Transistor na may Dalawang Polo

Pagsasalitang ng BJT

Ang Bipolar Junction Transistor (na kilala rin bilang BJT o BJT Transistor) ay isang tatlong terminal na semiconductor na may dalawang p-n junction na maaaring palakihin o i-magnify ang isang signal. Ito ay isang current controlled device. Ang tatlong terminal ng BJT ay ang base, collector, at emitter. Ang BJT ay isang uri ng transistor na gumagamit ng electrons at holes bilang charge carriers.

Ang signal na may maliit na amplitude kung ipinapasa sa base ay magiging amplified form sa collector ng transistor. Ito ang amplification na ibinibigay ng BJT. Tandaan na ito ay nangangailangan ng panlabas na source ng DC power supply upang maisagawa ang proseso ng amplification.

Mayroong dalawang uri ng bipolar junction transistors – NPN transistors at PNP transistors. Binibigyan ng diagram ang mga ito sa ibaba.

Sa figure sa itaas, makikita natin na bawat BJT ay may tatlong bahagi na tinatawag na emitter, base, at collector. Ang JE at JC ay kumakatawan sa junction ng emitter at junction ng collector, respectibong. Sa kasamaang-palad, sapat na para sa amin na malaman na ang emitter-based junction ay forward biased at ang collector-base junctions ay reverse biased. Ang susunod na topic ay ipapaliwanag ang dalawang uri ng mga transistors na ito.

NPN Bipolar Junction Transistor

Sa isang n-p-n bipolar transistor (o npn transistor), isang p-type semiconductor ay nakatira sa pagitan ng dalawang n-type semiconductors. Ipinaliwanag sa diagram sa ibaba ang isang n-p-n transistor. Ngayon, ang IE, IC ay ang emitter current at collect current, respectibong, at ang VEB at VCB ay ang emitter-base voltage at collector-base voltage, respectibong. Ayon sa convention, kung ang current para sa emitter, base, at collector ay IE, IB, at IC, pumasok ang current sa transistor, ang sign ng current ay positive at kung lumabas ang current mula sa transistor, ang sign ay negative. Maaari nating itala ang iba't ibang currents at voltages sa loob ng n-p-n transistor.

PNP Bipolar Junction Transistor

Gaya ng p-n-p bipolar junction transistor (o pnp transistor), isang n-type semiconductor ay inilagay sa pagitan ng dalawang p-type semiconductors. Ipinaliwanag sa diagram sa ibaba ang isang p-n-p transistor.

Para sa p-n-p transistors, pumasok ang current sa transistor sa pamamagitan ng emitter terminal. Tulad ng anumang bipolar junction transistor, ang emitter-base junction ay forward biased at ang collector-base junction ay reverse biased. Maaari nating itala ang emitter, base, at collector current, pati na rin ang emitter-base, collector base, at collector-emitter voltage para sa p-n-p transistors din.

Prinsipyong Paggana ng BJT

Ipinaliwanag sa figure ang isang n-p-n transistor na biased sa aktibong rehiyon (Tingnan ang transistor biasing), ang BE junction ay forward biased samantalang ang CB junction ay reverse biased. Ang lapad ng depletion region ng BE junction ay mas maliit kumpara sa CB junction.

Ang forward bias sa BE junction ay binabawasan ang barrier potential, nagpapahintulot sa electrons na tumakbo mula sa emitter patungo sa base. Dahil ang base ay maliit at maikli ang doping, ito ay may kaunti lamang na holes. Humigit-kumulang 2% ng electrons mula sa emitter ay recombine sa holes sa base at lumabas sa pamamagitan ng base terminal.

Ito ang bumubuo sa base current, ito ay tumutugon sa recombination ng electrons at holes (Tandaan na ang direksyon ng conventional current flow ay kabaligtaran sa flow ng electrons). Ang natitirang malaking bilang ng electrons ay lalampas sa reverse-biased collector junction upang bumuo ng collector current. Kaya, ayon sa KCL,

Ang base current ay napakaliit kumpara sa emitter at collector current.

Dito, ang majority ng charge carriers ay electrons. Ang operasyon ng p-n-p transistor ay pareho sa n-p-n, ang tanging pagkakaiba lang ay ang majority charge carriers ay holes kaysa sa electrons. Ang maliit na bahagi ng current lang ang tumutugon sa majority carriers at ang karamihan ng current ay tumutugon sa minority charge carriers sa BJT. Kaya, tinatawag silang minority carrier devices.

Katumbas na Circuit ng BJT

Kinakatawan ng isang p-n junction ang diode. Dahil ang transistor ay may dalawang p-n junction, ito ay katumbas ng dalawang diodes na konektado back to back. Ito ang tinatawag na two diode analogy ng BJT.

Mga Katangian ng Bipolar Junction Transistors

Ang tatlong bahagi ng BJT ay collector, emitter, at base. Bago malaman ang mga katangian ng bipolar junction transistor, kailangan nating malaman ang mga modes of operation para sa ganitong uri ng transistors. Ang mga modes ay

• Common Base (CB) mode

• Common Emitter (CE) mode

• Common Collector (CC) mode

Lahat ng tatlong uri ng modes ay ipinaliwanag sa ibaba

Ngayon, pagdating sa mga katangian ng BJT, may iba't ibang katangian para sa iba't ibang modes of operation. Ang characteristics ay wala ibon kundi ang graphical forms ng relasyon sa pagitan ng iba't ibang current at voltage variables ng transistor. Ibinibigay ang characteristics para sa p-n-p transistors para sa iba't ibang modes at parameters.

Common Base Characteristics

Input Characteristics

Para sa p-n-p transistor, ang input current ay ang emitter current (IE) at ang input voltage ay ang collector base voltage (VCB).

Dahil ang emitter-base junction ay forward biased, kaya ang graph ng IE Vs VEB ay katulad ng forward characteristics ng p-n diode. Tumatagal ang IE para sa fixed VEB kapag tumaas ang VCB.

Output Characteristics

Ang output characteristics ay nagpapakita ng relasyon sa pagitan ng output voltage at output current IC ang output current at collector-base voltage at ang emitter current IE ang input current at gumagana bilang parameter. Ipinaliwanag sa figure sa ibaba ang output characteristics para sa p-n-p transistor sa CB mode.

Alam natin na para sa p-n-p transistors, ang IE at VEB ay positibo at ang IC, IB, VCB ay negatibo. May tatlong rehiyon sa curve, active region, saturation region, at cut off region. Ang active region ay ang rehiyon kung saan normal na gumagana ang transistor.

Dito, ang emitter junction ay reverse biased. Ngayon, ang saturation region ay ang rehiyon kung saan parehong forward biased ang emitter-collector junctions. At sa huli, ang cut off region ay ang rehiyon kung saan parehong reverse biased ang emitter at collector junctions.

Common Emitter Characteristics

Input characteristics

IB (Base Current) ang input current, VBE (Base – Emitter Voltage) ang input voltage para sa CE (Common Emitter) mode. Kaya, ang input characteristics para sa CE mode ay ang relasyon sa pagitan ng IB at VBE na may VCE bilang parameter. Ipinapakita ang characteristics sa ibaba

Ang typical CE input characteristics ay katulad ng forward-biased ng p-n diode. Ngunit, habang tumaas ang VCB, bumababa ang base width.

Output Characteristics

Ang output characteristics para sa CE mode ay ang curve o graph sa pagitan ng collector current (IC) at collector-emitter voltage (VCE) kung ang base current IB ay ang parameter. Ipinapakita ang characteristics sa ibaba sa figure.

Tulad ng output characteristics ng common – base transistor, ang CE mode ay may tatlong rehiyon na tinatawag na (i) Active region, (ii) cut-off regions, (iii) saturation region. Ang active region ay may reverse biased ang collector region at forward biased ang emitter junction.

Para sa cut-off region, ang emitter junction ay medyo reverse biased at hindi totally cut-off ang collector current. At sa huli, para sa saturation region, parehong forward biased ang collector at emitter junction.