक होगा।
एम्पलीफायर का संचालन समय आरेखों पर स्पष्ट रूप से दिखाई देता है।
जब स्पंदित संकेतों को परिवर्तित किया जाता है, तो मोड साइनसॉइडल वाले के लिए समान रहता है। उनके हार्मोनिक घटकों के परिवर्तन की गुणवत्ता ट्रांजिस्टर की आवृत्ति विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जाती है।
स्विच मोड ऑपरेशन
ट्रांजिस्टर स्विच के लिए डिज़ाइन किए गए हैंबिजली के सर्किट में संपर्क के बिना स्विचिंग। सिद्धांत ट्रांजिस्टर के प्रतिरोध में एक चरणबद्ध बदलाव है। द्विध्रुवी प्रकार प्रमुख डिवाइस आवश्यकताओं के लिए काफी उपयुक्त है।
सेमीकंडक्टर तत्व सर्किट में उपयोग किए जाते हैंविद्युत संकेतों को परिवर्तित करना। सार्वभौमिक क्षमताएं और एक बड़ा वर्गीकरण द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के व्यापक उपयोग की अनुमति देता है। कनेक्शन आरेख उनके कार्यों और ऑपरेटिंग मोड को निर्धारित करते हैं। बहुत कुछ विशेषताओं पर भी निर्भर करता है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए बुनियादी सर्किट इनपुट संकेतों को बढ़ाते हैं, उत्पन्न करते हैं और विद्युत सर्किट भी स्विच करते हैं।
