ترانزسٹر کے طور پر امپلی فائر

ٹرانزسٹر کا تعریف

ٹرانزسٹر کو تین اطراف (ایمیٹر، بیس، اور کالکٹر) اور دو جنکشن (بیس-ایمیٹر اور بیس-کالکٹر) کے ساتھ سمیکونڈ کارکردگی والا آلات کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔

ٹرانزسٹر تین اطراف والے سمیکونڈ کارکردگی والا آلات ہے: ایمیٹر (E)، بیس (B)، اور کالکٹر (C)۔ اس میں دو جنکشن ہوتے ہیں: بیس-ایمیٹر (BE) اور بیس-کالکٹر (BC)۔ ٹرانزسٹروں کے تین علاقوں میں کام کرنے کا طریقہ ہوتا ہے: کٹ آف (پوری طرح بند)، ایکٹو (آمپلی فائر)، اور سیچریشن (پوری طرح کھلی)۔

جب ٹرانزسٹروں کو ایکٹو علاقے میں کام کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے تو وہ آمپلی فائر کی حیثیت سے کام کرتے ہیں، ان پٹ سگنل کی قوت کو کسی بڑی تبدیلی کے بغیر بڑھاتے ہیں۔ یہ خصوصیت چارج کیریئرز کی حرکت کی وجہ سے ہوتی ہے۔ ایک npn بائپولر جنکشن ٹرانزسٹر (BJT) کو ایکٹو علاقے میں کام کرنے کے لئے بائیس کیا جاتا ہے، جہاں BE جنکشن فوروارڈ بائیس ہوتا ہے اور BC جنکشن ریورس بائیس ہوتا ہے۔

npn ٹرانزسٹر میں، ایمیٹر زیادہ ڈوپ ہوتا ہے، بیس کم ڈوپ ہوتا ہے، اور کالکٹر درمیانی ڈوپ ہوتا ہے۔ بیس نازک ہوتا ہے، جبکہ ایمیٹر وسیع ہوتا ہے، اور کالکٹر سب سے وسیع ہوتا ہے۔

بیس اور ایمیٹر کے درمیان فوروارڈ بائیس کی وجہ سے چھوٹا سا بیس کرنٹ (IB) بیس علاقے میں بہتا ہے۔ یہ کرنٹ عام طور پر مائیکرو ایمپیئر (μA) کی حد میں ہوتا ہے، کیونکہ VBE عام طور پر 0.6 V کے قریب ہوتا ہے۔

اس عمل کو الیکٹرانز کی بیس علاقے سے باہر نکلنے یا ہولز کی بیس میں داخل ہونے کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ داخل ہونے والے ہولز ایمیٹر سے الیکٹرانز کو متاثر کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں ہولز اور الیکٹرانز کا ریکمبنیشن ہوتا ہے۔

لیکن بیس کی ڈوپنگ کم ہونے کی وجہ سے، الیکٹرانز کی تعداد ہولز کی تعداد سے زیادہ ہوتی ہے۔ اس لیے ریکمبنیشن کے بعد بھی زیادہ سے زیادہ الیکٹرانز آزاد رہتے ہیں۔ یہ الیکٹرانز نازک بیس علاقے کو عبور کرتے ہیں اور کالکٹر کے درمیان کی طرف جاتے ہیں جہاں کالکٹر اور بیس کے درمیان بائیس لاگو ہوتا ہے۔

یہ کالکٹر کرنٹ IC کالکٹر میں بہنے کے نتیجے میں ہوتا ہے۔ اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ بیس علاقے میں بہنے والے کرنٹ (IB) کو تبدیل کرتے ہوئے، کالکٹر کرنٹ IC کو بہت زیادہ تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ یہ کرنٹ آمپلی فکیشن ہے، جس کی وجہ سے npn ٹرانزسٹر اپنے ایکٹو علاقے میں کرنٹ آمپلی فائر کی حیثیت سے کام کرتا ہے۔ متعلقہ کرنٹ گین ریاضیاتی طور پر منظور کیا جا سکتا ہے-

اب npn ٹرانزسٹر کو اپنے بیس اور ایمیٹر کے درمیان ان پٹ سگنل لاگو کیا جاتا ہے، جبکہ آؤٹ پٹ کالکٹر اور بیس کے درمیان کنکٹ ہوتا ہے جیسے فگر 2 میں دکھایا گیا ہے۔

اب npn ٹرانزسٹر کو اپنے بیس اور ایمیٹر کے درمیان ان پٹ سگنل لاگو کیا جاتا ہے، جبکہ آؤٹ پٹ کالکٹر اور بیس کے درمیان کنکٹ ہوتا ہے جیسے فگر 2 میں دکھایا گیا ہے۔

مزید یہ نوٹ کریں کہ ٹرانزسٹر کو اپنے ایکٹو علاقے میں کام کرنے کے لئے مناسب ولٹیج سپلائیز V EE اور VBC کا استعمال کیا جاتا ہے۔ یہاں ان پٹ ولٹیج Vin کی چھوٹی تبدیلی کو ایمیٹر کرنٹ IE کو قابل ذکر طور پر تبدیل کیا جاتا ہے کیونکہ ان پٹ سرکٹ کا مقاومت کم ہوتا ہے (فوروارڈ بائیس کی حالت کی وجہ سے)۔

یہ بار بار کالکٹر کرنٹ کو تقریباً ایک ہی رنج میں تبدیل کرتا ہے کیونکہ بیس کرنٹ کی مقدار کے لحاظ سے بہت کم ہوتی ہے۔ IC کی یہ بڑی تبدیلی لوڈ ریزسٹر RC پر بڑی ولٹیج ڈراپ کا سبب بناتی ہے جو آؤٹ پٹ ولٹیج ہوتا ہے۔

اس لیے ڈیوس کے آؤٹ پٹ ٹرمینلز پر ان پٹ ولٹیج کا آمپلی فائر شدہ ورژن ملتا ہے جس کی وجہ سے سرکٹ ولٹیج آمپلی فائر کی طرح کام کرتا ہے۔ اس پدھاو کے ساتھ منسلک ولٹیج گین کی ریاضیاتی تعبیر یہ ہے

اگرچہ فراہم کردہ وضاحت npn BJT کے لئے ہے، لیکن مشابہ مثال pnp BJTs کے لئے بھی صحت رکھتی ہے۔ اسی طرح پر مشتمل ہونے والے کے مطابق، دوسرے قسم کے ٹرانزسٹر کی آمپلی فائر کارکردگی کی وضاحت کی جا سکتی ہے جیسے فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر (FET)۔ مزید یہ نوٹ کریں کہ ٹرانزسٹروں کے آمپلی فائر سرکٹ کی کئی تبدیلیاں موجود ہیں جیسے

پہلا سیٹ: کامن بیس/گیٹ کنفیگریشن، کامن ایمیٹر/سورس کنفیگریشن، کامن کالکٹر/ڈرین کنفیگریشن

دوسرا سیٹ: کلاس A آمپلی فائرز، کلاس B آمپلی فائرز، کلاس C آمپلی فائرز، کلاس AB آمپلی فائرز

تیسرا سیٹ: سینگل سٹیج آمپلی فائرز، ملٹی-سٹیج آمپلی فائرز، اور اسی طرح۔ لیکن بنیادی کام کرنے کا طریقہ یکساں رہتا ہے۔