میدان (یک قطبی) ٹرانزسٹر ایک ایسا آلہ ہے جس میں تین آؤٹ پٹ ہوتے ہیں اور اسے کنٹرول الیکٹروڈ پر لگا کر کنٹرول کیا جاتا ہے (شٹر) وولٹیج. ریگولیٹڈ کرنٹ سورس ڈرین سرکٹ کے ذریعے بہتا ہے۔
اس طرح کے ٹرائیڈ کا خیال تقریباً 100 سال پہلے پیدا ہوا تھا، لیکن اس کے عملی نفاذ کے لیے صرف پچھلی صدی کے وسط میں ہی ممکن ہوا تھا۔ پچھلی صدی کے 50 کی دہائی میں، فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کا تصور تیار کیا گیا تھا، اور 1960 میں پہلا کام کرنے والا نمونہ تیار کیا گیا تھا۔ اس قسم کے triodes کے فوائد اور نقصانات کو سمجھنے کے لئے، آپ کو ان کے ڈیزائن کو سمجھنے کی ضرورت ہے.
مواد
FET ڈیوائس
یونی پولر ٹرانزسٹرز کو ڈیوائس اور مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کے مطابق دو بڑی کلاسوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔ کنٹرول کے اصولوں کی مماثلت کے باوجود، ان میں ڈیزائن کی خصوصیات ہیں جو ان کی خصوصیات کا تعین کرتی ہیں۔
p-n جنکشن کے ساتھ یونی پولر ٹرائیڈس
ایسے فیلڈ ورکر کی ڈیوائس روایتی ڈیوائس کی طرح ہوتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈ اور، دوئبرووی رشتہ دار کے برعکس، صرف ایک منتقلی پر مشتمل ہے۔ ایک p-n جنکشن ٹرانزسٹر ایک قسم کے کنڈکٹر کی پلیٹ پر مشتمل ہوتا ہے (مثال کے طور پر، n)، اور دوسری قسم کے سیمی کنڈکٹر کا سرایت شدہ خطہ (اس صورت میں، p)۔
N-پرت ایک چینل بناتی ہے جس کے ذریعے کرنٹ منبع اور ڈرین ٹرمینلز کے درمیان بہتا ہے۔ گیٹ پن پی ریجن سے جڑا ہوا ہے۔ اگر گیٹ پر ایک وولٹیج لگایا جاتا ہے جو منتقلی کو مخالف سمت میں تعصب کرتا ہے، تو ٹرانزیشن زون پھیلتا ہے، چینل کراس سیکشن، اس کے برعکس، تنگ ہوجاتا ہے، اور اس کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ گیٹ وولٹیج کو کنٹرول کر کے چینل میں کرنٹ کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ ٹرانزسٹر پی قسم کے چینل کے ساتھ بھی انجام دیا جا سکتا ہے، پھر گیٹ ایک n-سیمک کنڈکٹر کے ذریعے بنتا ہے۔
اس ڈیزائن کی خصوصیات میں سے ایک ٹرانجسٹر کی بہت بڑی ان پٹ مزاحمت ہے۔ گیٹ کرنٹ کا تعین ریورس بائیسڈ جنکشن کی مزاحمت سے ہوتا ہے، اور یہ یونٹس یا دسیوں نینو ایمپیرز کے مستقل کرنٹ پر ہوتا ہے۔ الٹرنیٹنگ کرنٹ پر، ان پٹ ریزسٹنس کو جنکشن کیپیسیٹینس کے ذریعے سیٹ کیا جاتا ہے۔
اعلی ان پٹ مزاحمت کی وجہ سے، اس طرح کے ٹرانزسٹروں پر جمع ہونے والے مراحل حاصل کریں، ان پٹ آلات کے ساتھ ملاپ کو آسان بنائیں۔ اس کے علاوہ، یونی پولر ٹرائیڈس کے آپریشن کے دوران، چارج کیریئرز کا دوبارہ ملاپ نہیں ہوتا ہے، اور اس کی وجہ سے کم فریکوئنسی شور میں کمی واقع ہوتی ہے۔
تعصب وولٹیج کی غیر موجودگی میں، چینل کی چوڑائی سب سے زیادہ ہے، اور چینل کے ذریعے کرنٹ زیادہ سے زیادہ ہے۔ وولٹیج میں اضافہ کرکے، چینل کی ایسی حالت کو حاصل کرنا ممکن ہے جب یہ مکمل طور پر بلاک ہوجائے۔ اس وولٹیج کو کٹ آف وولٹیج (Uts) کہا جاتا ہے۔
ایف ای ٹی کا ڈرین کرنٹ گیٹ ٹو سورس وولٹیج اور ڈرین ٹو سورس وولٹیج دونوں پر منحصر ہے۔ اگر گیٹ پر وولٹیج طے ہے، Us میں اضافے کے ساتھ، کرنٹ پہلے تقریباً لکیری طور پر بڑھتا ہے (سیکشن ab)۔ سنترپتی میں داخل ہونے پر، وولٹیج میں مزید اضافہ عملی طور پر ڈرین کرنٹ (سیکشن بی سی) میں اضافہ کا سبب نہیں بنتا۔ گیٹ پر بلاکنگ وولٹیج کی سطح میں اضافے کے ساتھ، سنترپتی Idock کی نچلی اقدار پر ہوتی ہے۔
اعداد و شمار کئی گیٹ وولٹیجز کے لیے سورس اور ڈرین کے درمیان ڈرین کرنٹ بمقابلہ وولٹیج کا ایک خاندان دکھاتا ہے۔ یہ واضح ہے کہ جب ہم سنترپتی وولٹیج سے زیادہ ہوتے ہیں، تو ڈرین کرنٹ عملی طور پر صرف گیٹ وولٹیج پر منحصر ہوتا ہے۔
یہ یونی پولر ٹرانجسٹر کی منتقلی کی خصوصیت سے واضح ہوتا ہے۔ جیسے جیسے گیٹ وولٹیج کی منفی قدر بڑھتی ہے، جب گیٹ پر کٹ آف وولٹیج کی سطح پہنچ جاتی ہے تو ڈرین کرنٹ تقریباً صفر تک گر جاتا ہے۔
یونی پولر موصل گیٹ ٹرائیڈس
فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کا ایک اور ورژن موصل گیٹ کے ساتھ ہے۔ ایسے ٹرائیڈز کو ٹرانجسٹر کہتے ہیں۔ ٹی آئی آر (دھاتی ڈائی الیکٹرک سیمی کنڈکٹر)، غیر ملکی عہدہ - MOSFET. پہلے نام لیا جاتا تھا۔ MOS (میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر)۔
سبسٹریٹ ایک خاص قسم کی چالکتا کے کنڈکٹر سے بنا ہے (اس معاملے میں، n)، چینل ایک مختلف قسم کی چالکتا کے سیمی کنڈکٹر سے بنتا ہے (اس معاملے میں، پی)۔ گیٹ کو سبسٹریٹ سے ڈائی الیکٹرک (آکسائیڈ) کی ایک پتلی پرت کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے، اور یہ صرف پیدا شدہ برقی میدان کے ذریعے ہی چینل کو متاثر کر سکتا ہے۔منفی گیٹ وولٹیج پر، پیدا شدہ فیلڈ چینل کے علاقے سے الیکٹرانوں کو بے گھر کر دیتی ہے، پرت ختم ہو جاتی ہے، اور اس کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ پی چینل ٹرانزسٹرز کے لیے، اس کے برعکس، مثبت وولٹیج کا اطلاق مزاحمت میں اضافہ اور کرنٹ میں کمی کا باعث بنتا ہے۔
موصل گیٹ ٹرانزسٹر کی ایک اور خصوصیت منتقلی کی خصوصیت کا مثبت حصہ ہے (پی چینل ٹرائوڈ کے لیے منفی)۔ اس کا مطلب ہے کہ گیٹ پر ایک خاص قدر کا مثبت وولٹیج لگایا جا سکتا ہے، جس سے ڈرین کرنٹ بڑھے گا۔ آؤٹ پٹ خصوصیات کے خاندان میں p-n جنکشن والے ٹرائیوڈ کی خصوصیات سے کوئی بنیادی فرق نہیں ہے۔
گیٹ اور سبسٹریٹ کے درمیان ڈائی الیکٹرک پرت بہت پتلی ہے، لہذا پیداوار کے ابتدائی سالوں سے MOS ٹرانجسٹر (مثال کے طور پر، گھریلو KP350) جامد بجلی کے لیے انتہائی حساس تھے۔ ہائی وولٹیج نے پتلی فلم کو چھید کر ٹرانزسٹر کو تباہ کر دیا۔ جدید ٹرائیوڈز میں، اوور وولٹیج سے بچانے کے لیے ڈیزائن کے اقدامات کیے جاتے ہیں، اس لیے جامد احتیاطوں کی عملی طور پر ضرورت نہیں ہے۔
یونی پولر انسولیٹڈ گیٹ ٹرائیوڈ کا ایک اور ورژن انڈسڈ چینل ٹرانزسٹر ہے۔ اس میں بلٹ ان چینل نہیں ہے؛ گیٹ پر وولٹیج کی عدم موجودگی میں، منبع سے نالی تک کرنٹ نہیں بہے گا۔ اگر گیٹ پر مثبت وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو اس کی طرف سے بنائی گئی فیلڈ سبسٹریٹ کے n-زون سے الیکٹرانوں کو "کھینچتی" ہے، اور قریب کی سطح کے علاقے میں کرنٹ کے بہاؤ کے لیے ایک چینل بناتی ہے۔اس سے یہ واضح ہوتا ہے کہ اس طرح کا ٹرانزسٹر، چینل کی قسم پر منحصر ہے، صرف ایک قطبی وولٹیج سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ یہ اس کے گزرنے کی خصوصیات سے دیکھا جا سکتا ہے.
بائی گیٹ ٹرانزسٹر بھی ہیں۔ وہ عام سے مختلف ہیں کہ ان کے پاس دو برابر دروازے ہیں، جن میں سے ہر ایک کو الگ سگنل کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے، لیکن چینل پر ان کے اثر کا خلاصہ کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے ٹرائیوڈ کو سیریز میں جڑے ہوئے دو عام ٹرانجسٹروں کے طور پر پیش کیا جا سکتا ہے۔
FET سوئچنگ سرکٹس
فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز کا دائرہ ویسا ہی ہے۔ دوئبرووی. وہ بنیادی طور پر مضبوط عناصر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ بائپولر ٹرائیوڈس، جب امپلیفائنگ مراحل میں استعمال ہوتے ہیں، ان میں تین اہم سوئچنگ سرکٹس ہوتے ہیں:
- ایک عام کلکٹر کے ساتھ (emitter پیروکار);
- ایک مشترکہ بنیاد کے ساتھ؛
- ایک عام ایمیٹر کے ساتھ۔
فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کو اسی طرح سے آن کیا جاتا ہے۔
مشترکہ ڈرین کے ساتھ اسکیم
ایک مشترکہ ڈرین کے ساتھ سکیم (ذریعہ پیروکار)، بالکل اسی طرح جیسے بائپولر ٹرائیوڈ پر ایمیٹر فالوور، وولٹیج گین فراہم نہیں کرتا، بلکہ کرنٹ نفع کو فرض کرتا ہے۔
سرکٹ کا فائدہ اعلی ان پٹ رکاوٹ ہے، لیکن بعض صورتوں میں یہ ایک نقصان بھی ہے - جھرن برقی مقناطیسی مداخلت کے لیے حساس ہو جاتی ہے۔ اگر ضروری ہو تو، ریزسٹر R3 کو آن کر کے Rin کو کم کیا جا سکتا ہے۔
عام گیٹ سرکٹ
یہ سرکٹ ایک عام بیس بائی پولر ٹرانزسٹر کی طرح ہے۔ یہ سرکٹ اچھا وولٹیج حاصل کرتا ہے، لیکن کوئی کرنٹ حاصل نہیں کرتا۔ عام بنیاد کے ساتھ شمولیت کی طرح، یہ اختیار کبھی کبھار استعمال ہوتا ہے۔
کامن سورس سرکٹ
ایک مشترکہ ذریعہ کے ساتھ فیلڈ ٹرائیڈس پر سوئچ کرنے کا سب سے عام سرکٹ۔اس کا فائدہ ڈرین سرکٹ میں مزاحمت Rc اور مزاحمت کے تناسب پر منحصر ہے (فائدہ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے ڈرین سرکٹ میں ایک اضافی ریزسٹر نصب کیا جا سکتا ہے۔)، اور ٹرانجسٹر کی خصوصیات کی کھڑی پن پر بھی منحصر ہے۔
نیز، فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز کو کنٹرولڈ مزاحمت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، آپریٹنگ پوائنٹ لکیری سیکشن میں منتخب کیا جاتا ہے۔ اس اصول کے مطابق، کنٹرول شدہ وولٹیج ڈیوائیڈر کو لاگو کیا جا سکتا ہے۔
اور اس موڈ میں ڈبل گیٹ ٹرائیوڈ پر، آپ لاگو کر سکتے ہیں، مثال کے طور پر، سامان وصول کرنے کے لیے ایک مکسر - موصول ہونے والے سگنل کو ایک گیٹ پر اور دوسرے کو - مقامی آسکیلیٹر سگنل.
اگر ہم اس نظریہ کو قبول کرتے ہیں کہ تاریخ ایک سرپل میں ترقی کرتی ہے، تو ہم الیکٹرانکس کی ترقی میں ایک نمونہ دیکھ سکتے ہیں۔ وولٹیج پر قابو پانے والے لیمپوں سے ہٹ کر، ٹیکنالوجی دو قطبی ٹرانجسٹروں کی طرف بڑھ گئی ہے، جس کو کنٹرول کرنے کے لیے کرنٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ سرپل ایک مکمل موڑ بنا چکا ہے - اب یونی پولر ٹرائیوڈس کا غلبہ ہے، جو لیمپ کی طرح کنٹرول سرکٹس میں بجلی کی کھپت کی ضرورت نہیں ہے۔ یہ دیکھا جائے گا کہ چکراتی وکر مزید کہاں لے جائے گا۔ ابھی تک، فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز کا کوئی متبادل نہیں ہے۔
ملتے جلتے مضامین:
