బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ అంటే ఏమిటి మరియు స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లు ఏమిటి

రేడియో ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో సెమీకండక్టర్ పరికరాల (SSD) వాడకం విస్తృతంగా ఉంది. ఇది వివిధ పరికరాల పరిమాణాన్ని తగ్గించింది. బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, కొన్ని లక్షణాల కారణంగా దాని కార్యాచరణ సాధారణ ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ కంటే విస్తృతంగా ఉంటుంది. ఇది దేనికి ఉపయోగించబడుతుందో మరియు ఏ పరిస్థితులలో ఉపయోగించబడుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, దాని ఆపరేషన్ సూత్రం, కనెక్షన్ పద్ధతులు మరియు వర్గీకరణను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం.

డిజైన్ మరియు ఆపరేషన్ సూత్రం

ట్రాన్సిస్టర్ అనేది ఎలక్ట్రానిక్ సెమీకండక్టర్, ఇది 3 ఎలక్ట్రోడ్‌లను కలిగి ఉంటుంది, వాటిలో ఒకటి నియంత్రించేది. బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ రెండు రకాల ఛార్జ్ క్యారియర్లు (ప్రతికూల మరియు సానుకూల) సమక్షంలో ధ్రువ ట్రాన్సిస్టర్ నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది.

ప్రతికూల ఛార్జీలు క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క బయటి షెల్ నుండి విడుదలయ్యే ఎలక్ట్రాన్‌లను సూచిస్తాయి. విడుదలైన ఎలక్ట్రాన్ స్థానంలో సానుకూల రకమైన చార్జ్ లేదా రంధ్రాలు ఏర్పడతాయి.

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ (BT) రూపకల్పన చాలా సులభం, దాని బహుముఖ ప్రజ్ఞ ఉన్నప్పటికీ.ఇది 3 కండక్టర్-రకం పొరలను కలిగి ఉంటుంది: ఒక ఉద్గారిణి (E), ఒక బేస్ (B) మరియు ఒక కలెక్టర్ (C).

ఉద్గారిణి (లాటిన్ నుండి "విడుదలకి") అనేది ఒక రకమైన సెమీకండక్టర్ జంక్షన్, దీని ప్రధాన విధి బేస్‌లోకి ఛార్జీలను ఇంజెక్ట్ చేయడం. కలెక్టర్ (లాటిన్‌లో "కలెక్టర్") ఉద్గారిణి ఛార్జీలను స్వీకరించడానికి ఉపయోగపడుతుంది. ఆధారం నియంత్రణ ఎలక్ట్రోడ్.

ఉద్గారిణి మరియు కలెక్టర్ పొరలు దాదాపు ఒకేలా ఉంటాయి, కానీ సెన్సార్ యొక్క లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి మలినాలను జోడించే స్థాయికి భిన్నంగా ఉంటాయి. మలినాలను జోడించడాన్ని డోపింగ్ అంటారు. కలెక్టర్ లేయర్ (CL) కోసం, కలెక్టర్ వోల్టేజ్ (Uk) పెంచడానికి డోపింగ్ బలహీనంగా వ్యక్తీకరించబడింది. ఉద్గారిణి సెమీకండక్టర్ లేయర్ బ్రేక్‌డౌన్ యొక్క రివర్స్ అనుమతించదగిన Uని పెంచడానికి మరియు బేస్ లేయర్‌లోకి క్యారియర్ ఇంజెక్షన్‌ను మెరుగుపరచడానికి భారీగా డోప్ చేయబడింది (ప్రస్తుత బదిలీ గుణకం - Kt పెంచుతుంది). మరింత నిరోధకత (R) అందించడానికి బేస్ లేయర్ బలహీనంగా డోప్ చేయబడింది.

బేస్ మరియు ఉద్గారిణి మధ్య పరివర్తన విస్తీర్ణంలో K-B కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. విస్తీర్ణంలో తేడా Ktని మెరుగుపరుస్తుంది. K-B జంక్షన్ చాలా వేడి Qని విడుదల చేయడానికి రివర్స్ బయాస్‌తో స్విచ్ ఆన్ చేయబడింది, ఇది వెదజల్లబడుతుంది మరియు క్రిస్టల్‌కు మెరుగైన శీతలీకరణను అందిస్తుంది.

BT యొక్క పనితీరు బేస్ లేయర్ (BS) యొక్క మందంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ ఆధారపడటం అనేది విలోమ అనుపాత సంబంధం ద్వారా మారే విలువ. చిన్న మందం వేగవంతమైన పనితీరుకు దారితీస్తుంది. ఈ ఆధారపడటం ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల రవాణా సమయానికి సంబంధించినది. అయితే, అదే సమయంలో, Uk తగ్గుతుంది.

ఉద్గారిణి మరియు K మధ్య బలమైన విద్యుత్ ప్రవహిస్తుంది, దీనిని K కరెంట్ (Ik) అని పిలుస్తారు. E మరియు B మధ్య ఒక చిన్న కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది, దీనిని B కరెంట్ (Ib) అని పిలుస్తారు, ఇది నియంత్రణ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. Ib మారినప్పుడు, Ik లో మార్పు ఉంటుంది.

ట్రాన్సిస్టర్‌కు రెండు p-n జంక్షన్‌లు ఉన్నాయి: E-B మరియు K-B. సక్రియంగా ఉన్నప్పుడు, E-B ఫార్వర్డ్ బయాస్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు K-B రివర్స్ బయాస్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.E-B జంక్షన్ తెరిచి ఉన్నందున, ప్రతికూల ఛార్జీలు (ఎలక్ట్రాన్లు) B లోకి ప్రవహిస్తాయి. ఆ తర్వాత రంధ్రాలతో వాటి పాక్షిక పునఃసంయోగం జరుగుతుంది. అయినప్పటికీ, చిన్న డోపింగ్ మరియు B యొక్క మందం కారణంగా చాలా ఎలక్ట్రాన్లు K-Bకి చేరుకుంటాయి.

BSలో, ఎలక్ట్రాన్లు అనవసరమైన ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు, మరియు విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం K-B పరివర్తనను అధిగమించడానికి వారికి సహాయపడుతుంది. Ib పెరిగేకొద్దీ, E-B ఓపెనింగ్ విస్తరిస్తుంది మరియు E మరియు K మధ్య ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్లు నడుస్తాయి. ఈ సందర్భంలో తక్కువ-వ్యాప్తి సిగ్నల్ యొక్క గణనీయమైన విస్తరణ ఉంటుంది, ఎందుకంటే Ib కంటే Ik ఎక్కువగా ఉంటుంది.

బైపోలార్ టైప్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క భౌతిక అర్థాన్ని మరింత సులభంగా అర్థం చేసుకోవడానికి, దానిని స్పష్టమైన ఉదాహరణతో అనుబంధించడం అవసరం. నీటిని పంప్ చేయడానికి పంపు శక్తి వనరు అని, నీటి కుళాయి ట్రాన్సిస్టర్ అని, నీరు Ik అని, ట్యాప్ నాబ్ యొక్క మలుపు యొక్క డిగ్రీ Ib అని మనం భావించాలి. తలని పెంచడానికి మీరు ట్యాప్ని కొద్దిగా తిప్పాలి - నియంత్రణ చర్యను నిర్వహించడానికి. ఉదాహరణ ఆధారంగా, మేము PP ఆపరేషన్ యొక్క సాధారణ సూత్రం గురించి ముగించవచ్చు.

అయినప్పటికీ, K-B జంక్షన్ వద్ద U గణనీయమైన పెరుగుదలతో షాక్ అయనీకరణం సంభవించవచ్చు, దీని పర్యవసానంగా ఛార్జ్ యొక్క హిమపాతం గుణకారం అవుతుంది. సొరంగం ప్రభావంతో కలిపినప్పుడు, ఈ ప్రక్రియ ఎలక్ట్రికల్‌ని ఇస్తుంది మరియు పెరుగుతున్న సమయంతో, థర్మల్ బ్రేక్‌డౌన్‌ను అందిస్తుంది, ఇది BCని చర్య నుండి దూరంగా ఉంచుతుంది. కలెక్టర్ అవుట్‌పుట్ ద్వారా కరెంట్‌లో గణనీయమైన పెరుగుదల ఫలితంగా కొన్నిసార్లు విద్యుత్ విచ్ఛిన్నం లేకుండా థర్మల్ బ్రేక్‌డౌన్ జరుగుతుంది.

అదనంగా, K-B మరియు E-B లలో U మారినప్పుడు, ఈ పొరల మందం మారుతుంది, B సన్నగా ఉంటే, బోయింగ్ ప్రభావం ఉంటుంది (దీనిని B పంక్చర్ అని కూడా పిలుస్తారు), దీనిలో K-B మరియు E-B జంక్షన్‌లు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఈ దృగ్విషయం ఫలితంగా, PP దాని విధులను నిర్వహించడం మానేస్తుంది.

ఆపరేషన్ మోడ్‌లు

బైపోలార్ టైప్ ట్రాన్సిస్టర్ 4 మోడ్‌లలో పనిచేయగలదు:

1. చురుకుగా.
2. కటాఫ్ (RO).
3. సంతృప్తత (SS).
4. అవరోధం (RB).

BTల క్రియాశీల మోడ్ సాధారణ (NAR) మరియు విలోమ (IAR) కావచ్చు.

సాధారణ క్రియాశీల మోడ్

ఈ మోడ్‌లో, U, ప్రత్యక్షంగా ఉంటుంది మరియు E-B వోల్టేజ్ (Ue-B) అని పిలుస్తారు, E-B జంక్షన్ వద్ద ప్రవహిస్తుంది. మోడ్ సరైనదిగా పరిగణించబడుతుంది మరియు చాలా సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. E జంక్షన్ మూల ప్రాంతంలోకి ఛార్జీలను ఇంజెక్ట్ చేస్తుంది, ఇది కలెక్టర్‌కు తరలిస్తుంది. తరువాతి ఛార్జీలను వేగవంతం చేస్తుంది, లాభం ప్రభావాన్ని సృష్టిస్తుంది.

విలోమ క్రియాశీల మోడ్

ఈ మోడ్‌లో K-B జంక్షన్ తెరవబడి ఉంటుంది. BT వ్యతిరేక దిశలో పనిచేస్తుంది, అనగా, K నుండి B గుండా వెళ్ళే హోల్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ఇంజెక్షన్ ఉంది. అవి E పరివర్తన ద్వారా సేకరించబడతాయి. BT యొక్క లాభం లక్షణాలు బలహీనంగా ఉన్నాయి మరియు ఈ మోడ్‌లో BTలు చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడతాయి.

సంతృప్త మోడ్.

PHలో, రెండు జంక్షన్‌లు తెరిచి ఉన్నాయి. E-B మరియు K-B ఫార్వర్డ్ దిశలో బాహ్య మూలాలకు కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు, BT PHలో పని చేస్తుంది. E మరియు K జంక్షన్‌ల వ్యాప్తి విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం బాహ్య మూలాల ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా అటెన్యూట్ చేయబడింది. ఫలితంగా, అవరోధం సామర్థ్యం తగ్గుతుంది మరియు ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల వ్యాప్తి సామర్ధ్యం యొక్క పరిమితి ఉంటుంది. E మరియు K జంక్షన్ల నుండి B వరకు హోల్ ఇంజెక్షన్ ప్రారంభమవుతుంది. ఈ మోడ్ ఎక్కువగా అనలాగ్ టెక్నాలజీలో ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే కొన్ని సందర్భాల్లో మినహాయింపులు ఉండవచ్చు.

కటాఫ్ మోడ్

ఈ మోడ్‌లో, BT పూర్తిగా మూసివేయబడింది మరియు కరెంట్‌ను నిర్వహించలేకపోయింది. అయినప్పటికీ, BTలో అనవసరమైన ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల యొక్క ముఖ్యమైన ఫ్లక్స్‌లు ఉన్నాయి, ఇవి చిన్న విలువలతో ఉష్ణ ప్రవాహాలను సృష్టిస్తాయి. ఈ మోడ్ వివిధ రకాల ఓవర్‌లోడ్ మరియు షార్ట్-సర్క్యూట్ రక్షణలో ఉపయోగించబడుతుంది.

అడ్డంకి మోడ్

PD యొక్క ఆధారం K లేదా E సర్క్యూట్‌లో రెసిస్టర్ ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, ఇది PD ద్వారా కరెంట్ (I) మొత్తాన్ని సెట్ చేస్తుంది. BR తరచుగా సర్క్యూట్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది ఎందుకంటే ఇది BTలను ఏదైనా ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద మరియు పెద్ద ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

వైరింగ్ రేఖాచిత్రాలు

PDల యొక్క సరైన అప్లికేషన్ మరియు వైరింగ్ కోసం, మీరు వాటి వర్గీకరణ మరియు రకాన్ని తెలుసుకోవాలి. బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల వర్గీకరణ:

1. తయారీ పదార్థం: జెర్మేనియం, సిలికాన్ మరియు ఆర్సెనైడ్ గాలియం.
2. ఫాబ్రికేషన్ లక్షణాలు.
3. శక్తి వెదజల్లడం: తక్కువ-శక్తి (0.25 W వరకు), మీడియం-పవర్ (0.25-1.6 W), అధిక-శక్తి (1.6 W పైన).
4. ఫ్రీక్వెన్సీ పరిమితి: తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ (2.7 MHz వరకు), మీడియం-ఫ్రీక్వెన్సీ (2.7-32 MHz), హై-ఫ్రీక్వెన్సీ (32-310 MHz), అల్ట్రా-ఫ్రీక్వెన్సీ (310 MHz కంటే ఎక్కువ).
5. ఫంక్షనల్ పర్పస్.

BTల యొక్క క్రియాత్మక ప్రయోజనం క్రింది రకాలుగా విభజించబడింది:

1. సాధారణీకరించిన మరియు నాన్-నార్మలైజ్డ్ నాయిస్ ఫిగర్ (NNNKNSH)తో తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ యాంప్లిఫైయర్‌లు.
2. NiNKNSHతో హై-ఫ్రీక్వెన్సీ యాంప్లిఫైయర్‌లు.
3. NiNNFSHతో అల్ట్రాహై-ఫ్రీక్వెన్సీని విస్తరించడం.
4. శక్తివంతమైన అధిక వోల్టేజ్ యాంప్లిఫైయర్.
5. అధిక మరియు అల్ట్రాహై ఫ్రీక్వెన్సీలతో జనరేటర్.
6. తక్కువ-శక్తి మరియు అధిక-శక్తి అధిక వోల్టేజ్ మార్పిడి.
7. అధిక U-విలువ ఆపరేషన్ కోసం పల్సెడ్ హై-పవర్.

అదనంగా, ఈ రకమైన బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఉన్నాయి:

1. P-n-p.
2. N-p-n.

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను మార్చడానికి 3 సర్క్యూట్‌లు ఉన్నాయి, ప్రతి దాని స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉన్నాయి:

1. జనరల్ బి.
2. సాధారణ E.
3. సాధారణ కె.

కామన్ బేస్ (CB) స్విచింగ్

సర్క్యూట్ అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన యొక్క సరైన వినియోగాన్ని అనుమతిస్తుంది. ఒక BTని Oh మోడ్‌లో మరియు OB మోడ్‌లో కనెక్ట్ చేయడం వలన దాని ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందనను పెంచుతుంది. ఈ కనెక్షన్ పథకం యాంటెన్నా రకం యాంప్లిఫైయర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద శబ్దం స్థాయి తగ్గుతుంది.

ప్రయోజనాలు:

1. సరైన ఉష్ణోగ్రత విలువలు మరియు విస్తృత ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి (f).
2. అధిక UK విలువ.

ప్రతికూలతలు:

1. తక్కువ నేను లాభం.
2. తక్కువ ఇన్‌పుట్ R.

ఉద్గారిణి (OhE) కనెక్షన్‌ని తెరవండి

ఈ సర్క్యూట్‌తో U మరియు I యాంప్లిఫికేషన్ ఏర్పడుతుంది. సర్క్యూట్ ఒకే మూలం నుండి శక్తిని పొందవచ్చు. తరచుగా పవర్ యాంప్లిఫైయర్లలో (P) ఉపయోగిస్తారు.

ప్రయోజనాలు:

1. అధిక I, U, P లాభం.
2. ఒకే విద్యుత్ సరఫరా.
3. ఇది ఇన్‌పుట్‌కు సంబంధించి అవుట్‌పుట్ ఆల్టర్నేటింగ్ Uని విలోమం చేస్తుంది.

ఇది ముఖ్యమైన ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంది: అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన OB కనెక్షన్ కంటే అధ్వాన్నంగా ఉంది.

సాధారణ కలెక్టర్ కనెక్షన్ (OC)

ఇన్‌పుట్ U పూర్తిగా ఇన్‌పుట్‌కి తిరిగి ప్రసారం చేయబడుతుంది మరియు Ki అనేది OC కనెక్షన్‌ని పోలి ఉంటుంది, కానీ U తక్కువగా ఉంటుంది.

ట్రాన్సిస్టర్‌లలో లేదా అధిక అవుట్‌పుట్ R (కండెన్సర్-రకం మైక్రోఫోన్ లేదా సౌండ్ పికప్) ఉన్న ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ సోర్స్‌తో చేసిన మ్యాచింగ్ దశల కోసం ఈ రకమైన చేరిక ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రయోజనాలు అధిక ఇన్‌పుట్ R విలువ మరియు తక్కువ అవుట్‌పుట్ R విలువ. ప్రతికూలత తక్కువ U- యాంప్లిఫికేషన్.

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ల యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు

BT ల యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు:

1. నేను పొందుతున్నాను.
2. ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ R.
3. విలోమ I-ke.
4. టర్న్-ఆన్ సమయం.
5. ప్రసార ఫ్రీక్వెన్సీ Ib.
6. విలోమ Ik.
7. గరిష్ట I-విలువ.

అప్లికేషన్లు

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు మానవ కార్యకలాపాల యొక్క అన్ని రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ప్రధాన అప్లికేషన్ యాంప్లిఫికేషన్, ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్స్ ఉత్పత్తి, అలాగే స్విచ్చింగ్ ఎలిమెంట్స్ కోసం పరికరాల్లో ఉంది. కంప్యూటర్ టెక్నాలజీలో U మరియు I విలువలను నియంత్రించే అవకాశం ఉన్న సాధారణ మరియు స్విచ్డ్-మోడ్ పవర్ సప్లైలలో అవి వివిధ పవర్ యాంప్లిఫైయర్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి.

అదనంగా, వారు తరచుగా ఓవర్లోడ్లు, U లో వచ్చే చిక్కులు, షార్ట్ సర్క్యూట్లకు వ్యతిరేకంగా వివిధ వినియోగదారుల రక్షణను నిర్మించడానికి ఉపయోగిస్తారు. మైనింగ్, మెటలర్జికల్ పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

సంబంధిత కథనాలు: