ట్రాన్జిస్టర్ ఎలా పనిచేస్తుంది?

ట్రాన్జిస్టర్ ఎలా పనిచేస్తుంది?

ట్రాన్జిస్టర్ నిర్వచనం

ట్రాన్జిస్టర్ అనేది ఈలక్తో ఆధారంగా ఉపయోగించబడే ఒక సెమికండక్టర్ పరికరం. దీనిని ఈలక్ సంకేతాలను పెంచుకోవడానికి లేదా మార్చడానికి ఉపయోగిస్తారు.

వివిధ రకాల ట్రాన్జిస్టర్లు లభ్యమైనవి, కానీ మేము సాధారణ ఇమిటర్ మోడ్లో NPN ట్రాన్జిస్టర్పై దృష్టి పెడతాము. ఈ రకం ట్రాన్జిస్టర్లో బహుశః విద్యుత్ సంకేతాలు (ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లు) గల విస్తృత మరియు తీవ్రంగా డోపింగ్ చేయబడిన ఇమిటర్ ప్రాంతం ఉంటుంది.

కాలెక్టర్ ప్రాంతం విస్తృతంగా మరియు మధ్యమంగా డోపింగ్ చేయబడినది, కాబట్టి ఇమిటర్ కంటే తక్కువ ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. బేస్ ప్రాంతం చాలా మెడక్కుగా మరియు తక్కువగా డోపింగ్ చేయబడినది, మరియు చాలా తక్కువ హోల్స్ (మధ్యమం కార్యకర్తలు) ఉంటాయి. ఇప్పుడు, మేము ఇమిటర్ మరియు కాలెక్టర్ మధ్య ఒక బ్యాటరీని కనెక్ట్ చేస్తాము. ట్రాన్జిస్టర్ యొక్క ఇమిటర్ టర్మినల్ బ్యాటరీ యొక్క నెగెటివ్ టర్మినల్‌ని కనెక్ట్ చేస్తుంది. అందువల్ల ఇమిటర్-బేస్ జంక్షన్ ఫోర్వర్డ్ బైయస్ అవుతుంది, మరియు బేస్-కాలెక్టర్ జంక్షన్ రివర్స్ బైయస్ అవుతుంది. ఈ పరిస్థితిలో, పరికరం ద్వారా ఏ ప్రవాహం ప్రవహించదు. పరికరం యొక్క నిజమైన పనికట్టు ముందు ఒక NPN ట్రాన్జిస్టర్ యొక్క నిర్మాణ మరియు డోపింగ్ వివరాలను చిన్నప్పుడే గుర్తుకోవాలి. ఇక్కడ ఇమిటర్ ప్రాంతం విస్తృతంగా మరియు తీవ్రంగా డోపింగ్ చేయబడినది. అందువల్ల ట్రాన్జిస్టర్ యొక్క ఈ ప్రాంతంలో ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య చాలా ఎక్కువ.

ఇక్కడ బేస్ ప్రాంతం చాలా మెడక్కుగా ఉంటుంది, ఇది కేవలం కొన్ని మైక్రోమీటర్ల విస్తీర్ణంలో ఉంటుంది, అయితే ఇమిటర్ మరియు కాలెక్టర్ ప్రాంతాలు మిల్లీమీటర్ల విస్తీర్ణంలో ఉంటాయి. మధ్య ప్రకారం p-రకం ప్రాంతం డోపింగ్ చేయబడినది చాలా తక్కువ, అందువల్ల ఈ ప్రాంతంలో చాలా తక్కువ హోల్స్ ఉంటాయి. కాలెక్టర్ ప్రాంతం విస్తృతంగా ఉంటుంది, మరియు ఇక్కడ డోపింగ్ చేయబడినది మధ్యమంగా ఉంటుంది, అందువల్ల ఈ ప్రాంతంలో మధ్యమంగా ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి.

ఇమిటర్ మరియు కాలెక్టర్ మధ్య అప్లై చేయబడిన వోల్టేజ్ రెండు స్థలాలలో పడుతుంది. మొదట, ఇమిటర్-బేస్ జంక్షన్‌కు సిలికన్ ట్రాన్జిస్టర్లో ఫోర్వర్డ్ బారీయర్ పోటెన్షియల్ సుమారు 0.7 వోల్ట్లు. మిగిలిన వోల్టేజ్ బేస్-కాలెక్టర్ జంక్షన్‌కు రివర్స్ బారీయర్ గా పడుతుంది.

పరికరం యొక్క వోల్టేజ్ ఏదైనా అయినా, ఇమిటర్-బేస్ జంక్షన్‌కు ఫోర్వర్డ్ బారీయర్ పోటెన్షియల్ ఎప్పుడైనా 0.7 వోల్ట్లు ఉంటుంది, మిగిలిన సోర్స్ వోల్టేజ్ బేస్-కాలెక్టర్ జంక్షన్‌కు రివర్స్ బారీయర్ పోటెన్షియల్ గా పడుతుంది.

ఇది అర్థం చేసుకోవాలి, కాలెక్టర్ వోల్టేజ్ ఫోర్వర్డ్ బారీయర్ పోటెన్షియల్‌ను ఓవర్కం చేయలేదు. కాబట్టి, ఇమిటర్‌లో ఉన్న ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లు బేస్‌కి దశాంశంలో ప్రవహించలేవు. ఫలితంగా, ట్రాన్జిస్టర్ ఒఫ్ స్విచ్ వంటి పనిచేస్తుంది.

ఈ పరిస్థితిలో ట్రాన్జిస్టర్ యొక్క ప్రవాహం నిజంగా ప్రవహించదు, కాబట్టి బాహ్య రెఝిస్టెన్స్‌కి వోల్టేజ్ పడవు. అందువల్ల మొత్తం సోర్స్ వోల్టేజ్ (V) జంక్షన్ల మధ్య పడుతుంది, పైన చూపిన చిత్రంలో చూపినట్లు.

ఇప్పుడు మేము పరికరం యొక్క బేస్ టర్మినల్‌కు పోజిటివ్ వోల్టేజ్ అప్లై చేస్తే ఏం జరుగుతుందో చూద్దాం. ఈ పరిస్థితిలో, ఇమిటర్-బేస్ జంక్షన్‌కు ఫోర్వర్డ్ వోల్టేజ్ విశేషంగా అప్లై చేస్తుంది, మరియు నిజంగా ఇది ఫోర్వర్డ్ పోటెన్షియల్ బారీయర్‌ను ఓవర్కం చేస్తుంది. అందువల్ల మెజారిటీ కార్యకర్తలు, అంటే ఇమిటర్ ప్రాంతంలో ఉన్న ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లు జంక్షన్‌ను దశాంశంలో ప్రవహించుకుంటాయి మరియు బేస్ ప్రాంతంలో వచ్చే అవకాశం ఉంటుంది, అక్కడ చాలా తక్కువ హోల్స్ ఉంటాయి మరియు వాటితో రికంబైన్ చేయబడతాయి.

కానీ జంక్షన్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం వల్ల, ఇమిటర్ ప్రాంతం నుండి మార్పు చేస్తున్న ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లకు కినెటిక్ శక్తి వస్తుంది. బేస్ ప్రాంతం చాలా మెడక్కుగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇమిటర్ నుండి వచ్చే ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లు రికంబైన్ చేయడానికి సమర్థవారు కాదు. అందువల్ల వారు రివర్స్ బైయస్ చేసిన డిప్లెషన్ ప్రాంతం దశాంశంలో ప్రవహించుకుంటారు మరియు చాలా తర్వాత కాలెక్టర్ ప్రాంతంలో వచ్చే అవకాశం ఉంటుంది. బేస్-కాలెక్టర్ జంక్షన్‌కు రివర్స్ బారీయర్ ఉంటుంది, కాబట్టి బేస్ ప్రాంతంలో ఉన్న ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లు మినారిటీ కార్యకర్తలు అనేది ప్రవహించడానికి అవసరం లేదు.

ఈ విధంగా, ఎలక్ట్రాన్లు ఇమిటర్ నుండి కాలెక్టర్ వరకు ప్రవహిస్తాయి, అందువల్ల కాలెక్టర్ నుండి ఇమిటర్ వరకు ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది. బేస్ ప్రాంతంలో చాలా తక్కువ హోల్స్ ఉంటాయి, కాబట్టి ఇమిటర్ ప్రాంతం నుండి వచ్చే కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లు వాటితో రికంబైన్ చేయబడతాయి మరియు బేస్ ప్రవాహంను సహకరిస్తాయి. ఈ బేస్ ప్రవాహం కాలెక్టర్ నుండి ఇమిటర్ వరకు ప్రవాహం కంటే చాలా తక్కువ.

ఇమిటర్ నుండి వచ్చే కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లు బేస్ ప్రవాహానికి సహకరిస్తాయి, అంతేకాక మొత్తం కాలెక్టర్ వరకు ప్రవహిస్తాయి. అందువల్ల, ఇమిటర్ ప్రవాహం బేస్ మరియు కాలెక్టర్ ప్రవాహాల మొత్తం.

ఇప్పుడు మేము అప్లై చేస్తున్న బేస్ వోల్టేజ్‌ని పెంచుకుందాం. ఈ పరిస్థితిలో, ఇమిటర్-బేస్ జంక్షన్‌కు పెంచిన ఫోర్వర్డ్ వోల్టేజ్ వల్ల ప్రత్యేకంగా ఎక్కువ ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లు ఇమిటర్ ప్రాంతం నుండి బేస్ ప్రాంతంలోకి