بائپولر ٹرانزسٹر کیا ہے اور کون سے سوئچنگ سرکٹس موجود ہیں۔

ریڈیو الیکٹرانکس میں سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز (SS) کا استعمال بڑے پیمانے پر ہے۔ اس کی وجہ سے مختلف آلات کے طول و عرض میں کمی واقع ہوئی ہے۔ بائپولر ٹرانزسٹر کو وسیع اطلاق ملا ہے، کچھ خصوصیات کی وجہ سے اس کی فعالیت ایک سادہ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر سے زیادہ وسیع ہے۔ یہ سمجھنے کے لیے کہ اس کی ضرورت کیوں ہے اور اسے کن حالات میں استعمال کیا جاتا ہے، اس کے آپریشن کے اصول، کنکشن کے طریقوں اور درجہ بندی پر غور کرنا ضروری ہے۔

ڈیوائس اور آپریشن کا اصول

ٹرانزسٹر ایک الیکٹرانک سیمی کنڈکٹر ہے جس میں 3 الیکٹروڈ ہوتے ہیں، جن میں سے ایک کنٹرول ہے۔ دو قطبی قسم کا ٹرانزسٹر 2 قسم کے چارج کیریئرز (منفی اور مثبت) کی موجودگی میں قطبی سے مختلف ہوتا ہے۔

منفی چارجز الیکٹران ہیں جو کرسٹل جالی کے بیرونی خول سے خارج ہوتے ہیں۔ خارج ہونے والے الیکٹران کی جگہ ایک مثبت قسم کا چارج، یا سوراخ بنتے ہیں۔

دو قطبی ٹرانجسٹر (BT) کا آلہ اپنی استعداد کے باوجود کافی آسان ہے۔ یہ conductive قسم کی 3 تہوں پر مشتمل ہے: emitter (E)، بیس (B) اور کلیکٹر (K)۔

ایک ایمیٹر (لاطینی سے "ریلیز کرنا") ایک قسم کا سیمی کنڈکٹر جنکشن ہے جس کا بنیادی کام چارجز کو بیس میں داخل کرنا ہے۔ کلیکٹر (لاطینی "کلیکٹر" سے) ایمیٹر کے چارجز وصول کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ بنیاد کنٹرول الیکٹروڈ ہے.

ایمیٹر اور کلیکٹر پرتیں تقریباً ایک جیسی ہیں، لیکن پی سی بی کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے نجاست کے اضافے کی ڈگری میں فرق ہے۔ نجاست کے اضافے کو ڈوپنگ کہتے ہیں۔ کلکٹر پرت (سی ایل) کے لیے، کلکٹر وولٹیج (یو کے) کو بڑھانے کے لیے ڈوپنگ کا کمزور اظہار کیا جاتا ہے۔ ایمیٹر سیمی کنڈکٹر پرت کو الٹ قابل اجازت بریک ڈاؤن U کو بڑھانے اور بیس لیئر میں کیریئرز کے انجیکشن کو بہتر بنانے کے لیے بہت زیادہ ڈوپ کیا جاتا ہے (موجودہ منتقلی کے قابلیت میں اضافہ - Kt)۔ زیادہ مزاحمت (R) فراہم کرنے کے لیے بیس پرت کو ہلکے سے ڈوپ کیا جاتا ہے۔

بیس اور ایمیٹر کے درمیان منتقلی K-B کے مقابلے میں رقبے میں چھوٹی ہے۔ علاقوں میں فرق کی وجہ سے Kt میں بہتری آتی ہے۔ پی سی بی کے آپریشن کے دوران، K-B ٹرانزیشن کو ریورس بائیس کے ساتھ آن کیا جاتا ہے تاکہ ہیٹ Q کی مقدار کے اہم حصے کو جاری کیا جا سکے، جو منتشر ہو جاتا ہے اور کرسٹل کو بہتر ٹھنڈک فراہم کرتا ہے۔

بی ٹی کی رفتار بیس پرت (BS) کی موٹائی پر منحصر ہے۔ یہ انحصار ایک قدر ہے جو الٹا تناسب میں مختلف ہوتی ہے۔ کم موٹائی کے ساتھ - زیادہ رفتار. یہ انحصار چارج کیریئرز کی پرواز کے وقت سے متعلق ہے۔تاہم، ایک ہی وقت میں، Uk کم ہوتا ہے.

ایمیٹر اور K کے درمیان ایک مضبوط کرنٹ بہتا ہے، جسے کرنٹ K (Ik) کہتے ہیں۔ E اور B کے درمیان ایک چھوٹا کرنٹ بہتا ہے - کرنٹ B (Ib)، جو کنٹرول کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ جب Ib بدلتا ہے، Ik بدل جاتا ہے۔

ٹرانجسٹر میں دو p-n جنکشن ہیں: E-B اور K-B۔ جب موڈ فعال ہوتا ہے، E-B فارورڈ قسم کے تعصب کے ساتھ منسلک ہوتا ہے، اور CB ریورس تعصب کے ساتھ منسلک ہوتا ہے۔ چونکہ E-B کی منتقلی کھلی حالت میں ہے، منفی چارجز (الیکٹران) B میں بہتے ہیں۔ اس کے بعد، وہ جزوی طور پر سوراخوں کے ساتھ دوبارہ مل جاتے ہیں۔ تاہم، زیادہ تر الیکٹران B کی کم جواز اور موٹائی کی وجہ سے K-B تک پہنچ جاتے ہیں۔

BS میں، الیکٹران معمولی چارج کیریئر ہیں، اور برقی مقناطیسی میدان K-B کی منتقلی پر قابو پانے میں ان کی مدد کرتا ہے۔ Ib میں اضافے کے ساتھ، E-B کا آغاز وسیع ہو جائے گا اور E اور K کے درمیان زیادہ الیکٹران چلیں گے۔ اس صورت میں، کم طول و عرض کے سگنل کا ایک اہم اضافہ ہوگا، کیونکہ Ik Ib سے بڑا ہے۔

بائپولر ٹرانزسٹر کے آپریشن کے جسمانی معنی کو زیادہ آسانی سے سمجھنے کے لیے، اسے ایک اچھی مثال کے ساتھ جوڑنا ضروری ہے۔ یہ فرض کیا جانا چاہیے کہ پانی پمپ کرنے کے لیے پمپ ایک طاقت کا ذریعہ ہے، پانی کا نل ایک ٹرانجسٹر ہے، پانی Ik ہے، نل کے ہینڈل کی گردش کی ڈگری Ib ہے۔ دباؤ بڑھانے کے لیے، آپ کو نل کو ہلکا سا موڑنا ہوگا - کنٹرول ایکشن انجام دینے کے لیے۔ مثال کی بنیاد پر، ہم سافٹ ویئر کے آپریشن کے ایک سادہ اصول کا نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں۔

تاہم، K-B منتقلی میں U میں نمایاں اضافے کے ساتھ، اثر ionization ہو سکتا ہے، جس کے نتیجے میں برفانی تودہ چارج ضرب ہوتا ہے۔جب ٹنل اثر کے ساتھ مل کر، یہ عمل ایک برقی دیتا ہے، اور وقت میں اضافے کے ساتھ، ایک تھرمل خرابی، جو پی پی کو غیر فعال کرتی ہے. بعض اوقات کلیکٹر آؤٹ پٹ کے ذریعے کرنٹ میں نمایاں اضافے کے نتیجے میں تھرمل بریک ڈاؤن برقی خرابی کے بغیر ہوتا ہے۔

اس کے علاوہ، جب U K-B اور E-B میں تبدیل ہوتا ہے، تو ان تہوں کی موٹائی بدل جاتی ہے، اگر B پتلی ہو، تو بند ہونے کا اثر ہوتا ہے (اسے پنکچر B بھی کہا جاتا ہے)، جس میں K-B اور E-B کی منتقلی جڑی ہوتی ہے۔ اس رجحان کے نتیجے میں، پی پی اپنے افعال کو انجام دینے سے روکتا ہے.

آپریٹنگ موڈز

دوئبرووی قسم کا ٹرانزسٹر 4 طریقوں میں کام کر سکتا ہے:

1. فعال.
2. کٹ آف (RO)۔
3. سنترپتی (PH)۔
4. رکاوٹ (RB)۔

بی ٹی کا فعال موڈ نارمل (NAR) اور الٹا (IAR) ہے۔

عام ایکٹو موڈ

اس موڈ میں، U E-B جنکشن پر بہتا ہے، جو براہ راست ہے اور اسے E-B وولٹیج (Ue-b) کہا جاتا ہے۔ موڈ کو بہترین سمجھا جاتا ہے اور زیادہ تر اسکیموں میں استعمال ہوتا ہے۔ ٹرانزیشن ای چارجز کو بیس ریجن میں داخل کرتا ہے، جو کلکٹر کی طرف بڑھتے ہیں۔ مؤخر الذکر چارجز کو تیز کرتا ہے، ایک فروغ اثر پیدا کرتا ہے۔

الٹا فعال موڈ

اس موڈ میں، K-B منتقلی کھلی ہے۔ BT مخالف سمت میں کام کرتا ہے، یعنی ہول چارج کیریئرز کو K سے انجکشن لگایا جاتا ہے، B سے گزرتے ہوئے انہیں E منتقلی کے ذریعے جمع کیا جاتا ہے۔ PP کی امپلیفیکیشن خصوصیات کمزور ہیں، اور BTs کا اس موڈ میں شاذ و نادر ہی استعمال ہوتا ہے۔

سیچوریشن موڈ

PH پر، دونوں ٹرانزیشنز کھلے ہیں۔ جب E-B اور K-B آگے کی سمت میں بیرونی ذرائع سے منسلک ہوں گے، BT لانچ گاڑی میں کام کرے گا۔ E اور K جنکشن کا پھیلاؤ برقی مقناطیسی میدان برقی میدان سے کمزور ہوتا ہے، جو بیرونی ذرائع سے پیدا ہوتا ہے۔اس کے نتیجے میں، رکاوٹ کی صلاحیت میں کمی اور مرکزی چارج کیریئرز کی وسعت کی صلاحیت کی ایک حد ہوگی۔ E اور K سے B تک سوراخوں کا انجیکشن شروع ہو جائے گا۔ یہ موڈ بنیادی طور پر اینالاگ ٹیکنالوجی میں استعمال ہوتا ہے، لیکن بعض صورتوں میں مستثنیات ہو سکتی ہیں۔

کٹ آف موڈ

اس موڈ میں، بی ٹی مکمل طور پر بند ہو جاتا ہے اور کرنٹ چلانے کے قابل نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، بی ٹی میں معمولی چارج کیریئرز کے غیر معمولی بہاؤ ہیں، جو چھوٹی اقدار کے ساتھ تھرمل کرنٹ بناتے ہیں۔ یہ موڈ اوورلوڈز اور شارٹ سرکٹس کے خلاف مختلف قسم کے تحفظ میں استعمال ہوتا ہے۔

رکاوٹ حکومت

BT بیس ایک ریزسٹر کے ذریعے K سے منسلک ہوتا ہے۔ K یا E سرکٹ میں ایک ریزسٹر شامل ہوتا ہے، جو BT کے ذریعے کرنٹ ویلیو (I) سیٹ کرتا ہے۔ BR اکثر سرکٹس میں استعمال ہوتا ہے، کیونکہ یہ BT کو کسی بھی فریکوئنسی اور درجہ حرارت کی بڑی حد سے زیادہ کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

اسکیموں کو تبدیل کرنا

BTs کے درست استعمال اور کنکشن کے لیے، آپ کو ان کی درجہ بندی اور قسم جاننے کی ضرورت ہے۔ دوئبرووی ٹرانجسٹروں کی درجہ بندی:

1. پیداواری مواد: جرمینیم، سلکان اور آرسنیڈوگیلیم۔
2. مینوفیکچرنگ کی خصوصیات۔
3. منتشر طاقت: کم طاقت (0.25 ڈبلیو تک)، درمیانی (0.25-1.6 ڈبلیو)، طاقتور (1.6 ڈبلیو سے اوپر)۔
4. محدود تعدد: کم تعدد (2.7 میگاہرٹز تک)، درمیانی تعدد (2.7-32 میگاہرٹز)، اعلی تعدد (32-310 میگاہرٹز)، مائکروویو (310 میگاہرٹز سے زیادہ)۔
5. فنکشنل مقصد۔

بی ٹی کے فعال مقصد کو درج ذیل اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے۔

1. نارملائزڈ اور غیر نارملائزڈ شور فگر (NiNNKSh) کے ساتھ کم تعدد والے کو بڑھانا۔
2. NiNNKSh کے ساتھ اعلی تعدد کو بڑھانا۔
3. NiNNKSh کے ساتھ مائکروویو کو بڑھانا۔
4. طاقتور ہائی وولٹیج کو بڑھانا۔
5. اعلی اور انتہائی اعلی تعدد کے ساتھ جنریٹر۔
6. کم پاور اور ہائی پاور ہائی وولٹیج سوئچنگ ڈیوائسز۔
7. اعلی U-اقدار کے لیے طاقتور پلس۔

اس کے علاوہ، دو قطبی ٹرانجسٹروں کی اس طرح کی اقسام ہیں:

1. پی این پی
2. ن-پ-ن۔

بائی پولر ٹرانزسٹر پر سوئچ کرنے کے لیے 3 سرکٹس ہیں، جن میں سے ہر ایک کے اپنے فائدے اور نقصانات ہیں:

1. جنرل بی۔
2. جنرل ای.
3. جنرل کے.

کامن بیس (OB) کے ساتھ آن کرنا

سرکٹ اعلی تعدد پر لاگو کیا جاتا ہے، تعدد ردعمل کے زیادہ سے زیادہ استعمال کی اجازت دیتا ہے. OE کے ساتھ اسکیم کے مطابق ایک BT کو جوڑنے پر، اور پھر OB کے ساتھ، اس کے آپریشن کی فریکوئنسی بڑھ جائے گی۔ یہ کنکشن اسکیم اینٹینا قسم کے یمپلیفائر میں استعمال ہوتی ہے۔ اعلی تعدد پر شور کی سطح کم ہو جاتی ہے۔

فوائد:

1. زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت اور وسیع فریکوئنسی رینج (f)۔
2. ہائی ویلیو یوکے۔

خامیوں:

1. کم میں حاصل.
2. کم ان پٹ R

کامن ایمیٹر سوئچنگ (CE)

جب اس اسکیم کے مطابق منسلک کیا جاتا ہے تو U اور I میں ایمپلیفیکیشن ہوتا ہے۔ سرکٹ کو ایک ہی ذریعہ سے چلایا جا سکتا ہے۔ اکثر پاور ایمپلیفائر (P) میں استعمال ہوتا ہے۔

فوائد:

1. آئی، یو، پی کے لیے اعلیٰ فوائد۔
2. ایک بجلی کی فراہمی۔
3. آؤٹ پٹ متغیر U ان پٹ کی نسبت الٹا ہے۔

اس کے اہم نقصانات ہیں: سب سے کم درجہ حرارت کا استحکام اور تعدد کی خصوصیات OB کے ساتھ منسلک ہونے سے بھی بدتر ہیں۔

عام کلکٹر کے ساتھ سوئچ آن کرنا (ٹھیک ہے)

ان پٹ U کو مکمل طور پر واپس ان پٹ میں منتقل کیا جاتا ہے، اور OE کے ساتھ منسلک ہونے پر Ki اسی طرح کا ہوتا ہے، لیکن U میں یہ کم ہوتا ہے۔

اس قسم کی سوئچنگ کا استعمال ٹرانجسٹروں پر بنائے گئے جھرنوں سے ملنے کے لیے کیا جاتا ہے، یا ان پٹ سگنل سورس کے ساتھ جس میں اعلی آؤٹ پٹ R (کنڈنسر قسم کا مائکروفون یا پک اپ) ہوتا ہے۔ فوائد میں درج ذیل شامل ہیں: ان پٹ کی ایک بڑی قدر اور ایک چھوٹا آؤٹ پٹ R۔نقصان کم U حاصل ہے۔

دوئبرووی ٹرانجسٹر کی اہم خصوصیات

بی ٹی کی اہم خصوصیات:

1. میں حاصل کرتا ہوں۔
2. ان پٹ اور آؤٹ پٹ R.
3. ریورس Ik-e۔
4. ٹرن آن ٹائم۔
5. ٹرانسمیشن فریکوئنسی Ib.
6. ریورس Ik.
7. زیادہ سے زیادہ میں قدر

ایپلی کیشنز

دوئبرووی ٹرانجسٹر کا استعمال انسانی سرگرمیوں کے تمام شعبوں میں وسیع ہے۔ ڈیوائس کی بنیادی ایپلی کیشن کو ایمپلیفیکیشن، برقی سگنلز کی تخلیق، اور ایک سوئچ شدہ عنصر کے طور پر کام کرنے والے آلات میں موصول ہوا تھا۔ وہ کمپیوٹر ٹیکنالوجی میں U اور I کی قدروں کو ایڈجسٹ کرنے کی صلاحیت کے ساتھ مختلف پاور ایمپلیفائرز، عام اور سوئچنگ پاور سپلائیز میں استعمال ہوتے ہیں۔

اس کے علاوہ، وہ اکثر اوورلوڈز، یو سرجز، اور شارٹ سرکٹس کے خلاف مختلف صارفین کے تحفظ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ وہ کان کنی اور میٹالرجیکل صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

ملتے جلتے مضامین: