ट्रांजिस्टर स्विचिंग सर्किट के संचालन का डिजाइन और सिद्धांत। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का संचालन सिद्धांत. सामान्य उत्सर्जक के साथ कनेक्शन सर्किट

नमस्कार प्रिय मित्रों! आज हम द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के बारे में बात करेंगे और जानकारी मुख्य रूप से शुरुआती लोगों के लिए उपयोगी होगी। इसलिए, यदि आप रुचि रखते हैं कि ट्रांजिस्टर क्या है, इसके संचालन का सिद्धांत और सामान्य तौर पर इसका उपयोग किस लिए किया जाता है, तो एक अधिक आरामदायक कुर्सी लें और करीब आएं।

आइए जारी रखें, और हमारे पास यहां सामग्री है, लेख को नेविगेट करना अधिक सुविधाजनक होगा :)

ट्रांजिस्टर के प्रकार

ट्रांजिस्टर मुख्यतः दो प्रकार के होते हैं: द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर और क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर। बेशक, एक लेख में सभी प्रकार के ट्रांजिस्टर पर विचार करना संभव था, लेकिन मैं आपके दिमाग में दलिया नहीं पकाना चाहता। इसलिए, इस लेख में हम विशेष रूप से द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर नज़र डालेंगे, और मैं निम्नलिखित लेखों में से एक में क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के बारे में बात करूंगा। आइए सब कुछ एक साथ न रखें, बल्कि प्रत्येक पर व्यक्तिगत रूप से ध्यान दें।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर ट्यूब ट्रायोड का वंशज है, जो 20वीं सदी के टेलीविज़न में थे। ट्रायोड विस्मृति में चले गए और अधिक कार्यात्मक भाइयों - ट्रांजिस्टर, या बल्कि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को रास्ता दिया।

दुर्लभ अपवादों के साथ, ट्रायोड का उपयोग संगीत प्रेमियों के लिए उपकरणों में किया जाता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर इस तरह दिख सकते हैं।

जैसा कि आप देख सकते हैं, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में तीन टर्मिनल होते हैं और संरचनात्मक रूप से वे पूरी तरह से अलग दिख सकते हैं। लेकिन विद्युत आरेखों पर वे सरल और हमेशा एक जैसे दिखते हैं। और यह सारा ग्राफिक वैभव कुछ इस तरह दिखता है।

ट्रांजिस्टर की इस छवि को यूजीओ (पारंपरिक ग्राफिक प्रतीक) भी कहा जाता है।

इसके अलावा, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में विभिन्न प्रकार की चालकता हो सकती है। एनपीएन प्रकार और पीएनपी प्रकार के ट्रांजिस्टर हैं।

एन-पी-एन ट्रांजिस्टर और पी-एन-पी ट्रांजिस्टर के बीच अंतर केवल इतना है कि यह विद्युत आवेश (इलेक्ट्रॉन या "छेद") का "वाहक" है। वे। पीएनपी ट्रांजिस्टर के लिए, इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक से संग्राहक की ओर बढ़ते हैं और आधार द्वारा संचालित होते हैं। एन-पी-एन ट्रांजिस्टर के लिए, इलेक्ट्रॉन कलेक्टर से उत्सर्जक तक जाते हैं और आधार द्वारा नियंत्रित होते हैं। परिणामस्वरूप, हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि सर्किट में एक चालकता प्रकार के ट्रांजिस्टर को दूसरे के साथ बदलने के लिए, लागू वोल्टेज की ध्रुवीयता को बदलना पर्याप्त है। या मूर्खतापूर्वक शक्ति स्रोत की ध्रुवीयता को बदल दें।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में तीन टर्मिनल होते हैं: कलेक्टर, एमिटर और बेस। मुझे लगता है कि यूजीओ के साथ भ्रमित होना मुश्किल होगा, लेकिन वास्तविक ट्रांजिस्टर में भ्रमित होना पहले से कहीं ज्यादा आसान है।

आमतौर पर कौन सा आउटपुट निर्धारित किया जाता है यह संदर्भ पुस्तक से होता है, लेकिन आप आसानी से कर सकते हैं। ट्रांजिस्टर के टर्मिनल एक सामान्य बिंदु (ट्रांजिस्टर के आधार के क्षेत्र में) से जुड़े दो डायोड की तरह लगते हैं।

बाईं ओर पी-एन-पी प्रकार के ट्रांजिस्टर की एक तस्वीर है; परीक्षण करते समय, आपको यह अहसास होता है (मल्टीमीटर रीडिंग के माध्यम से) कि आपके सामने दो डायोड हैं जो अपने कैथोड द्वारा एक बिंदु पर जुड़े हुए हैं। एन-पी-एन ट्रांजिस्टर के लिए, आधार बिंदु पर डायोड उनके एनोड द्वारा जुड़े होते हैं। मुझे लगता है कि मल्टीमीटर के साथ प्रयोग करने के बाद यह और अधिक स्पष्ट हो जाएगा।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संचालन का सिद्धांत

अब हम यह जानने का प्रयास करेंगे कि ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है। मैं ट्रांजिस्टर की आंतरिक संरचना के विवरण में नहीं जाऊंगा क्योंकि यह जानकारी केवल भ्रमित करेगी। बेहतर होगा कि इस ड्राइंग पर एक नजर डालें।

यह छवि ट्रांजिस्टर के कार्य सिद्धांत को सबसे अच्छी तरह समझाती है। इस छवि में, एक व्यक्ति रिओस्टेट का उपयोग करके कलेक्टर करंट को नियंत्रित करता है। वह बेस करंट को देखता है, यदि बेस करंट बढ़ता है, तो व्यक्ति ट्रांजिस्टर h21E के लाभ को ध्यान में रखते हुए, कलेक्टर करंट को भी बढ़ाता है। यदि बेस करंट गिरता है, तो कलेक्टर करंट भी कम हो जाएगा - व्यक्ति रिओस्टेट का उपयोग करके इसे ठीक कर देगा।

इस सादृश्य का ट्रांजिस्टर के वास्तविक संचालन से कोई लेना-देना नहीं है, लेकिन यह इसके संचालन के सिद्धांतों को समझना आसान बनाता है।

ट्रांजिस्टर के लिए, चीजों को समझने में आसान बनाने में मदद के लिए नियमों पर ध्यान दिया जा सकता है। (ये नियम पुस्तक से लिए गए हैं)।

1. संग्राहक में उत्सर्जक की तुलना में अधिक सकारात्मक क्षमता होती है
2. जैसा कि मैंने पहले ही कहा, बेस-कलेक्टर और बेस-एमिटर सर्किट डायोड की तरह काम करते हैं
3. प्रत्येक ट्रांजिस्टर को कलेक्टर करंट, बेस करंट और कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज जैसे सीमित मूल्यों की विशेषता होती है।
4. यदि नियम 1-3 का पालन किया जाता है, तो संग्राहक धारा Ik सीधे आधार धारा Ib के समानुपाती होती है। इस रिश्ते को एक सूत्र के रूप में लिखा जा सकता है.

इस सूत्र से हम ट्रांजिस्टर के मुख्य गुण को व्यक्त कर सकते हैं - एक छोटा बेस करंट एक बड़े कलेक्टर करंट को नियंत्रित करता है।

वर्तमान लाभ.

इसे इस रूप में भी दर्शाया गया है

उपरोक्त के आधार पर, ट्रांजिस्टर चार मोड में काम कर सकता है:

1. ट्रांजिस्टर कट-ऑफ मोड- इस मोड में बेस-एमिटर जंक्शन बंद हो जाता है, ऐसा तब हो सकता है जब बेस-एमिटर वोल्टेज अपर्याप्त हो। परिणामस्वरूप, कोई बेस करंट नहीं है और इसलिए कोई कलेक्टर करंट भी नहीं होगा।
2. ट्रांजिस्टर सक्रिय मोड- यह ट्रांजिस्टर के संचालन का सामान्य तरीका है। इस मोड में, बेस-एमिटर वोल्टेज बेस-एमिटर जंक्शन को खोलने के लिए पर्याप्त है। बेस करंट पर्याप्त है और कलेक्टर करंट भी उपलब्ध है। संग्राहक धारा लाभ से गुणा किए गए आधार धारा के बराबर है।
3. ट्रांजिस्टर संतृप्ति मोड -ट्रांजिस्टर इस मोड पर स्विच हो जाता है जब बेस करंट इतना बड़ा हो जाता है कि पावर स्रोत की शक्ति कलेक्टर करंट को और बढ़ाने के लिए पर्याप्त नहीं होती है। इस मोड में, बेस करंट में वृद्धि के बाद कलेक्टर करंट नहीं बढ़ सकता है।
4. उलटा ट्रांजिस्टर मोड— इस मोड का उपयोग बहुत ही कम किया जाता है। इस मोड में, ट्रांजिस्टर के कलेक्टर और एमिटर की अदला-बदली की जाती है। इस तरह के जोड़तोड़ के परिणामस्वरूप, ट्रांजिस्टर का लाभ बहुत प्रभावित होता है। ट्रांजिस्टर को मूल रूप से ऐसे विशेष मोड में संचालित करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था।

यह समझने के लिए कि एक ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है, आपको विशिष्ट सर्किट उदाहरणों को देखने की आवश्यकता है, तो आइए उनमें से कुछ को देखें।

स्विच मोड में ट्रांजिस्टर

स्विच मोड में एक ट्रांजिस्टर एक सामान्य उत्सर्जक वाले ट्रांजिस्टर सर्किट के मामलों में से एक है। स्विचिंग मोड में ट्रांजिस्टर सर्किट का उपयोग अक्सर किया जाता है। इस ट्रांजिस्टर सर्किट का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, जब माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके एक शक्तिशाली भार को नियंत्रित करना आवश्यक होता है। नियंत्रक पैर एक शक्तिशाली भार खींचने में सक्षम नहीं है, लेकिन ट्रांजिस्टर कर सकता है। यह पता चला है कि नियंत्रक ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करता है, और ट्रांजिस्टर एक शक्तिशाली भार को नियंत्रित करता है। खैर, सबसे पहले चीज़ें।

इस मोड का मुख्य विचार यह है कि बेस करंट कलेक्टर करंट को नियंत्रित करता है। इसके अलावा, कलेक्टर करंट बेस करंट से बहुत अधिक है। यहां आप नग्न आंखों से देख सकते हैं कि वर्तमान सिग्नल प्रवर्धित है। यह प्रवर्धन शक्ति स्रोत की ऊर्जा का उपयोग करके किया जाता है।

