دودھری جنکشن ٹرانزسٹر

BJT کی تعریف

بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر (جسے BJT یا BJT ٹرانزسٹر بھی کہا جاتا ہے) ایک تین میں سے ایک سمیکونڈکنڈکٹر ڈیوائس ہے جس میں دو p-n جنکشن ہوتے ہیں جو ایک سگنل کو بڑھا سکتے ہیں یا میگنا فای کر سکتے ہیں۔ یہ ایک کرنٹ کنٹرول ڈیوائس ہے۔ BJT کے تین میں سے ایک بنیاد، کالیکٹر اور ایمیٹر ہوتے ہیں۔ BJT وہ ٹرانزسٹر کا قسم ہے جو الیکٹران اور ہولز دونوں کو کارج کیریئرز کے طور پر استعمال کرتا ہے۔

چھوٹے آمپلی ٹیود کا ایک سگنل اگر بنیاد پر لاگو کیا جائے تو یہ ٹرانزسٹر کے کالیکٹر پر بڑھا ہوئے شکل میں دستیاب ہوگا۔ یہ BJT کی جانب سے فراہم کردہ بڑھاوا ہے۔ نوٹ کریں کہ یہ بڑھاوا کرنے کے لئے بیرونی DC پاور سپلائی کی ضرورت ہوتی ہے۔

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

اوپر کے نقشے سے ہم دیکھ سکتے ہیں کہ ہر BJT کے تین حصے ہوتے ہیں جن کا نام ایمیٹر، بنیاد اور کالیکٹر ہوتا ہے۔ JE اور JC ک्रमशः ایمیٹر کا جنکشن اور کالیکٹر کا جنکشن ظاہر کرتے ہیں۔ اب ابتدائی طور پر ہمیں صرف یہ جاننا کافی ہے کہ ایمیٹر بنیادی جنکشن کو فرووارڈ بائیس کیا جاتا ہے اور کالیکٹر-بنیادی جنکشن کو ریورس بائیس کیا جاتا ہے۔ اگلا موضوع ان ٹرانزسٹرز کی دو قسم کی وضاحت کرے گا۔

NPN بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر

ایک n-p-n بائیپولر ٹرانزسٹر (یا npn ٹرانزسٹر) میں ایک p-type سمیکونڈکنڈکٹر دو n-type سمیکونڈکنڈکٹرز کے درمیان رہتا ہے۔ نیچے دیا گیا نکشہ میں ایک n-p-n ٹرانزسٹر دکھایا گیا ہے۔ اب I E, IC ایمیٹر کرنٹ اور کالیکٹر کرنٹ ہیں اور VEB اور VCB ایمیٹر-بنیادی ولٹیج اور کالیکٹر-بنیادی ولٹیج ہیں۔ معمول کے مطابق اگر ایمیٹر، بنیاد اور کالیکٹر 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 منظم کر سکتے ہیں۔

PNP بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر

اسی طرح p-n-p بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر (یا pnp ٹرانزسٹر) کے لئے ایک n-type سمیکونڈکنڈکٹر دو p-type سمیکونڈکنڈکٹرز کے درمیان رہتا ہے۔ نیچے دیا گیا نکشہ میں ایک p-n-p ٹرانزسٹر دکھایا گیا ہے۔

p-n-p ٹرانزسٹرز کے لئے، کرنٹ ایمیٹر ٹرمینل کے ذریعے ٹرانزسٹر میں داخل ہوتا ہے۔ کسی بھی بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹر کی طرح، ایمیٹر-بنیادی جنکشن فرووارڈ بائیس ہوتا ہے اور کالیکٹر-بنیادی جنکشن ریورس بائیس ہوتا ہے۔ ہم p-n-p ٹرانزسٹرز کے لئے بھی ایمیٹر، بنیاد اور کالیکٹر کرنٹ، اور ایمیٹر-بنیادی، کالیکٹر-بنیادی اور کالیکٹر-ایمیٹر ولٹیج کو منظم کر سکتے ہیں۔

BJT کا کام کرنے کا طریقہ

نکشہ میں ایک n-p-n ٹرانزسٹر کو فعال علاقے میں بائیس کیا گیا ہے (ٹرانزسٹر بائیس کی جانچ کریں)، BE جنکشن فرووارڈ بائیس ہے جبکہ CB جنکشن ریورس بائیس ہے۔ BE جنکشن کا ڈیپلیشن علاقہ CB جنکشن کے مقابلے میں چھوٹا ہوتا ہے۔

BE جنکشن پر فرووارڈ بائیس برآمد کرتا ہے، جس سے الیکٹران بنیاد سے ایمیٹر تک فلو کرتے ہیں۔ کیونکہ بنیاد ٹھنڈی ہوتی ہے اور کم ڈوپ ہوتی ہے، اس کے پاس بہت کم ہولز ہوتے ہیں۔ ایمیٹر سے تقریباً 2% الیکٹران بنیاد میں ہولز کے ساتھ ریکمائن کرتے ہیں اور بنیاد ٹرمینل کے ذریعے باہر نکلتے ہیں۔

یہ بنیاد کرنٹ ہوتا ہے، یہ الیکٹران اور ہولز کے ریکمائن کے باعث فلو کرتا ہے (نوٹ کریں کہ معمولی کرنٹ کا فلو الیکٹران کے فلو کے مخالف ہوتا ہے)۔ باقی بڑی تعداد میں الیکٹران ریورس-بائیسڈ کالیکٹر جنکشن کو عبور کرتے ہیں اور کالیکٹر کرنٹ کو تشکیل دیتے ہیں۔ اس طرح KCL کے ذریعے،

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

یہاں، زیادہ تعداد والے کیریئرز الیکٹران ہوتے ہیں۔ p-n-p ٹرانزسٹر کا کام n-p-n کے جیسا ہی ہوتا ہے، صرف فرق یہ ہے کہ زیادہ تعداد والے کیریئرز الیکٹران کی جگہ ہولز ہوتے ہیں۔ صرف کم تعداد والے کرنٹ زیادہ تعداد والے کیریئرز کی وجہ سے فلو کرتے ہیں اور بیشتر کرنٹ BJT میں کم تعداد والے کیریئرز کی وجہ سے فلو کرتا ہے۔ اس لئے انہیں کم تعداد والے کیریئزر ڈیوائس کہا جاتا ہے۔

BJT کا مساوی کرکٹ

p-n جنکشن کو ایک ڈائیوڈ سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ کیونکہ ایک ٹرانزسٹر میں دو p-n جنکشن ہوتے ہیں، اس کا مساوی دو ڈائیوڈ کو پیچھے کو پیچھے جوڑنا ہے۔ اسے BJT کا دو ڈائیوڈ مجازی کہا جاتا ہے۔

بائیپولر جنکشن ٹرانزسٹرز کی خصوصیات

BJT کے تین حصے کالیکٹر، ایمیٹر اور بنیاد ہوتے ہیں۔ اس قسم کے ٹرانزسٹرز کی خصوصیات کے بارے میں جاننے سے پہلے ہمیں ان ٹرانزسٹرز کے کام کرنے کے طریقے کے بارے میں جاننا چاہئے۔ طریقے یہ ہیں:

• کامیاب بنیاد (CB) موڈ

• کامیاب ایمیٹر (CE) موڈ

• کامیاب کالیکٹر (CC) موڈ

تمام تین قسم کے موڈ نیچے دکھائے گئے ہیں۔

اب BJT کی خصوصیات کی طرف آتے ہیں، مختلف کام کرنے کے طریقوں کے لئے مختلف خصوصیات ہوتی ہیں۔ خصوصیات کو ٹرانزسٹر کے مختلف کرنٹ اور ولٹیج متغیرات کے درمیان تعلقات کی گرافیکل شکل کہا جاتا ہے۔ p-n-p ٹرانزسٹرز کے لئے مختلف موڈ اور مختلف پیرامیٹرز کے لئے خصوصیات دی گئی ہیں۔

عام بنیادی خصوصیات

ان پٹ خصوصیات

p-n-p ٹرانزسٹر کے لئے، ان پٹ کرنٹ ایمیٹر کرنٹ (IE) ہوتا ہے اور ان پٹ ولٹیج کالیکٹر بنیادی ولٹیج (VCB) ہوتی ہے۔

کیونکہ ایمیٹر-بنیادی جنکشن فرووارڈ بائیس ہوتا ہے، اس لئے IE کا گراف VEB کے ساتھ p-n ڈائیوڈ کی فرووارڈ خصوصیات کے مشابہ ہوتا ہے۔ IE کی قدر VEB کے لئے ثابت رہتے ہوئے VCB کے ساتھ بڑھتی ہے۔

آؤٹ پٹ خصوصیات

آؤٹ پٹ خصوصیات آؤٹ پٹ ولٹیج اور آؤٹ پٹ کرنٹ IC کے درمیان تعلق ظاہر کرتی ہیں جہاں کالیکٹر-بنیادی ولٹیج اور ایمیٹر کرنٹ IE ان پٹ کرنٹ ہوتا ہے اور پیرامیٹرز کے طور پر کام کرتا ہے۔ نیچے دیا گیا گراف p-n-p ٹرانزسٹر کے CB موڈ کی آؤٹ پٹ خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔

جبکہ p-n-p ٹرانزسٹرز کے لئے I E اور VEB مثبت ہوتے ہیں اور IC, IB, VCB منفی ہوتے ہیں۔ گراف میں تین علاقے ہوتے ہیں: فعال علاقہ، سیٹیشن علاقہ اور کٹ آف علاقہ۔ فعال علاقہ یہ ہوتا ہے جہاں ٹرانزسٹر عام طور پر کام کرتا ہے۔

یہاں ایمیٹر جنکشن ریورس بائیس ہوتا ہے۔ اب سیٹیشن علاقہ وہ علاقہ ہوتا ہے جہاں دونوں ایمیٹر-کالیکٹر جنکشن فرووارڈ بائیس ہوتے ہیں۔ اور آخر میں، کٹ آف علاقہ وہ علاقہ ہوتا ہے جہاں دونوں ایمیٹر اور کالیکٹر جنکشن ریورس بائیس ہوتے ہیں۔

عام ایمیٹر خصوصیات

ان پٹ خصوصیات

IB (بنیادی کرنٹ) ان پٹ کرنٹ ہوتا ہے، VBE (بنیاد - ایمیٹر ولٹیج) CE (عام ایمیٹر) موڈ کا ان پٹ ولٹیج ہوتا ہے۔ اس لئے، CE موڈ کی ان پٹ خصوصیات IB اور VBE کے درمیان تعلق ہوگا جہاں VCE پیرامیٹر کے طور پر کام کرتا ہے۔ خصوصیات نیچے دکھائی گئی ہیں۔

معمولی CE ان پٹ خصوصیات فرووارڈ بائیس کے p-n ڈائیوڈ کی خصوصیات کے مشابہ ہوتی ہیں۔ لیکن VCB کے بڑھنے کے ساتھ بنیاد کا عرض کم ہوتا ہے۔

آؤٹ پٹ خصوصیات

CE موڈ کی آؤٹ پٹ خصوصیات کالیکٹر کرنٹ (IC) اور کالیکٹر-ایمیٹر ولٹیج (VCE) کے درمیان کا گراف یا منحنی ہوتا ہے جہاں بنی