ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है

ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है?

ट्रांजिस्टर की परिभाषा

ट्रांजिस्टर को एक अर्धचालक उपकरण के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसका उपयोग इलेक्ट्रोनिक सिग्नलों को बढ़ाने या स्विच करने के लिए किया जाता है।

विभिन्न प्रकार के ट्रांजिस्टर उपलब्ध हैं, लेकिन हम आम एमिटर मोड में एनपीएन ट्रांजिस्टर पर ध्यान केंद्रित करेंगे। इस प्रकार की एमिटर क्षेत्र बहुत गहरा और विस्तृत होता है, जिसमें कई मुक्त इलेक्ट्रॉन (मुख्य वाहक) मौजूद होते हैं।

कलेक्टर क्षेत्र विस्तृत और मध्यम रूप से डोपिंग किया गया होता है, इसलिए इसमें एमिटर की तुलना में कम मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। बेस क्षेत्र बहुत पतला और कम डोपिंग किया गया होता है, जिसमें थोड़े संख्या में छेद (मुख्य वाहक) मौजूद होते हैं। अब, हम एमिटर और कलेक्टर के बीच एक बैटरी को जोड़ते हैं। ट्रांजिस्टर का एमिटर टर्मिनल बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है। इसलिए एमिटर-बेस जंक्शन फॉरवर्ड बायस हो जाता है, और बेस-कलेक्टर जंक्शन रिवर्स बायस हो जाता है। इस स्थिति में, उपकरण में कोई धारा बहने नहीं लगेगी। उपकरण के वास्तविक कार्य से पहले एक एनपीएन ट्रांजिस्टर के निर्माण और डोपिंग की विवरण को याद करते हैं। यहाँ एमिटर क्षेत्र विस्तृत और बहुत गहरा डोपिंग किया गया होता है। इसलिए ट्रांजिस्टर के इस क्षेत्र में मुख्य वाहक (मुक्त इलेक्ट्रॉन) की सांद्रता बहुत ऊंची होती है।

दूसरी ओर, बेस क्षेत्र बहुत पतला होता है, जो कुछ माइक्रोमीटर की सीमा में होता है, जबकि एमिटर और कलेक्टर क्षेत्र मिलीमीटर की सीमा में होते हैं। मध्यम प्रकार की परत की डोपिंग बहुत कम होती है, और इस परिणामस्वरूप इस क्षेत्र में बहुत कम संख्या में छेद मौजूद होते हैं। कलेक्टर क्षेत्र विस्तृत होता है जैसा कि हम पहले से ही बता चुके हैं, और यहाँ डोपिंग मध्यम होती है, और इसलिए इस क्षेत्र में मध्यम संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉन मौजूद होते हैं।

एमिटर और कलेक्टर के बीच लगाया गया वोल्टेज दो स्थानों पर गिरता है। पहले, एमिटर-बेस जंक्शन के पास लगभग 0.7 वोल्ट का फॉरवर्ड बारियर पोटेंशियल होता है सिलिकॉन ट्रांजिस्टरों में। बाकी का वोल्टेज बेस-कलेक्टर जंक्शन के रूप में रिवर्स बारियर के रूप में गिरता है।

उपकरण पर चाहे जो भी वोल्टेज हो, एमिटर-बेस जंक्शन पर फॉरवर्ड बारियर पोटेंशियल हमेशा 0.7 वोल्ट रहता है और शेष स्रोत वोल्टेज बेस-कलेक्टर जंक्शन के रूप में रिवर्स बारियर पोटेंशियल के रूप में गिरता है।

यह इस अर्थ में है कि कलेक्टर वोल्टेज फॉरवर्ड बारियर पोटेंशियल को नहीं दूर कर सकता। इसलिए, एमिटर में मुक्त इलेक्ट्रॉन बेस में नहीं जा सकते। इस परिणामस्वरूप, ट्रांजिस्टर एक ऑफ स्विच की तरह व्यवहार करता है।

संकेत: - इस स्थिति में ट्रांजिस्टर आदर्श रूप से कोई धारा नहीं चलाता, इसलिए बाहरी प्रतिरोध पर कोई वोल्टेज गिरावट नहीं होगी, इसलिए पूरा स्रोत वोल्टेज (V) जंक्शन पर गिरेगा जैसा कि ऊपर दिखाया गया है।

अब देखते हैं कि अगर हम उपकरण के बेस टर्मिनल पर एक सकारात्मक वोल्टेज लगाते हैं, तो क्या होता है। इस स्थिति में, बेस-एमिटर जंक्शन व्यक्तिगत रूप से फॉरवर्ड वोल्टेज प्राप्त करता है और निश्चित रूप से यह फॉरवर्ड पोटेंशियल बारियर को पार कर सकता है, और इसलिए एमिटर क्षेत्र में मुख्य वाहक, अर्थात् मुक्त इलेक्ट्रॉन, जंक्शन को पार करेंगे और बेस क्षेत्र में आ जाएंगे, जहाँ उन्हें बहुत कम संख्या में छेद मिलेंगे जिनसे वे पुनर्संयोजित हो सकते हैं।

लेकिन जंक्शन पर विद्युत क्षेत्र के कारण, एमिटर क्षेत्र से आने वाले मुक्त इलेक्ट्रॉन को गतिज ऊर्जा मिलती है। बेस क्षेत्र इतना पतला होता है कि एमिटर से आने वाले मुक्त इलेक्ट्रॉन को पुनर्संयोजित होने के लिए पर्याप्त समय नहीं मिलता, इसलिए वे रिवर्स बायस शून्यक क्षेत्र को पार करते हैं और अंततः कलेक्टर क्षेत्र में पहुंचते हैं। चूंकि बेस-कलेक्टर जंक्शन पर एक रिवर्स बारियर मौजूद होता है, इसलिए बेस से कलेक्टर की ओर मुक्त इलेक्ट्रॉन की धारा को रोकने की जरूरत नहीं होती, क्योंकि बेस क्षेत्र में मुक्त इलेक्ट्रॉन अल्पसंख्यक वाहक होते हैं।

इस तरह, इलेक्ट्रॉन एमिटर से कलेक्टर तक बहते हैं और इसलिए कलेक्टर से एमिटर तक की धारा शुरू होती है। चूंकि बेस क्षेत्र में थोड़े संख्या में छेद मौजूद होते हैं, इमिटर क्षेत्र से आने वाले कुछ इलेक्ट्रॉन इन छेदों के साथ पुनर्संयोजित होते हैं और बेस धारा में योगदान देते हैं। यह बेस धारा कलेक्टर से एमिटर तक की धारी की तुलना में बहुत कम होती है।

एमिटर से कुछ इलेक्ट्रॉन बेस धारा में योगदान देते हैं, जबकि अधिकांश इलेक्ट्रॉन कलेक्टर से गुजरते हैं। एमिटर धारा बेस और कलेक्टर धारा का योग होती है। इसलिए, एमिटर धारा बेस और कलेक्टर धारा का योग होती है।

अब आइए लगाए गए बेस वोल्टेज को बढ़ाते हैं। इस स्थिति में, एमिटर-बेस जंक्शन पर बढ़ा हुआ फॉरवर्ड वोल्टेज के कारण एमिटर क्षेत्र से अधिक मुक्त इलेक्ट्रॉन बेस क्षेत्र में आएंगे और अधिक गतिज ऊर्जा के साथ। यह कलेक्टर धारा को समानुपातिक रूप से बढ़ाता है। इस तरह, एक छोटे बेस सिग्नल को नियंत्रित करके, हम एक बड़े कलेक्टर सिग्नल को नियंत्रित कर सकते हैं। यह ट्रांजिस्टर का बुनियादी कार्य सिद्धांत है।