ਦੋਹਰਾ ਜੰਕਸ਼ਨ ਟਰਾਂਜਿਸਟਰ

BJT کی تعریف

ایک بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر (جو BJT یا BJT ٹرانزسٹر کے نام سے بھی جانا جاتا ہے) دو p-n جنکشن پر مشتمل تین کناروں والا سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہوتا ہے جو ایک سگنل کو بڑھا سکتا ہے۔ یہ کرنٹ کنٹرول ڈیوائس ہے۔ BJT کے تین کنارے بنیاد، کالکٹر اور ایمیٹر ہوتے ہیں۔ BJT وہ قسم کا ٹرانزسٹر ہے جس میں الیکٹران اور ہولز دونوں کو چارج کیریئرز کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

ایک چھوٹے حجم کی سگنل کو اگر بنیاد پر لاگو کیا جائے تو یہ ٹرانزسٹر کے کالکٹر پر بڑھا ہوئے شکل میں دستیاب ہوگی۔ یہ BJT کی طرف سے فراہم کردہ بڑھان ہے۔ نوٹ کریں کہ یہ بڑھان کے عمل کو کرنے کے لیے بیرونی DC پاور سپلائی کی ضرورت ہوتی ہے۔

بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹرز کی دو قسمیں ہوتی ہیں – NPN ٹرانزسٹرز اور PNP ٹرانزسٹرز۔ ان دو قسم کے بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹرز کا نقشہ نیچے دیا گیا ہے۔

اوپر والے نقشے سے ہم دیکھ سکتے ہیں کہ ہر BJT کے تین حصے ہوتے ہیں جن کے نام ایمیٹر، بنیاد اور کالکٹر ہوتے ہیں۔ JE اور JC کے نام سے ایمیٹر اور کالکٹر کے جنکشن کو ظاہر کیا جاتا ہے۔ اب ابتدائی طور پر ہمیں یہ کافی ہے کہ ہم جان لیں کہ ایمیٹر بنیاد کا جنکشن آگے کی طرف متوازن ہوتا ہے اور کالکٹر-بنیاد کے جنکشن پیچھے کی طرف متوازن ہوتے ہیں۔ اگلا موضوع ان ٹرانزسٹروں کی دو قسموں کا تفصیلی وصف کرے گا۔

NPN بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر

ایک n-p-n بائیپولر ٹرانزسٹر (یا npn ٹرانزسٹر) میں ایک p-type سیمی کنڈکٹر دو n-type سیمی کنڈکٹروں کے درمیان رہتا ہے۔ نیچے دیا گیا نقشہ ایک n-p-n ٹرانزسٹر کو ظاہر کرتا ہے۔ اب I E، IC ایمیٹر کرنٹ اور کالکٹر کرنٹ ہوتے ہیں اور VEB اور VCB ایمیٹر-بنیاد ولٹیج اور کالکٹر-بنیاد ولٹیج ہوتی ہیں۔ مطابق کنونشن اگر ایمیٹر، بنیاد اور کالکٹر کرنٹ IE، IB اور IC ٹرانزسٹر میں داخل ہوتے ہیں تو کرنٹ کا علامہ مثبت لیا جاتا ہے اور اگر کرنٹ ٹرانزسٹر سے باہر نکلتا ہے تو علامہ منفی لیا جاتا ہے۔ ہم n-p-n ٹرانزسٹر کے اندر مختلف کرنٹس اور ولٹیجز کو جدول میں درج کر سکتے ہیں۔

PNP بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر

اسی طرح p-n-p بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر (یا pnp ٹرانزسٹر) کے لیے ایک n-type سیمی کنڈکٹر دو p-type سیمی کنڈکٹروں کے درمیان رہتا ہے۔ نیچے دیا گیا نقشہ ایک p-n-p ٹرانزسٹر کو ظاہر کرتا ہے۔

p-n-p ٹرانزسٹروں کے لیے کرنٹ ایمیٹر ٹرمینل کے ذریعے ٹرانزسٹر میں داخل ہوتا ہے۔ کسی بھی بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر کی طرح، ایمیٹر-بنیاد جنکشن آگے کی طرف متوازن ہوتا ہے اور کالکٹر-بنیاد جنکشن پیچھے کی طرف متوازن ہوتا ہے۔ ہم p-n-p ٹرانزسٹروں کے لیے ایمیٹر، بنیاد اور کالکٹر کرنٹ کے علاوہ ایمیٹر-بنیاد، کالکٹر-بنیاد اور کالکٹر-ایمیٹر ولٹیج کو بھی جدول میں درج کر سکتے ہیں۔

BJT کا کام کرنے کا اصول

نیچے دیا گیا نقشہ ایک n-p-n ٹرانزسٹر کو ظاہر کرتا ہے جس کو فعال علاقے میں متوازن کیا گیا ہے (ٹرانزسٹر کی متوازن کریں)، BE جنکشن آگے کی طرف متوازن ہوتا ہے جبکہ CB جنکشن پیچھے کی طرف متوازن ہوتا ہے۔ BE جنکشن کے ڈیپلیشن علاقے کا عرض CB جنکشن کے ڈیپلیشن علاقے کے مقابلے میں چھوٹا ہوتا ہے۔

BE جنکشن پر آگے کی طرف متوازن ہونے سے بیریئر پوٹنشل کم ہوجاتا ہے، جس سے الیکٹران بنیاد سے ایمیٹر تک بہ سکتے ہیں۔ بنیاد کا ٹھنڈا اور کمزور ڈوپڈ ہونے کی وجہ سے اس میں بہت کم ہولز ہوتے ہیں۔ ایمیٹر سے آنے والے الیکٹرانوں کا 2% بنیاد میں ہولز کے ساتھ ریکمائنڈ کر لیتے ہیں اور بنیاد ٹرمینل کے ذریعے باہر نکلتے ہیں۔

یہ بنیاد کرنٹ ہوتا ہے، یہ الیکٹرانوں اور ہولز کے ریکمائنڈ کرنے کی وجہ سے بہتا ہے (نوٹ کریں کہ روایتی کرنٹ کا جہت الیکٹرانوں کی جہت کے مخالف ہوتی ہے)۔ باقی بڑی تعداد میں الیکٹران پچھلے متوازن کالکٹر جنکشن کو عبور کر کے کالکٹر کرنٹ کو تشکیل دیں گے۔ اس طرح KCL کے ذریعے،

بنیاد کرنٹ ایمیٹر اور کالکٹر کرنٹ کے مقابلے میں بہت چھوٹا ہوتا ہے۔

یہاں، زیادہ تعداد میں چارج کیریئرز الیکٹران ہوتے ہیں۔ p-n-p ٹرانزسٹر کا کام n-p-n کے یکساں ہوتا ہے، صرف فرق یہ ہے کہ زیادہ تعداد میں چارج کیریئرز ہولز ہوتے ہیں الیکٹران کے بجائے۔ صرف چھوٹی تعداد میں کرنٹ زیادہ تعداد میں چارج کیریئرز کی وجہ سے بہتا ہے اور زیادہ تعداد میں کرنٹ BJT میں کم تعداد میں چارج کیریئرز کی وجہ سے بہتا ہے۔ اس لیے، انہیں کم تعداد میں چارج کیریئرز ڈیوائس کہا جاتا ہے۔

BJT کا مساوی مدار

ایک p-n جنکشن کو ایک ڈائود کے ذریعے ظاہر کیا جاتا ہے۔ چونکہ ایک ٹرانزسٹر کے دو p-n جنکشن ہوتے ہیں، اس لیے یہ دو ڈائودز کو پیچھے کی طرف جوڑنے کے مساوی ہوتے ہیں۔ اسے BJT کا دو ڈائود آنا로그ی کہا جاتا ہے۔

بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹرز کی خصوصیات

BJT کے تین حصے کالکٹر، ایمیٹر اور بنیاد ہوتے ہیں۔ بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر کی خصوصیات کے بارے میں جاننے سے پہلے ہمیں یہ جاننا چاہئے کہ اس قسم کے ٹرانزسٹروں کے کام کرنے کے موڈ ہیں۔ موڈ یہ ہیں

• کامن بنیاد (CB) موڈ

• کامن ایمیٹر (CE) موڈ

• کامن کالکٹر (CC) موڈ

تمام تین قسم کے موڈ نیچے دکھائے گئے ہیں

اب بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر کی خصوصیات کی طرف آتے ہیں، مختلف کام کرنے کے موڈ کے لیے مختلف خصوصیات ہوتی ہیں۔ خصوصیات کو ٹرانزسٹر کے مختلف کرنٹ اور ولٹیج متغیرات کے درمیان تعلقات کی گرافیکل شکل کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ p-n-p ٹرانزسٹروں کی خصوصیات مختلف موڈ اور مختلف پیرامیٹروں کے لیے دی گئی ہیں۔

کامن بنیاد کی خصوصیات

ان پٹ خصوصیات

p-n-p ٹرانزسٹر کے لیے، ان پٹ کرنٹ ایمیٹر کرنٹ (IE) ہوتا ہے اور ان پٹ ولٹیج کالکٹر-بنیاد ولٹیج (VCB) ہوتی ہے۔

چونکہ ایمیٹر-بنیاد جنکشن آگے کی طرف متوازن ہوتا ہے، اس لیے IE کا گراف VEB کے مقابلے میں ایک p-n ڈائود کی آگے کی طرف متوازن ہونے کی خصوصیات کے مطابق ہوتا ہے۔ IE کا مقدار VEB کو ثابت رکھتے ہوئے VCB میں بڑھنے کے ساتھ بڑھتا ہے۔

آؤٹ پٹ خصوصیات

آؤٹ پٹ خصوصیات آؤٹ پٹ ولٹیج اور آؤٹ پٹ کرنٹ IC کے درمیان تعلق ظاہر کرتی ہیں جہاں کالکٹر-بنیاد ولٹیج اور ایمیٹر کرنٹ IE ان پٹ کرنٹ ہوتا ہے اور پیرامیٹر کے طور پر کام کرتا ہے۔ نیچے دیا گیا نقشہ CB موڈ میں ایک p-n-p ٹرانزسٹر کی آؤٹ پٹ خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔

جب ہم جانتے ہیں کہ p-n-p ٹرانزسٹروں کے لیے I E اور VEB مثبت ہوتے ہیں اور IC، IB، VCB منفی ہوتے ہیں۔ یہ کروی کے تین علاقے ہیں، فعال علاقہ، سیچریشن علاقہ اور کٹ آف علاقہ۔ فعال علاقہ وہ علاقہ ہے جہاں ٹرانزسٹر عام طور پر کام کرتا ہے۔

یہاں ایمیٹر جنکشن پیچھے کی طرف متوازن ہوتا ہے۔ اب سیچریشن علاقہ وہ علاقہ ہے جہاں دونوں ایمیٹر-کالکٹر جنکشن آگے کی طرف متوازن ہوتے ہیں۔ اور آخر میں کٹ آف علاقہ وہ علاقہ ہے جہاں ایمیٹر اور کالکٹر جنکشن دونوں پیچھے کی طرف متوازن ہوتے ہیں۔

کامن ایمیٹر کی خصوصیات

ان پٹ خصوصیات

IB (بنیاد کرنٹ) ان پٹ کرنٹ ہوتا ہے، VBE (بنیاد-ایمیٹر ولٹیج) CE (کامن ایمیٹر) موڈ کا ان پٹ ولٹیج ہوتا ہے۔ اس لیے، CE موڈ کی ان پٹ خصوصیات IB اور VBE کے درمیان تعلق کو VCE کے پیرامیٹر کے طور پر ظاہر کرے گی۔ خصوصیات نیچے دکھائی گئی ہیں۔

معمولی CE ان پٹ خصوصیات کسی p-n ڈائود کی آگے کی طرف متوازن ہونے کی خصوصیات کے مطابق ہوتی ہیں۔ لیکن جب VCB بڑھتا ہے تو بنیاد کا عرض کم ہوجاتا ہے۔