بائپولر ٹرانزسٹر کیا ہے اور سوئچنگ سرکٹس کیا ہیں؟

سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز (SSD) کا استعمال ریڈیو الیکٹرانکس میں بڑے پیمانے پر ہے۔ اس سے مختلف آلات کا سائز کم ہو گیا ہے۔ بائپولر ٹرانزسٹر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، کچھ خصوصیات کی وجہ سے اس کی فعالیت ایک سادہ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر سے زیادہ وسیع ہے۔ یہ سمجھنے کے لیے کہ یہ کس چیز کے لیے اور کن حالات میں استعمال ہوتا ہے، اس کے آپریشن کے اصول، کنکشن کے طریقوں اور درجہ بندی پر غور کرنا ضروری ہے۔

ڈیزائن اور آپریشن کا اصول

ٹرانزسٹر ایک الیکٹرانک سیمی کنڈکٹر ہے جو 3 الیکٹروڈز پر مشتمل ہے، جن میں سے ایک کنٹرولنگ ہے۔ دو قسم کے چارج کیریئرز (منفی اور مثبت) کی موجودگی میں بائپولر ٹرانزسٹر پولر ٹرانزسٹر سے مختلف ہے۔

منفی چارجز الیکٹران کی نمائندگی کرتے ہیں جو کرسٹل جالی کے بیرونی خول سے جاری ہوتے ہیں۔ مثبت قسم کا چارج، یا سوراخ، جاری الیکٹران کی جگہ پر بنتے ہیں۔

دو قطبی ٹرانجسٹر (BT) کا ڈیزائن اس کی استعداد کے باوجود کافی آسان ہے۔یہ 3 کنڈکٹر قسم کی تہوں پر مشتمل ہے: ایک ایمیٹر (E)، بیس (B) اور کلیکٹر (C)۔

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

ایمیٹر اور کلیکٹر پرتیں تقریباً ایک جیسی ہیں، لیکن سینسر کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے نجاست کو شامل کرنے کی ڈگری میں فرق ہے۔ نجاست کو شامل کرنا ڈوپنگ کہلاتا ہے۔ 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 بہت زیادہ ڈوپ کیا جاتا ہے تاکہ بریک ڈاؤن کے ریورس قابل اجازت U کو بڑھایا جا سکے اور بیس لیئر میں کیریئر انجیکشن کو بہتر بنایا جا سکے (موجودہ منتقلی کے گتانک کو بڑھاتا ہے - Kt)۔ زیادہ مزاحمت (R) فراہم کرنے کے لیے بیس پرت کو کمزور طور پر ڈوپ کیا جاتا ہے۔

بیس اور ایمیٹر کے درمیان منتقلی K-B سے رقبے میں چھوٹی ہے۔ علاقے میں فرق وہی ہے جو Kt کو بہتر بناتا ہے۔ K-B جنکشن کو ریورس بائیس کے ساتھ آن کیا جاتا ہے تاکہ زیادہ تر حرارت Q کو خارج کیا جا سکے، جو ختم ہو جاتا ہے اور کرسٹل کو بہتر ٹھنڈک فراہم کرتا ہے۔

بی ٹی کی کارکردگی کا انحصار بیس پرت (BS) کی موٹائی پر ہے۔ یہ انحصار ایک قدر ہے جو الٹا متناسب تعلق سے مختلف ہوتی ہے۔ ایک چھوٹی موٹائی کے نتیجے میں تیز کارکردگی ہوتی ہے۔ یہ انحصار چارج کیریئرز کے ٹرانزٹ ٹائم سے متعلق ہے۔ تاہم، ایک ہی وقت میں، Uk کم ہوتا ہے.

ایمیٹر اور K کے درمیان ایک مضبوط کرنٹ بہتا ہے، جسے K کرنٹ (Ik) کہتے ہیں۔ E اور B کے درمیان ایک چھوٹا کرنٹ بہتا ہے، جسے B کرنٹ (Ib) کہتے ہیں، جو کنٹرول کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ جب Ib بدل جائے گا تو Ik میں تبدیلی آئے گی۔

ٹرانجسٹر کے دو پی این جنکشن ہیں: ای بی اور کے بی۔ فعال ہونے پر، E-B فارورڈ تعصب کے ساتھ منسلک ہوتا ہے، اور K-B ریورس تعصب کے ساتھ منسلک ہوتا ہے۔چونکہ E-B جنکشن کھلا ہوا ہے، منفی چارجز (الیکٹران) B میں بہہ جاتے ہیں۔ اس کے بعد سوراخوں کے ساتھ ان کا جزوی دوبارہ ملاپ ہوتا ہے۔ تاہم، بی کی چھوٹی ڈوپنگ اور موٹائی کی وجہ سے زیادہ تر الیکٹران K-B تک پہنچ جاتے ہیں۔

BS میں، الیکٹران غیر ضروری چارج کیریئر ہیں، اور برقی مقناطیسی میدان K-B کی منتقلی پر قابو پانے میں ان کی مدد کرتا ہے۔ جیسے جیسے Ib بڑھتا ہے، E-B کا افتتاحی چوڑا ہوتا جائے گا اور E اور K کے درمیان زیادہ الیکٹران چلیں گے۔ اس صورت میں کم طول و عرض کے سگنل میں نمایاں اضافہ ہو گا، کیونکہ Ik Ib سے بڑا ہے۔

دو قطبی قسم کے ٹرانزسٹر کے جسمانی معنی کو زیادہ آسانی سے سمجھنے کے لیے، اسے ایک واضح مثال کے ساتھ منسلک کرنا ضروری ہے۔ ہمیں یہ ماننا ہوگا کہ پانی کو پمپ کرنے کے لیے پمپ طاقت کا منبع ہے، پانی کا نل ٹرانزسٹر ہے، پانی Ik ہے، نل کی نوب کی باری کی ڈگری Ib ہے۔ سر کو بڑھانے کے لیے آپ کو نل کو تھوڑا سا موڑنا ہوگا - کنٹرول ایکشن انجام دینے کے لیے۔ مثال کی بنیاد پر، ہم پی پی آپریشن کے سادہ اصول کے بارے میں نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں۔

تاہم، K-B جنکشن پر U میں نمایاں اضافے کے ساتھ ایک جھٹکا آئنائزیشن ہو سکتا ہے، جس کا نتیجہ چارج کا برفانی تودہ ضرب ہے۔ جب ٹنل اثر کے ساتھ ملایا جاتا ہے، تو یہ عمل برقی اور بڑھتے ہوئے وقت کے ساتھ، تھرمل بریک ڈاؤن دیتا ہے، جو BC کو عمل سے باہر کر دیتا ہے۔ بعض اوقات کلیکٹر آؤٹ پٹ کے ذریعے کرنٹ میں نمایاں اضافے کے نتیجے میں تھرمل بریک ڈاؤن برقی بریک ڈاؤن کے بغیر ہوتا ہے۔

اس کے علاوہ، جب K-B اور E-B پر U تبدیل ہوتا ہے، تو ان تہوں کی موٹائی بدل جاتی ہے، اگر B پتلی ہو، تو جھکنے کا اثر ہوتا ہے (اسے B پنکچر بھی کہا جاتا ہے)، جس میں K-B اور E-B جنکشن آپس میں جڑے ہوتے ہیں۔ اس رجحان کے نتیجے میں، پی پی اپنے افعال کو انجام دینے کے لئے بند کر دیتا ہے.

آپریشن کے طریقوں

دو قطبی قسم کا ٹرانزسٹر 4 طریقوں میں کام کر سکتا ہے:

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

BTs کا ایکٹو موڈ نارمل (NAR) اور الٹا (IAR) ہو سکتا ہے۔

عام ایکٹو موڈ

اس موڈ میں، U، جو براہ راست ہے اور E-B وولٹیج (Ue-B) کہلاتا ہے، E-B جنکشن پر بہتا ہے۔ موڈ کو بہترین سمجھا جاتا ہے اور زیادہ تر سرکٹس میں استعمال ہوتا ہے۔ ای جنکشن چارجز کو بیس ریجن میں لگاتا ہے، جو کلکٹر کی طرف جاتا ہے۔ مؤخر الذکر چارجز کو تیز کرتا ہے، فائدہ کا اثر پیدا کرتا ہے۔

الٹا ایکٹو موڈ

اس موڈ میں K-B جنکشن کھلا ہے۔ BT مخالف سمت میں کام کرتا ہے، یعنی K سے B سے گزرنے والے سوراخ چارج کیریئرز کا انجکشن ہوتا ہے۔ وہ E منتقلی کے ذریعے جمع ہوتے ہیں۔ BT کی فائدہ مند خصوصیات کمزور ہیں، اور اس موڈ میں بی ٹی شاذ و نادر ہی استعمال ہوتے ہیں۔

سیچوریشن موڈ۔

PH میں، دونوں جنکشن کھلے ہیں۔ جب E-B اور K-B آگے کی سمت میں بیرونی ذرائع سے منسلک ہوتے ہیں، BT PH میں کام کرے گا۔ E اور K جنکشن کا پھیلاؤ برقی مقناطیسی میدان بیرونی ذرائع سے پیدا ہونے والے برقی میدان سے کم ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، رکاوٹ کی صلاحیت میں کمی اور مرکزی چارج کیریئرز کی بازی کی صلاحیت کی ایک حد ہوگی۔ E اور K جنکشن سے B تک سوراخ کا انجیکشن شروع ہوتا ہے۔ یہ موڈ زیادہ تر 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 ہے اور کرنٹ چلانے سے قاصر ہے۔ تاہم، بی ٹی میں غیر ضروری چارج کیریئرز کے معمولی بہاؤ موجود ہیں، جو چھوٹی قدروں کے ساتھ تھرمل کرنٹ بناتے ہیں۔ یہ موڈ مختلف قسم کے اوورلوڈ اور شارٹ سرکٹ کے تحفظ میں استعمال ہوتا ہے۔

بیریئر موڈ

PD کی بنیاد ریزسٹر کے ذریعے K سے منسلک ہوتی ہے۔ K یا E سرکٹ میں ایک ریزسٹر شامل ہوتا ہے، جو PD کے ذریعے کرنٹ (I) کی مقدار کا تعین کرتا ہے۔ BR اکثر سرکٹس میں استعمال ہوتا ہے کیونکہ یہ BTs کو کسی بھی فریکوئنسی اور درجہ حرارت کی بڑی حد سے زیادہ کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

وائرنگ ڈایاگرام

PDs کے درست اطلاق اور وائرنگ کے لیے، آپ کو ان کی درجہ بندی اور قسم جاننے کی ضرورت ہے۔ بائپولر ٹرانزسٹرز کی درجہ بندی:

1. تیاری کا مواد: جرمینیم، سلکان اور آرسنائیڈ گیلیم۔
2. من گھڑت خصوصیات۔
3. بجلی کی کھپت: کم طاقت (0.25 ڈبلیو تک)، درمیانی طاقت (0.25-1.6 ڈبلیو)، اعلی طاقت (1.6 ڈبلیو سے اوپر)۔
4. تعدد کی حد: کم تعدد (2.7 میگاہرٹز تک)، درمیانی تعدد (2.7-32 میگاہرٹز)، اعلی تعدد (32-310 میگاہرٹز)، الٹرا ہائی فریکونسی (310 میگاہرٹز سے زیادہ)۔
5. فنکشنل مقصد۔

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

1. نارملائزڈ اور نان نارملائزڈ شور فگر (NNNKNSH) کے ساتھ کم فریکوئنسی ایمپلیفائر۔
2. NiNKNSH کے ساتھ اعلی تعدد ایمپلیفائر۔
3. NiNNFSH کے ساتھ الٹرا ہائی فریکوئنسی کو بڑھانا۔
4. طاقتور ہائی وولٹیج یمپلیفائر۔
5. اعلی اور انتہائی اعلی تعدد کے ساتھ جنریٹر۔
6. کم پاور اور ہائی پاور ہائی وولٹیج سوئچنگ۔
7. ہائی یو ویلیو آپریشن کے لیے سپندت ہائی پاور۔

اس کے علاوہ، دو قطبی ٹرانجسٹروں کی یہ قسمیں ہیں:

1. پی این پی
2. ن-پ-ن۔

بائی پولر ٹرانزسٹر کو تبدیل کرنے کے لیے 3 سرکٹس ہیں، ہر ایک کے اپنے فوائد اور نقصانات ہیں:

1. جنرل بی۔
2. عام E.
3. عام K.

کامن بیس (سی بی) سوئچنگ

سرکٹ اعلی تعدد پر استعمال کیا جاتا ہے، تعدد ردعمل کے زیادہ سے زیادہ استعمال کی اجازت دیتا ہے. ایک BT کو Oh موڈ میں اور پھر OB موڈ میں جوڑنے سے اس کے فریکوئنسی رسپانس میں اضافہ ہوگا۔ یہ کنکشن اسکیم اینٹینا ٹائپ ایمپلیفائر میں استعمال ہوتی ہے۔ اعلی تعدد پر شور کی سطح کم ہو جاتی ہے۔

فوائد:

1. زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت کی اقدار اور وسیع فریکوئنسی رینج (f)۔
2. برطانیہ کی اعلی قیمت۔

نقصانات:

1. کم میں حاصل.
2. کم ان پٹ R

ایمیٹر (OhE) کنکشن کھولیں۔

اس سرکٹ کے ساتھ U اور I امپلیفیکیشن ہوتا ہے۔ سرکٹ کو ایک ہی ذریعہ سے چلایا جاسکتا ہے۔ اکثر پاور ایمپلیفائر (P) میں استعمال ہوتا ہے۔

فوائد:

1. ہائی آئی، یو، پی فائدہ۔
2. واحد بجلی کی فراہمی۔
3. یہ ان پٹ کی نسبت آؤٹ پٹ کے متبادل U کو الٹ دیتا ہے۔

اس کے اہم نقصانات ہیں: سب سے کم درجہ حرارت کا استحکام اور تعدد کا ردعمل OB کنکشن کے مقابلے میں بدتر ہے۔

کامن کلیکٹر کنکشن (OC)

ان پٹ U مکمل طور پر واپس ان پٹ میں منتقل ہوتا ہے، اور Ki OC کنکشن کی طرح ہے، لیکن U کم ہے۔

اس قسم کی شمولیت کا استعمال ٹرانزسٹروں پر بنائے گئے مراحل کے ملاپ کے لیے کیا جاتا ہے، یا ایک ان پٹ سگنل سورس کے ساتھ جس میں اعلی آؤٹ پٹ R (کمڈینسر قسم کا مائکروفون یا ساؤنڈ پک اپ) ہوتا ہے۔ فوائد اعلی ان پٹ R ویلیو اور کم آؤٹ پٹ R ویلیو ہیں۔ نقصان کم U-amplification ہے۔

دوئبرووی ٹرانجسٹر کی اہم خصوصیات

BTs کی اہم خصوصیات:

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

ایپلی کیشنز

بائپولر ٹرانجسٹر انسانی سرگرمیوں کے تمام شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ اہم ایپلی کیشن آلات میں اضافہ، برقی سگنلز کے ساتھ ساتھ سوئچنگ عناصر میں ہے۔ وہ مختلف پاور ایمپلیفائرز میں استعمال ہوتے ہیں، عام اور سوئچڈ موڈ پاور سپلائی میں U اور I اقدار کو ریگولیٹ کرنے کے امکان کے ساتھ، کمپیوٹر ٹیکنالوجی میں۔

اس کے علاوہ، وہ اکثر اوورلوڈز، یو میں اسپائکس، شارٹ سرکٹس کے خلاف مختلف صارفین کے تحفظ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ کان کنی، میٹالرجیکل صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے.

متعلقہ مضامین: