एनपीएन ट्रांजिस्टर: 11 तथ्य जो आपको जानना चाहिए!

NPN ट्रांजिस्टर क्या है?

BJT या बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर के दो मुख्य प्रकार हैं। एनपी-निस BJT के वर्गीकरण में से एक है। यह एक तीन टर्मिनल डिवाइस है और इसका उपयोग प्रवर्धन और स्विचिंग के लिए किया जाता है।

इस ट्रांजिस्टर में भी तीन खंड होते हैं, वे हैं

1. B- बेस
2. सी- कलेक्टर
3. ई- एमिटर

• आधार के माध्यम से कलेक्टर को चार्ज वाहक की आपूर्ति करने के लिए एनपीएन एमिटर का उपयोग किया जाता है।
• कलेक्टर क्षेत्र उत्सर्जक क्षेत्र से चार्ज वाहक एकत्र करता है।
• ट्रांजिस्टर का आधार ट्रिगरिंग का काम करता है और यह वर्तमान की मात्रा को सीमित करने के लिए नियंत्रक के रूप में काम करता है जिसे इस क्षेत्र में जाने की अनुमति होगी।

नोट:

MOSFET के विपरीत, जहां केवल एक वाहक मौजूद है, BJT के पास दो प्रकार के प्रभारी वाहक हैं - अधिकांश और अल्पसंख्यक। एनपीएन ट्रांजिस्टर के मामले में, इलेक्ट्रॉन बहुमत चार्ज वाहक हैं।

इसके विपरीत, पी-टाइप अर्धचालकों में, इलेक्ट्रॉन अधिक उपलब्ध नहीं हैं, और छेद बहुमत चार्ज वाहक के रूप में कार्य करता है और उनके कारण वर्तमान प्रवाह किया जाएगा।

एनपीएन ट्रांजिस्टर निर्माण:

एनपीएन ट्रांजिस्टर के आरेखीय निरूपण नीचे दिए गए हैं।

एनपीएन ट्रांजिस्टर के समतुल्य सर्किट।

हम कह सकते हैं कि एनपीएन ट्रांजिस्टर का काम 2 पीएन जंक्शन डायोड के काम करने के समान है जो एक के बाद एक जुड़ा हुआ है। इन पीएन जंक्शन डायोड को कलेक्टर-बेस सीबी जंक्शन और बेस-एमिटर बीई जंक्शन कहा जाता है।

डोपिंग के अनुसार विचार:

• एमिटर सेक्शन भारी डोपिंग सेक्शन है। सामान्य नियम सभी तीन टर्मिनलों के बीच आधार की चौड़ाई को न्यूनतम रखना है। जैसा कि एमिटर भारी रूप से डोपेड है, यह बेस क्षेत्रों में चार्ज वाहक को गोली मार सकता है।
• जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, आधार की न्यूनतम चौड़ाई है और इसमें न्यूनतम डोपिंग भी है। आधार कलेक्टर के लिए कई चार्ज वाहक गुजरता है, जो एमिटर से ले जाया जाता है।
• कलेक्टर क्षेत्र तुलनात्मक रूप से डोप किए गए और आधार क्षेत्र से शुल्क वसूलने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

एनपीएन ट्रांजिस्टर प्रतीक

एनपीएन ट्रांजिस्टर पिनआउट

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एक ट्रांजिस्टर में तीन टर्मिनल होते हैं। वे हैं - बेस, कलेक्टर और एमिटर।

NPN पिन की पहचान कैसे करें?

• अधिकांश कॉन्फ़िगरेशन में, आधार टर्मिनल के लिए केंद्र भाग होता है।
• इसके नीचे जो पिन होता है, वह एक कलेक्टर होता है, और बाकी, एक एमिटर पिन होता है।
• जब डॉट को चिह्नित नहीं किया जाता है, तो सभी टर्मिनलों को पिन के बीच उन्मुखीकरण या असमान टर्मिनल स्थान का उपयोग करके पहचाना जाना चाहिए। यहां केंद्र पिन आधार है। निकटतम पिन एमिटर है, और बाकी पिन एक कलेक्टर टर्मिनल है।

NPN ट्रांजिस्टर के अनुप्रयोग:

• आमतौर पर, NPN ट्रांजिस्टर का उपयोग इलेक्ट्रॉनों की गतिशीलता के कारण द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के रूप में किया जाता है, क्योंकि यह छिद्रों की गतिशीलता से अधिक है।
• इनका उपयोग संकेतों को प्रवर्धित करने और स्विच करने में भी किया जाता है। इनका उपयोग एम्पलीफायर सर्किट यानी पुश-पुल एम्पलीफायर सर्किट में किया जाता है।
• NPN ट्रांजिस्टर का उपयोग डार्लिंगटन पेयर सर्किट में कमजोर संकेतों को बढ़ाने के लिए किया जाता है ताकि सिग्नल को काफी स्केल किया जा सके।
• अगर करंट को डूबाना है, तो एनपीएन ट्रांजिस्टर का भी इस्तेमाल किया जा सकता है।
• इनके अलावा, एनपीएन ट्रांजिस्टर में तापमान संवेदक, सर्किट जैसे लॉगरिदमिक कन्वर्टर्स आदि के कई अनुप्रयोग हैं।

एनपीएन ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है?

एनपीएन ट्रांजिस्टर को काम करने के लिए रिवर्स और फॉरवर्ड पूर्वाग्रह दोनों की आवश्यकता होती है। आगे का पूर्वाग्रह एमिटर वोल्टेज और एमिटर के बीच स्थापित है। रिवर्स पूर्वाग्रह कलेक्टर वोल्टेज और कलेक्टर के बीच जुड़ा हुआ है।

अब, a . की n भुजा के रूप में डायोड बहुसंख्यक के रूप में इलेक्ट्रॉन होते हैं और पी पक्ष में बहुमत के रूप में छेद होते हैं, सभी वोल्टेज कनेक्शन आगे और रिवर्स पूर्वाग्रह के अनुसार व्यवस्थित होते हैं। बेस एमिटर जंक्शन को रिवर्स बायस के रूप में सेट किया गया है और कलेक्टर बेस जंक्शन फॉरवर्ड बायस के रूप में काम करता है। इस उत्सर्जक-आधार क्षेत्र का अवक्षय क्षेत्र संग्राहक-आधार प्रतिच्छेदन के अवक्षय क्षेत्र की तुलना में संकरा है।

चूंकि जंक्शन रिवर्स बायस्ड (एमिटर) है, इसलिए छेद आपूर्ति से एन जंक्शन तक प्रवाहित होते हैं। फिर इलेक्ट्रॉन पी की तरफ बढ़ता है। यहां, कुछ इलेक्ट्रॉन का न्यूट्रलाइजेशन होता है। बाकी इलेक्ट्रॉन एन-साइड की ओर बढ़ते हैं। एमिटर और बेस के संबंध में वोल्टेज ड्रॉप वी है_BE इनपुट पक्ष के रूप में।

एन-प्रकार के उत्सर्जकों में, चार्ज वाहक ज्यादातर इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, एन-प्रकार के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को पी-प्रकार के आधार पर भेजा जाता है। एक करंट को एमिटर-बेस या ईबी जंक्शन के माध्यम से ले जाया जाएगा। इस करंट को एमिटर करंट (Ie) के रूप में जाना जाता है। यहाँ एमिटर करंट (आई_E) आउटपुट पक्ष से बहती है और यह दो दिशाओं में बहती है; एक मैं हूं_B और अन्य मैं है_C। तो हम लिख सकते हैं,

            I_E=I_B+I_C

हालांकि, आधार क्षेत्र अपेक्षाकृत पतला है और हल्के से डोप है। इसलिए, ज्यादातर इलेक्ट्रॉन आधार क्षेत्र को पारित करेंगे, और केवल कुछ उपलब्ध छेदों के साथ पुन: संयोजित होंगे। एमिटर करंट की तुलना में बेस करंट न्यूनतम होता है। आमतौर पर, यह पूरे एमिटर करंट का 5% तक होता है।

शेष इलेक्ट्रॉनों से बहने वाली धारा को वर्तमान कलेक्टर (I) के रूप में संदर्भित किया जाता है_C)। मैं_C आधार की तुलना में तुलनात्मक रूप से उच्च है (I_B).

एनपीएन ट्रांजिस्टर सर्किट

वोल्टेज स्रोत एनपीएन ट्रांजिस्टर से जुड़ा है। कलेक्टर टर्मिनल आपूर्ति वोल्टेज (वी) के + वी टर्मिनल में शामिल हो गया है_CC) लोड प्रतिरोध (R) का उपयोग करना_L) का है। सर्किट के माध्यम से बहने वाले वर्तमान प्रवाह को कम करने के लिए लोड प्रतिरोध का भी उपयोग किया जा सकता है।

बेस टर्मिनल वोल्टेज प्रदान करने के लिए + वी टर्मिनल से जुड़ा हुआ है (वी_B) प्रतिरोध के साथ आर_B। आधार प्रतिरोध का उपयोग अधिकतम आधार वर्तमान (I) को प्रतिबंधित करने के लिए किया जाता है_B).

जब ट्रांजिस्टर चालू होता है, तो कलेक्टर और उत्सर्जक के बीच सर्किट के माध्यम से गुजरने वाले बड़े कलेक्टर। हालांकि, आधार की उस थोड़ी मात्रा के लिए ट्रांजिस्टर के निचले टर्मिनल तक बहना चाहिए।

अंकन कलेक्टर, बेस और एमिटर की विशिष्ट धाराओं का प्रतिनिधित्व करता है।

एनपीएन ट्रांजिस्टर का उपयोग करने के फायदे और नुकसान:

लाभ:

• आकार में छोटा
• लो वोल्टेज में काम कर सकते हैं।
• बहुत सस्ता।
• कम उत्पादन प्रतिबाधा।
• जादा देर तक टिके।
• सहज क्रिया।

नुकसान:

• उच्च तापमान संवेदनशीलता।
• कम ऊर्जा और शक्ति का उत्पादन करें।
• थर्मल भगोड़ा के दौरान क्षतिग्रस्त हो सकता है।
• उच्च आवृत्तियों में संचालित नहीं किया जा सकता है।

NPN ट्रांजिस्टर स्विच

ट्रांजिस्टर संचालित होता है

• संतृप्ति मोड में चालू
• कट-ऑफ मोड में स्विच ऑफ।

संतृप्ति मोड में चालू

• जब दोनों जंक्शन आगे की बायस स्थिति में होते हैं, तो इनपुट वोल्टेज पर पर्याप्त रूप से उच्च वोल्टेज लगाया जाता है। इसलिए, ट्रांजिस्टर वी के रूप में एक शॉर्ट सर्किट के रूप में कार्य करता है_CE लगभग शून्य है।
• उस समय दो जंक्शन आगे के पूर्वाग्रह की स्थिति में हैं, इनपुट में पर्याप्त वोल्टेज है।
• इस अवस्था में, कलेक्टर और एमिटर के बीच करंट गुजरेगा। करंट सर्किट के भीतर बह रहा है।

कट-ऑफ मोड में स्विच ऑफ।

• यदि ट्रांजिस्टर के दो जंक्शन रिवर्स पूर्वाग्रह में हैं, तो ट्रांजिस्टर ऑफ स्थिति में चला जाता है।
• ऑपरेशन के इस मोड के दौरान, इनपुट सिग्नल वोल्टेज या बेस वोल्टेज शून्य है।
• नतीजतन, कुल वी_CC कलेक्टर भर में वोल्टेज कार्य करता है।

ट्रांजिस्टर का ऑपरेटिंग मोड

इसमें पूर्वाग्रह के अनुसार ऑपरेशन के तीन तरीके हैं, इस प्रकार हैं:

• सक्रिय मोड
• कट-ऑफ मोड
• संतृप्ति मोड

कट-ऑफ मोड

• ट्रांजिस्टर एक ओपन सर्किट के रूप में कार्य करता है।
• कट-ऑफ में, दो जंक्शन रिवर्स पूर्वाग्रह में हैं।
• करंट को प्रवाहित नहीं होने दिया जाएगा।

संतृप्ति मोड

• ट्रांजिस्टर एक नज़दीकी सर्किटरी के रूप में प्रदर्शन करता है।
• दोनों जंक्शनों को केवल आगे के पूर्वाग्रह में कॉन्फ़िगर किया गया है।
• जैसा कि बेस-एमिटर वोल्टेज तुलनात्मक रूप से कलेक्टर से एमिटर तक एक वर्तमान पास उच्च है।

सक्रिय मोड

• इस समय में, ट्रांजिस्टर एक वर्तमान एम्पलीफायर के रूप में कार्य करता है सर्किट।
• ट्रांजिस्टर के सक्रिय मोड में, बीई जंक्शन आगे पूर्वाग्रह पर है, और सी-बी जंक्शन रिवर्स बायस्ड में है।
• एमिटर और कलेक्टर के बीच करंट पास और करंट की मात्रा वर्तमान में लागू बेस के समानुपाती होती है।

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सौमली भट्टाचार्य

नमस्ते, मैं सौमाली भट्टाचार्य हूं। मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स में मास्टर किया है।
वर्तमान में मैं इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार के क्षेत्र में निवेशित हूं।
मेरे लेख बहुत ही सरल लेकिन जानकारीपूर्ण दृष्टिकोण से कोर इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रमुख क्षेत्रों पर केंद्रित हैं।
मैं एक प्रतिभाशाली विद्यार्थी हूं और इलेक्ट्रॉनिक्स डोमेन के क्षेत्र में सभी नवीनतम तकनीकों से खुद को अपडेट रखने की कोशिश करता हूं।

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