ஒரு டிரான்சிஸ்டர் எப்படி மெதல்கள் மற்றும் மின்சாரம் மின்குறிகளை பயன்படுத்துகிறது
உலோகங்களும் தற்போதைய எலெக்ட்ரான்களும் எப்படி டிரான்சிஸ்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன?
டிரான்சிஸ்டர்கள் முக்கியமாக சிக்கல்களை விரிவுபடுத்தவும் அல்லது சுழல்களை மாற்றவும் பயன்படுத்தப்படும் அரைக்குண்டு உபகரணங்களாகும். டிரான்சிஸ்டர்களின் உள்நோக்கிய செயல்முறை அரைக்குண்டு பொருள்கள் (என்னும் சிலிகான் அல்லது ஜெர்மானியம்) உள்ளடக்கியிருக்கின்றன, இவை நேரடியாக உலோகங்களையும் தற்போதைய எலெக்ட்ரான்களையும் பயன்படுத்தவில்லை. ஆனால், டிரான்சிஸ்டர்களின் உற்பத்தி மற்றும் செயல்பாடு சில உலோக கூறுகள் மற்றும் எலெக்ட்ரான் பாய்வு தொடர்புடைய கருத்துகளை உள்ளடக்கியிருக்கின்றன. கீழே டிரான்சிஸ்டர்கள் எப்படி செயல்படுகின்றன மற்றும் அவற்றின் உலோகங்களுடன் தற்போதைய எலெக்ட்ரான்களுடன் எந்த தொடர்பு உள்ளது என்பதை விளக்கும் விரிவான விளக்கம் உள்ளது.
டிரான்சிஸ்டர்களின் அடிப்படை அமைப்பு மற்றும் செயல்முறை
1. அடிப்படை அமைப்பு
டிரான்சிஸ்டர்கள் மூன்று முக்கிய வகைகளில் வருகின்றன: பைபோலர் ஜங்க்ஷன் டிரான்சிஸ்டர்கள் (BJTs), பீல்ட்-ஈபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள் (FETs), மற்றும் மெடல்-ஆக்சைட்-செமிகான்டக்டர் பீல்ட்-ஈபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள் (MOSFETs). இங்கே, நாம் அதிகமாக பொதுவாக உள்ள வகையில், NPN BJT மீது கவனம் செலுத்துவோம்:
ஏமிட்டர் (E): பொதுவாக உயர் அளவில் தூர்தடை செய்யப்பட்டது, பல சுதந்திர எலெக்ட்ரான்களை வழங்கும்.
பேஸ் (B): குறைந்த அளவில் தூர்தடை செய்யப்பட்டது, தற்போதைய கட்டுப்பாட்டை செய்கிறது.
காலெக்டர் (C): குறைந்த அளவில் தூர்தடை செய்யப்பட்டது, ஏமிட்டரிலிருந்து வெளிவந்த எலெக்ட்ரான்களை சேகரிக்கிறது.
2. செயல்முறை
ஏமிட்டர்-பேஸ் ஜங்க்ஷன் (E-B ஜங்க்ஷன்): பேஸ் ஏமிட்டருக்கு ஒருவரிய தளத்தில் இருக்கும்போது, E-B ஜங்க்ஷன் போகும், ஏமிட்டரிலிருந்து பேஸ் வரை எலெக்ட்ரான்கள் பாயும்.
பேஸ்-காலெக்டர் ஜங்க்ஷன் (B-C ஜங்க்ஷன்): காலெக்டர் பேஸுக்கு மாற்று தளத்தில் இருக்கும்போது, B-C ஜங்க்ஷன் வெடித்தடை முறையில் இருக்கும். ஆனால், பேஸ் தற்போதை போதுமான அளவு இருந்தால், காலெக்டருக்கும் ஏமிட்டருக்கும் இடையே பெரிய தற்போதை பாயும்.
உலோகங்களும் தற்போதை எலெக்ட்ரான்களும் பங்களிப்பு
1. உலோக தொடர்புகள்
லீட்ஸ்: டிரான்சிஸ்டரின் ஏமிட்டர், பேஸ், காலெக்டர் போன்ற பகுதிகள் பொதுவாக உலோக லீட்ஸ் மூலம் வெளியே உள்ள சுழல்களுடன் இணைக்கப்படுகின்றன. இந்த உலோக லீட்ஸ் செங்குத்தான தற்போதை பாய்வை உறுதி செய்கின்றன.
மெடல்லைசெயல்: இணைந்த சுழல்களில், டிரான்சிஸ்டரின் வெவ்வேறு பகுதிகள் (என்னும் ஏமிட்டர், பேஸ், காலெக்டர்) பொதுவாக உள்ளே மெடல்லைசெயல் படுத்தப்படுகின்றன (திட்டமாக அலுமினியம் அல்லது கோப்பர்).
2. தற்போதை எலெக்ட்ரான்கள்
எலெக்ட்ரான் பாய்வு: டிரான்சிஸ்டரின் உள்ளே, தற்போதை எலெக்ட்ரான்களின் பாய்வால் உருவாக்கப்படுகின்றது. எடுத்துக்காட்டாக, NPN BJT-ல், பேஸ் ஒருவரிய தளத்தில் இருந்தால், எலெக்ட்ரான்கள் ஏமிட்டரிலிருந்து பேஸ் வரை பாயும், மற்றும் இந்த எலெக்ட்ரான்களில் பெரும்பாலானவை காலெக்டருக்கு போகும்.
ஹோல் பாய்வு: p-வகை அரைக்குண்டு பொருள்களில், தற்போதை ஹோல்களாலும் போகும், இவை எலெக்ட்ரான்கள் கிடையாத இடங்கள் மற்றும் நேர்ம மின்னியம் திரவிகளாக கருதப்படுகின்றன.
விஶிஷ்ட எடுத்துக்காட்டுகள்
1. NPN BJT
ஒருவரிய தளம்: பேஸ் ஏமிட்டருக்கு ஒருவரிய தளத்தில் இருக்கும்போது, E-B ஜங்க்ஷன் போகும், ஏமிட்டரிலிருந்து பேஸ் வரை எலெக்ட்ரான்கள் பாயும்.
மாற்று தளம்: காலெக்டர் பேஸுக்கு மாற்று தளத்தில் இருக்கும்போது, B-C ஜங்க்ஷன் வெடித்தடை முறையில் இருக்கும். ஆனால், பேஸ் தற்போதை போதுமான அளவு இருந்தால், காலெக்டருக்கும் ஏமிட்டருக்கும் இடையே பெரிய தற்போதை பாயும்.
2. MOSFET
கேட் (G): அரைக்குண்டு சந்தையிலிருந்து ஒரு தடித்த பட்டம் (திட்டமாக சிலிகான் டை ஆக்சைட்) மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, கேட் வோல்டேஜ் சந்தையின் சீர்ப்பு கட்டுப்பாட்டை செய்கிறது.
சோர்ஸ் (S) மற்றும் ட்ரைன் (D): உலோக லீட்ஸ் மூலம் வெளியே உள்ள சுழல்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, சோர்ஸ் மற்றும் ட்ரைன் இடையே தற்போதை கேட் வோல்டேஜால் கட்டுப்பாட்டை செய்கிறது.
மீற்றம்
டிரான்சிஸ்டர்களின் முக்கிய செயல்முறை முக்கியமாக அரைக்குண்டு பொருள்களில் எலெக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹோல்களின் பாய்வு உள்ளடக்கியிருக்கின்றது, உலோகங்கள் டிரான்சிஸ்டர்களின் உற்பத்தி மற்றும் செயல்பாட்டில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. உலோக லீட்ஸ் மற்றும் மெடல்லைசெயல் செங்குத்தான தற்போதை பாய்வை உறுதி செய்கின்றன, மற்றும் தற்போதை எலெக்ட்ரான்கள் அரைக்குண்டு உபகரணங்களின் செயல்பாட்டின் அடிப்படை அமைவாகும். இந்த செயல்முறைகள் மூலம், டிரான்சிஸ்டர்கள் சிக்கல்களை விரிவுபடுத்தவும் அல்லது சுழல்களை மாற்றவும் கூடியவை.
