ট্রানজিস্টর একটি আমপ্লিফায়ার হিসেবে

ট্রানজিস্টরের সংজ্ঞা

ট্রানজিস্টরকে এমন একটি অর্ধপরিবাহী ডিভাইস হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যাতে তিনটি টার্মিনাল (ইমিটার, বেস এবং কলেক্টর) এবং দুটি জাঙ্কশন (বেস-ইমিটার এবং বেস-কলেক্টর) থাকে।

ট্রানজিস্টর একটি অর্ধপরিবাহী ডিভাইস যাতে তিনটি টার্মিনাল থাকে: ইমিটার (E), বেস (B), এবং কলেক্টর (C)। এতে দুটি জাঙ্কশন থাকে: বেস-ইমিটার (BE) এবং বেস-কলেক্টর (BC)। ট্রানজিস্টর তিনটি অঞ্চলে কাজ করে: কাটঅফ (সম্পূর্ণভাবে বন্ধ), একটিভ (আম্প্লিফায়ার), এবং স্যাচুরেশন (সম্পূর্ণভাবে চালু)।

ট্রানজিস্টর যখন একটিভ অঞ্চলে কাজ করে, তখন তারা আম্প্লিফায়ার হিসাবে কাজ করে, ইনপুট সিগনালের শক্তি বাড়ানো হয় বিনা উল্লেখযোগ্য পরিবর্তনের সাথে। এই আচরণটি চার্জ ক্যারিয়ারদের প্রবাহের কারণে ঘটে। একটি npn বাইপোলার জাঙ্কশন ট্রানজিস্টর (BJT) বিবেচনা করুন, যা একটিভ অঞ্চলে কাজ করার জন্য বায়াস করা হয়েছে, যেখানে BE জাঙ্কশন ফরওয়ার্ড বায়াস এবং BC জাঙ্কশন রিভার্স বায়াস করা হয়েছে।

একটি npn ট্রানজিস্টরে, ইমিটার ভারীভাবে ডোপড, বেস হালকা ডোপড, এবং কলেক্টর মধ্যম ডোপড। বেস সংকীর্ণ, ইমিটার বিস্তৃত, এবং কলেক্টর সবচেয়ে বিস্তৃত।

বেস এবং ইমিটার টার্মিনালের মধ্যে ফরওয়ার্ড বায়াস একটি ছোট বেস কারেন্ট (IB) প্রবাহিত করে বেস অঞ্চলে। এই কারেন্টটি সাধারণত মাইক্রোঅ্যাম্পিয়ার (μA) পরিমাণে হয়, কারণ VBE সাধারণত 0.6 V পর্যন্ত থাকে।

এই প্রক্রিয়াটি ইলেকট্রন বেস অঞ্চল থেকে বেরিয়ে যাওয়া বা হোল বেস অঞ্চলে ইনজেক্ট হওয়া হিসাবে দেখা যেতে পারে। ইনজেক্ট হওয়া হোল ইমিটার থেকে ইলেকট্রন আকর্ষণ করে, যা হোল এবং ইলেকট্রনের পুনর্সংযোজন ঘটায়।

তবে বেস এর ডোপিং ইমিটারের তুলনায় কম হওয়ায়, ইলেকট্রনের সংখ্যা হোলের তুলনায় বেশি হবে। তাই পুনর্সংযোজন প্রভাব সত্ত্বেও, বেশি ইলেকট্রন মুক্ত থাকবে। এই ইলেকট্রনগুলি এখন সংকীর্ণ বেস অঞ্চল পেরিয়ে কলেক্টর টার্মিনালের দিকে চলে যায়, কলেক্টর এবং বেস অঞ্চলের মধ্যে প্রয়োগ করা বায়াসের প্রভাবে।

এটি কলেক্টর কারেন্ট IC কলেক্টরে প্রবাহিত হওয়া কিছু নয়। এই থেকে দেখা যায় যে, বেস অঞ্চলে প্রবাহিত কারেন্ট (IB) পরিবর্তন করে, কলেক্টর কারেন্ট, IC এর খুব বড় পরিবর্তন পাওয়া যায়। এটি কিছু নয়, এটি কারেন্ট আম্প্লিফিকেশন, যা থেকে সিদ্ধান্ত নেওয়া যায় যে, একটি npn ট্রানজিস্টর তার একটিভ অঞ্চলে কাজ করে একটি কারেন্ট আম্প্লিফায়ার হিসাবে। সংশ্লিষ্ট কারেন্ট গেইন গাণিতিকভাবে প্রকাশ করা যায়-

এখন একটি npn ট্রানজিস্টর বিবেচনা করুন, যার বেস এবং ইমিটার টার্মিনালের মধ্যে ইনপুট সিগনাল প্রয়োগ করা হয়, যেখানে আউটপুট কলেক্টর এবং বেস টার্মিনালের মধ্যে সংযুক্ত লোড রেজিস্টর RC এর মধ্যে সংগ্রহ করা হয়, যা চিত্র 2 দ্বারা দেখানো হয়েছে।

এখন একটি npn ট্রানজিস্টর বিবেচনা করুন, যার বেস এবং ইমিটার টার্মিনালের মধ্যে ইনপুট সিগনাল প্রয়োগ করা হয়, যেখানে আউটপুট কলেক্টর এবং বেস টার্মিনালের মধ্যে সংযুক্ত লোড রেজিস্টর RC এর মধ্যে সংগ্রহ করা হয়, যা চিত্র 2 দ্বারা দেখানো হয়েছে।

আরও লক্ষ্য করুন যে, ট্রানজিস্টরটি সর্বদা তার একটিভ অঞ্চলে কাজ করে যা উপযুক্ত ভোল্টেজ সাপ্লাই, V EE এবং VBC ব্যবহার করে নিশ্চিত করা হয়। এখানে ইনপুট ভোল্টেজ Vin এর একটি ছোট পরিবর্তন ইমিটার কারেন্ট IE এর পরিমাণ বেশি পরিবর্তন করে, কারণ ইনপুট সার্কিটের রেজিস্টেন্স কম (ফরওয়ার্ড বায়াস শর্তের কারণে)।

এটি প্রায় একই পরিমাণে কলেক্টর কারেন্ট পরিবর্তন করে, কারণ বেস কারেন্টের পরিমাণ বেশি নয়। এই বড় পরিবর্তন IC লোড রেজিস্টর RC এ বড় ভোল্টেজ ড্রপ ঘটায়, যা আউটপুট ভোল্টেজ।

তাই ডিভাইসের আউটপুট টার্মিনালে ইনপুট ভোল্টেজের আম্প্লিফাইড সংস্করণ পাওয়া যায়, যা থেকে সিদ্ধান্ত নেওয়া যায় যে, সার্কিটটি একটি ভোল্টেজ আম্প্লিফায়ার হিসাবে কাজ করে। এই ঘটনার সাথে সংশ্লিষ্ট ভোল্টেজ গেইনের গাণিতিক প্রকাশ দেওয়া হয়

যদিও প্রদত্ত ব্যাখ্যা npn BJT এর জন্য, একই অনুমান pnp BJT এর জন্যও প্রযোজ্য। একই ভিত্তিতে, অন্য ধরনের ট্রানজিস্টর যেমন ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর (FET) এর আম্প্লিফাইং কাজ ব্যাখ্যা করা যায়। আরও লক্ষ্য করুন যে, ট্রানজিস্টরের আম্প্লিফায়ার সার্কিটে অনেক পরিবর্তন রয়েছে, যেমন

প্রথম সেট: কমন বেস/গেট কনফিগারেশন, কমন ইমিটার/সোর্স কনফিগারেশন, কমন কলেক্টর/ড্রেন কনফিগারেশন

দ্বিতীয় সেট: ক্লাস A আম্প্লিফায়ার, ক্লাস B আম্প্লিফায়ার, ক্লাস C আম্প্লিফায়ার, ক্লাস AB আম্প্লিফায়ার

তৃতীয় সেট: সিঙ্গেল স্টেজ আম্প্লিফায়ার, মাল্টি-স্টেজ আম্প্লিফায়ার, ইত্যাদি। তবে বেসিক কাজের নীতি একই থাকে।