BJT ಗೆ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವುದು

BJT ಒಂದು ಸ್ವಿಚ್‌ನ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ

ಬಿಪೋಲರ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ (BJT) ಎಂಬುದು ಮೂಲ-ವಿಮುಕ್ತ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ದ್ವಾರಾ ವಿಮುಕ್ತ-ನಿಗಮನ ರೋಧನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಉಪಕರಣ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಸ್ವಿಚ್ ಅನ್ನು 'OFF' ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯ ಚಲನ (ಅನಂತ ರೋಧನೆ) ಮತ್ತು 'ON' ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯ ಚಲನ (ಶೂನ್ಯ ರೋಧನೆ) ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಸರಿಯಾದೃಷ್ಟೇ, ಬಿಪೋಲರ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ, ಮೂಲ-ವಿಮುಕ್ತ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ವಿಮುಕ್ತ-ನಿಗಮನ ರೋಧನೆಯನ್ನು ಅನಂತ ಅಥವಾ ಶೂನ್ಯ ಮಾಡಬಹುದು.

ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರು ಪ್ರದೇಶಗಳಿವೆ. ಅವುಗಳೆಂದರೆ

• ಕತ್ತೊಮೀಸು ಪ್ರದೇಶ

• ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರದೇಶ

• ಸ್ವಿಕ್ತ ಪ್ರದೇಶ

ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ, ನಿಗಮನ ಪ್ರವಾಹ (IC) ವಿಶಾಲ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ನಿಗಮನ-ವಿಮುಕ್ತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (VCE) ನ ಮೇಲೆ ಸ್ಥಿರ ಉಂಟಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಸ್ಥಿರ ಪ್ರವಾಹ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಈ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ ಮಹತ್ವದ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಆದರ್ಶ ಸ್ವಿಚ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ವಿಚ್ 'OFF' ಆಗಿದ್ದಾಗ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಇರುವುದಿಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರವಾಹ ಶೂನ್ಯ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

ಇದೇ ರೀತಿ, ಸ್ವಿಚ್ 'ON' ಆಗಿದ್ದಾಗ, ಸ್ವಿಚ್ ಮೇಲೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಶೂನ್ಯ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಹಾಗಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ನಾವು BJT ನ್ನು ಸ್ವಿಚ್ ಎಂದು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಚೇಷ್ಟಿಸುವಾಗ, ಅದನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವಂತೆ ಅನುಸರಿಸಬೇಕು ಎಂದರೆ, 'ON' ಮತ್ತು 'OFF' ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಶೂನ್ಯ ಅಥವಾ ತುಚ್ಚ ಆಗಿರಬೇಕು.

ಇದು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಲಕ್ಷಣಗಳ ಮಾರ್ಜಿನಲ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಂತೆ ಮಾತ್ರ ಸಾಧ್ಯ. ಕತ್ತೊಮೀಸು ಪ್ರದೇಶ ಮತ್ತು ಸ್ವಿಕ್ತ ಪ್ರದೇಶ ಎಂಬುದು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಲಕ್ಷಣಗಳ ಎರಡು ಮಾರ್ಜಿನಲ್ ಪ್ರದೇಶಗಳು. ಈ ವಿಷಯವು npn ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು pnp ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ದ್ವಿಗುಣವಾಗಿ ಅನ್ವಯವಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ, ಮೂಲ ಪ್ರವಾಹ ಶೂನ್ಯ ಆದಾಗ, ನಿಗಮನ ಪ್ರವಾಹ (IC) ವಿಶಾಲ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ನಿಗಮನ-ವಿಮುಕ್ತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (VCE) ನ ಮೇಲೆ ತುಚ್ಚ ಸ್ಥಿರ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮೂಲ ಪ್ರವಾಹ ≤ 0 ಗಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ, ನಿಗಮನ ಪ್ರವಾಹ (IC ≈ 0) ತುಚ್ಚ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಹಾಗಾಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ 'OFF' ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಾಂಕೇತಿಕವಾಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಚ್‌ನ ಮೇಲೆ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ IC × VCE ತುಚ್ಚ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸ್ಥಿರಪಡಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ ಕೆಂಪು ಪ್ರವಾಹ ತುಚ್ಚ ಆದಾಗ.

ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಒಂದು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ರೋಧನೆ RC ನೊಂದಿಗೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹಾಗಾಗಿ, ಔಟ್‌ಪುಟ್ ರೋಧನೆ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹ ಆಗುತ್ತದೆ

ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ I B3 ಮೂಲ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ, ನಿಗಮನ ಪ್ರವಾಹ IC1 ಆಗಿರುತ್ತದೆ. IC ಎಂಬುದು IC1 ಕಂಡಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಆದರೆ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಕ್ತ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ, ಯಾವುದೇ ನಿಗಮನ ಪ್ರವಾಹ IC1 ಕಂಡಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಆದರೆ, ನಿಗಮನ-ವಿಮುಕ್ತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (VCE < VCE1) ತುಚ್ಚ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮೇಲೆ ಪ್ರವಾಹ ಭಾರ ಪ್ರವಾಹದಷ್ಟು ಉನ್ನತ ಆದರೆ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮೇಲೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (VCE < VCE1) ತುಚ್ಚ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಹಾಗಾಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮೇಲೆ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ತುಚ್ಚ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ 'ON' ಸ್ವಿಚ್ ಎಂದು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ನ್ನು ಸ್ವಿಚ್ ಎಂದು ಉಪಯೋಗಿಸಲು, ನಿಗಮನ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಕ್ತ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿರುವ ಮೂಲ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾಡಬೇಕು. ಮೇಲಿನ ವಿವರಣೆಯಿಂದ, ಬಿಪೋಲರ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಲಕ್ಷಣಗಳ ಕತ್ತೊಮೀಸು ಮತ್ತು ಸ್ವಿಕ್ತ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಂತೆ ಮಾತ್ರ ಸ್ವಿಚ್ ಎಂದು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಅನ್ವಯದಲ್ಲಿ, ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರದೇಶ ಅಥವಾ ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರದೇಶ ತ್ಯಜ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ನಾವು ಇದನ್ನು ಇಲ್ಲದೆ ಹೇಳಿದಂತೆ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಚ್ ಮೇಲೆ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ತುಚ್ಚ ಆದರೆ ಶೂನ್ಯ ಆಗಿಲ್ಲ. ಹಾಗಾಗಿ, ಇದು ಆದರ್ಶ ಸ್ವಿಚ್ ಆಗಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ವಿಶೇಷ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಸ್ವಿಚ್ ಎಂದು ಸ್ವೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ನ್ನು ಸ್ವಿಚ್ ಎಂದು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವಾಗ, ಅದರ ರೇಟಿಂಗ್ ಅನ್ವೇಷಿಸಬೇಕು. 'ON' ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಎಲ್ಲಾ ಭಾರ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹಾಡಬೇಕು. ಈ ಪ್ರವಾಹವು ಸುರಕ್ಷಿತ ನಿಗಮನ-ವಿಮುಕ್ತ ಪ್ರವಾಹ ಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಓದಿದಾಗ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಉಷ್ಣತೆಯಿಂದ ನಾಶವಾಗಬಹುದು. 'OFF' ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಭಾರದ ಮುಕ್ತ ಚಲನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು ಎಂಬುದನ್ನು ಪ್ರತಿರೋಧಿಸಬೇಕು. ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಉಪಯುಕ್ತ ಉಷ್ಣತೆ ಸ್ವಂತ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ 'OFF' ಮತ್ತು 'ON' ಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಡುವೆ ಮಿತ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ವಿಚ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ, ಸ್ವಿಚ್ ಸಮಯ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಕೆಲವು ಮೈಕ್ರೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಶೂನ್ಯ ಆಗಿಲ್ಲ. 'ON' ಸ್ವಿಚ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪ್ರವಾಹ (IC) ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಗಮನ-ವಿಮುಕ್ತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (VCE) ಶೂನ್ಯ ದಿಕ್ಕಿನ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಪ್ರಕಾರದ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅತ್ಯಂತ ಉನ್ನತ ಆಗಿರುವ ಮುহೂರ್ತವು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಹಾಗಾಗಿ ಶೀರ್ಷ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಇದೇ ರೀತಿ 'ON' ಮತ್ತು 'OFF' ನಡುವೆ ಸ್ವಿಚ್ ಮಾಡುವಾಗ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಈ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕ್ಷಣಿಕ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಮಯದ ಕಾರಣದಿಂದ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಮಧ್ಯಮ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಉಷ್ಣತೆಯ ಉತ್ಪಾದನೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಉನ್ನತ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಶಾಶ್ವತ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣತೆ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

ಇದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು, ಉಷ್ಣತೆಯ ಉತ್ಪಾದನೆ ಕೆವಲ ಕ್ಷಣಿಕ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ಥಿರ 'ON' ಅಥವಾ 'OFF' ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆಯ ಪ್ರಮಾಣ ತುಚ್ಚ ಮತ್ತು ನೆಲೆಗೆ ಬರುತ್ತದೆ.