इनपुट सिग्नलसह सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक घटक माहिती संचयित, प्रक्रिया आणि प्रसारित करण्यासाठी एकात्मिक सर्किट्स आणि सिस्टममध्ये डाळी तयार करते, वाढवते आणि सुधारित करते. ट्रान्झिस्टर एक प्रतिकार आहे ज्याचे कार्य मॉड्यूलच्या प्रकारावर अवलंबून एमिटर आणि बेस किंवा स्त्रोत आणि गेटमधील व्होल्टेजद्वारे नियंत्रित केले जाते.
सामग्री
ट्रान्झिस्टरचे प्रकार
ट्रान्झिस्टरचा वापर डिजिटल आणि अॅनालॉग आयसीच्या निर्मितीमध्ये स्थिर ग्राहक करंट शून्य करण्यासाठी आणि सुधारित रेखीयता प्राप्त करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. ट्रान्झिस्टरचे प्रकार वेगळे आहेत की काही व्होल्टेजमधील बदलांद्वारे नियंत्रित केले जातात, तर इतर वर्तमान विचलनाद्वारे नियंत्रित केले जातात.
फील्डबस मॉड्युल्स उच्च DC प्रतिकारांवर कार्य करतात, उच्च वारंवारतेवर परिवर्तन केल्याने ऊर्जा खर्च वाढत नाही. ट्रान्झिस्टर म्हणजे काय हे सोप्या शब्दात म्हटल्यास, ते एक उच्च लाभ धार असलेले मॉड्यूल आहे. फील्ड प्रकारांचे हे वैशिष्ट्य द्विध्रुवीय प्रकारांपेक्षा मोठे आहे. पूर्वीचे कोणतेही चार्ज वाहक विघटन नसते, जे ऑपरेशनला गती देते.
द्विध्रुवीय प्रकारांच्या फायद्यांमुळे फील्ड सेमीकंडक्टर अधिक वेळा वापरले जातात:
- स्थिर प्रवाह आणि उच्च वारंवारतेवर इनपुटवर शक्तिशाली प्रतिकार, ते नियंत्रणासाठी ऊर्जा नुकसान कमी करते;
- अनावश्यक इलेक्ट्रॉन तयार करण्याची अनुपस्थिती, जे ट्रान्झिस्टरच्या ऑपरेशनला गती देते;
- मोबाइल कणांची वाहतूक;
- तापमान चढउतार अंतर्गत स्थिरता;
- इंजेक्शनच्या कमतरतेमुळे कमी आवाज;
- ऑपरेशन दरम्यान कमी वीज वापर.
ट्रान्झिस्टरचे प्रकार आणि त्यांचे गुणधर्म हेतू निर्धारित करतात. द्विध्रुवीय प्रकारचे ट्रान्झिस्टर हीटिंग कलेक्टर ते एमिटर या मार्गावर विद्युत प्रवाह वाढवते. त्यांच्याकडे नकारात्मक प्रतिकार गुणांक आहे आणि हलणारे वाहक एमिटरमधून कलेक्टरकडे वाहतात. पातळ पाया p-n जंक्शनने विभक्त केला जातो आणि प्रवाह तेव्हाच उद्भवतो जेव्हा हलणारे कण जमा होतात आणि बेसमध्ये इंजेक्शन देतात. काही चार्ज वाहक जवळच्या p-n जंक्शनद्वारे कॅप्चर केले जातात आणि प्रवेगक होतात, म्हणून ट्रान्झिस्टरचे पॅरामीटर्स मोजले जातात.
फील्ड इफेक्ट ट्रान्झिस्टरचा आणखी एक प्रकारचा फायदा आहे, ज्याचा उल्लेख डमीसाठी केला पाहिजे. ते कोणत्याही प्रतिकार समीकरणाशिवाय समांतर जोडलेले आहेत. या उद्देशासाठी प्रतिरोधकांचा वापर केला जात नाही, कारण लोड बदलल्यावर मूल्य आपोआप वाढते. उच्च स्विचिंग वर्तमान मूल्य प्राप्त करण्यासाठी, मॉड्यूल्सचा एक कॉम्प्लेक्स भर्ती केला जातो, जो इनव्हर्टर किंवा इतर उपकरणांमध्ये वापरला जातो.
द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर समांतर जोडलेले नसावे, कार्यात्मक पॅरामीटर्सचे निर्धारण या वस्तुस्थितीकडे नेले जाते की अपरिवर्तनीय स्वरूपाचे थर्मल ब्रेकडाउन आढळले आहे. हे गुणधर्म साध्या p-n चॅनेलच्या तांत्रिक गुणांशी संबंधित आहेत. एमिटर सर्किट्समधील विद्युत् प्रवाह समान करण्यासाठी प्रतिरोधकांचा वापर करून मॉड्यूल्स समांतर जोडलेले आहेत. ट्रान्झिस्टरच्या वर्गीकरणातील कार्यात्मक वैशिष्ट्यांवर आणि वैयक्तिक वैशिष्ट्यांवर अवलंबून, द्विध्रुवीय आणि फील्ड इफेक्ट प्रकार वेगळे केले जातात.
द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर
द्विध्रुवीय डिझाईन्स तीन कंडक्टरसह सेमीकंडक्टर उपकरण म्हणून तयार केल्या जातात. प्रत्येक इलेक्ट्रोडमध्ये छिद्र p चालकता किंवा अशुद्धता n चालकता असलेले स्तर समाविष्ट आहेत.लेयर कॉन्फिगरेशनची निवड p-n-p किंवा n-p-n प्रकारच्या डिव्हाइसेसचे प्रकाशन निर्धारित करते. जेव्हा उपकरण चालू असते, तेव्हा वेगवेगळ्या प्रकारचे शुल्क एकाच वेळी छिद्रे आणि इलेक्ट्रॉनद्वारे वाहून जाते, 2 प्रकारचे कण गुंतलेले असतात.
प्रसाराच्या यंत्रणेमुळे वाहक हलतात. पदार्थाचे अणू आणि रेणू शेजारच्या सामग्रीच्या इंटरमॉलिक्युलर जाळीमध्ये प्रवेश करतात, त्यानंतर त्यांची एकाग्रता संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये समान होते. हस्तांतरण उच्च कॉम्पॅक्शन असलेल्या भागांमधून कमी सामग्री असलेल्या ठिकाणी केले जाते.
इलेक्ट्रॉन्स कणांभोवती बल क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत देखील प्रसारित होतात जेव्हा मिश्रित पदार्थ बेस मासमध्ये असमानपणे समाविष्ट केले जातात. यंत्राच्या कृतीची गती वाढवण्यासाठी, मध्यम स्तराशी जोडलेले इलेक्ट्रोड पातळ केले जाते. एज कंडक्टरला एमिटर आणि कलेक्टर म्हणतात. जंक्शनचे रिव्हर्स व्होल्टेज वैशिष्ट्य बिनमहत्त्वाचे आहे.
फील्ड इफेक्ट ट्रान्झिस्टर
फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर लागू व्होल्टेजमधून उद्भवलेल्या इलेक्ट्रिक ट्रान्सव्हर्स फील्डद्वारे प्रतिकार नियंत्रित करतो. ज्या ठिकाणाहून इलेक्ट्रॉन चॅनेलमध्ये जातात त्याला स्त्रोत म्हणतात आणि ड्रेन चार्ज एंट्रीच्या शेवटच्या बिंदूसारखा दिसतो. कंट्रोल व्होल्टेज गेट नावाच्या कंडक्टरमधून प्रवास करतो. उपकरणे 2 प्रकारांमध्ये विभागली आहेत:
- नियंत्रण p-n जंक्शनसह;
- वेगळ्या गेटसह TIR ट्रान्झिस्टर.
पहिल्या प्रकारात अर्धसंवाहक वेफर असतो, जो नियंत्रित सर्किटशी विरुद्ध बाजूंना (निचरा आणि स्त्रोत) इलेक्ट्रोडसह जोडलेला असतो. प्लेट गेटला जोडल्यानंतर वेगळ्या प्रकारची चालकता येते. इनपुट सर्किटमध्ये घातलेला डीसी बायस स्त्रोत जंक्शनवर लॉकिंग व्होल्टेज तयार करतो.
प्रवर्धित नाडीचा स्त्रोत देखील इनपुट सर्किटमध्ये आहे. इनपुट व्होल्टेज बदलल्यानंतर, p-n जंक्शनवरील संबंधित निर्देशांक बदलला जातो.क्रिस्टलमधील चॅनेल जंक्शनची थर जाडी आणि क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र सुधारित केले आहे जे चार्ज केलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या प्रवाहास परवानगी देते. चॅनेलची रुंदी क्षीणता प्रदेश (गेटच्या खाली) आणि सब्सट्रेटमधील जागेवर अवलंबून असते. प्रारंभ आणि शेवटच्या बिंदूंवरील नियंत्रण प्रवाह कमी होण्याच्या प्रदेशाची रुंदी बदलून नियंत्रित केला जातो.
टीआयआर ट्रान्झिस्टरचे वैशिष्ट्य आहे की त्याचे गेट चॅनेल लेयरपासून वेगळे आहे. सेमीकंडक्टर क्रिस्टलमध्ये, ज्याला सब्सट्रेट म्हणतात, विरुद्ध चिन्हासह डोप केलेल्या साइट्स तयार केल्या जातात. त्यांच्याकडे कंडक्टर आहेत - ड्रेन आणि स्त्रोत, ज्यामध्ये एक मायक्रॉनपेक्षा कमी अंतरावर डायलेक्ट्रिक आहे. मेटल इलेक्ट्रोड - गेट - इन्सुलेटरवर ठेवलेला आहे. मेटल, डायलेक्ट्रिक लेयर आणि सेमीकंडक्टर असलेल्या परिणामी संरचनेमुळे, ट्रान्झिस्टरला TIR असे संक्षेप नियुक्त केले जाते.
नवशिक्यांसाठी डिझाइन आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत
तंत्रज्ञान केवळ विजेच्या चार्जवरच नाही तर चुंबकीय क्षेत्र, प्रकाश क्वांटा आणि फोटॉनसह देखील कार्य करते. ट्रान्झिस्टरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत ज्या राज्यांमध्ये डिव्हाइस स्विच करते त्यामध्ये आहे. लहान आणि मोठ्या सिग्नलच्या विरुद्ध, खुली आणि बंद स्थिती - हे उपकरणांचे दुहेरी ऑपरेशन आहे.
रचनामधील अर्धसंवाहक सामग्रीसह, एकल क्रिस्टलच्या स्वरूपात वापरल्या जाणार्या, काही ठिकाणी डोप केलेले, ट्रान्झिस्टरच्या डिझाइनमध्ये आहे:
- मेटल लीड्स;
- डायलेक्ट्रिक इन्सुलेटर;
- काच, धातू, प्लास्टिक, धातू-सिरेमिक बनलेले ट्रान्झिस्टर गृहनिर्माण.
द्विध्रुवीय किंवा ध्रुवीय उपकरणांचा शोध लागण्यापूर्वी, इलेक्ट्रॉनिक व्हॅक्यूम ट्यूब सक्रिय घटक म्हणून वापरल्या जात होत्या. त्यांच्यासाठी विकसित केलेले सर्किट, बदल केल्यानंतर, अर्धसंवाहक उपकरणांच्या उत्पादनात वापरले जातात. ते ट्रान्झिस्टर म्हणून जोडले जाऊ शकतात आणि लागू केले जाऊ शकतात, कारण ट्यूब्सची अनेक कार्यात्मक वैशिष्ट्ये फील्ड प्रकारांच्या ऑपरेशनचे वर्णन करण्यासाठी योग्य आहेत.
ट्रान्झिस्टरसह दिवे बदलण्याचे फायदे आणि तोटे
ट्रान्झिस्टरचा शोध हा इलेक्ट्रॉनिक्समधील नाविन्यपूर्ण तंत्रज्ञानाचा परिचय करून देणारा एक प्रेरणा आहे. जुन्या ट्यूब सर्किटच्या तुलनेत नेटवर्कमध्ये आधुनिक सेमीकंडक्टर घटक वापरले जातात, अशा विकासाचे फायदे आहेत:
- लहान आकार आणि हलके वजन, जे सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक्ससाठी महत्वाचे आहे;
- डिव्हाइसेसच्या उत्पादनामध्ये स्वयंचलित प्रक्रिया लागू करण्याची आणि टप्प्यांचे गटबद्ध करण्याची शक्यता, ज्यामुळे किंमत कमी होते;
- कमी व्होल्टेजच्या गरजेमुळे लहान आकाराच्या वर्तमान स्त्रोतांचा वापर;
- त्वरित सक्रियकरण, कॅथोड गरम करण्याची आवश्यकता नाही;
- कमी शक्तीचा अपव्यय झाल्यामुळे ऊर्जा कार्यक्षमता वाढली;
- खडबडीतपणा आणि विश्वसनीयता;
- नेटवर्कमधील अतिरिक्त घटकांसह गुळगुळीत संवाद;
- कंपन आणि शॉकचा प्रतिकार.
तोटे खालील तरतुदींमध्ये प्रकट होतात:
- सिलिकॉन ट्रान्झिस्टर 1 किलोवॅटपेक्षा जास्त व्होल्टेजवर कार्य करत नाहीत; दिवे 1-2 kW पेक्षा जास्त मूल्यांवर प्रभावी आहेत;
- हाय-पॉवर रेडिओ ब्रॉडकास्टिंग नेटवर्क्स किंवा यूएचएफ ट्रान्समीटरमध्ये ट्रान्झिस्टर वापरताना, समांतर कनेक्ट केलेल्या लो-पॉवर अॅम्प्लीफायर्सची जुळणी आवश्यक आहे;
- इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सिग्नलसाठी सेमीकंडक्टर घटकांची असुरक्षा;
- वैश्विक किरण आणि किरणोत्सर्गास संवेदनशील प्रतिसाद, रेडिएशन-प्रतिरोधक मायक्रोक्रिकेट्सच्या विकासाची आवश्यकता आहे.
स्विचिंग योजना
एकाच सर्किटमध्ये ऑपरेट करण्यासाठी, ट्रान्झिस्टरला 2 इनपुट आणि आउटपुट पिन आवश्यक आहेत. जवळजवळ सर्व प्रकारच्या सेमीकंडक्टरमध्ये फक्त 3 कनेक्शन पॉइंट असतात. संकटातून बाहेर पडण्यासाठी, एक टोक सामान्य म्हणून नियुक्त केले आहे. म्हणून 3 सामान्य वायरिंग योजना खालीलप्रमाणे आहेत:
- द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरसाठी;
- ध्रुवीय उपकरण;
- खुल्या नाल्यासह (कलेक्टर).
द्विध्रुवीय युनिट व्होल्टेज आणि करंट अॅम्प्लीफिकेशन (OE) दोन्हीसाठी सामान्य उत्सर्जकाने जोडलेले आहे. इतर प्रकरणांमध्ये, जेव्हा बाह्य सर्किट आणि अंतर्गत कनेक्शन योजनेमध्ये मोठा व्होल्टेज असतो तेव्हा ते डिजिटल चिपच्या पिनशी जुळते.अशाप्रकारे सामान्य-कलेक्टर कनेक्शन कार्य करते, आणि फक्त वर्तमान (ओके) मध्ये वाढ होते. व्होल्टेज वाढ आवश्यक असल्यास, घटक सामान्य बेस (CB) सह सादर केला जातो. वेरिएंट संयुक्त कॅस्केड सर्किट्समध्ये चांगले कार्य करते, परंतु एकल-ट्रान्झिस्टर डिझाइनमध्ये क्वचितच वापरले जाते.
टीआयआर आणि पी-एन जंक्शन प्रकारांची फील्ड सेमीकंडक्टर उपकरणे सर्किटमध्ये समाविष्ट आहेत:
- कॉमन एमिटर (SI) सह - द्विध्रुवीय मॉड्यूलसारखे कनेक्शन
- कॉमन आउटपुट (OC) सह - OC प्रकारासारखे कनेक्शन
- संयुक्त गेट (JG) सह - OB वर्णनासारखे.
ओपन-ड्रेन प्लॅन्समध्ये, ट्रान्झिस्टरला चिपचा भाग म्हणून सामान्य एमिटरसह समाविष्ट केले जाते. कलेक्टर पिन मॉड्यूलच्या इतर भागांशी जोडलेला नाही आणि भार बाह्य कनेक्टरवर जातो. व्होल्टेज आणि कलेक्टर करंट्सच्या तीव्रतेची निवड प्रकल्पाच्या स्थापनेनंतर केली जाते. ओपन ड्रेन उपकरणे शक्तिशाली आउटपुट स्टेज, बस ड्रायव्हर्स आणि टीटीएल लॉजिक सर्किट्ससह सर्किटमध्ये कार्य करतात.
ट्रान्झिस्टर कशासाठी आहेत?
उपकरणाच्या प्रकारानुसार अनुप्रयोग वेगळे केले जाते - द्विध्रुवीय मॉड्यूल किंवा फील्ड डिव्हाइस. ट्रान्झिस्टर का आवश्यक आहेत? कमी एम्पेरेज आवश्यक असल्यास, जसे की डिजिटल योजनांमध्ये, फील्ड-इफेक्ट प्रकार वापरले जातात. अॅनालॉग सर्किट्स पुरवठा व्होल्टेज आणि आउटपुट पॅरामीटर्सच्या विस्तृत श्रेणीवर उच्च लाभ रेखीयता प्राप्त करतात.
द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरसाठी ऍप्लिकेशन्समध्ये अॅम्प्लिफायर्स, त्याचे संयोजन, डिटेक्टर, मॉड्युलेटर, ट्रान्झिस्टर लॉजिक सर्किट्स आणि लॉजिक-प्रकार इन्व्हर्टर यांचा समावेश होतो.
ट्रान्झिस्टरचे अनुप्रयोग त्यांच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असतात. ते 2 मोडमध्ये कार्य करतात:
- एम्पलीफायिंग रेग्युलेशनमध्ये, नियंत्रण सिग्नलच्या लहान विचलनांसह आउटपुट पल्स बदलणे;
- मुख्य क्रमाने, इनपुट करंट कमकुवत असताना, ट्रान्झिस्टर पूर्णपणे बंद किंवा उघडे असताना लोडची शक्ती नियंत्रित करणे.
सेमीकंडक्टर मॉड्यूलचा प्रकार त्याच्या ऑपरेटिंग परिस्थिती बदलत नाही.स्त्रोत लोडशी जोडलेला आहे जसे की स्विच, ध्वनी अॅम्प्लिफायर, लाइटिंग फिक्स्चर, तो इलेक्ट्रॉनिक सेन्सर किंवा उच्च-शक्तीचा समीप ट्रान्झिस्टर असू शकतो. वर्तमान लोड डिव्हाइसचे ऑपरेशन सुरू करते, आणि ट्रान्झिस्टर युनिट आणि स्त्रोत यांच्यातील सर्किटमध्ये जोडलेले असते. सेमीकंडक्टर मॉड्यूल युनिटकडे जाणार्या उर्जेचे प्रमाण मर्यादित करते.
ट्रान्झिस्टरच्या आउटपुटवरील प्रतिकार नियंत्रण कंडक्टरवरील व्होल्टेजनुसार बदलला जातो. सर्किटच्या सुरूवातीस आणि शेवटी वर्तमान आणि व्होल्टेज बदलते आणि वाढते किंवा कमी होते आणि ते ट्रान्झिस्टरच्या प्रकारावर आणि ते कसे जोडलेले आहे यावर अवलंबून असते. नियंत्रित वीज पुरवठा नियंत्रित केल्याने विद्युत् प्रवाह वाढतो, शक्तीची नाडी किंवा व्होल्टेज वाढते.
खालील अनुप्रयोगांमध्ये दोन्ही प्रकारचे ट्रान्झिस्टर वापरले जातात:
- डिजिटल नियमन मध्ये. डिजिटल-टू-एनालॉग कन्व्हर्टर्स (डीएसी) वर आधारित डिजिटल अॅम्प्लिफायर सर्किट्सचे प्रायोगिक डिझाइन विकसित केले गेले आहेत.
- नाडी जनरेटर मध्ये. युनिटच्या प्रकारावर अवलंबून, ट्रान्झिस्टर अनुक्रमे आयताकृती किंवा अनियंत्रित सिग्नल पुनरुत्पादित करण्यासाठी की किंवा रेखीय क्रमाने कार्य करतो.
- इलेक्ट्रॉनिक हार्डवेअर उपकरणांमध्ये. चोरी, बेकायदेशीर छेडछाड आणि वापरापासून माहिती आणि कार्यक्रमांचे संरक्षण करण्यासाठी. ऑपरेशन की मोडमध्ये होते, वर्तमान अॅनालॉग स्वरूपात नियंत्रित केले जाते आणि नाडीच्या रुंदीद्वारे नियंत्रित केले जाते. ट्रान्झिस्टर इलेक्ट्रिक मोटर ड्राइव्ह, पल्स व्होल्टेज स्टॅबिलायझर्समध्ये ठेवले जातात.
मोनोक्रिस्टलाइन सेमीकंडक्टर्स आणि सर्किट्स उघडण्यासाठी आणि बंद करण्यासाठी मॉड्यूल पॉवर वाढवतात, परंतु केवळ स्विच म्हणून कार्य करतात. डिजिटल उपकरणे फील्ड-प्रकारचे ट्रान्झिस्टर किफायतशीर मॉड्यूल म्हणून वापरतात. एकात्मिक प्रयोगांच्या संकल्पनेतील उत्पादन तंत्रामध्ये एकाच सिलिकॉन चिपवर ट्रान्झिस्टर तयार करणे समाविष्ट आहे.
क्रिस्टल्सचे सूक्ष्मीकरण जलद संगणक, कमी ऊर्जा आणि कमी उष्णता निर्माण करते.
संबंधित लेख:
