BJT کو سوچ

BJT کے طور پر سوچ کی تعریف

ایک BJT (دو قطبی جنکشن ٹرانزسٹر) ایک دستیاب ہے جو بیس-ایمیٹر کرنٹ کو کنٹرول کرتے ہوئے ایمیٹر-کالکٹر ریزسٹنس کو تبدیل کر کے سوچ کے طور پر کام کرتا ہے۔

سوچ 'آف' حالت میں لامحدود ریزسٹنس (خالی سرکٹ) بناتا ہے اور 'آن' حالت میں صفر ریزسٹنس (صارف سرکٹ) بناتا ہے۔ اسی طرح، دو قطبی جنکشن ٹرانزسٹر میں، بیس-ایمیٹر کرنٹ کو کنٹرول کر کے ایمیٹر-کالکٹر ریزسٹنس کو تقریباً لامحدود یا تقریباً صفر بنایا جا سکتا ہے۔

ٹرانزسٹر کی خصوصیات میں تین علاقوں کا وجود ہوتا ہے۔ وہ ہیں

• کٹ آف ریجن

• اکٹیو ریجن

• سیچریشن ریجن

اکٹیو ریجن میں، کالکٹر کرنٹ (IC) کالکٹر-ایمیٹر ولٹیج (VCE) کے وسیع میزان پر مستقل رہتا ہے۔ اگر ٹرانزسٹر اس ریجن میں کام کرتا ہے تو یہ مستقل کرنٹ کافی طاقت کی نقصان کا باعث ہوتا ہے۔ ایک ایدیل سوچ کا آف ہونے پر کوئی طاقت کی نقصان نہیں ہوتا کیونکہ کرنٹ صفر ہوتا ہے۔

اسی طرح، جب سوچ آن ہوتا ہے تو سوچ کے پر ولٹیج صفر ہوتا ہے، اس لیے فیض کی نقصان دوبارہ نہیں ہوتی۔ جب ہم چاہتے ہیں کہ BJT کو سوچ کے طور پر استعمال کیا جائے تو یہ ضروری ہے کہ آن اور آف حالت کے دوران طاقت کی نقصان تقریباً صفر یا بہت کم ہو۔

یہ صرف تب ممکن ہے جب ٹرانزسٹر کی خصوصیات کے حدی علاقوں میں کام کرتا ہے۔ کٹ آف ریجن اور سیچریشن ریجن دونوں ٹرانزسٹر کی خصوصیات کے حدی علاقوں ہیں۔ نوٹ کریں کہ یہ npn ٹرانزسٹرز اور pnp ٹرانزسٹرز دونوں کے لیے لاگو ہوتا ہے۔

فیگر میں، جب بیس کرنٹ صفر ہوتا ہے، کالکٹر کرنٹ (IC) کالکٹر-ایمیٹر ولٹیج (VCE) کے وسیع میزان پر بہت چھوٹا مستقل قدر رکھتا ہے۔ اس لیے جب ٹرانزسٹر کو بیس کرنٹ ≤ 0 کے ساتھ کام کیا جاتا ہے تو کالکٹر کرنٹ (IC ≈ 0) بہت چھوٹا ہوتا ہے، اس لیے ٹرانزسٹر کو آف حالت کہا جاتا ہے لیکن اسی وقت، ٹرانزسٹر سوچ پر IC × VCE کی طاقت کی نقصان ناچیز ہوتی ہے کیونکہ IC بہت چھوٹا ہوتا ہے۔

ٹرانزسٹر آؤٹ پٹ ریزسٹنس RC کے سیریز میں جڑا ہوتا ہے۔ اس لیے، آؤٹ پٹ ریزسٹنس کے ذریعے کرنٹ ہوتا ہے

اگر ٹرانزسٹر کو ایک بیس کرنٹ I B3 کے ساتھ کام کیا جاتا ہے جس کے لیے کالکٹر کرنٹ IC1 ہے۔ IC IC1 سے کم ہے، تو ٹرانزسٹر سیچریشن ریجن میں کام کرتا ہے۔ یہاں، کالکٹر کرنٹ کے IC1 سے کم کرنٹ کے لیے، کالکٹر-ایمیٹر ولٹیج (VCE < VCE1) بہت چھوٹا ہوتا ہے۔ اس لیے اس صورتحال میں، ٹرانزسٹر کے ذریعے کرنٹ لوڈ کرنٹ کے برابر ہوتا ہے، لیکن ٹرانزسٹر پر ولٹیج (VCE < VCE1) بہت کم ہوتا ہے، اس لیے ٹرانزسٹر میں طاقت کی نقصان ناچیز ہوتی ہے۔

ٹرانزسٹر آن سوچ کے طور پر کام کرتا ہے۔ اس لیے ٹرانزسٹر کو سوچ کے طور پر استعمال کرنے کے لیے ہمیں یقینی بنانا چاہئے کہ لاگو کردہ بیس کرنٹ کافی زیادہ ہو کہ ٹرانزسٹر کو سیچریشن ریجن میں رکھا جا سکے، کالکٹر کرنٹ کے لیے۔ اس لیے، اوپر والی وضاحت سے ہم نتیجہ نکال سکتے ہیں کہ دو قطبی جنکشن ٹرانزسٹر صرف تب سوچ کے طور پر کام کرتا ہے جب یہ اپنی خصوصیات کے کٹ آف اور سیچریشن ریجن میں کام کرتا ہے۔ سوچ کے اطلاق میں، اکٹیو ریجن یا اکٹیو ریجن کو برقرار رکھنے سے پرہیز کیا جاتا ہے۔ جیسا کہ ہم پہلے سے ہی بتا چکے ہیں، ٹرانزسٹر سوچ میں طاقت کی نقصان بہت کم ہوتی ہے لیکن صفر نہیں۔ اس لیے یہ ایدیل سوچ نہیں ہے لیکن کچھ خاص اطلاقات کے لیے سوچ کے طور پر قابل قبول ہے۔

جب ٹرانزسٹر کو سوچ کے طور پر منتخب کرتے ہیں تو اس کی ریٹنگ کو مد نظر رکھنا چاہئے۔ آن حالت میں، ٹرانزسٹر کو پورا لوڈ کرنٹ سنبھالنا چاہئے۔ اگر یہ کرنٹ کالکٹر-ایمیٹر کرنٹ کی حداکثر قدر سے زیادہ ہو تو ٹرانزسٹر گرم ہو سکتا ہے اور تباہ ہو سکتا ہے۔ آف حالت میں، ٹرانزسٹر کو لوڈ کی اوپن سرکٹ ولٹیج کو تحمل کرنا چاہئے تاکہ بریک ڈاؤن سے بچا جا سکے۔ گرمی کو مینیج کرنے کے لیے ایک مناسب ہیٹ سنک ضروری ہے۔ ہر ٹرانزسٹر کو آف سے آن کے درمیان تبدیل ہونے کے لیے محدود وقت درکار ہوتا ہے۔

اگرچہ سوچنگ کا وقت بہت مختصر ہوتا ہے، عام طور پر کچھ مائیکرو سیکنڈ سے کم، لیکن یہ صفر نہیں ہوتا۔ آن سوچ کے دوران، کرنٹ (IC) بڑھتا ہے جبکہ کالکٹر-ایمیٹر ولٹیج (VCE) صفر کی طرف گر جاتا ہے۔ ایک لمحہ ہوتا ہے جب دونوں کرنٹ اور ولٹیج اپنے زیادہ سے زیادہ قدر پر ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں زیادہ سے زیادہ طاقت کی نقصان ہوتی ہے۔ یہ آن سے آف کے درمیان بھی ہوتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ طاقت کی نقصان یہ تبدیلیوں کے دوران ہوتی ہے، لیکن کم مدت کی وجہ سے تباہ شدہ انرجی کم ہوتی ہے۔ کم فریکوئنسی پر، گرمی کی تولید قابل انتظام ہوتی ہے، لیکن بلند فریکوئنسی پر، مثبت طاقت کی نقصان اور گرمی ہوتی ہے۔

یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ گرمی کی تولید صرف ترانزیشن کے دوران ہی نہیں بلکہ ٹرانزسٹر کی مستحکم آن یا آف حالت کے دوران بھی ہوتی ہے، لیکن مستحکم حالت کے دوران گرمی کی مقدار بہت کم اور ناچیز ہوتی ہے۔