ਟਰੈਂਸਿਸਟਰ ਕਿਵੇਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ?

ترانزیسٹر کیسے کام کرتا ہے؟

ترانزیسٹر کی تعریف

ترانزیسٹر کو ایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو الیکٹرانک سگنل کو بڑھانے یا سوچنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

مختلف قسم کے ترانزیسٹرز دستیاب ہیں، لیکن ہم عام مطلوبہ نمونے کے NPN ترانزیسٹر پر توجہ مرکوز کریں گے۔ اس قسم کا بہت زیادہ ڈوپڈ اور وسیع ایمیٹر ریجن ہوتا ہے، جس میں بہت سارے آزاد الیکٹران (بہت سارے کیریئرز) موجود ہوتے ہیں۔

کالکٹر ریجن وسیع اور معتدل ڈوپڈ ہوتا ہے، لہذا اس میں ایمیٹر کے مقابلے میں کم آزاد الیکٹران ہوتے ہیں۔ بیس ریجن بہت پतلا اور کم ڈوپڈ ہوتا ہے، جس میں کم تعداد میں ہول (بہت سارے کیریئرز) موجود ہوتے ہیں۔ اب، ہم ایمیٹر اور کالکٹر کے درمیان ایک بیٹری کو جوڑتے ہیں۔ ترانزیسٹر کا ایمیٹر ٹرمینل بیٹری کے منفی ٹرمینل سے جڑا ہوتا ہے۔ اس لیے ایمیٹر-بیس جنکشن فوروارڈ بائیسڈ ہوتا ہے، اور بیس-کالکٹر جنکشن ریورس بائیسڈ ہوتا ہے۔ اس حالت میں، ڈیوائس کے ذریعے کوئی بھی کرنٹ بہنے کی اجازت نہیں ہوتی۔ ڈیوائس کے عمل کے پہلے اپنے کو NPN ترانزیسٹر کی تعمیری اور ڈوپنگ کی تفصیلات یاد کریں۔ یہاں ایمیٹر ریجن وسیع اور بہت زیادہ ڈوپڈ ہوتا ہے۔ لہذا ترانزیسٹر کے اس ریجن میں بہت سارے کیریئرز (آزاد الیکٹران) کی تعداد بہت زیادہ ہوتی ہے۔

دوسری طرف، بیس ریجن بہت پتلا ہوتا ہے، یہ کچھ مائیکرو میٹر کے علاقے میں ہوتا ہے جبکہ ایمیٹر اور کالکٹر کے علاقے ملی میٹر کے علاقے میں ہوتے ہیں۔ مڈل p-type لیئر کی ڈوپنگ بہت کم ہوتی ہے، اور نتیجے کے طور پر اس علاقے میں بہت کم تعداد میں ہول موجود ہوتے ہیں۔ کالکٹر ریجن وسیع ہوتا ہے جیسا کہ ہم نے پہلے بتایا ہے اور یہاں ڈوپنگ معتدل ہوتی ہے اور نتیجے کے طور پر یہاں معتدل تعداد میں آزاد الیکٹران موجود ہوتے ہیں۔

ایمیٹر اور کالکٹر کے درمیان لاگو کردہ ولٹیج دو جگہوں پر گر جاتی ہے۔ پہلے، ایمیٹر-بیس جنکشن کے پاس سلیکون ترانزیسٹروں میں تقریباً 0.7 ولٹ کا فوروارڈ بیریئر پوٹینشل ہوتا ہے۔ باقی ولٹیج بیس-کالکٹر جنکشن کے پاس ریورس بیریئر کے طور پر گر جاتی ہے۔

جو بھی ولٹیج ڈیوائس کے درمیان ہو، ایمیٹر-بیس جنکشن کے پاس فوروارڈ بیریئر پوٹینشل ہمیشہ 0.7 ولٹ رہتا ہے اور باقی سروس ولٹیج بیس-کالکٹر جنکشن کے پاس ریورس بیریئر پوٹینشل کے طور پر گر جاتی ہے۔

یہ مطلب ہے کہ کالکٹر ولٹیج فوروارڈ بیریئر پوٹینشل کو شکست نہیں دے سکتی۔ لہذا ایمیٹر کے آزاد الیکٹران بیس میں داخل نہیں ہوسکتے۔ نتیجے کے طور پر، ترانزیسٹر ایک آف سوچ کی طرح کام کرتا ہے۔

NB: – اس حالت میں ترانزیسٹر کوئی کرنٹ کنڈکٹ نہیں کرتا، اس لیے بیرونی مقاومت پر کوئی ولٹیج ڈراپ نہیں ہوتا اور نتیجے کے طور پر پوری سروس ولٹیج (V) جنکشنز پر گر جاتی ہے جیسا کہ اوپر کے فگر میں دکھایا گیا ہے۔

اب ہم دیکھتے ہیں کہ اگر ہم ڈیوائس کے بیس ٹرمینل پر مثبت ولٹیج لاگو کرتے ہیں تو کیا ہوتا ہے۔ اس صورتحال میں، بیس-ایمیٹر جنکشن کو فوروارڈ ولٹیج ملتی ہے اور یقیناً یہ فوروارڈ پوٹینشل بیریئر کو شکست دے سکتی ہے اور نتیجے کے طور پر ایمیٹر ریجن میں بہت سارے کیریئرز، یعنی آزاد الیکٹران جنکشن کو عبور کر کے بیس ریجن میں آتے ہیں جہاں ان کے پاس کم تعداد میں ہول ریکمائن کرنے کے لئے موجود ہوتے ہیں۔

لیکن جنکشن کے پار الیکٹرک فیلڈ کی وجہ سے ایمیٹر ریجن سے منتقل ہونے والے آزاد الیکٹران کینیٹک انرجی ملتی ہے۔ بیس ریجن بہت پتلا ہوتا ہے کہ ایمیٹر سے آنے والے آزاد الیکٹران کو ریکمائن کرنے کے لئے کافی وقت نہیں ملتا اور نتیجے کے طور پر ریورس بائیسڈ ڈیپلیشن ریجن کو عبور کرتے ہوئے بالآخر کالکٹر زون میں آتے ہیں۔ جبکہ بیس-کالکٹر جنکشن پر ریورس بیریئر موجود ہوتا ہے، یہ بیس سے کالکٹر کے ذریعے آزاد الیکٹران کے فلو کو روکنے کی کوشش نہیں کرتا کیونکہ بیس ریجن میں آزاد الیکٹران کمیٹی کیریئرز ہوتے ہیں۔

اس طرح، الیکٹران ایمیٹر سے کالکٹر تک بہتے ہیں اور نتیجے کے طور پر کالکٹر سے ایمیٹر کرنٹ شروع ہو جاتا ہے۔ بیس ریجن میں کچھ ہول موجود ہوتے ہیں، اس لیے ایمیٹر ریجن سے آنے والے کچھ الیکٹران ان ہولوں کے ساتھ ریکمائن کرتے ہیں اور بیس کرنٹ کا حصہ بناتے ہیں۔ یہ بیس کرنٹ کالکٹر سے ایمیٹر کرنٹ کے مقابلے میں بہت کم ہوتا ہے۔

ایمیٹر سے کچھ الیکٹران بیس کرنٹ کا حصہ بناتے ہیں، جبکہ زیادہ تر کالکٹر کے ذریعے گزر جاتے ہیں۔ ایمیٹر کرنٹ بیس اور کالکٹر کرنٹ کا کل ہوتا ہے۔ لہذا، ایمیٹر کرنٹ بیس اور کالکٹر کرنٹ کا کل ہوتا ہے۔

اب ہم لاگو کردہ بیس ولٹیج کو بڑھا دیتے ہیں۔ اس صورتحال میں، ایمیٹر-بیس جنکشن پر بڑھی ہوئی فوروارڈ ولٹیج کے نتیجے میں تناسب کے مطابق زیادہ آزاد الیکٹران ایمیٹر ریجن سے بیس ریجن میں زیادہ کینیٹک انرجی کے ساتھ آتے ہیں۔ یہ کالکٹر کرنٹ کو تناسب کے مطابق بڑھاتا ہے۔ اس طرح، چھوٹے بیس سگنل کو کنٹرول کرتے ہوئے ہم بہت بڑے کالکٹر سگنل کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔ یہ ترانزیسٹر کا بنیادی کام کرنے کا طریقہ ہے۔