यह चित्र स्विचिंग मोड में ट्रांजिस्टर के संचालन का एक आरेख दिखाता है।

ट्रांजिस्टर सर्किट के लिए, वोल्टेज एक बड़ी भूमिका नहीं निभाते हैं, केवल धाराएँ महत्वपूर्ण हैं। इसलिए, यदि कलेक्टर करंट और बेस करंट का अनुपात ट्रांजिस्टर के लाभ से कम है, तो सब कुछ ठीक है।

इस मामले में, भले ही हमारे पास बेस पर 5 वोल्ट और कलेक्टर सर्किट में 500 वोल्ट का वोल्टेज लागू हो, तो कुछ भी बुरा नहीं होगा, ट्रांजिस्टर आज्ञाकारी रूप से हाई-वोल्टेज लोड को स्विच कर देगा।

मुख्य बात यह है कि ये वोल्टेज किसी विशिष्ट ट्रांजिस्टर (ट्रांजिस्टर विशेषताओं में सेट) के लिए सीमा मान से अधिक नहीं हैं।

जहाँ तक हम जानते हैं, वर्तमान मान भार की एक विशेषता है।

हम प्रकाश बल्ब के प्रतिरोध को नहीं जानते हैं, लेकिन हम जानते हैं कि प्रकाश बल्ब का ऑपरेटिंग करंट 100 mA है। ट्रांजिस्टर को खोलने और ऐसी धारा प्रवाहित करने के लिए, आपको उपयुक्त आधार धारा का चयन करना होगा। हम बेस रेसिस्टर के मान को बदलकर बेस करंट को समायोजित कर सकते हैं।

चूँकि ट्रांजिस्टर लाभ का न्यूनतम मान 10 है, तो ट्रांजिस्टर को खोलने के लिए आधार धारा 10 mA होनी चाहिए।

हमें जिस वर्तमान की आवश्यकता है वह ज्ञात है। बेस रेसिस्टर पर वोल्टेज होगा रेसिस्टर पर यह वोल्टेज मान इस तथ्य के कारण है कि बेस-एमिटर जंक्शन पर 0.6V-0.7V गिरा है और हमें इसे ध्यान में रखना नहीं भूलना चाहिए।

परिणामस्वरूप, हम आसानी से प्रतिरोधक का प्रतिरोध ज्ञात कर सकते हैं

बस कई प्रतिरोधों में से एक विशिष्ट मान चुनना बाकी है और यह बैग में है।

अब आप शायद सोचते हैं कि ट्रांजिस्टर स्विच वैसे ही काम करेगा जैसे उसे करना चाहिए? जब बेस रेसिस्टर +5 V से जुड़ा होता है, तो प्रकाश बल्ब जलता है, जब इसे बंद किया जाता है, तो प्रकाश बल्ब बुझ जाता है? इसका उत्तर हां हो भी सकता है और नहीं भी.

बात यह है कि यहां एक छोटी सी बारीकियां है।

जब अवरोधक क्षमता जमीन की क्षमता के बराबर होगी तो प्रकाश बुझ जाएगा। यदि अवरोधक को केवल वोल्टेज स्रोत से काट दिया जाता है, तो सब कुछ इतना सरल नहीं है। बेस रेसिस्टर पर वोल्टेज हस्तक्षेप या किसी अन्य अलौकिक बुरी आत्माओं के परिणामस्वरूप चमत्कारिक रूप से उत्पन्न हो सकता है :)

इस प्रभाव को होने से रोकने के लिए, निम्नलिखित कार्य करें। एक अन्य अवरोधक Rbe आधार और उत्सर्जक के बीच जुड़ा हुआ है। इस अवरोधक को आधार प्रतिरोधक आरबी से कम से कम 10 गुना बड़े मान के साथ चुना गया है (हमारे मामले में, हमने 4.3 kOhm अवरोधक लिया)।

जब आधार किसी भी वोल्टेज से जुड़ा होता है, तो ट्रांजिस्टर उसी तरह काम करता है जैसे उसे करना चाहिए, रोकनेवाला आरबीई इसमें हस्तक्षेप नहीं करता है। यह अवरोधक बेस करंट के केवल एक छोटे से हिस्से की खपत करता है।

ऐसे मामले में जब वोल्टेज को आधार पर लागू नहीं किया जाता है, तो आधार को जमीन की क्षमता तक खींच लिया जाता है, जो हमें सभी प्रकार के हस्तक्षेप से बचाता है।

इसलिए, सिद्धांत रूप में, हमने कुंजी मोड में ट्रांजिस्टर के संचालन का पता लगा लिया है, और जैसा कि आप देख सकते हैं, ऑपरेशन की कुंजी मोड सिग्नल का एक प्रकार का वोल्टेज प्रवर्धन है। आख़िरकार, हमने 5V के कम वोल्टेज का उपयोग करके 12 V के वोल्टेज को नियंत्रित किया।

उत्सर्जक अनुयायी

एमिटर फॉलोअर सामान्य-कलेक्टर ट्रांजिस्टर सर्किट का एक विशेष मामला है।

एक सामान्य उत्सर्जक (एक ट्रांजिस्टर स्विच के साथ विकल्प) वाले सर्किट से एक सामान्य कलेक्टर वाले सर्किट की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि यह सर्किट वोल्टेज सिग्नल को नहीं बढ़ाता है। आधार के माध्यम से जो अंदर गया वह समान वोल्टेज के साथ उत्सर्जक के माध्यम से बाहर आया।

दरअसल, मान लीजिए कि हमने बेस पर 10 वोल्ट लगाया है, जबकि हम जानते हैं कि बेस-एमिटर जंक्शन पर लगभग 0.6-0.7V गिरा है। यह पता चला है कि आउटपुट पर (उत्सर्जक पर, लोड आरएन पर) माइनस 0.6V का बेस वोल्टेज होगा।

यह 9.4V निकला, एक शब्द में, लगभग उतना ही जितना अंदर और बाहर गया। हमने सुनिश्चित किया कि यह सर्किट हमारे लिए वोल्टेज नहीं बढ़ाएगा।

"तो फिर ट्रांजिस्टर को इस तरह चालू करने का क्या मतलब है?" लेकिन यह पता चला है कि इस योजना की एक और बहुत महत्वपूर्ण संपत्ति है। एक ट्रांजिस्टर को एक सामान्य कलेक्टर के साथ जोड़ने का सर्किट शक्ति के संदर्भ में सिग्नल को बढ़ाता है। पावर करंट और वोल्टेज का उत्पाद है, लेकिन चूंकि वोल्टेज नहीं बदलता है विद्युत धारा के कारण ही बढ़ती है! लोड करंट बेस करंट और कलेक्टर करंट का योग है। लेकिन यदि आप बेस करंट और कलेक्टर करंट की तुलना करते हैं, तो बेस करंट कलेक्टर करंट की तुलना में बहुत छोटा है। यह पता चला है कि लोड करंट कलेक्टर करंट के बराबर है। और परिणाम यह सूत्र है.

अब मुझे लगता है कि यह स्पष्ट है कि एमिटर फॉलोअर सर्किट का सार क्या है, लेकिन इतना ही नहीं।

एमिटर फॉलोअर का एक और बहुत मूल्यवान गुण है - उच्च इनपुट प्रतिबाधा। इसका मतलब यह है कि यह ट्रांजिस्टर सर्किट लगभग कोई इनपुट करंट नहीं खाता है और सिग्नल स्रोत सर्किट पर कोई भार नहीं बनाता है।

ट्रांजिस्टर के संचालन के सिद्धांत को समझने के लिए, ये दो ट्रांजिस्टर सर्किट काफी पर्याप्त होंगे। और यदि आप अपने हाथों में टांका लगाने वाले लोहे के साथ प्रयोग करते हैं, तो बोध आने में देर नहीं लगेगी, क्योंकि सिद्धांत सिद्धांत है, और अभ्यास और व्यक्तिगत अनुभव सैकड़ों गुना अधिक मूल्यवान हैं!

मैं ट्रांजिस्टर कहाँ से खरीद सकता हूँ?

अन्य सभी रेडियो घटकों की तरह, ट्रांजिस्टर को किसी भी नजदीकी रेडियो पार्ट्स स्टोर पर खरीदा जा सकता है। यदि आप बाहरी इलाके में कहीं रहते हैं और ऐसे स्टोरों के बारे में नहीं सुना है (जैसा कि मैंने पहले किया था), तो आखिरी विकल्प बचता है - किसी ऑनलाइन स्टोर से ट्रांजिस्टर ऑर्डर करना। मैं स्वयं अक्सर ऑनलाइन स्टोर के माध्यम से रेडियो घटकों का ऑर्डर देता हूं, क्योंकि हो सकता है कि कुछ चीजें नियमित ऑफ़लाइन स्टोर में उपलब्ध न हों।

हालाँकि, यदि आप किसी उपकरण को पूरी तरह से अपने लिए असेंबल कर रहे हैं, तो आप इसके बारे में चिंता नहीं कर सकते हैं, लेकिन इसे पुराने से निकाल सकते हैं, और, बोलने के लिए, पुराने रेडियो घटक में नई जान फूंक सकते हैं।

खैर दोस्तों, मेरे लिए बस इतना ही। मैंने तुम्हें वह सब कुछ बताया जो मैंने आज योजना बनाई थी। अगर आपका कोई सवाल है तो कमेंट में पूछें, अगर कोई सवाल नहीं है तो कमेंट लिखें, आपकी राय मेरे लिए हमेशा महत्वपूर्ण है। वैसे, यह मत भूलिए कि जो कोई भी पहली बार टिप्पणी छोड़ेगा उसे एक उपहार मिलेगा।

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एन/ए व्लादिमीर वासिलिव से

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द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर अर्धचालक उपकरण हैं जिनमें तीन इलेक्ट्रोड अलग-अलग चालकता के साथ श्रृंखला में तीन परतों से जुड़े होते हैं। अन्य ट्रांजिस्टर के विपरीत, जो एक प्रकार का चार्ज ले जाते हैं, यह एक साथ दो प्रकार का चार्ज ले जाने में सक्षम है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करने वाले कनेक्शन आरेख प्रदर्शन किए गए कार्य और चालन के प्रकार पर निर्भर करते हैं। चालन इलेक्ट्रॉनिक या छिद्रित हो सकता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के प्रकार

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को विभिन्न मानदंडों के अनुसार प्रकारों में विभाजित किया गया है:

• निर्माण की सामग्री: सिलिकॉन या गैलियम आर्सेनाइड।
• आवृत्ति मान: 3 मेगाहर्ट्ज तक - निम्न, 30 मेगाहर्ट्ज तक - मध्यम, 300 मेगाहर्ट्ज तक - उच्च, 300 मेगाहर्ट्ज से अधिक - अति-उच्च।
• उच्चतम शक्ति अपव्यय: 0-0.3 W, 0.3-3 W, 3 W से अधिक।
• डिवाइस का प्रकार: चालन प्रकार के अनुक्रमिक क्रम के साथ अर्धचालक की 3 परतें।

डिजाइन और संचालन

ट्रांजिस्टर परतें, आंतरिक और बाहरी दोनों, अंतर्निहित इलेक्ट्रोड के साथ संयुक्त होती हैं, जिन्हें बेस, एमिटर और कलेक्टर नाम दिया गया है।

कलेक्टर और उत्सर्जक के बीच चालकता के प्रकार में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है, हालांकि, कलेक्टर में अशुद्धियों को शामिल करने का प्रतिशत बहुत कम है, जिससे आउटपुट पर अनुमेय वोल्टेज को बढ़ाना संभव हो जाता है।

अर्धचालक (आधार) की मध्य परत का प्रतिरोध मान उच्च होता है, क्योंकि यह हल्के अपमिश्रित पदार्थ से बनी होती है। यह एक बड़े क्षेत्र में कलेक्टर के संपर्क में है। इससे गर्मी अपव्यय को बढ़ाना संभव हो जाता है, जो जंक्शन के दूसरी दिशा में विस्थापन से गर्मी की रिहाई के कारण आवश्यक है। अच्छा बेस-कलेक्टर संपर्क इलेक्ट्रॉनों, जो अल्पसंख्यक वाहक हैं, को आसानी से गुजरने की अनुमति देता है।

संक्रमण परतें उसी सिद्धांत के अनुसार बनाई जाती हैं। हालाँकि, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को असंतुलित उपकरण माना जाता है। समान चालकता वाले स्थानों में बाहरी परतों को वैकल्पिक करते समय, समान अर्धचालक पैरामीटर बनाना असंभव है।

ट्रांजिस्टर कनेक्शन सर्किट इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि वे इसे बंद और खुली दोनों स्थिति प्रदान कर सकते हैं। सक्रिय संचालन के दौरान, जब अर्धचालक खुला होता है, तो उत्सर्जक आगे की दिशा में पक्षपाती होता है। इस डिज़ाइन को पूरी तरह से समझने के लिए, आपको दिखाए गए आरेख के अनुसार आपूर्ति वोल्टेज को कनेक्ट करना होगा।

इस मामले में, कलेक्टर के दूसरे जंक्शन पर सीमा बंद है, इसके माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है। व्यवहार में, विपरीत घटना आसन्न संक्रमणों और एक दूसरे पर उनके प्रभाव के कारण घटित होती है। चूंकि बैटरी का माइनस पोल उत्सर्जक से जुड़ा होता है, खुला संक्रमण इलेक्ट्रॉनों को आधार तक जाने की अनुमति देता है, जहां वे छिद्रों के साथ पुनः संयोजित होते हैं, जो मुख्य वाहक हैं। बेस करंट I b प्रकट होता है। बेस करंट जितना अधिक होगा, आउटपुट करंट उतना ही अधिक होगा। यह एम्पलीफायरों के संचालन का सिद्धांत है।

आधार के माध्यम से केवल इलेक्ट्रॉनों का प्रसार संचलन होता है, क्योंकि कोई विद्युत क्षेत्र कार्य नहीं होता है। इस परत की छोटी मोटाई और कणों की महत्वपूर्ण ढाल के कारण, उनमें से लगभग सभी कलेक्टर में प्रवेश करते हैं, हालांकि आधार में उच्च प्रतिरोध होता है। जंक्शन पर एक विद्युत क्षेत्र होता है जो स्थानांतरण को बढ़ावा देता है और उन्हें अंदर खींचता है। आधार पर पुनर्वितरण से चार्ज की एक छोटी सी हानि को छोड़कर, उत्सर्जक और संग्राहक धाराएँ समान हैं: आई ई = आई बी + आई के.

विशेषताएँ

• वर्तमान लाभ β = आई के / आई बी.
• वोल्टेज बढ़ना यू ईक/यू बी.
• इनपुट प्रतिरोध.
• फ़्रिक्वेंसी विशेषता एक ट्रांजिस्टर की एक निश्चित आवृत्ति तक संचालित करने की क्षमता है, जिसके आगे संक्रमण प्रक्रियाएँ सिग्नल में परिवर्तन से पीछे रह जाती हैं।

संचालन के तरीके और योजनाएं

सर्किट का प्रकार द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संचालन के तरीके को प्रभावित करता है। सिग्नल को विभिन्न मामलों के लिए दो स्थानों पर एकत्र और प्रसारित किया जा सकता है, और तीन इलेक्ट्रोड हैं। नतीजतन, एक मनमाना इलेक्ट्रोड आउटपुट और इनपुट दोनों होना चाहिए। सभी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर इसी सिद्धांत के अनुसार जुड़े हुए हैं, और उनमें तीन प्रकार के सर्किट होते हैं, जिन पर हम नीचे विचार करेंगे।

सामान्य कलेक्टर सर्किट

सिग्नल प्रतिरोध से होकर गुजरता है आर एल, जो कलेक्टर सर्किट में भी शामिल है।

यह कनेक्शन आरेख केवल एक वर्तमान एम्पलीफायर बनाना संभव बनाता है। ऐसे उत्सर्जक अनुयायी का लाभ इनपुट पर महत्वपूर्ण प्रतिरोध का निर्माण है। इससे प्रवर्धन चरणों का मिलान संभव हो जाता है।

सामान्य आधार वाली योजना

सर्किट में कम इनपुट प्रतिरोध के रूप में एक खामी है। एक सामान्य बेस सर्किट का उपयोग अक्सर एक ऑसिलेटर के रूप में किया जाता है।

सामान्य उत्सर्जक सर्किट

अक्सर, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करते समय, एक सामान्य उत्सर्जक वाले सर्किट का उपयोग किया जाता है। वोल्टेज लोड प्रतिरोध आर एल से होकर गुजरता है, और बिजली नकारात्मक ध्रुव के साथ उत्सर्जक से जुड़ी होती है।

एक परिवर्तनीय मान संकेत आधार और उत्सर्जक पर आता है। कलेक्टर सर्किट में इसका मूल्य बड़ा हो जाता है। सर्किट के मुख्य तत्व एक अवरोधक, एक ट्रांजिस्टर और एक बिजली आपूर्ति के साथ एक एम्पलीफायर आउटपुट सर्किट हैं। अतिरिक्त इस्पात तत्व: कंटेनर सी 1, जो करंट को इनपुट, प्रतिरोध तक जाने से रोकता है आर 1, धन्यवाद जिससे ट्रांजिस्टर खुल जाता है।

कलेक्टर सर्किट में, ट्रांजिस्टर वोल्टेज और प्रतिरोध ईएमएफ मान के बराबर हैं: ई= इक आरके +वीके.

यह इस प्रकार है कि छोटा सिग्नल Ec ट्रांजिस्टर कनवर्टर के परिवर्तनीय आउटपुट में संभावित अंतर को बदलने के लिए नियम निर्धारित करता है। यह सर्किट इनपुट करंट, साथ ही वोल्टेज और पावर को कई गुना बढ़ाना संभव बनाता है।

ऐसे सर्किट का एक नुकसान कम इनपुट प्रतिरोध (1 kOhm तक) है। परिणामस्वरूप, कैस्केड के निर्माण में समस्याएँ उत्पन्न होती हैं। आउटपुट प्रतिरोध 2 से 20 kOhm तक है।

माना गया सर्किट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की क्रिया को दर्शाता है। इसका संचालन सिग्नल फ्रीक्वेंसी और ओवरहीटिंग से प्रभावित होता है। इस समस्या को हल करने के लिए, अतिरिक्त अलग-अलग उपाय लागू किए जाते हैं। एमिटर ग्राउंडिंग आउटपुट पर विकृति पैदा करता है। सर्किट की विश्वसनीयता बनाने के लिए फिल्टर, फीडबैक आदि जुड़े हुए हैं। ऐसे उपायों के बाद सर्किट बेहतर काम करता है, लेकिन लाभ कम हो जाता है।

वर्तमान विधियां

ट्रांजिस्टर की गति कनेक्टेड वोल्टेज के परिमाण से प्रभावित होती है। आइए एक सर्किट के उदाहरण का उपयोग करके विभिन्न ऑपरेटिंग मोड पर विचार करें जिसमें द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर एक सामान्य उत्सर्जक से जुड़े होते हैं।

काट दिया

यह मोड तब बनता है जब वोल्टेज V BE घटकर 0.7 वोल्ट हो जाता है। इस मामले में, उत्सर्जक जंक्शन बंद हो जाता है और कलेक्टर में कोई करंट नहीं होता है, क्योंकि आधार में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, और ट्रांजिस्टर बंद रहता है।

सक्रिय मोड

जब ट्रांजिस्टर को चालू करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज को आधार पर लागू किया जाता है, तो एक छोटा इनपुट करंट और एक बड़ा आउटपुट करंट उत्पन्न होता है। यह लाभ के आकार पर निर्भर करता है। इस मामले में, ट्रांजिस्टर एक एम्पलीफायर के रूप में काम करता है।

संतृप्ति मोड

इस कार्य में सक्रिय मोड से अपने अंतर हैं। अर्धचालक अंत तक खुलता है, संग्राहक धारा अपने उच्चतम मूल्य तक पहुँच जाती है। इसकी वृद्धि आउटपुट सर्किट के लोड या ईएमएफ को बदलकर ही प्राप्त की जा सकती है। बेस करंट को समायोजित करते समय, कलेक्टर करंट नहीं बदलता है। संतृप्ति मोड की ख़ासियत यह है कि ट्रांजिस्टर पूरी तरह से खुला है और एक स्विच के रूप में काम करता है। यदि आप द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संतृप्ति और कटऑफ मोड को जोड़ते हैं, तो आप स्विच बना सकते हैं।

आउटपुट विशेषताओं के गुण मोड को प्रभावित करते हैं। यह ग्राफ में दिखाया गया है.

जब समन्वय अक्षों पर उच्चतम कलेक्टर वर्तमान और वोल्टेज आकार के अनुरूप खंडों को प्लॉट किया जाता है, और फिर सिरों को एक दूसरे से जोड़ते हैं, तो एक लाल लोड लाइन बनती है। ग्राफ दिखाता है कि बेस करंट बढ़ने पर करंट और वोल्टेज बिंदु लोड लाइन के साथ ऊपर की ओर बढ़ेंगे।

छायांकित आउटपुट विशेषता और Vke अक्ष के बीच का क्षेत्र कटऑफ कार्य है। इस मामले में, ट्रांजिस्टर बंद है, और रिवर्स करंट छोटा है। शीर्ष पर बिंदु A पर विशेषता भार के साथ प्रतिच्छेद करती है, जिसके बाद I B में वृद्धि के साथ कलेक्टर धारा में कोई परिवर्तन नहीं होता है। ग्राफ़ पर, संतृप्ति क्षेत्र Ik अक्ष और सबसे तीव्र ग्राफ़ के बीच का छायांकित भाग है।

विभिन्न मोड में द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर

ट्रांजिस्टर इनपुट सर्किट में विभिन्न प्रकार के संकेतों के साथ इंटरैक्ट करता है। ट्रांजिस्टर का उपयोग मुख्यतः एम्प्लीफायरों में किया जाता है। इनपुट एसी सिग्नल आउटपुट करंट को बदल देता है। इस मामले में, एक सामान्य एमिटर या कलेक्टर वाले सर्किट का उपयोग किया जाता है। आउटपुट सर्किट को सिग्नल के लिए लोड की आवश्यकता होती है।

अक्सर, इसके लिए कलेक्टर आउटपुट सर्किट में स्थापित प्रतिरोध का उपयोग किया जाता है। यदि इसे सही ढंग से चुना गया है, तो आउटपुट पर वोल्टेज मान इनपुट की तुलना में बहुत अधिक होगा।

पल्स सिग्नल रूपांतरण के दौरान, मोड साइनसॉइडल सिग्नल के समान ही रहता है। हार्मोनिक परिवर्तन की गुणवत्ता अर्धचालकों की आवृत्ति विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जाती है।

स्विचिंग मोड

ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग विद्युत सर्किट में संपर्क रहित स्विचिंग के लिए किया जाता है। इस कार्य में अर्धचालक के प्रतिरोध मान को रुक-रुक कर समायोजित करना शामिल है। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग स्विचिंग उपकरणों में सबसे अधिक किया जाता है।

सेमीकंडक्टर का उपयोग सिग्नल संशोधन सर्किट में किया जाता है। उनका सार्वभौमिक संचालन और विस्तृत वर्गीकरण विभिन्न सर्किटों में ट्रांजिस्टर का उपयोग करना संभव बनाता है, जो उनकी परिचालन क्षमताओं को निर्धारित करता है। उपयोग किए जाने वाले मुख्य सर्किट एम्पलीफाइंग और स्विचिंग सर्किट हैं।

लेखों की इस श्रृंखला में हम ट्रांजिस्टर जैसे जटिल घटकों के बारे में सरल और स्पष्ट रूप से बात करने का प्रयास करेंगे।

आज, यह अर्धचालक तत्व लगभग सभी मुद्रित सर्किट बोर्डों, किसी भी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण (सेल फोन, रेडियो, कंप्यूटर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स) में पाया जाता है। ट्रांजिस्टर लॉजिक चिप्स, मेमोरी, माइक्रोप्रोसेसरों के निर्माण का आधार हैं... तो आइए जानें कि यह चमत्कार क्या है, यह कैसे काम करता है और इसके अनुप्रयोगों की इतनी विस्तृत श्रृंखला का कारण क्या है।

ट्रांजिस्टर अर्धचालक सामग्री से बना एक इलेक्ट्रॉनिक घटक है, जिसमें आमतौर पर तीन टर्मिनल होते हैं, जो इनपुट सिग्नल को करंट को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

बहुत से लोग मानते हैं कि एक ट्रांजिस्टर इनपुट सिग्नल को बढ़ाता है। मैं आपको निराश करने की जल्दबाजी करता हूं - अपने आप से, बाहरी शक्ति स्रोत के बिना, ट्रांजिस्टर कुछ भी नहीं बढ़ाएंगे (ऊर्जा संरक्षण का नियम अभी तक रद्द नहीं किया गया है)। आप एक ट्रांजिस्टर का उपयोग करके एक एम्पलीफायर बना सकते हैं, लेकिन यह इसके अनुप्रयोगों में से केवल एक है, और एक प्रवर्धित सिग्नल प्राप्त करने के लिए आपको एक विशेष सर्किट की आवश्यकता होती है, जिसे कुछ शर्तों के तहत डिजाइन और गणना की जाती है, साथ ही एक शक्ति स्रोत भी।

अपने आप में, ट्रांजिस्टर केवल करंट को नियंत्रित कर सकता है।

सबसे महत्वपूर्ण बात क्या है जो आपको जानना आवश्यक है? ट्रांजिस्टर को 2 बड़े समूहों में विभाजित किया गया है: द्विध्रुवी और क्षेत्र-प्रभाव। ये दोनों समूह संरचना और संचालन के सिद्धांत में भिन्न हैं, इसलिए हम इनमें से प्रत्येक समूह के बारे में अलग से बात करेंगे।

तो पहला ग्रुप है द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर.

ये ट्रांजिस्टर अर्धचालक की तीन परतों से बने होते हैं और उनकी संरचना के अनुसार 2 प्रकारों में विभाजित होते हैं: पी.एन.पीऔर एनपीएन. पहले प्रकार (पीएनपी) को कभी-कभी फॉरवर्ड ट्रांजिस्टर कहा जाता है, और दूसरे प्रकार (एनपीएन) को रिवर्स ट्रांजिस्टर कहा जाता है।

इन पत्रों का क्या मतलब है? ये ट्रांजिस्टर किस प्रकार भिन्न हैं? और वास्तव में दो चालकताएँ क्यों? हमेशा की तरह, सच्चाई कहीं न कहीं सामने है। हर आविष्कारी चीज़ सरल है. एन - नकारात्मक (अंग्रेजी) - नकारात्मक। पी - सकारात्मक (अंग्रेजी) - सकारात्मक। यह अर्धचालक परतों की चालकता प्रकार का एक पदनाम है जिसमें ट्रांजिस्टर शामिल होता है। "पॉजिटिव" "छेद" चालकता के साथ अर्धचालक की एक परत है (जिसमें मुख्य चार्ज वाहक में एक सकारात्मक संकेत होता है), "नकारात्मक" "इलेक्ट्रॉनिक" चालकता के साथ अर्धचालक की एक परत है (जिसमें मुख्य चार्ज वाहक में एक सकारात्मक संकेत होता है)
नकारात्मक संकेत).

आरेख में द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचना और पदनाम दाईं ओर के चित्र में दिखाया गया है। प्रत्येक आउटपुट का अपना नाम होता है. ई - उत्सर्जक, के - संग्राहक, बी - आधार। आरेख पर मूल आउटपुट कैसे पता करें? आसानी से। यह उस प्लेटफ़ॉर्म द्वारा इंगित किया जाता है जिसमें कलेक्टर और एमिटर आराम करते हैं। आप उत्सर्जक का पता कैसे लगा सकते हैं? यह आसान भी है - यह एक तीर वाला आउटपुट है। शेष पिन संग्राहक है. उत्सर्जक पर लगा तीर सदैव धारा की दिशा दर्शाता है। तदनुसार, एनपीएन ट्रांजिस्टर के लिए, करंट कलेक्टर और बेस के माध्यम से बहता है, और एमिटर से बाहर बहता है, इसके विपरीत, करंट एमिटर के माध्यम से बहता है, और कलेक्टर और बेस के माध्यम से बाहर बहता है;

आइए सिद्धांत में गहराई से उतरें... सेमीकंडक्टर की तीन परतें ट्रांजिस्टर में दो पीएन जंक्शन बनाती हैं। एक उत्सर्जक और आधार के बीच है, इसे आमतौर पर उत्सर्जक कहा जाता है, दूसरा संग्राहक और आधार के बीच है, इसे आमतौर पर संग्राहक कहा जाता है।

दोनों पीएन जंक्शनों में से प्रत्येक पर आगे या पीछे का पूर्वाग्रह हो सकता है, इसलिए, ट्रांजिस्टर के संचालन में चार मुख्य मोड हैं, जो पीएन जंक्शनों के पूर्वाग्रह पर निर्भर करता है (हां याद रखें, यदि पी-प्रकार चालकता के साथ पक्ष पर है) वोल्टेज एन-प्रकार की चालकता वाले पक्ष से अधिक है, तो यह पीएन जंक्शन का प्रत्यक्ष पूर्वाग्रह है, यदि यह दूसरे तरीके से है, तो विपरीत)। नीचे, प्रत्येक मोड को दर्शाने वाले आंकड़ों में, तीर उच्च वोल्टेज से निम्न तक की दिशा दिखाते हैं (यह करंट की दिशा नहीं है!)। इससे नेविगेट करना आसान हो जाता है: यदि तीर "पी" से "एन" की ओर निर्देशित है, तो यह पीएन जंक्शन का आगे का पूर्वाग्रह है, यदि "एन" से "पी" तक, यह एक रिवर्स पूर्वाग्रह है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के ऑपरेटिंग मोड:

1) यदि उत्सर्जक पीएन जंक्शन अग्र अभिनत है, और कलेक्टर जंक्शन पश्च अभिनत है, तो ट्रांजिस्टर अंदर है सामान्य सक्रिय मोड(कभी-कभी वे सामान्य शब्द को हटाकर केवल "सक्रिय मोड" कहते हैं)। इस मोड में, कलेक्टर करंट बेस करंट पर निर्भर करता है और निम्नलिखित संबंध से इससे संबंधित होता है: Ik=Ib*β। ट्रांजिस्टर एम्पलीफायरों का निर्माण करते समय सक्रिय मोड का उपयोग किया जाता है।

2) यदि दोनों जंक्शन आगे की ओर पक्षपाती हैं, तो ट्रांजिस्टर अंदर है संतृप्ति मोड. इस मामले में, कलेक्टर करंट उपरोक्त सूत्र (जिसमें गुणांक β था) के अनुसार बेस करंट पर निर्भर होना बंद कर देता है, यह बढ़ना बंद हो जाता है, भले ही बेस करंट बढ़ता रहे। इस मामले में, ट्रांजिस्टर को पूरी तरह से खुला या बस खुला कहा जाता है। जितना गहराई से हम संतृप्ति क्षेत्र में जाते हैं, उतनी ही अधिक निर्भरता Ik=Ib*β टूटती जाती है। बाह्य रूप से, ऐसा लगता है मानो गुणांक β घट रहा है। मैं यह भी कहूंगा कि संतृप्ति गुणांक जैसी कोई चीज होती है। इसे सक्रिय और संतृप्ति के बीच सीमा रेखा स्थिति पर वास्तविक आधार धारा (जो आपके पास वर्तमान में है) और आधार धारा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

3) यदि हमारे पास दोनों जंक्शनों पर रिवर्स बायस है, तो ट्रांजिस्टर अंदर है कट-ऑफ मोड. साथ ही, इसके माध्यम से कोई भी धारा प्रवाहित नहीं होती है (बहुत छोटी रिसाव धाराओं के अपवाद के साथ - पीएन जंक्शनों के माध्यम से रिवर्स धाराएं)। इस मामले में, ट्रांजिस्टर को पूरी तरह से बंद या बस बंद कहा जाता है। ट्रांजिस्टर स्विच का निर्माण करते समय संतृप्ति और कटऑफ मोड का उपयोग किया जाता है।

4) यदि एमिटर जंक्शन रिवर्स बायस्ड है, और कलेक्टर जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड है, तो ट्रांजिस्टर गिर जाता है उलटा सक्रिय मोड. यह विधा काफी आकर्षक है और इसका उपयोग बहुत कम किया जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि हमारे चित्रों में उत्सर्जक संग्राहक से भिन्न नहीं है और वास्तव में उन्हें समतुल्य होना चाहिए (सबसे ऊपरी रेखाचित्र को फिर से देखें - पहली नज़र में, यदि आप संग्राहक और उत्सर्जक की अदला-बदली करते हैं तो कुछ भी नहीं बदलेगा), वास्तव में उनके पास है डिज़ाइन में अंतर हैं (उदाहरण के लिए आकार में) और वे समतुल्य नहीं हैं। इस असमानता के कारण ही "सामान्य सक्रिय मोड" और "उलटा सक्रिय मोड" में विभाजन होता है।

कभी-कभी पांचवें, तथाकथित "बाधा शासन" की भी पहचान की जाती है। इस मामले में, ट्रांजिस्टर का आधार कलेक्टर को छोटा कर दिया जाता है। वास्तव में, किसी विशेष मोड के बारे में नहीं, बल्कि स्विच ऑन करने के एक विशेष तरीके के बारे में बात करना अधिक सही होगा। यहां मोड बिल्कुल सामान्य है - सक्रिय मोड और संतृप्ति के बीच सीमा रेखा स्थिति के करीब। इसे न केवल कलेक्टर के साथ आधार को शॉर्ट-सर्किट करके प्राप्त किया जा सकता है। इस विशेष मामले में, संपूर्ण मुद्दा यह है कि इस स्विचिंग विधि के साथ, चाहे हम आपूर्ति वोल्टेज या लोड को कैसे भी बदलें, ट्रांजिस्टर अभी भी इसी सीमा रेखा मोड में रहेगा। यानी इस मामले में ट्रांजिस्टर एक डायोड के बराबर होगा।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को धारा द्वारा नियंत्रित किया जाता है। अर्थात्, संग्राहक और उत्सर्जक के बीच धारा प्रवाहित होने के लिए (दूसरे शब्दों में, ट्रांजिस्टर को खोलने के लिए), धारा उत्सर्जक और आधार के बीच (या संग्राहक और आधार के बीच - व्युत्क्रम मोड के लिए) प्रवाहित होनी चाहिए। इसके अलावा, बेस करंट का परिमाण और कलेक्टर के माध्यम से अधिकतम संभव करंट (ऐसे बेस करंट पर) एक स्थिर गुणांक β (बेस करंट ट्रांसफर गुणांक) से संबंधित हैं: I B * β = I K।

β पैरामीटर के अलावा, एक अन्य गुणांक का उपयोग किया जाता है: उत्सर्जक वर्तमान स्थानांतरण गुणांक (α)। यह संग्राहक धारा और उत्सर्जक धारा के अनुपात के बराबर है: α=Iк/Iе। इस गुणांक का मान आमतौर पर एक के करीब होता है (एक के जितना करीब, उतना बेहतर)। गुणांक α और β निम्नलिखित संबंध द्वारा एक दूसरे से संबंधित हैं: β=α/(1-α)।

घरेलू संदर्भ पुस्तकों में, गुणांक β के बजाय, गुणांक h 21E (एक सामान्य उत्सर्जक के साथ सर्किट में वर्तमान लाभ) अक्सर इंगित किया जाता है, विदेशी साहित्य में, कभी-कभी β के बजाय आप h FE पा सकते हैं; यह ठीक है, आमतौर पर हम यह मान सकते हैं कि ये सभी गुणांक समान हैं, और इन्हें अक्सर "ट्रांजिस्टर लाभ" कहा जाता है।

यह हमें क्या देता है और हमें इसकी आवश्यकता क्यों है? बाईं ओर का चित्र सबसे सरल सर्किट दिखाता है। वे समतुल्य हैं, लेकिन विभिन्न चालकता वाले ट्रांजिस्टर का उपयोग करके बनाए गए हैं। यह भी मौजूद है: एक गरमागरम प्रकाश बल्ब, एक चर अवरोधक और एक निश्चित अवरोधक के रूप में एक भार।

आइए बाएँ आरेख को देखें। वहाँ पर क्या चल रहा है? आइए कल्पना करें कि वेरिएबल रेसिस्टर स्लाइडर ऊपरी स्थिति में है। इस मामले में, ट्रांजिस्टर के आधार पर वोल्टेज उत्सर्जक पर वोल्टेज के बराबर है, आधार धारा शून्य है, इसलिए कलेक्टर धारा भी शून्य है (I K = β*I B) - ट्रांजिस्टर बंद है, लैंप बंद है प्रकाश नहीं. हम स्लाइडर को नीचे करना शुरू करते हैं
- इस पर वोल्टेज एमिटर की तुलना में कम गिरना शुरू हो जाता है - एमिटर से बेस (बेस करंट) तक एक करंट दिखाई देता है और साथ ही - एमिटर से कलेक्टर तक एक करंट लगता है (ट्रांजिस्टर खुलना शुरू हो जाएगा)। दीपक चमकने लगता है, लेकिन पूरी तीव्रता से नहीं। हम वेरिएबल रेसिस्टर स्लाइडर को जितना नीचे ले जाएंगे, लैंप उतना ही तेज जलेगा।

और फिर, ध्यान! यदि हम वेरिएबल रेसिस्टर के स्लाइडर को ऊपर ले जाना शुरू करते हैं, तो ट्रांजिस्टर बंद होना शुरू हो जाएगा, और एमिटर से बेस तक और एमिटर से कलेक्टर तक धाराएं कम होने लगेंगी। सही आरेख में सब कुछ समान है, केवल एक अलग चालकता वाले ट्रांजिस्टर के साथ।

ट्रांजिस्टर का माना गया ऑपरेटिंग मोड सक्रिय है। क्या बात है? क्या करंट करंट को नियंत्रित करता है? बिल्कुल, लेकिन चाल यह है कि गुणांक β को दसियों में मापा जा सकता है
यहां तक ​​कि सैकड़ों. अर्थात्, उत्सर्जक से संग्राहक तक प्रवाहित धारा को बहुत अधिक बदलने के लिए, हमें केवल उत्सर्जक से आधार तक प्रवाहित धारा को थोड़ा बदलने की आवश्यकता है।

सक्रिय मोड में, ट्रांजिस्टर (उपयुक्त वायरिंग के साथ) का उपयोग एम्पलीफायर के रूप में किया जाता है।

हम थक गए हैं... चलो थोड़ा आराम करें...

और फिर से आगे!

अब आइए देखें कि एक ट्रांजिस्टर एक स्विच के रूप में कैसे काम करता है। आइए बाएँ आरेख को देखें। मान लीजिए कि स्विच एस को स्थिति 1 में बंद कर दिया गया है। इस मामले में, प्रतिरोधी आर के माध्यम से ट्रांजिस्टर का आधार सकारात्मक शक्ति पर खींचा जाता है, इसलिए उत्सर्जक और आधार के बीच कोई करंट नहीं होता है और ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है। आइए कल्पना करें कि हमने स्विच एस को स्थिति 2 में स्थानांतरित कर दिया है। आधार पर वोल्टेज उत्सर्जक की तुलना में कम हो जाता है - उत्सर्जक और आधार के बीच एक करंट दिखाई देता है (इसका मूल्य प्रतिरोध आर द्वारा निर्धारित किया जाता है)। एक FE करंट तुरंत उत्पन्न होता है। ट्रांजिस्टर खुलता है और लैंप जल उठता है। यदि हम स्विच एस को फिर से स्थिति 1 पर लौटाते हैं, तो ट्रांजिस्टर बंद हो जाएगा और लैंप बुझ जाएगा। (सही आरेख में सब कुछ समान है, केवल ट्रांजिस्टर की चालकता अलग है)

इस मामले में, ट्रांजिस्टर को एक स्विच के रूप में कार्य करने के लिए कहा जाता है। क्या बात है? ट्रांजिस्टर दो अवस्थाओं के बीच स्विच करता है - खुला और बंद। आमतौर पर, स्विच के रूप में ट्रांजिस्टर का उपयोग करते समय, वे यह सुनिश्चित करने का प्रयास करते हैं कि खुली अवस्था में ट्रांजिस्टर संतृप्ति के करीब है (उसी समय, कलेक्टर और उत्सर्जक के बीच वोल्टेज गिरता है, और इसलिए ट्रांजिस्टर पर नुकसान होता है) न्यूनतम)। इस प्रयोजन के लिए, बेस सर्किट में सीमित अवरोधक की गणना एक विशेष तरीके से की जाती है। गहरी संतृप्ति और गहरी कटऑफ की स्थिति से आमतौर पर बचा जाता है, क्योंकि इस मामले में कुंजी को एक राज्य से दूसरे राज्य में स्विच करने का समय बढ़ जाता है।

गणना का एक छोटा सा उदाहरण. आइए कल्पना करें कि हम एक ट्रांजिस्टर के माध्यम से 12V, 50mA तापदीप्त लैंप को नियंत्रित करते हैं। हमारा ट्रांजिस्टर एक स्विच के रूप में कार्य करता है, इसलिए खुली अवस्था में यह संतृप्ति के करीब होना चाहिए। हम कलेक्टर और उत्सर्जक के बीच वोल्टेज ड्रॉप को ध्यान में नहीं रखेंगे, क्योंकि संतृप्ति मोड के लिए यह आपूर्ति वोल्टेज से कम परिमाण का एक क्रम है। चूंकि लैंप के माध्यम से 50 एमए की धारा प्रवाहित होती है, इसलिए हमें कम से कम 62.5 एमए की अधिकतम ईसी धारा के साथ एक ट्रांजिस्टर चुनने की आवश्यकता है (आमतौर पर घटकों को उनके अधिकतम मापदंडों के 75% पर उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, यह एक प्रकार का रिजर्व है) . निर्देशिका खोलें और उपयुक्त पीएनपी ट्रांजिस्टर खोजें। उदाहरण के लिए KT361. हमारे मामले में, करंट के संदर्भ में, वे अक्षर सूचकांक "ए, बी, सी, डी" के साथ उपयुक्त हैं, क्योंकि एफई का अधिकतम वोल्टेज 20V है, जबकि हमारी समस्या में यह केवल 12V है।

आइए मान लें कि हम KT361A का उपयोग करेंगे, 20 से 90 के लाभ के साथ। चूंकि हमें ट्रांजिस्टर को पूरी तरह से खोलने की गारंटी की आवश्यकता है, इसलिए हम गणना में न्यूनतम Kus = 20 का उपयोग करेंगे। अब हम सोचते हैं. EC के माध्यम से 50 mA की धारा प्रदान करने के लिए उत्सर्जक और आधार के बीच न्यूनतम कितनी धारा प्रवाहित होनी चाहिए?

50 एमए / 20 गुना = 2.5 एमए

बीई के माध्यम से 2.5 एमए की धारा प्रवाहित करने के लिए किस मूल्य का धारा-सीमित अवरोधक स्थापित किया जाना चाहिए?

यहां सब कुछ सरल है. ओम का नियम: I=U/R. इसलिए आर = (12 वी आपूर्ति - पीएन जंक्शन बीई पर 0.65 वी हानि) / 0.0025 ए = 4540 ओम। चूँकि 2.5 mA न्यूनतम धारा है जो हमारे मामले में उत्सर्जक से आधार तक प्रवाहित होनी चाहिए, आपको मानक सीमा से कम प्रतिरोध के निकटतम अवरोधक का चयन करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, 5% विचलन के साथ यह 4.3 kOhm अवरोधक होगा।

अब वर्तमान के बारे में। 50 mA की रेटेड धारा वाले लैंप को प्रज्वलित करने के लिए, हमें केवल 2.5 mA की धारा को स्विच करने की आवश्यकता है। और यह तब होता है जब उपभोक्ता वस्तुओं का उपयोग करते हुए, कम कुस वाला सस्ता ट्रांजिस्टर, 40 साल पहले विकसित किया गया था। क्या आपको फर्क महसूस होता है? ट्रांजिस्टर का उपयोग करते समय स्विच के आयाम (और इसलिए उनकी लागत) को कितना कम किया जा सकता है।

आइए फिर से सिद्धांत पर वापस जाएं।

ऊपर चर्चा किए गए उदाहरणों में, हमने ट्रांजिस्टर स्विचिंग सर्किट में से केवल एक का उपयोग किया। कुल मिलाकर, इस पर निर्भर करते हुए कि हम नियंत्रण सिग्नल कहां लागू करते हैं और हम आउटपुट सिग्नल कहां से लेते हैं (इन सिग्नलों के लिए कौन सा इलेक्ट्रोड आम है), द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए 3 मुख्य सर्किट हैं (ठीक है, तार्किक, सही? - ट्रांजिस्टर इसमें 3 आउटपुट हैं, इसका मतलब है कि यदि आप सर्किट को इस सिद्धांत के अनुसार विभाजित करते हैं कि टर्मिनलों में से एक आम है, तो कुल 3 सर्किट हो सकते हैं):

1) सामान्य उत्सर्जक सर्किट.

यदि हम मानते हैं कि इनपुट करंट बेस करंट है, इनपुट वोल्टेज बीई जंक्शन पर वोल्टेज है, आउटपुट करंट कलेक्टर करंट है और आउटपुट वोल्टेज कलेक्टर और एमिटर के बीच का वोल्टेज है, तो हम इसे लिख सकते हैं: Iout/Iin=Iк/Ib= β, Rin=Ube/Ib।

इसके अलावा, चूंकि Uout = Epit-Iк*R, यह स्पष्ट है कि, सबसे पहले, आउटपुट वोल्टेज को इनपुट से बहुत अधिक आसानी से बनाया जा सकता है, और दूसरी बात, आउटपुट वोल्टेज इनपुट के संबंध में उलटा होता है (जब Ube = Uin बढ़ता है और इनपुट करंट बढ़ता है - आउटपुट करंट भी बढ़ता है, लेकिन Uke = Uout घटता है)।

यह कनेक्शन योजना (संक्षिप्तता के लिए इसे OE नामित किया गया है) सबसे आम है, क्योंकि यह आपको करंट और वोल्टेज दोनों को बढ़ाने की अनुमति देती है, अर्थात यह आपको अधिकतम शक्ति प्रवर्धन प्राप्त करने की अनुमति देती है। मैं ध्यान देता हूं कि प्रवर्धित सिग्नल से यह अतिरिक्त शक्ति हवा से नहीं और ट्रांजिस्टर से ही नहीं, बल्कि शक्ति स्रोत (एपिट) से ली जाती है, जिसके बिना ट्रांजिस्टर कुछ भी प्रवर्धित नहीं कर पाएगा और कोई करंट नहीं होगा आउटपुट सर्किट में बिल्कुल भी। (मुझे लगता है - ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर कैसे काम करते हैं और उनकी गणना कैसे की जाती है, इसके बारे में हम बाद में एक अलग लेख में अधिक विस्तार से लिखेंगे)।

2) सामान्य आधार वाली योजना.

यहां, इनपुट करंट एमिटर करंट है, इनपुट वोल्टेज बीई जंक्शन पर वोल्टेज है, आउटपुट करंट कलेक्टर करंट है, और आउटपुट वोल्टेज कलेक्टर सर्किट से जुड़े लोड पर वोल्टेज है। इस सर्किट के लिए: Iout≈Iin, क्योंकि Ik≈Ie, Rin=Ube/Ie.

ऐसा सर्किट (ओबी) केवल वोल्टेज को बढ़ाता है और करंट को नहीं बढ़ाता है। इस मामले में सिग्नल चरण में बदलाव नहीं करता है।

3) सामान्य कलेक्टर सर्किट(उत्सर्जक अनुयायी)।

यहां, इनपुट करंट बेस करंट है, और इनपुट वोल्टेज बीई ट्रांजिस्टर और लोड के जंक्शन से जुड़ा है, आउटपुट करंट एमिटर करंट है, और आउटपुट वोल्टेज एमिटर सर्किट से जुड़े लोड पर वोल्टेज है। . इस सर्किट के लिए: Iout/Iin=Ie/Ib=(I K +I B)/I B =β+1, क्योंकि आमतौर पर गुणांक β काफी बड़ा होता है, लेकिन कभी-कभी Iout/Iin≈β पर विचार किया जाता है। रिन=उबे/इब+आर. Uout/Uin=(Ube+Uout)/Uout≈1.

जैसा कि आप देख सकते हैं, ऐसा सर्किट (ओके) करंट को बढ़ाता है और वोल्टेज को नहीं बढ़ाता है। इस मामले में सिग्नल चरण में बदलाव नहीं करता है। इसके अलावा, इस सर्किट में सबसे अधिक इनपुट प्रतिरोध है।

उपरोक्त आरेखों में नारंगी तीर आउटपुट सर्किट (एपिट) के पावर स्रोत और स्वयं इनपुट सिग्नल (यूइन) द्वारा बनाए गए वर्तमान प्रवाह के सर्किट दिखाते हैं। जैसा कि आप देख सकते हैं, ओबी के साथ एक सर्किट में, एपिट द्वारा बनाई गई धारा न केवल ट्रांजिस्टर के माध्यम से बहती है, बल्कि प्रवर्धित सिग्नल के स्रोत के माध्यम से भी बहती है, और ओके के साथ एक सर्किट में, इसके विपरीत, द्वारा बनाई गई धारा इनपुट सिग्नल न केवल ट्रांजिस्टर के माध्यम से, बल्कि लोड के माध्यम से भी प्रवाहित होता है (इन संकेतों का उपयोग करके आप आसानी से एक कनेक्शन योजना को दूसरे से अलग कर सकते हैं)।

और अंत में, आइए इस बारे में बात करें कि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की सेवाक्षमता की जांच कैसे करें। ज्यादातर मामलों में, ट्रांजिस्टर के स्वास्थ्य का अंदाजा पीएन जंक्शनों की स्थिति से लगाया जा सकता है। यदि हम इन पीएन जंक्शनों को एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से मानते हैं, तो ट्रांजिस्टर को दो डायोड के संयोजन के रूप में दर्शाया जा सकता है (जैसा कि बाईं ओर की आकृति में है)। सामान्य तौर पर, पीएन जंक्शनों का पारस्परिक प्रभाव ही एक ट्रांजिस्टर को ट्रांजिस्टर बनाता है, लेकिन जाँच करते समय, इस पारस्परिक प्रभाव को नजरअंदाज किया जा सकता है, क्योंकि हम ट्रांजिस्टर के टर्मिनलों पर जोड़े में (तीन में से दो टर्मिनलों पर) वोल्टेज लागू करते हैं। तदनुसार, आप डायोड परीक्षण मोड में एक नियमित मल्टीमीटर के साथ इन पीएन जंक्शनों की जांच कर सकते हैं। जब आप लाल जांच (+) को डायोड के कैथोड से जोड़ते हैं, और काले जांच को एनोड से जोड़ते हैं, तो पीएन जंक्शन बंद हो जाएगा (मल्टीमीटर एक असीम उच्च प्रतिरोध दिखाता है), यदि आप जांच को स्वैप करते हैं, तो पीएन जंक्शन बंद हो जाएगा खुला रहें (मल्टीमीटर खुले पीएन जंक्शन पर वोल्टेज ड्रॉप दिखाता है, आमतौर पर 0.6-0.8 वी)। कलेक्टर और एमिटर के बीच जांच को जोड़ते समय, मल्टीमीटर असीम रूप से उच्च प्रतिरोध दिखाएगा, भले ही कौन सी जांच कलेक्टर से जुड़ी हो और कौन सी एमिटर से।

करने के लिए जारी…

सबसे पहले, आइए याद करें कि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर किस प्रकार की चालकता वाले होते हैं। मुझे लगता है कि जिन लोगों ने पिछले लेख पढ़े हैं, उन्हें याद होगा कि ट्रांजिस्टर एनपीएन चालकता में आते हैं:

और पीएनपी चालकता

पीएनपी ट्रांजिस्टर का संचालन सिद्धांत

आइए इस तस्वीर को देखें:

यहां हमें एक पाइप दिखाई देता है जिसके माध्यम से उच्च दबाव में पानी नीचे से ऊपर की ओर बहता है। फिलहाल, पाइप लाल वाल्व से बंद है और इसलिए पानी का प्रवाह नहीं हो रहा है।

लेकिन जैसे ही हम वाल्व को पीछे खींचते हैं, हरे लीवर को थोड़ा खींचते हैं, लाल वाल्व वापस खींच लिया जाता है और पानी की तेज धारा पाइप के माध्यम से नीचे से ऊपर की ओर बहती है।

लेकिन अब हम हरे लीवर को फिर से छोड़ देते हैं, और नीला स्प्रिंग फ्लैप को उसकी मूल स्थिति में लौटा देता है और पानी का मार्ग अवरुद्ध कर देता है

यानी, हमने डैम्पर को अपने थोड़ा करीब खींच लिया, और पानी पाइप के माध्यम से एक उन्मत्त धारा में बह गया। एक पीएनपी ट्रांजिस्टर लगभग उसी तरह व्यवहार करता है।यदि आप इस पाइप की कल्पना एक ट्रांजिस्टर के रूप में करें, तो इसका निष्कर्ष इस प्रकार दिखेगा:

इसका मतलब यह है कि उत्सर्जक से संग्राहक तक धारा प्रवाहित करने के लिए (और आपको याद है कि धारा वहीं प्रवाहित होनी चाहिए जहां उत्सर्जक तीर इंगित करता है)

हमें यह सुनिश्चित करना चाहिए कि आधार से बह गयावर्तमान, या इसे शौकिया भाषा में कहें तो, आधार को माइनस बिजली की आपूर्ति करें(तनाव को अपने ऊपर "खींचें")।

व्यावहारिक अनुभव

खैर, आइए लंबे समय से प्रतीक्षित प्रयोग करें। ऐसा करने के लिए, आइए KT814B ट्रांजिस्टर लें, जो KT815B ट्रांजिस्टर का एक पूरक जोड़ा है।

जिन लोगों ने पिछले लेख ठीक से नहीं पढ़े हैं, मैं आपको वह याद दिलाना चाहूँगा मानार्थ युगल किसी के लिए ट्रांजिस्टर - यह बिल्कुल समान विशेषताओं और मापदंडों वाला एक ट्रांजिस्टर है, लेकिनउसके पास बस है अन्य चालकता. इसका मतलब है कि हमारे पास KT815 ट्रांजिस्टर है रिवर्सचालकता, यानी एनपीएन, और केटी814 प्रत्यक्षचालकता, यानी पीएनपी। विपरीत भी सत्य है: KT814 ट्रांजिस्टर के लिए, पूरक जोड़ी KT815 ट्रांजिस्टर है। संक्षेप में, दर्पण जुड़वां भाई।

ट्रांजिस्टर KT814B एक PNP ट्रांजिस्टर है:

यहाँ इसका पिनआउट है:

इसके संचालन के सिद्धांत को दिखाने के लिए, हम इसे एक सामान्य उत्सर्जक (सीई) सर्किट के अनुसार इकट्ठा करेंगे:

दरअसल, पूरी योजना कुछ इस तरह दिखती है:

नीले मगरमच्छ के तार बिजली आपूर्ति से आते हैं बैट1, और बिजली आपूर्ति से मगरमच्छ वाले अन्य दो तार, काले और लाल बॅट2.

इसलिए, योजना को कार्यान्वित करने के लिए, हमने इसे इस पर सेट किया है बॅट2एक गरमागरम प्रकाश बल्ब को बिजली देने के लिए वोल्टेज। चूँकि हमारा लाइट बल्ब 6 वोल्ट का है, हम इसे 6 वोल्ट पर सेट करते हैं।

बिजली आपूर्ति पर बैट1गरमागरम रोशनी आने तक सावधानी से शून्य से वोल्टेज जोड़ें। और अब 0.6 वोल्ट के वोल्टेज पर

हमारा लाइट बल्ब जल गया

यही है, ट्रांजिस्टर "खुला" और एमिटर-कलेक्टर सर्किट के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह प्रवाहित हुआ, जिससे हमारा प्रकाश बल्ब जल गया। प्रारंभिक वोल्टेज बेस-एमिटर पर वोल्टेज ड्रॉप है। जैसा कि आपको याद है, सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के लिए (और हमारा KT814B ट्रांजिस्टर सिलिकॉन है, यह इसके नाम की शुरुआत में "K" अक्षर से दर्शाया गया है) यह मान 0.5-0.7 वोल्ट की सीमा में है। अर्थात्, ट्रांजिस्टर को "खोलने" के लिए, बेस-एमिटर पर 0.5-0.7 वोल्ट से अधिक का वोल्टेज लागू करना पर्याप्त है।

एनपीएन और पीएनपी ट्रांजिस्टर के लिए कनेक्शन सर्किट

तो, दोनों आरेखों को देखें और अंतर ज्ञात करें। बाईं ओर OE वाले सर्किट में NPN ट्रांजिस्टर KT815B है, और दाईं ओर उसी कनेक्शन सर्किट के अनुसार KT814B है:

तो अंतर क्या है? हाँ शक्ति ध्रुवीयता के लिए! और अब हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि पीएनपी चालन ट्रांजिस्टर "माइनस" के साथ खुलता है, क्योंकि हम आधार पर "माइनस" लगाते हैं, और एनपीएन चालन ट्रांजिस्टर "प्लस" के साथ खुलता है।

ट्रांजिस्टर

ट्रांजिस्टर एक अर्धचालक उपकरण है जो आपको कमजोर सिग्नल का उपयोग करके एक मजबूत सिग्नल को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। इस गुण के कारण, वे अक्सर सिग्नल को बढ़ाने के लिए ट्रांजिस्टर की क्षमता के बारे में बात करते हैं। हालाँकि वास्तव में, यह किसी भी चीज़ को प्रवर्धित नहीं करता है, लेकिन बस आपको बहुत कमज़ोर धाराओं के साथ एक बड़ी धारा को चालू और बंद करने की अनुमति देता है। ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक्स में बहुत आम हैं, क्योंकि किसी भी नियंत्रक का आउटपुट शायद ही कभी 40 एमए से अधिक का करंट उत्पन्न कर सकता है, इसलिए, 2-3 कम-शक्ति एलईडी को भी सीधे माइक्रोकंट्रोलर से संचालित नहीं किया जा सकता है। यहीं पर ट्रांजिस्टर बचाव के लिए आते हैं। लेख मुख्य प्रकार के ट्रांजिस्टर, पी-एन-पी और एन-पी-एन द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर, पी-चैनल और एन-चैनल क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के बीच अंतर पर चर्चा करता है, ट्रांजिस्टर को जोड़ने की मुख्य सूक्ष्मताओं पर चर्चा करता है और उनके आवेदन के दायरे का खुलासा करता है।

ट्रांजिस्टर को रिले के साथ भ्रमित न करें। रिले एक साधारण स्विच है. इसके कार्य का सार धातु संपर्कों को बंद करना और खोलना है। ट्रांजिस्टर अधिक जटिल है और इसका संचालन इलेक्ट्रॉन-छिद्र संक्रमण पर आधारित है। यदि आप इसके बारे में अधिक जानने में रुचि रखते हैं, तो आप एक उत्कृष्ट वीडियो देख सकते हैं जो एक ट्रांजिस्टर के सरल से जटिल तक के संचालन का वर्णन करता है। वीडियो के निर्माण के वर्ष को लेकर भ्रमित न हों - तब से भौतिकी के नियम नहीं बदले हैं, और सामग्री को इतनी अच्छी तरह प्रस्तुत करने वाला कोई नया वीडियो नहीं मिल सका है:

ट्रांजिस्टर के प्रकार

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को कमजोर भार (उदाहरण के लिए, कम-शक्ति मोटर और सर्वो) को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके हमेशा तीन आउटपुट होते हैं:

कलेक्टर - उच्च वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है, जिसे ट्रांजिस्टर नियंत्रित करता है

• बेस - ट्रांजिस्टर को खोलने या बंद करने के लिए करंट की आपूर्ति या बंद किया जाता है

एमिटर (अंग्रेजी: एमिटर) - एक ट्रांजिस्टर का "आउटपुट"। कलेक्टर और बेस से इसमें करंट प्रवाहित होता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को धारा द्वारा नियंत्रित किया जाता है। आधार को जितनी अधिक धारा की आपूर्ति की जाएगी, संग्राहक से उत्सर्जक की ओर उतनी ही अधिक धारा प्रवाहित होगी। उत्सर्जक से संग्राहक तक प्रवाहित धारा और ट्रांजिस्टर के आधार पर प्रवाहित धारा के अनुपात को लाभ कहा जाता है। इस रूप में घोषित किया गया hfe (अंग्रेजी साहित्य में इसे गेन कहा जाता है).

उदाहरण के लिए, यदि hfe= 150, और 0.2 mA आधार से गुजरता है, तो ट्रांजिस्टर अधिकतम 30 mA अपने आप से गुजरेगा। यदि कोई घटक जो 25 एमए खींचता है (जैसे कि एक एलईडी) जुड़ा हुआ है, तो उसे 25 एमए प्रदान किया जाएगा। यदि 150 एमए खींचने वाला एक घटक जुड़ा हुआ है, तो उसे केवल अधिकतम 30 एमए ही प्रदान किया जाएगा। संपर्क के लिए दस्तावेज़ धाराओं और वोल्टेज के अधिकतम अनुमेय मूल्यों को इंगित करता है आधार-> emitter और एकत्र करनेवाला -> emitter . इन मानों से अधिक होने पर ट्रांजिस्टर अधिक गर्म हो जाता है और विफलता हो जाती है।

मज़ाकिया तस्वीर:

एनपीएन और पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर

ध्रुवीय ट्रांजिस्टर 2 प्रकार के होते हैं: एनपीएनऔर पीएनपी. वे परतों के प्रत्यावर्तन में भिन्न हैं। N (नकारात्मक से) ऋणात्मक आवेश वाहकों (इलेक्ट्रॉनों) की अधिकता वाली एक परत है, P (धनात्मक से) धनात्मक आवेश वाहकों (छिद्रों) की अधिकता वाली एक परत है। इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के बारे में अधिक जानकारी ऊपर दिए गए वीडियो में वर्णित है।

ट्रांजिस्टर का व्यवहार परतों के प्रत्यावर्तन पर निर्भर करता है। उपरोक्त एनीमेशन दिखाता है एनपीएनट्रांजिस्टर. में पीएनपीट्रांजिस्टर नियंत्रण दूसरा तरीका है - जब आधार को ग्राउंड किया जाता है तो ट्रांजिस्टर के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है और जब बेस से करंट प्रवाहित किया जाता है तो यह अवरुद्ध हो जाता है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है पीएनपीऔर एनपीएनतीर की दिशा में भिन्नता है. तीर सदैव से संक्रमण की ओर इंगित करता है एनको पी:

आरेख में एनपीएन (बाएं) और पीएनपी (दाएं) ट्रांजिस्टर का पदनाम

एनपीएन ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक्स में अधिक आम हैं क्योंकि वे अधिक कुशल हैं।

क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर अपनी आंतरिक संरचना में द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से भिन्न होते हैं। एमओएस ट्रांजिस्टर शौकिया इलेक्ट्रॉनिक्स में सबसे आम हैं। एमओएस मेटल-ऑक्साइड-कंडक्टर का संक्षिप्त रूप है। अंग्रेजी में वही: मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर, जिसे संक्षेप में MOSFET कहा जाता है। एमओएस ट्रांजिस्टर आपको ट्रांजिस्टर के अपेक्षाकृत छोटे आकार के साथ उच्च शक्तियों को नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं। ट्रांजिस्टर को वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है, करंट से नहीं। चूँकि ट्रांजिस्टर विद्युत द्वारा नियंत्रित होता है मैदान, ट्रांजिस्टर को इसका नाम मिला - मैदानचिल्लाना।

फ़ील्ड प्रभाव ट्रांजिस्टर में कम से कम 3 टर्मिनल होते हैं:

ड्रेन - इस पर हाई वोल्टेज लगाया जाता है, जिसे आप नियंत्रित करना चाहते हैं

गेट - ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करने के लिए इस पर वोल्टेज लगाया जाता है

स्रोत - जब ट्रांजिस्टर "खुला" होता है तो नाली से करंट प्रवाहित होता है

फ़ील्ड-इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर के साथ एक एनीमेशन होना चाहिए, लेकिन ट्रांजिस्टर के योजनाबद्ध प्रदर्शन को छोड़कर यह द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर से अलग नहीं होगा, इसलिए कोई एनीमेशन नहीं होगा।

एन चैनल और पी चैनल क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर को भी उपकरण और व्यवहार के आधार पर 2 प्रकारों में विभाजित किया जाता है। एन चैनल(एन चैनल) गेट पर वोल्टेज लागू होने पर खुलता है और बंद हो जाता है। जब कोई वोल्टेज न हो. पी चैनल(पी चैनल) दूसरे तरीके से काम करता है: जबकि गेट पर कोई वोल्टेज नहीं है, ट्रांजिस्टर के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है। जब गेट पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो करंट रुक जाता है। आरेख में, क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर को थोड़ा अलग तरीके से दर्शाया गया है:

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के अनुरूप, क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर ध्रुवता में भिन्न होते हैं। एन-चैनल ट्रांजिस्टर का वर्णन ऊपर किया गया था। वे सबसे आम हैं.

पी-चैनल जब निर्दिष्ट किया जाता है तो तीर की दिशा में भिन्न होता है और, फिर से, इसका व्यवहार "उलटा" होता है।

एक गलत धारणा है कि एक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर प्रत्यावर्ती धारा को नियंत्रित कर सकता है। यह गलत है। एसी करंट को नियंत्रित करने के लिए रिले का उपयोग करें।

डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर

डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर को एक अलग प्रकार के ट्रांजिस्टर के रूप में वर्गीकृत करना पूरी तरह से सही नहीं है। हालाँकि, इस लेख में उनका उल्लेख न करना असंभव है। डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर अक्सर एक माइक्रोसर्किट के रूप में पाया जाता है जिसमें कई ट्रांजिस्टर शामिल होते हैं। उदाहरण के लिए, ULN2003. डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर को जल्दी से खोलने और बंद करने (और इसलिए आपको इसके साथ काम करने की अनुमति देता है) और साथ ही उच्च धाराओं का सामना करने की क्षमता की विशेषता है। यह एक प्रकार का यौगिक ट्रांजिस्टर है और दो या, शायद ही कभी, अधिक ट्रांजिस्टर का एक कैस्केड कनेक्शन है जो इस तरह से जुड़ा होता है कि पिछले चरण के उत्सर्जक में लोड अगले चरण के ट्रांजिस्टर का बेस-एमिटर जंक्शन होता है, है, ट्रांजिस्टर कलेक्टरों द्वारा जुड़े हुए हैं, और इनपुट ट्रांजिस्टर का उत्सर्जक बेस डे ऑफ से जुड़ा है। इसके अलावा, पिछले ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक के प्रतिरोधक भार का उपयोग समापन को गति देने के लिए सर्किट के हिस्से के रूप में किया जा सकता है। इस तरह के कनेक्शन को समग्र रूप से एक ट्रांजिस्टर माना जाता है, जिसका वर्तमान लाभ, जब ट्रांजिस्टर सक्रिय मोड में काम कर रहे होते हैं, लगभग सभी ट्रांजिस्टर के लाभ के उत्पाद के बराबर होता है।

ट्रांजिस्टर कनेक्शन

यह कोई रहस्य नहीं है कि Arduino बोर्ड 40 mA तक की अधिकतम धारा के साथ आउटपुट को 5 V का वोल्टेज आपूर्ति करने में सक्षम है। यह धारा एक शक्तिशाली भार को जोड़ने के लिए पर्याप्त नहीं है। उदाहरण के लिए, यदि आप एलईडी पट्टी या मोटर को सीधे आउटपुट से कनेक्ट करने का प्रयास करते हैं, तो आपको Arduino आउटपुट को नुकसान होने की गारंटी है। संभव है कि पूरा बोर्ड ही फेल हो जाये. इसके अतिरिक्त, कुछ जुड़े हुए घटकों को संचालित करने के लिए 5V से अधिक की आवश्यकता हो सकती है। ट्रांजिस्टर इन दोनों समस्याओं का समाधान करता है। यह Arduino पिन से एक छोटे से करंट का उपयोग करके, एक अलग बिजली आपूर्ति से एक शक्तिशाली करंट को नियंत्रित करने में, या उच्च वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए 5 V के वोल्टेज का उपयोग करने में मदद करेगा (यहां तक ​​कि सबसे कमजोर ट्रांजिस्टर में शायद ही कभी 50 V से नीचे अधिकतम वोल्टेज होता है) . उदाहरण के तौर पर, एक मोटर को जोड़ने पर विचार करें:

उपरोक्त चित्र में, मोटर एक अलग शक्ति स्रोत से जुड़ा है। मोटर संपर्क और मोटर की बिजली आपूर्ति के बीच, हमने एक ट्रांजिस्टर रखा, जिसे किसी भी Arduino डिजिटल पिन का उपयोग करके नियंत्रित किया जाएगा। जब हम नियंत्रक आउटपुट से नियंत्रक आउटपुट पर एक हाई सिग्नल लागू करते हैं, तो हम ट्रांजिस्टर को खोलने के लिए एक बहुत छोटा करंट लेंगे, और एक बड़ा करंट ट्रांजिस्टर के माध्यम से प्रवाहित होगा और नियंत्रक को नुकसान नहीं पहुंचाएगा। Arduino पिन और ट्रांजिस्टर के आधार के बीच स्थापित अवरोधक पर ध्यान दें। माइक्रोकंट्रोलर-ट्रांजिस्टर-ग्राउंड मार्ग के साथ प्रवाहित होने वाली धारा को सीमित करने और शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए इसकी आवश्यकता होती है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, Arduino पिन से खींची जा सकने वाली अधिकतम धारा 40 mA है। इसलिए, हमें कम से कम 125 ओम (5V/0.04A=125 ओम) के अवरोधक की आवश्यकता होगी। आप 220 ओम अवरोधक का सुरक्षित रूप से उपयोग कर सकते हैं। वास्तव में, अवरोधक का चयन उस धारा को ध्यान में रखकर किया जाना चाहिए जिसे ट्रांजिस्टर के माध्यम से आवश्यक धारा प्राप्त करने के लिए आधार पर आपूर्ति की जानी चाहिए। सही अवरोधक का चयन करने के लिए, आपको लाभ कारक को ध्यान में रखना होगा ( hfe).

महत्वपूर्ण!! यदि आप एक अलग बिजली आपूर्ति से एक शक्तिशाली लोड कनेक्ट करते हैं, तो आपको लोड बिजली आपूर्ति के ग्राउंड ("माइनस") और Arduino के ग्राउंड ("जीएनडी" पिन) को भौतिक रूप से कनेक्ट करने की आवश्यकता है। अन्यथा, आप ट्रांजिस्टर को नियंत्रित नहीं कर पाएंगे।

क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग करते समय, गेट पर वर्तमान सीमित अवरोधक की आवश्यकता नहीं होती है। ट्रांजिस्टर को केवल वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है और गेट से कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है।