ترانزسٹر کیسے کام کرتا ہے

ٹرانزسٹر کیسے کام کرتا ہے؟

ٹرانزسٹر کی تعریف

ٹرانزسٹر کو ایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جس کا استعمال الیکٹرانک سگنل کو بڑھانے یا سوچنے کے لئے کیا جاتا ہے۔

مختلف قسم کے ٹرانزسٹروں کی دستیابی ہے، لیکن ہم عام ایمٹر میں NPN ٹرانزسٹر پر مرکوز ہوں گے۔ اس قسم کے پاس ایک زیادہ ڈوپڈ اور وسیع ایمٹر علاقہ ہوتا ہے، جس میں بہت سارے آزاد الیکٹران (بہت سارے کیریئرز) موجود ہوتے ہیں۔

کالکٹر علاقہ وسیع اور معتدل ڈوپڈ ہوتا ہے، لہذا اس میں ایمٹر کے مقابلے میں کم آزاد الیکٹران ہوتے ہیں۔ بیس علاقہ بہت پतلا اور کمزور ڈوپڈ ہوتا ہے، جس میں کم تعداد میں ہول (بہت سارے کیریئرز) موجود ہوتے ہیں۔ اب ہم ایک بیٹری کو ایمٹر اور کالکٹر کے درمیان جوڑتے ہیں۔ ٹرانزسٹر کا ایمٹر ٹرمینل بیٹری کے منفی ٹرمینل سے جڑا ہوتا ہے۔ لہذا ایمٹر-بیس جنکشن فرووارڈ بائیسڈ ہوجاتا ہے، اور بیس-کالکٹر جنکشن ریورس بائیسڈ ہوجاتا ہے۔ اس حالت میں، ڈیوائس کے ذریعے کوئی بھی کرنٹ بہنے والا نہیں ہے۔ ڈیوائس کی حقیقی کارکردگی کے پہلے جاننے سے پہلے ہم NPN ٹرانزسٹر کی تعمیری اور ڈوپنگ کی تفصیلات کو یاد کرتے ہیں۔ یہاں ایمٹر علاقہ وسیع اور بہت زیادہ ڈوپڈ ہوتا ہے۔ لہذا ٹرانزسٹر کے اس علاقے میں بہت سارے کیریئرز (آزاد الیکٹران) کی تراکم بہت زیادہ ہوتی ہے۔

ایک طرف، بیس علاقہ بہت پتلا ہوتا ہے، یہ کچھ مائیکرو میٹر کی حد میں ہوتا ہے جبکہ ایمٹر اور کالکٹر علاقہ ملی میٹر کی حد میں ہوتا ہے۔ درمیانی p-type لیئر کی ڈوپنگ بہت کم ہوتی ہے، اور نتیجے کے طور پر یہ علاقہ میں بہت کم تعداد میں ہول موجود ہوتے ہیں۔ کالکٹر علاقہ وسیع ہوتا ہے جس کو ہم پہلے ہی بتا چکے ہیں اور یہاں ڈوپنگ معتدل ہوتی ہے اور نتیجے کے طور پر معتدل تعداد میں آزاد الیکٹران موجود ہوتے ہیں۔

ایمٹر اور کالکٹر کے درمیان لاگو کردی گئی ولٹیج دو جگہوں پر گرتی ہے۔ پہلے، ایمٹر-بیس جنکشن کی فرووارڈ باریئر پوٹنشل تقریباً 0.7 ولٹ ہوتی ہے سلیکون ٹرانزسٹروں میں۔ باقی ولٹیج بیس-کالکٹر جنکشن کے طور پر ریورس باریئر کے طور پر گرتی ہے۔

جس بھی ولٹیج کے تحت ڈیوائس کے درمیان فرووارڈ باریئر پوٹنشل ایمٹر-بیس جنکشن کے درمیان ہمیشہ 0.7 ولٹ رہتا ہے اور باقی سرس ولٹیج بیس-کالکٹر جنکشن کے طور پر ریورس باریئر پوٹنشل کے طور پر گرتی ہے۔

یہ مطلب ہے کہ کالکٹر ولٹیج فرووارڈ باریئر پوٹنشل کو شکست نہیں دے سکتی۔ لہذا ایمٹر میں آزاد الیکٹران بیس میں داخل نہیں ہوسکتے۔ نتیجے کے طور پر، ٹرانزسٹر ایک بند سوچ کی طرح کام کرتا ہے۔

NB: – اس حالت میں ٹرانزسٹر کوئی کرنٹ کنڈکٹ نہیں کرتا ہے، اس لئے بیرونی مقاومت پر کوئی ولٹیج ڈراپ نہیں ہوگا، لہذا پوری سرس ولٹیج (V) جنکشن کے درمیان گرے گی جیسے اوپر 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-ایمٹر جنکشن کو انفرادی طور پر فرووارڈ ولٹیج ملتی ہے اور یقیناً یہ فرووارڈ پوٹنشل باریئر کو شکست دے سکتی ہے اور نتیجے کے طور پر ایمٹر علاقے میں بہت سارے کیریئرز، یعنی آزاد الیکٹران جنکشن کو عبور کریں گے اور بیس علاقے میں آجائیں گے جہاں ان کے پاس ری کمبائن کرنے کے لئے بہت کم تعداد میں ہول ہوتے ہیں۔

لیکن جنکشن کے درمیان الیکٹرک فیلڈ کی وجہ سے، ایمٹر علاقے سے منتقل ہونے والے آزاد الیکٹران کینیٹک انرجی ملتی ہے۔ بیس علاقہ اتنا پتلا ہوتا ہے کہ ایمٹر سے آنے والے آزاد الیکٹران کو ری کمبائن کرنے کے لئے کافی وقت نہیں ملتا اور نتیجے کے طور پر ریورس بائیسڈ ڈیپلیشن علاقے کو عبور کرتے ہوئے بالآخر کالکٹر زون میں آتے ہیں۔ جبکہ بیس-کالکٹر جنکشن پر ریورس باریئر موجود ہوتا ہے، یہ بیس سے کالکٹر کی طرف آزاد الیکٹران کے بہاؤ کو روکنے کی کوشش نہیں کرتا کیونکہ بیس علاقے میں آزاد الیکٹران کمیٹی کیریئرز ہوتے ہیں۔

اس طرح، الیکٹران ایمٹر سے کالکٹر تک بہتے ہیں اور نتیجے کے طور پر کالکٹر سے ایمٹر کرنٹ شروع ہوتا ہے۔ کیونکہ بیس علاقے میں کچھ ہول موجود ہوتے ہیں، ایمٹر علاقے سے آنے والے کچھ الیکٹران ان ہول کے ساتھ ری کمبائن کریں گے اور بیس کرنٹ کا حصہ ہوں گے۔ یہ بیس کرنٹ کالکٹر سے ایمٹر کرنٹ کے مقابلے میں بہت چھوٹا ہوتا ہے۔

ایمٹر سے کچھ الیکٹران بیس کرنٹ کا حصہ دیتے ہیں، جبکہ زیادہ تر کالکٹر کے ذریعے گذرتے ہیں۔ ایمٹر کرنٹ بیس اور کالکٹر کرنٹ کا کل ہوتا ہے۔ لہذا، ایمٹر کرنٹ بیس اور کالکٹر کرنٹ کا کل ہوتا ہے۔

اب ہم لاگو کردی گئی بیس ولٹیج کو بڑھاتے ہیں۔ اس صورتحال میں، ایمٹر-بیس جنکشن کے درمیان بڑھتی ہوئی فرووارڈ ولٹیج کے ساتھ ساتھ زیادہ تعداد میں آزاد الیکٹران ایمٹر علاقے سے بیس علاقے میں زیادہ کینیٹک انرجی کے ساتھ آتے ہیں۔ یہ کالکٹر کرنٹ کی تناسب کے مطابق بڑھاوتا ہے۔ اس طرح، چھوٹے بیس سگنل کو کنٹرول کرتے ہوئے ہم بہت بڑے کالکٹر سگنل کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔ یہ ٹرانزسٹر کا بنیادی کام کرنے کا طریقہ ہے۔