द्विध्रुव जंक्शन ट्रांजिस्टर कनेक्शन

द्विध्रुव जंक्शन ट्रांजिस्टर की परिभाषा

द्विध्रुव जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) एक तीन-टर्मिनल उपकरण है। यह एक एम्प्लीफायर या स्विच के रूप में कार्य कर सकता है, इसके लिए एक इनपुट सर्किट और एक आउटपुट सर्किट की आवश्यकता होती है। तीन टर्मिनलों के साथ इसके साथ काम करने के लिए, एक टर्मिनल दोनों इनपुट और आउटपुट के लिए सामान्य कनेक्शन के रूप में कार्य करता है। सामान्य टर्मिनल का चयन अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। ट्रांजिस्टर के तीन प्रकार के कनेक्शन होते हैं: सामान्य बेस, सामान्य इमिटर और सामान्य कलेक्टर।

• सामान्य बेस ट्रांजिस्टर

• सामान्य इमिटर ट्रांजिस्टर

• सामान्य कलेक्टर ट्रांजिस्टर।

यहाँ एक बात याद रखनी होगी कि ट्रांजिस्टर का जो भी कनेक्शन हो, लेकिन बेस-इमिटर जंक्शन को फोरवर्ड बायस्ड रखा जाना चाहिए और बेस-कलेक्टर जंक्शन को रिवर्स बायस्ड रखा जाना चाहिए।

BJT का सामान्य बेस कनेक्शन

यहाँ बेस टर्मिनल दोनों इनपुट और आउटपुट सर्किट के लिए सामान्य है। सामान्य बेस कॉन्फिगरेशन या मोड नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए हैं। यहाँ, npn ट्रांजिस्टर और pnp ट्रांजिस्टर का सामान्य बेस मोड अलग-अलग दिखाया गया है। यहाँ, इमिटर-बेस सर्किट को इनपुट सर्किट और कलेक्टर बेस सर्किट को आउटपुट सर्किट के रूप में लिया गया है।

धारा गेन

यहाँ इनपुट धारा इमिटर धारा IE है और आउटपुट धारा कलेक्टर धारा IC है। धारा गेन तब माना जाता है जब हम केवल सर्किट के डीसी बायस वोल्टेज को ध्यान में रखते हैं और इनपुट में कोई वैकल्पिक सिग्नल नहीं लगाया जाता है। अब अगर हम इनपुट में लगाए गए वैकल्पिक सिग्नल को ध्यान में रखें तो धारा विस्तारण गुणांक (α) निरंतर कलेक्टर-बेस वोल्टेज पर होगा, जो होगा

यहाँ यह देखा जाता है कि न तो धारा गेन और न धारा विस्तारण गुणांक का मान एक से अधिक हो सकता है क्योंकि कलेक्टर धारा किसी तरह से इमिटर धारा से अधिक नहीं हो सकती। लेकिन जैसा कि हम जानते हैं कि द्विध्रुव जंक्शन ट्रांजिस्टर में इमिटर धारा और कलेक्टर धारा लगभग बराबर होती है, ये अनुपात एक के बहुत करीब होंगे। इनका मान सामान्यतः 0.9 से 0.99 तक होता है।

कलेक्टर धारा का व्यंजक

यदि इमिटर सर्किट खुला है, तो कोई इमिटर धारा (IC = 0) नहीं होगी। लेकिन इस स्थिति में, कलेक्टर क्षेत्र में एक छोटी धारा बहेगी। यह कम संख्या वाले आवेश वाहकों के प्रवाह के कारण होता है और यह रिवर्स लीकेज धारा है। चूंकि यह धारा कलेक्टर और बेस से बहती है जब इमिटर टर्मिनल खुला होता है, इस धारा को ICBO द्वारा दर्शाया जाता है। छोटी शक्ति रेट के ट्रांजिस्टर में रिवर्स लीकेज धारा ICBO बहुत छोटी होती है और सामान्यतः, हम गणनाओं के दौरान इसे नगण्य मानते हैं लेकिन उच्च शक्ति रेट के ट्रांजिस्टर में यह लीकेज धारा नगण्य नहीं की जा सकती। यह धारा ताप पर बहुत निर्भर करती है तो उच्च ताप पर रिवर्स लीकेज धारा ICBO गणनाओं के दौरान नगण्य नहीं की जा सकती। यह व्यंजक साबित करता है कि कलेक्टर धारा भी बेस धारा पर निर्भर करती है।

सामान्य बेस कनेक्शन की विशेषताएँ

इनपुट विशेषता

यह ट्रांजिस्टर की इनपुट धारा और इनपुट वोल्टेज के बीच खींचा जाता है। इनपुट धारा इमिटर धारा (IE) है और इनपुट वोल्टेज इमिटर-बेस वोल्टेज (VEB) है। इमिटर-बेस जंक्शन फोरवर्ड बारियर पोटेंशियल से गुजरने के बाद इमिटर धारा (IE) इमिटर-बेस वोल्टेज (VEB) के बढ़ने के साथ तेजी से बढ़ना शुरू हो जाती है।

सर्किट का इनपुट प्रतिरोध इमिटर-बेस वोल्टेज (ΔV EB) के परिवर्तन और इमिटर धारा (ΔIE) के अनुपात को निरंतर कलेक्टर-बेस वोल्टेज (VCB = निरंतर) पर दर्शाया जाता है। चूंकि इमिटर धारा का परिवर्तन इमिटर-बेस वोल्टेज (ΔIE >> ΔVEB) की तुलना में बहुत बड़ा होता है, सामान्य बेस ट्रांजिस्टर का इनपुट प्रतिरोध बहुत कम होता है।

आउटपुट विशेषता

कलेक्टर धारा केवल तब निरंतर मान प्राप्त करती है जब बेस और कलेक्टर क्षेत्र के बीच पर्याप्त रिवर्स बायस स्थापित होता है। इसी कारण यहाँ कलेक्टर-बेस वोल्टेज के बढ़ने के साथ कलेक्टर धारा का वृद्धि होती है जब यह वोल्टेज बहुत कम होती है। लेकिन एक निश्चित कलेक्टर-बेस वोल्टेज के बाद बेस-कलेक्टर जंक्शन पर्याप्त रिवर्स बायस प्राप्त कर लेता है और इसलिए कलेक्टर धारा एक निश्चित इमिटर धारा के लिए निरंतर हो जाती है और यह पूरी तरह से इमिटर धारा पर निर्भर करती है।

उस स्थिति में, पूरी इमिटर धारा बेस धारा को छोड़कर कलेक्टर धारा का योगदान देती है। चूंकि निर्दिष्ट इमिटर धारा के लिए विशेषता के उस क्षेत्र में कलेक्टर धारा लगभग निरंतर हो जाती है, कलेक्टर-बेस वोल्टेज के बढ़ने की तुलना में कलेक्टर धारा का वृद्धि बहुत कम होता है।

कलेक्टर-बेस वोल्टेज के परिवर्तन और कलेक्टर धारा के परिवर्तन का अनुपात सामान्य बेस मोड के ट्रांजिस्टर का आउटपुट प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया जाता है। प्राकृतिक रूप से, सामान्य बेस मोड में ट्रांजिस्टर का आउटपुट प्रतिरोध बहुत ऊँचा होता है।

BJT का सामान्य इमिटर कनेक्शन

सामान्य इमिटर ट्रांजिस्टर सबसे अधिक प्रयोग में लाया जाने वाला ट्रांजिस्टर कनेक्शन है। यहाँ इमिटर टर्मिनल दोनों इनपुट और आउटपुट सर्किट के लिए सामान्य है। बेस और इमिटर के बीच जोड़ा गया सर्किट इनपुट सर्किट है और कलेक्टर और इमिटर के बीच जोड़ा गया सर्किट आउटपुट सर्किट है। नीचे दिए गए चित्र में अलग-अलग रूप से npn ट्रांजिस्टर और pnp ट्रांजिस्टर का सामान्य इमिटर मोड दिखाया गया है।

धारा गेन

सामान्य इमिटर कॉन्फिगरेशन में, इनपुट धारा बेस धारा (IB) है और आउटपुट धारा कलेक्टर धारा (IC) है। द्विध्रुव जंक्शन ट्रांजिस्टर में, बेस धारा कलेक्टर धारा को नियंत्रित करती है। कलेक्टर धारा (ΔIC) के परिवर्तन और बेस धारा (ΔIB) के परिवर्तन का अनुपात सामान्य इमिटर ट्रांजिस्टर का धारा गेन के रूप में परिभाषित किया जाता है। द्विध्रुव जंक्शन ट्रांजिस्टर में, इमिटर धारा (IE) बेस धारा (IB) और कलेक्टर धारा (IC) का योग होती है। यदि बेस धारा बदलती है, तो कलेक्टर धारा भी बदलती है और इस परिणामस्वरूप इमिटर धारा भी तदनुसार बदल जाती है।

फिर से कलेक्टर धारा के परिवर्तन और इमिटर धारा के संबंधित परिवर्तन का अनुपात α द्वारा दर्शाया जाता है। चूंकि बेस धारा का मान कलेक्टर धारा (IB << IC) की तुलना में बहुत कम होता है, सामान्य इमिटर ट्रांजिस्टर में धारा गेन बहुत ऊँचा होता है और यह 20 से 500 के बीच होता है।