ट्रान्झिस्टरले कसरी धातुहरू र विद्युत् धारा इलेक्ट्रोनहरू प्रयोग गर्छन्?
ट्रान्जिस्टरहरू कसरी धातु र वर्तमान इलेक्ट्रनहरू प्रयोग गर्छन्?
ट्रान्जिस्टरहरू सिग्नलहरू बढाउन वा सर्किटहरू स्विच गर्न प्रयोग गरिने अर्धचालक यन्त्रहरू हुन्। यद्यपि ट्रान्जिस्टरको आंतरिक मेकनिजम अर्धचालक सामग्री (जस्तै सिलिकन वा जर्मानियम) सँग सम्बन्धित छ, तर यी धातु र वर्तमान इलेक्ट्रनहरू प्रत्यक्ष रूपमा प्रयोग गर्दै फलाधारण गर्दछैन। तर, ट्रान्जिस्टरको निर्माण र संचालनमा केही धातु घटकहरू र इलेक्ट्रन फ्लो सँग सम्बन्धित अवधारणाहरू समावेश छन्। तल ट्रान्जिस्टरहरू कसरी काम गर्छन् र उनीहरूको धातु र वर्तमान इलेक्ट्रनहरू सँगको सम्बन्ध विस्तार साथ व्याख्या गरिएको छ।
ट्रान्जिस्टरको मूल संरचना र कामकाजको मूल सिद्धान्त
1. मूल संरचना
ट्रान्जिस्टरहरू तीन मुख्य प्रकारका हुन्: बिपोलर जंक्शन ट्रान्जिस्टर (BJTs), फील्ड-इफेक्ट ट्रान्जिस्टर (FETs), र मेटल-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रान्जिस्टर (MOSFETs)। यहाँ, हामी धेरै प्रचलित प्रकार, NPN BJT पर ध्यान दिनेछौं:
ईमिटर (E): सामान्यतया उच्च डोपिङ गरिएको, जसले बहुसंख्यक फ्री इलेक्ट्रनहरू प्रदान गर्छ।
बेस (B): कम डोपिङ गरिएको, जसले वर्तमान नियन्त्रण गर्छ।
कलेक्टर (C): कम डोपिङ गरिएको, जसले ईमिटरबाट निकालिएका इलेक्ट्रनहरू संग्रह गर्छ।
2. कामकाजको मूल सिद्धान्त
ईमिटर-बेस जंक्शन (E-B जंक्शन): जब बेस ईमिटरको अनुकूल बाइअसिङ गरिएको हुन्छ, त्यसपछि E-B जंक्शन चालु हुन्छ, जसले इलेक्ट्रनहरूलाई ईमिटरबाट बेसमा प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ।
बेस-कलेक्टर जंक्शन (B-C जंक्शन): जब कलेक्टर बेसको अनुकूल बाइअसिङ गरिएको हुन्छ, त्यसपछि B-C जंक्शन कटआफ मोडमा छ। तर, यदि बेस वर्तमान धेरै छ, भने एक ठूलो वर्तमान कलेक्टर र ईमिटर बीच फ्लो गर्छ।
धातु र वर्तमान इलेक्ट्रनहरूको भूमिका
1. धातु संपर्क
लीडहरू: ट्रान्जिस्टरको ईमिटर, बेस, र कलेक्टर सामान्यतया बाहिरी सर्किटहरूसँग धातु लीडहरूद्वारा जोडिएका हुन्छन्। यी धातु लीडहरू विश्वसनीय वर्तमान ट्रान्सफर गर्न सुनिश्चित गर्छन्।
मेटलाइझेशन लेयरहरू: इन्टीग्रेटेड सर्किटहरूमा, ट्रान्जिस्टरको विभिन्न क्षेत्रहरू (जस्तै ईमिटर, बेस, र कलेक्टर) सामान्यतया आंतरिक रूपमा मेटलाइझेशन लेयरहरू (सामान्यतया एल्युमिनियम वा कपर) द्वारा जोडिएका हुन्छन्।
2. वर्तमान इलेक्ट्रनहरू
इलेक्ट्रन फ्लो: ट्रान्जिस्टरको अन्दर, वर्तमान इलेक्ट्रनहरूको गतिद्वारा उत्पन्न हुन्छ। उदाहरणका लागि, NPN BJT मा, जब बेस अनुकूल बाइअसिङ गरिएको हुन्छ, त्यसपछि इलेक्ट्रनहरू ईमिटरबाट बेसमा प्रवाह गर्छन्, र यी इलेक्ट्रनहरूको धेरैभाग कलेक्टरमा जान्छ।
होल फ्लो: p-प्रकारका अर्धचालकहरूमा, वर्तमान छात्रहरूद्वारा पनि लियो जान सक्छ, जुन इलेक्ट्रनहरू लागेको थुप्लाहरू हुन्छन् र धनात्मक चार्ज वहक लिएका मानिन्छ।
विशिष्ट उदाहरणहरू
1. NPN BJT
अनुकूल बाइअसिङ: जब बेस ईमिटरको अनुकूल बाइअसिङ गरिएको हुन्छ, त्यसपछि E-B जंक्शन चालु हुन्छ, र इलेक्ट्रनहरू ईमिटरबाट बेसमा प्रवाह गर्छन्।
प्रतिकूल बाइअसिङ: जब कलेक्टर बेसको प्रतिकूल बाइअसिङ गरिएको हुन्छ, त्यसपछि B-C जंक्शन कटआफ मोडमा छ। तर, बेस वर्तमानको उपस्थितिले, एक ठूलो वर्तमान कलेक्टर र ईमिटर बीच फ्लो गर्छ।
2. MOSFET
गेट (G): गेट वोल्टेज चैनलको चालकता नियन्त्रण गर्छ, जसले अर्धचालक चैनलबाट एक अवरोधक लेयर (सामान्यतया सिलिकन डाइऑक्साइड) द्वारा अलग छ।
सोर्स (S) र ड्रेन (D): सोर्स र ड्रेन बाहिरी सर्किटहरूसँग धातु लीडहरूद्वारा जोडिएका हुन्छन्, र गेट वोल्टेजले सोर्स र ड्रेन बीचको वर्तमान नियन्त्रण गर्छ।
सारांश
यद्यपि ट्रान्जिस्टरहरूको मुख्य कामकाजको सिद्धान्त अर्धचालक सामग्रीको भित्र इलेक्ट्रन र होलहरूको गतिले सम्बन्धित छ, तर धातुहरू ट्रान्जिस्टरको निर्माण र संचालनमा महत्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। धातु लीडहरू र मेटलाइझेशन लेयरहरू विश्वसनीय वर्तमान ट्रान्सफर गर्न सुनिश्चित गर्छन्, र वर्तमान इलेक्ट्रनहरू अर्धचालक यन्त्रहरूको कामकाजको मौलिक आधार हुन्। यी मेकनिजमहरूद्वारा, ट्रान्जिस्टरहरू सिग्नलहरू बढाउन वा सर्किटहरू स्विच गर्न सक्षम हुन्छन्।
