బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ అంటే ఏమిటి మరియు ఏ స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్‌లు ఉన్నాయి

రేడియో ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో సెమీకండక్టర్ పరికరాల (SS) వాడకం విస్తృతంగా ఉంది. దీని కారణంగా, వివిధ పరికరాల కొలతలు తగ్గాయి. బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ విస్తృత అప్లికేషన్‌ను పొందింది, కొన్ని లక్షణాల కారణంగా దాని కార్యాచరణ సాధారణ ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ కంటే విస్తృతంగా ఉంటుంది. ఇది ఎందుకు అవసరమో మరియు ఏ పరిస్థితులలో ఉపయోగించబడుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, దాని ఆపరేషన్ సూత్రం, కనెక్షన్ పద్ధతులు మరియు వర్గీకరణను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం.

పరికరం మరియు ఆపరేషన్ సూత్రం

ట్రాన్సిస్టర్ అనేది 3 ఎలక్ట్రోడ్‌లతో కూడిన ఎలక్ట్రానిక్ సెమీకండక్టర్, వాటిలో ఒకటి నియంత్రణ. బైపోలార్ రకం ట్రాన్సిస్టర్ 2 రకాల ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల (ప్రతికూల మరియు సానుకూల) సమక్షంలో ధ్రువానికి భిన్నంగా ఉంటుంది.

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

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ (BT) యొక్క పరికరం దాని బహుముఖ ప్రజ్ఞ ఉన్నప్పటికీ చాలా సులభం. ఇది వాహక రకం యొక్క 3 పొరలను కలిగి ఉంటుంది: ఉద్గారిణి (E), బేస్ (B) మరియు కలెక్టర్ (K).

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

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

బేస్ మరియు ఉద్గారిణి మధ్య పరివర్తన K-B కంటే విస్తీర్ణంలో చిన్నది. ప్రాంతాలలో వ్యత్యాసం కారణంగా, Kt యొక్క మెరుగుదల ఏర్పడుతుంది. PCB యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో, K-B పరివర్తన అనేది రివర్స్ బయాస్‌తో స్విచ్ ఆన్ చేయబడింది, ఇది Q మొత్తంలో వేడి యొక్క ప్రధాన భాగాన్ని విడుదల చేస్తుంది, ఇది వెదజల్లబడుతుంది మరియు క్రిస్టల్ యొక్క మెరుగైన శీతలీకరణను అందిస్తుంది.

BT యొక్క వేగం బేస్ లేయర్ (BS) మందం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ ఆధారపడటం అనేది విలోమ నిష్పత్తిలో మారుతూ ఉండే విలువ. తక్కువ మందంతో - ఎక్కువ వేగం. ఈ ఆధారపడటం ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల విమాన సమయానికి సంబంధించినది.అయితే, అదే సమయంలో, Uk తగ్గుతుంది.

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

ట్రాన్సిస్టర్‌కు రెండు p-n జంక్షన్‌లు ఉన్నాయి: E-B మరియు K-B. మోడ్ సక్రియంగా ఉన్నప్పుడు, E-B ఫార్వర్డ్ టైప్ బయాస్‌తో కనెక్ట్ చేయబడుతుంది మరియు CB రివర్స్ బయాస్‌తో కనెక్ట్ చేయబడుతుంది. E-B పరివర్తన బహిరంగ స్థితిలో ఉన్నందున, ప్రతికూల ఛార్జీలు (ఎలక్ట్రాన్లు) B లోకి ప్రవహిస్తాయి. ఆ తర్వాత, అవి పాక్షికంగా రంధ్రాలతో కలిసిపోతాయి. అయినప్పటికీ, B యొక్క తక్కువ చట్టబద్ధత మరియు మందం కారణంగా చాలా ఎలక్ట్రాన్లు K-Bకి చేరుకుంటాయి.

BSలో, ఎలక్ట్రాన్లు మైనర్ చార్జ్ క్యారియర్లు, మరియు విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం K-B పరివర్తనను అధిగమించడంలో సహాయపడతాయి. Ib పెరుగుదలతో, E-B ఓపెనింగ్ విస్తరిస్తుంది మరియు E మరియు K మధ్య ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్లు నడుస్తాయి. ఈ సందర్భంలో, Ib కంటే Ik ఎక్కువగా ఉన్నందున, తక్కువ-వ్యాప్తి సిగ్నల్ యొక్క గణనీయమైన విస్తరణ జరుగుతుంది.

బైపోలార్ టైప్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క భౌతిక అర్థాన్ని మరింత సులభంగా అర్థం చేసుకోవడానికి, దానిని మంచి ఉదాహరణతో అనుబంధించడం అవసరం. నీటిని పంపింగ్ చేయడానికి పంపు ఒక శక్తి వనరు అని భావించాలి, నీటి ట్యాప్ ఒక ట్రాన్సిస్టర్, నీరు Ik, ట్యాప్ హ్యాండిల్ యొక్క భ్రమణ డిగ్రీ Ib. ఒత్తిడిని పెంచడానికి, మీరు ట్యాప్ని కొద్దిగా తిప్పాలి - నియంత్రణ చర్యను నిర్వహించడానికి. ఉదాహరణ ఆధారంగా, మేము సాఫ్ట్‌వేర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క సాధారణ సూత్రాన్ని ముగించవచ్చు.

అయినప్పటికీ, K-B పరివర్తన వద్ద U లో గణనీయమైన పెరుగుదలతో, ప్రభావం అయనీకరణం సంభవించవచ్చు, దీని ఫలితంగా హిమపాతం ఛార్జ్ గుణకారం ఏర్పడుతుంది.సొరంగం ప్రభావంతో కలిపినప్పుడు, ఈ ప్రక్రియ విద్యుత్తును ఇస్తుంది మరియు సమయం పెరుగుదలతో, థర్మల్ బ్రేక్డౌన్, ఇది PPని నిలిపివేస్తుంది. కలెక్టర్ అవుట్‌పుట్ ద్వారా కరెంట్‌లో గణనీయమైన పెరుగుదల ఫలితంగా కొన్నిసార్లు విద్యుత్ బ్రేక్‌డౌన్ లేకుండా థర్మల్ బ్రేక్‌డౌన్ జరుగుతుంది.

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

ఆపరేటింగ్ మోడ్‌లు

బైపోలార్ టైప్ ట్రాన్సిస్టర్ 4 మోడ్‌లలో పనిచేయగలదు:

1. చురుకుగా.
2. కటాఫ్‌లు (RO).
3. సంతృప్తత (PH).
4. అవరోధం (RB).

BT యొక్క క్రియాశీల మోడ్ సాధారణం (NAR) మరియు విలోమం (IAR).

సాధారణ క్రియాశీల మోడ్

ఈ రీతిలో, U E-B జంక్షన్ వద్ద ప్రవహిస్తుంది, ఇది ప్రత్యక్షంగా ఉంటుంది మరియు దీనిని E-B వోల్టేజ్ (Ue-b) అంటారు. మోడ్ సరైనదిగా పరిగణించబడుతుంది మరియు చాలా పథకాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. పరివర్తన E మూల ప్రాంతంలోకి ఛార్జీలను ఇంజెక్ట్ చేస్తుంది, ఇది కలెక్టర్ వైపు కదులుతుంది. రెండోది ఛార్జీలను వేగవంతం చేస్తుంది, బూస్ట్ ప్రభావాన్ని సృష్టిస్తుంది.

విలోమ క్రియాశీల మోడ్

ఈ మోడ్‌లో, K-B పరివర్తన తెరవబడుతుంది. BT వ్యతిరేక దిశలో పనిచేస్తుంది, అనగా, హోల్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు K నుండి ఇంజెక్ట్ చేయబడతాయి, B గుండా వెళతాయి. అవి E పరివర్తన ద్వారా సేకరించబడతాయి. PP యొక్క యాంప్లిఫికేషన్ లక్షణాలు బలహీనంగా ఉంటాయి మరియు BT లు ఈ మోడ్‌లో చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడతాయి.

సంతృప్త మోడ్

PH వద్ద, రెండు పరివర్తనాలు తెరవబడి ఉంటాయి. E-B మరియు K-B లను ఫార్వార్డ్ దిశలో బాహ్య మూలాలకు కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, BT ప్రయోగ వాహనంలో పని చేస్తుంది. E మరియు K జంక్షన్ల యొక్క వ్యాప్తి విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా బలహీనపడింది, ఇది బాహ్య మూలాలచే సృష్టించబడుతుంది.దీని ఫలితంగా, ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల యొక్క అవరోధ సామర్థ్యం మరియు వ్యాప్తి సామర్థ్యం యొక్క పరిమితి తగ్గుతుంది. E మరియు K నుండి B వరకు రంధ్రాల ఇంజెక్షన్ ప్రారంభమవుతుంది.ఈ మోడ్ ప్రధానంగా అనలాగ్ టెక్నాలజీలో ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే కొన్ని సందర్భాల్లో మినహాయింపులు ఉండవచ్చు.

కటాఫ్ మోడ్

ఈ మోడ్‌లో, BT పూర్తిగా మూసివేయబడుతుంది మరియు కరెంట్‌ను నిర్వహించడం సాధ్యం కాదు. అయినప్పటికీ, BTలో చిన్న ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల యొక్క ముఖ్యమైన ప్రవాహాలు ఉన్నాయి, ఇవి చిన్న విలువలతో ఉష్ణ ప్రవాహాలను సృష్టిస్తాయి. ఈ మోడ్ ఓవర్లోడ్లు మరియు షార్ట్ సర్క్యూట్లకు వ్యతిరేకంగా వివిధ రకాల రక్షణలో ఉపయోగించబడుతుంది.

అవరోధం పాలన

BT బేస్ ఒక రెసిస్టర్ ద్వారా K కి కనెక్ట్ చేయబడింది. K లేదా E సర్క్యూట్‌లో ఒక రెసిస్టర్ చేర్చబడుతుంది, ఇది BT ద్వారా ప్రస్తుత విలువను (I) సెట్ చేస్తుంది. BR తరచుగా సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఎందుకంటే ఇది BTని ఏదైనా పౌనఃపున్యం వద్ద మరియు పెద్ద ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

పథకాలను మార్చడం

BTల యొక్క సరైన ఉపయోగం మరియు కనెక్షన్ కోసం, మీరు వాటి వర్గీకరణ మరియు రకాన్ని తెలుసుకోవాలి. బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ల వర్గీకరణ:

1. ఉత్పత్తి పదార్థం: జెర్మేనియం, సిలికాన్ మరియు ఆర్సెనిడోగల్లియమ్.
2. తయారీ లక్షణాలు.
3. వెదజల్లిన శక్తి: తక్కువ-శక్తి (0.25 W వరకు), మీడియం (0.25-1.6 W), శక్తివంతమైన (1.6 W పైన).
4. పరిమితి ఫ్రీక్వెన్సీ: తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ (2.7 MHz వరకు), మిడ్-ఫ్రీక్వెన్సీ (2.7-32 MHz), హై-ఫ్రీక్వెన్సీ (32-310 MHz), మైక్రోవేవ్ (310 MHz కంటే ఎక్కువ).
5. ఫంక్షనల్ ప్రయోజనం.

BT యొక్క క్రియాత్మక ప్రయోజనం క్రింది రకాలుగా విభజించబడింది:

1. సాధారణీకరించిన మరియు నాన్-నార్మలైజ్డ్ నాయిస్ ఫిగర్ (NiNNKSh)తో తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీని విస్తరించడం.
2. NiNNKShతో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీని విస్తరించడం.
3. NiNNKShతో మైక్రోవేవ్‌ను విస్తరించడం.
4. శక్తివంతమైన అధిక-వోల్టేజీని విస్తరించడం.
5. అధిక మరియు అల్ట్రాహై ఫ్రీక్వెన్సీలతో జనరేటర్.
6. తక్కువ-శక్తి మరియు అధిక-శక్తి అధిక-వోల్టేజ్ మారే పరికరాలు.
7. అధిక U-విలువలకు శక్తివంతమైన పల్సెడ్.

అదనంగా, అటువంటి రకాల బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఉన్నాయి:

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

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌పై మారడానికి 3 సర్క్యూట్‌లు ఉన్నాయి, వీటిలో ప్రతి దాని స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉన్నాయి:

1. జనరల్ బి.
2. జనరల్ ఇ.
3. జనరల్ కె.

కామన్ బేస్ (OB)తో స్విచ్ ఆన్ చేయడం

సర్క్యూట్ అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద వర్తించబడుతుంది, ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన యొక్క సరైన వినియోగాన్ని అనుమతిస్తుంది. OE తో పథకం ప్రకారం ఒక BTని కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, ఆపై OB తో, దాని ఆపరేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుతుంది. ఈ కనెక్షన్ పథకం యాంటెన్నా-రకం యాంప్లిఫైయర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద శబ్దం స్థాయి తగ్గుతుంది.

ప్రయోజనాలు:

1. సరైన ఉష్ణోగ్రతలు మరియు విస్తృత ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి (f).
2. అధిక విలువ Uk.

లోపాలు:

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

సాధారణ-ఉద్గారిణి స్విచింగ్ (CE)

ఈ పథకం ప్రకారం అనుసంధానించబడినప్పుడు, U మరియు Iలో విస్తరణ జరుగుతుంది. సర్క్యూట్ ఒకే మూలం నుండి శక్తిని పొందుతుంది. తరచుగా పవర్ యాంప్లిఫైయర్లలో (P) ఉపయోగిస్తారు.

ప్రయోజనాలు:

1. I, U, Pలకు అధిక లాభాలు.
2. ఒక విద్యుత్ సరఫరా.
3. అవుట్‌పుట్ వేరియబుల్ U ఇన్‌పుట్‌కు సంబంధించి విలోమం చేయబడింది.

ఇది ముఖ్యమైన ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంది: అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ లక్షణాలు OBతో కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు కంటే దారుణంగా ఉంటాయి.

సాధారణ కలెక్టర్‌తో స్విచ్ ఆన్ చేయడం (సరే)

ఇన్‌పుట్ U పూర్తిగా ఇన్‌పుట్‌కి బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు OEతో కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు Ki సమానంగా ఉంటుంది, అయితే ఇది Uలో తక్కువగా ఉంటుంది.

ట్రాన్సిస్టర్‌లపై తయారు చేయబడిన క్యాస్‌కేడ్‌లను సరిపోల్చడానికి లేదా అధిక అవుట్‌పుట్ R (కండెన్సర్-రకం మైక్రోఫోన్ లేదా పికప్) ఉన్న ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ సోర్స్‌తో ఈ రకమైన స్విచ్చింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రయోజనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి: ఇన్‌పుట్ యొక్క పెద్ద విలువ మరియు చిన్న అవుట్‌పుట్ R.ప్రతికూలత తక్కువ U లాభం.

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ల యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు

BT యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు:

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

అప్లికేషన్లు

మానవ కార్యకలాపాల యొక్క అన్ని రంగాలలో బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ల ఉపయోగం విస్తృతంగా ఉంది. పరికరం యొక్క ప్రధాన అప్లికేషన్ యాంప్లిఫికేషన్, ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్స్ ఉత్పత్తి కోసం పరికరాలలో స్వీకరించబడింది మరియు స్విచ్డ్ ఎలిమెంట్‌గా కూడా ఉపయోగపడుతుంది. కంప్యూటర్ టెక్నాలజీలో U మరియు I విలువలను సర్దుబాటు చేసే సామర్థ్యంతో సాధారణ మరియు స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లైలలో, వివిధ పవర్ యాంప్లిఫైయర్లలో ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.

అదనంగా, ఓవర్‌లోడ్‌లు, U సర్జ్‌లు మరియు షార్ట్ సర్క్యూట్‌లకు వ్యతిరేకంగా వివిధ వినియోగదారుల రక్షణను నిర్మించడానికి అవి తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి. మైనింగ్ మరియు మెటలర్జికల్ పరిశ్రమలలో ఇవి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

ఇలాంటి కథనాలు: