سیمی کنڈکٹر مواد سے بنا ایک ریڈیو الیکٹرانک عنصر، ایک ان پٹ سگنل کا استعمال کرتے ہوئے، معلومات کو ذخیرہ کرنے، پروسیسنگ اور منتقل کرنے کے لیے مربوط سرکٹس اور نظاموں میں دالیں بناتا، بڑھاتا، تبدیل کرتا ہے۔ ٹرانزسٹر ایک مزاحمت ہے جس کے افعال ماڈیول کی قسم کے لحاظ سے ایمیٹر اور بیس یا سورس اور گیٹ کے درمیان وولٹیج کے ذریعے ریگولیٹ ہوتے ہیں۔
مواد
ٹرانزسٹروں کی اقسام
کنورٹرز بڑے پیمانے پر ڈیجیٹل اور اینالاگ مائیکرو سرکٹس کی تیاری میں جامد صارفین کے کرنٹ کو صفر کرنے اور بہتر لکیریٹی حاصل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ٹرانزسٹروں کی اقسام اس میں مختلف ہیں کہ کچھ کو وولٹیج کی تبدیلی سے کنٹرول کیا جاتا ہے، مؤخر الذکر کو موجودہ انحراف کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
فیلڈ ماڈیولز ڈی سی مزاحمت میں اضافہ کے ساتھ کام کرتے ہیں، ہائی فریکوئنسی کی تبدیلی سے توانائی کے اخراجات میں اضافہ نہیں ہوتا ہے۔اگر ہم سادہ الفاظ میں ٹرانزسٹر کو کہتے ہیں تو یہ ایک ماڈیول ہے جس میں زیادہ فائدہ ہوتا ہے۔ یہ خصوصیت دو قطبی اقسام کے مقابلے فیلڈ پرجاتیوں میں زیادہ ہے۔ سابق میں چارج کیریئر ریسورپشن نہیں ہے، جو آپریشن کو تیز کرتا ہے۔
فیلڈ سیمی کنڈکٹر زیادہ کثرت سے استعمال ہوتے ہیں کیونکہ ان کے فوائد دو قطبی اقسام پر ہوتے ہیں:
- براہ راست موجودہ اور اعلی تعدد پر ان پٹ پر طاقتور مزاحمت، یہ کنٹرول کے لئے توانائی کے نقصان کو کم کرتا ہے؛
- معمولی الیکٹرانوں کے جمع ہونے کی کمی، جو ٹرانجسٹر کے کام کو تیز کرتی ہے؛
- حرکت پذیر ذرات کی نقل و حمل؛
- درجہ حرارت کے انحراف کے ساتھ استحکام؛
- انجکشن کی کمی کی وجہ سے چھوٹا شور؛
- آپریشن کے دوران کم بجلی کی کھپت.
ٹرانجسٹروں کی اقسام اور ان کی خصوصیات مقصد کا تعین کرتی ہیں۔ دو قطبی قسم کے کنورٹر کو گرم کرنے سے کلیکٹر سے ایمیٹر تک کے راستے میں کرنٹ بڑھ جاتا ہے۔ ان کے پاس منفی مزاحمت کا گتانک ہے، اور موبائل کیریئر ایمیٹر سے جمع کرنے والے آلے کی طرف روانہ ہوتے ہیں۔ پتلی بنیاد کو p-n جنکشنز سے الگ کیا جاتا ہے، اور کرنٹ صرف اس وقت پیدا ہوتا ہے جب حرکت پذیر ذرات جمع ہوتے ہیں اور بیس میں داخل ہوتے ہیں۔ کچھ چارج کیریئرز ملحقہ p-n جنکشن کے ذریعے پکڑے جاتے ہیں اور تیز ہو جاتے ہیں، اس طرح ٹرانجسٹر کے پیرامیٹرز کا حساب لگایا جاتا ہے۔
FETs کا ایک اور قسم کا فائدہ ہے جس کا ذکر ڈمی کے لیے کرنا ضروری ہے۔ وہ مزاحمت کو برابر کیے بغیر متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ اس مقصد کے لیے ریزسٹرس کا استعمال نہیں کیا جاتا ہے، کیونکہ جب بوجھ تبدیل ہوتا ہے تو اشارے خود بخود بڑھ جاتا ہے۔ سوئچنگ کرنٹ کی اعلیٰ قدر حاصل کرنے کے لیے، ماڈیولز کا ایک کمپلیکس بھرتی کیا جاتا ہے، جو انورٹرز یا دیگر آلات میں استعمال ہوتا ہے۔
دو قطبی ٹرانجسٹر کو متوازی طور پر جوڑنا ناممکن ہے، فنکشنل پیرامیٹرز کا تعین اس حقیقت کی طرف جاتا ہے کہ ناقابل واپسی نوعیت کے تھرمل خرابی کا پتہ چلا ہے۔ یہ خصوصیات سادہ p-n چینلز کی تکنیکی خصوصیات سے متعلق ہیں۔ ایمیٹر سرکٹس میں کرنٹ کو برابر کرنے کے لیے ماڈیول ریزسٹرس کا استعمال کرتے ہوئے متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ فنکشنل خصوصیات اور انفرادی خصوصیات پر منحصر ہے، ٹرانجسٹروں کی درجہ بندی میں بائی پولر اور فیلڈ کی اقسام کو الگ کیا جاتا ہے۔
دوئبرووی ٹرانجسٹر
بائپولر ڈیزائن تین کنڈکٹرز کے ساتھ سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کے طور پر تیار کیے جاتے ہیں۔ ہر ایک الیکٹروڈ میں ہول پی کنڈکٹیویٹی یا ناپاکی این کنڈکٹیوٹی والی پرتیں فراہم کی جاتی ہیں۔ تہوں کے مکمل سیٹ کا انتخاب p-n-p یا n-p-n قسم کے آلات کی رہائی کا تعین کرتا ہے۔ اس وقت ڈیوائس آن ہوتی ہے، مختلف قسم کے چارجز بیک وقت سوراخوں اور الیکٹرانز کے ذریعے منتقل ہوتے ہیں، 2 قسم کے ذرات شامل ہوتے ہیں۔
پھیلاؤ کے طریقہ کار کی وجہ سے کیریئر حرکت کرتے ہیں۔ کسی مادے کے ایٹم اور مالیکیول پڑوسی مواد کے بین سالماتی جالی میں گھس جاتے ہیں، جس کے بعد ان کا ارتکاز پورے حجم میں ختم ہوجاتا ہے۔ نقل و حمل زیادہ کمپیکشن والے علاقوں سے کم مواد والے علاقوں تک ہوتی ہے۔
الیکٹران بھی ذرات کے ارد گرد فورس فیلڈ کی کارروائی کے تحت پروپیگنڈہ کرتے ہیں جس میں بیس ماس میں ملاوٹ کرنے والے additives کی ناہموار شمولیت ہوتی ہے۔ ڈیوائس کے آپریشن کو تیز کرنے کے لیے درمیانی پرت سے منسلک الیکٹروڈ کو پتلا بنایا جاتا ہے۔ سب سے باہر کے کنڈکٹرز کو ایمیٹر اور کلیکٹر کہتے ہیں۔ منتقلی کی ریورس وولٹیج کی خصوصیت غیر اہم ہے۔
ایف ای ٹی
فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر لاگو وولٹیج سے پیدا ہونے والے الیکٹرک ٹرانسورس فیلڈ کا استعمال کرتے ہوئے مزاحمت کو کنٹرول کرتا ہے۔ وہ جگہ جہاں سے الیکٹران چینل میں منتقل ہوتے ہیں اسے ماخذ کہا جاتا ہے، اور ڈرین چارجز کے داخلے کے آخری نقطہ کی طرح لگتا ہے۔ کنٹرول وولٹیج ایک کنڈکٹر سے گزرتا ہے جسے گیٹ کہتے ہیں۔ آلات کو 2 اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے:
- کنٹرول پی-این-جنکشن کے ساتھ؛
- ایک موصل گیٹ کے ساتھ MIS ٹرانجسٹر۔
پہلی قسم کی ڈیوائسز میں ڈیزائن میں ایک سیمی کنڈکٹر ویفر ہوتا ہے، جو الیکٹروڈز کا استعمال کرتے ہوئے مخالف سمتوں (ڈرین اور سورس) سے کنٹرولڈ سرکٹ سے جڑا ہوتا ہے۔ پلیٹ کے گیٹ سے منسلک ہونے کے بعد ایک مختلف قسم کی چالکتا والی جگہ ہوتی ہے۔ ان پٹ سرکٹ میں داخل ہونے والا ایک مستقل تعصب کا ذریعہ جنکشن پر بلاکنگ وولٹیج پیدا کرتا ہے۔
ایمپلیفائیڈ پلس کا ماخذ بھی ان پٹ سرکٹ میں واقع ہے۔ ان پٹ پر وولٹیج کو تبدیل کرنے کے بعد، p-n جنکشن پر متعلقہ اشارے بدل جاتا ہے۔ کرسٹل میں چینل جنکشن کے پرت کی موٹائی اور کراس سیکشنل ایریا، جو چارج شدہ الیکٹرانوں کے بہاؤ کو منتقل کرتا ہے، میں ترمیم کی گئی ہے۔ چینل کی چوڑائی کمی کے علاقے (گیٹ کے نیچے) اور سبسٹریٹ کے درمیان کی جگہ پر منحصر ہے۔ شروع اور اختتامی پوائنٹس پر کنٹرول کرنٹ کو کمی کے علاقے کی چوڑائی کو تبدیل کرکے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
ایم آئی ایس ٹرانزسٹر کی خصوصیت یہ ہے کہ اس کے گیٹ کو چینل کی پرت سے موصلیت کے ذریعے الگ کیا گیا ہے۔ ایک سیمی کنڈکٹر کرسٹل میں، جسے سبسٹریٹ کہا جاتا ہے، مخالف نشان والی ڈوپڈ سائٹس بنتی ہیں۔ ان پر کنڈکٹر نصب ہیں - ایک نالی اور ایک ذریعہ، جس کے درمیان ایک ڈائی الیکٹرک ایک مائکرون سے بھی کم فاصلے پر واقع ہے۔ انسولیٹر پر ایک دھاتی الیکٹروڈ ہے - ایک شٹر۔دھات، ایک ڈائی الیکٹرک پرت اور ایک سیمی کنڈکٹر پر مشتمل نتیجے میں بننے والے ڈھانچے کی وجہ سے، ٹرانزسٹروں کو مخفف MIS دیا جاتا ہے۔
ابتدائیوں کے لیے ڈیوائس اور آپریشن کا اصول
ٹیکنالوجیز نہ صرف بجلی کے چارج سے کام کرتی ہیں بلکہ مقناطیسی میدان، روشنی کوانٹا اور فوٹون کے ساتھ بھی کام کرتی ہیں۔ ٹرانجسٹر کے آپریشن کا اصول ان ریاستوں میں ہے جن کے درمیان ڈیوائس سوئچ کرتا ہے۔ چھوٹے اور بڑے سگنل کے مخالف، کھلی اور بند حالت - یہ آلات کا دوہرا کام ہے۔
مرکب میں سیمی کنڈکٹر مواد کے ساتھ، ایک کرسٹل کی شکل میں استعمال کیا جاتا ہے، کچھ جگہوں پر ڈوپڈ، ٹرانجسٹر اپنے ڈیزائن میں ہے:
- دھات سے نتائج؛
- ڈائی الیکٹرک انسولیٹر؛
- شیشے، دھات، پلاسٹک، سرمیٹ سے بنے ٹرانجسٹروں کا کیس۔
دو قطبی یا قطبی آلات کی ایجاد سے پہلے، الیکٹرانک ویکیوم ٹیوبیں فعال عناصر کے طور پر استعمال ہوتی تھیں۔ ان کے لیے تیار کردہ سرکٹس، ترمیم کے بعد، سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کی تیاری میں استعمال ہوتے ہیں۔ انہیں ٹرانجسٹر کے طور پر جوڑا جا سکتا ہے اور استعمال کیا جا سکتا ہے، کیونکہ لیمپ کی بہت سی فعال خصوصیات فیلڈ پرجاتیوں کے عمل کو بیان کرنے کے لیے موزوں ہیں۔
لیمپ کو ٹرانجسٹر سے بدلنے کے فائدے اور نقصانات
ٹرانسسٹرز کی ایجاد الیکٹرانکس میں جدید ٹیکنالوجیز کے تعارف کے لیے ایک محرک عنصر ہے۔ نیٹ ورک جدید سیمی کنڈکٹر عناصر کا استعمال کرتا ہے، پرانے چراغ سرکٹس کے مقابلے میں، اس طرح کی ترقی کے فوائد ہیں:
- چھوٹے طول و عرض اور کم وزن، جو چھوٹے الیکٹرانکس کے لیے اہم ہے؛
- آلات کی تیاری میں خودکار عمل کو لاگو کرنے اور مراحل کو گروپ کرنے کی صلاحیت، جس سے لاگت کم ہوتی ہے۔
- کم وولٹیج کی ضرورت کی وجہ سے چھوٹے سائز کے موجودہ ذرائع کا استعمال؛
- فوری طور پر سوئچنگ، کیتھوڈ کو گرم کرنے کی ضرورت نہیں ہے؛
- کم بجلی کی کھپت کی وجہ سے توانائی کی کارکردگی میں اضافہ؛
- طاقت اور وشوسنییتا؛
- نیٹ ورک میں اضافی عناصر کے ساتھ اچھی طرح سے مربوط تعامل؛
- کمپن اور جھٹکا کے خلاف مزاحمت.
مندرجہ ذیل دفعات میں نقصانات ظاہر ہوتے ہیں:
- سلیکون ٹرانزسٹر 1 کلو واٹ سے زیادہ وولٹیج پر کام نہیں کرتے، لیمپ 1-2 کلو واٹ سے زیادہ کی شرح پر کارآمد ہوتے ہیں۔
- ہائی پاور براڈکاسٹنگ نیٹ ورکس یا مائیکرو ویو ٹرانسمیٹر میں ٹرانجسٹرز کا استعمال کرتے وقت، متوازی طور پر منسلک کم پاور ایمپلیفائرز کی ملاپ کی ضرورت ہوتی ہے۔
- برقی مقناطیسی سگنل کے اثرات سے سیمی کنڈکٹر عناصر کی کمزوری؛
- کائناتی شعاعوں اور تابکاری کے لیے ایک حساس ردعمل، اس سلسلے میں مزاحم تابکاری مائیکرو سرکٹس کی ترقی کی ضرورت ہوتی ہے۔
اسکیموں کو تبدیل کرنا
ایک ہی سرکٹ میں کام کرنے کے لیے، ٹرانجسٹر کو ان پٹ اور آؤٹ پٹ پر 2 آؤٹ پٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ تقریباً تمام قسم کے سیمی کنڈکٹر آلات میں صرف 3 کنکشن پوائنٹس ہوتے ہیں۔ ایک مشکل صورت حال سے نکلنے کے لیے، ایک سرے کو ایک مشترکہ کے طور پر تفویض کیا جاتا ہے۔ یہ 3 مشترکہ کنکشن اسکیموں کی طرف جاتا ہے:
- دوئبرووی ٹرانجسٹر کے لیے؛
- قطبی آلہ؛
- کھلی نالی (کلیکٹر) کے ساتھ۔
بائپولر ماڈیول وولٹیج اور کرنٹ (MA) امپلیفیکیشن دونوں کے لیے ایک عام ایمیٹر کے ساتھ جڑا ہوا ہے۔ دوسری صورتوں میں، یہ ڈیجیٹل چپ کے پنوں سے میل کھاتا ہے جب بیرونی سرکٹ اور اندرونی وائرنگ پلان کے درمیان بڑا وولٹیج ہوتا ہے۔اس طرح کامن کلیکٹر کنکشن کام کرتا ہے، اور صرف کرنٹ (ٹھیک) میں اضافہ دیکھا جاتا ہے۔ اگر آپ کو وولٹیج بڑھانے کی ضرورت ہے، تو عنصر کو ایک عام بیس (OB) کے ساتھ متعارف کرایا جاتا ہے۔ یہ آپشن کمپاؤنڈ کاسکیڈ سرکٹس میں اچھی طرح کام کرتا ہے، لیکن سنگل ٹرانجسٹر پروجیکٹس میں شاذ و نادر ہی سیٹ کیا جاتا ہے۔
MIS اقسام کے فیلڈ سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز اور p-n جنکشن کا استعمال سرکٹ میں شامل ہیں:
- ایک کامن ایمیٹر (CI) کے ساتھ - ایک دو قطبی قسم کے ماڈیول کے OE جیسا کنکشن
- ایک ہی آؤٹ پٹ (OS) کے ساتھ - OK قسم کا منصوبہ؛
- مشترکہ شٹر (OZ) کے ساتھ - OB کی اسی طرح کی وضاحت۔
اوپن ڈرین پلانز میں، ٹرانزسٹر کو مائیکرو سرکٹ کے حصے کے طور پر ایک عام ایمیٹر کے ساتھ آن کیا جاتا ہے۔ کلیکٹر آؤٹ پٹ ماڈیول کے دوسرے حصوں سے منسلک نہیں ہے، اور بوجھ بیرونی کنیکٹر پر جاتا ہے۔ وولٹیج کی شدت اور کلیکٹر کی موجودہ طاقت کا انتخاب پروجیکٹ کی تنصیب کے بعد کیا جاتا ہے۔ اوپن ڈرین ڈیوائسز طاقتور آؤٹ پٹ اسٹیجز، بس ڈرائیورز، ٹی ٹی ایل لاجک سرکٹس والے سرکٹس میں کام کرتی ہیں۔
ٹرانسسٹر کس کے لیے ہیں؟
دائرہ کار ڈیوائس کی قسم - بائی پولر ماڈیول یا فیلڈ کے لحاظ سے محدود کیا جاتا ہے۔ ٹرانزسٹر کی ضرورت کیوں ہے؟ اگر کم کرنٹ کی ضرورت ہو، مثال کے طور پر، ڈیجیٹل پلانز میں، فیلڈ ویوز استعمال کیے جاتے ہیں۔ ینالاگ سرکٹس سپلائی وولٹیجز اور آؤٹ پٹس کی ایک رینج میں اعلی حاصل خطوط حاصل کرتے ہیں۔
دوئبرووی ٹرانجسٹروں کے لیے تنصیب کے علاقے ایمپلیفائر، ان کے مجموعے، ڈیٹیکٹر، ماڈیولیٹر، ٹرانجسٹر لاجسٹکس سرکٹس، اور لاجک قسم کے انورٹرز ہیں۔
ٹرانجسٹروں کے اطلاق کے مقامات ان کی خصوصیات پر منحصر ہیں۔ وہ 2 طریقوں میں کام کرتے ہیں:
- ایمپلیفائنگ انداز میں، کنٹرول سگنل کے چھوٹے انحراف کے ساتھ آؤٹ پٹ پلس کو تبدیل کرنا؛
- کلیدی ضابطے میں، کمزور ان پٹ کرنٹ کے ساتھ لوڈ کی بجلی کی فراہمی کو کنٹرول کرتے ہوئے، ٹرانجسٹر مکمل طور پر بند یا کھلا ہے۔
سیمی کنڈکٹر ماڈیول کی قسم اس کے آپریشن کی شرائط کو تبدیل نہیں کرتی ہے۔ ذریعہ لوڈ سے منسلک ہے، مثال کے طور پر، ایک سوئچ، ایک یمپلیفائر، ایک لائٹنگ ڈیوائس، یہ ایک الیکٹرانک سینسر یا ایک طاقتور ملحقہ ٹرانجسٹر ہوسکتا ہے. کرنٹ کی مدد سے، لوڈ ڈیوائس کا آپریشن شروع ہوتا ہے، اور ٹرانزسٹر انسٹالیشن اور سورس کے درمیان سرکٹ سے جڑا ہوتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر ماڈیول یونٹ کو فراہم کی جانے والی توانائی کی طاقت کو محدود کرتا ہے۔
ٹرانزسٹر کے آؤٹ پٹ پر مزاحمت کنٹرول کنڈکٹر پر وولٹیج کے لحاظ سے تبدیل ہوتی ہے۔ سرکٹ کے شروع اور اختتامی نقطہ پر موجودہ طاقت اور وولٹیج بدلتے اور بڑھتے یا گھٹتے ہیں اور اس کا انحصار ٹرانجسٹر کی قسم اور اس کے جڑنے کے طریقے پر ہوتا ہے۔ کنٹرولڈ پاور سپلائی کا کنٹرول کرنٹ، پاور پلس یا وولٹیج میں اضافے کا باعث بنتا ہے۔
دونوں قسم کے ٹرانزسٹر درج ذیل صورتوں میں استعمال ہوتے ہیں۔
- ڈیجیٹل ریگولیشن میں۔ ڈیجیٹل سے اینالاگ کنورٹرز (DAC) پر مبنی ڈیجیٹل ایمپلیفائنگ سرکٹس کے تجرباتی ڈیزائن تیار کیے گئے ہیں۔
- پلس جنریٹرز میں اسمبلی کی قسم پر منحصر ہے، ٹرانجسٹر بالترتیب مربع یا صوابدیدی سگنل دوبارہ پیش کرنے کے لیے کلیدی یا لکیری ترتیب میں کام کرتا ہے۔
- الیکٹرانک ہارڈویئر آلات میں۔ معلومات اور پروگراموں کو چوری، غیر قانونی ہیکنگ اور استعمال سے بچانے کے لیے۔ آپریشن کلیدی موڈ میں ہوتا ہے، موجودہ طاقت کو اینالاگ شکل میں کنٹرول کیا جاتا ہے اور نبض کی چوڑائی کا استعمال کرتے ہوئے ریگولیٹ کیا جاتا ہے۔ٹرانسسٹروں کو الیکٹرک موٹروں کی ڈرائیوز میں رکھا جاتا ہے، وولٹیج اسٹیبلائزرز کو سوئچ کرتے ہیں۔
مونو کرسٹل لائن سیمی کنڈکٹرز اور کھلے اور قریبی ماڈیولز طاقت میں اضافہ کرتے ہیں، لیکن صرف سوئچ کے طور پر کام کرتے ہیں۔ ڈیجیٹل آلات میں، فیلڈ قسم کے ٹرانجسٹر کو اقتصادی ماڈیول کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ مربوط تجربات کے تصور میں مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجیز ایک ہی سلکان چپ پر ٹرانجسٹروں کی تیاری کے لیے فراہم کرتی ہیں۔
کرسٹل کا چھوٹا ہونا تیز رفتار کمپیوٹر، کم توانائی اور کم گرمی کا باعث بنتا ہے۔
ملتے جلتے مضامین:
