బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ (బిజెటి) - నిర్మాణం మరియు కార్యాచరణ వివరాలు

బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ లేదా బిజెటి అనేది 3 టెర్మినల్ సెమీకండక్టర్ పరికరం, ఇది చిన్న సిగ్నల్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్లను మరియు ప్రవాహాలను గణనీయంగా పెద్ద అవుట్పుట్ సిగ్నల్ వోల్టేజ్లు మరియు ప్రవాహాలకు విస్తరించగలదు లేదా మార్చగలదు.

బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ BJT లు ఎలా అభివృద్ధి చెందాయి

1904-1947 సమయంలో, వాక్యూమ్ ట్యూబ్ నిస్సందేహంగా గొప్ప ఉత్సుకత మరియు పెరుగుదల యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం. 1904 లో, వాక్యూమ్-ట్యూబ్ డయోడ్‌ను J. A. ఫ్లెమింగ్ ప్రారంభించారు. వెంటనే, 1906 లో, లీ డి ఫారెస్ట్ ఈ పరికరాన్ని మూడవ లక్షణంతో కంట్రోల్ గ్రిడ్ అని పిలుస్తారు, ఇది మొదటి యాంప్లిఫైయర్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు దీనికి ట్రైయోడ్ అని పేరు పెట్టారు.

తరువాతి దశాబ్దాలలో, రేడియో మరియు టెలివిజన్ ట్యూబ్ వ్యాపారానికి భారీ ప్రేరణనిచ్చాయి. తయారీ 1922 లో 1 మిలియన్ గొట్టాల నుండి 1937 లో 100 మిలియన్లకు పెరిగింది. 1930 ల ప్రారంభంలో 4 ఎలిమెంట్ టెట్రోడ్ మరియు 5 ఎలిమెంట్ పెంటోడ్ ఎలక్ట్రాన్-ట్యూబ్ వ్యాపారంలో ప్రజాదరణ పొందాయి.

తరువాతి సంవత్సరాల్లో, ఉత్పాదక రంగం చాలా ముఖ్యమైన రంగాలలో ఒకటిగా అభివృద్ధి చెందింది మరియు ఈ నమూనాల కోసం, ఉత్పత్తి పద్ధతుల్లో, అధిక-శక్తి మరియు అధిక-పౌన frequency పున్య అనువర్తనాలలో మరియు సూక్ష్మీకరణ దిశలో వేగవంతమైన మెరుగుదలలు సృష్టించబడ్డాయి.

అయితే, డిసెంబర్ 23, 1947 న, ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమ ఖచ్చితంగా సరికొత్త 'ఆసక్తి దిశ' మరియు అభివృద్ధికి సాక్ష్యమిచ్చింది. బెల్ టెలిఫోన్ లాబొరేటరీస్‌లో మొట్టమొదటి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క విస్తరణ పనితీరును వాల్టర్ హెచ్. బ్రాటెన్ మరియు జాన్ బార్డిన్ ప్రదర్శించారు మరియు నిరూపించారు.

మొట్టమొదటి ట్రాన్సిస్టర్ (ఇది పాయింట్-కాంటాక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ రూపంలో ఉంది) అంజీర్ 3.1 లో ప్రదర్శించబడింది.

చిత్ర సౌజన్యం: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Replica-of-first-transistor.jpg

ట్యూబ్‌కు విరుద్ధంగా ఈ 3 పిన్ సాలిడ్-స్టేట్ యూనిట్ యొక్క సానుకూల అంశాలు తక్షణమే గుర్తించదగినవి: ఇది చాలా చిన్నదిగా మారింది, 'హీటర్' లేదా తాపన నష్టాలు లేకుండా పనిచేయగలదు, విడదీయరానిది మరియు బలంగా ఉంది, పరంగా మరింత సమర్థవంతంగా ఉంది విద్యుత్ వినియోగం, నిల్వ చేయవచ్చు మరియు సులభంగా యాక్సెస్ చేయవచ్చు, ప్రారంభ వార్మింగ్ ప్రారంభం అవసరం లేదు మరియు ఇది చాలా తక్కువ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్‌ల వద్ద పనిచేసింది.

ట్రాన్సిస్టర్ నిర్మాణం

ట్రాన్సిస్టర్ అనేది ప్రాథమికంగా 3 పొరల సెమీకండక్టర్ పదార్థంతో నిర్మించిన పరికరం, దీనిలో 2 n- రకం మరియు ఒకే p- రకం పొర పదార్థం ఉపయోగించబడుతుంది లేదా 2 p- రకం మరియు ఒకే n- రకం పొర పదార్థం ఉపయోగించబడుతుంది. మొదటి రకాన్ని ఎన్‌పిఎన్ ట్రాన్సిస్టర్ అని పిలుస్తారు, రెండవ వేరియంట్‌కు పిఎన్‌పి రకం ట్రాన్సిస్టర్ అని పేరు పెట్టారు.

ఈ రెండు రకాలను తగిన DC బయాసింగ్‌తో ఫిగర్ 3.2 లో చూడవచ్చు.

ఎలా చేయాలో మేము ఇప్పటికే నేర్చుకున్నాము బిజెటిల డిసి బయాసింగ్ అవసరమైన కార్యాచరణ ప్రాంతాన్ని స్థాపించడానికి మరియు AC విస్తరణకు అవసరం. దీని కోసం ఉద్గారిణి వైపు పొర బేస్ సైడ్‌తో పోలిస్తే మరింత గణనీయంగా డోప్ చేయబడుతుంది, ఇది తక్కువ గణనీయంగా డోప్ చేయబడుతుంది.

P- లేదా n- రకం శాండ్‌విచ్ పదార్థాలతో పోలిస్తే బయటి పొరలు మందంతో ఎక్కువ పొరలతో సృష్టించబడతాయి. పై అంజీర్ 3.2 లో, ఈ రకానికి సెంట్రల్ లేయర్‌తో పోల్చితే మొత్తం వెడల్పు నిష్పత్తి 0.150 / 0.001: 150: 1 అని మనం కనుగొనవచ్చు. శాండ్‌విచ్డ్ పొరపై అమలు చేయబడిన డోపింగ్ బయటి పొరల కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది సాధారణంగా 10: 1 లేదా అంతకన్నా తక్కువగా ఉంటుంది.

ఈ రకమైన తగ్గిన డోపింగ్ స్థాయి పదార్థం యొక్క ప్రసరణ సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు పరిమాణాన్ని పరిమితం చేయడం ద్వారా నిరోధక స్వభావాన్ని పెంచుతుంది ఉచిత కదిలే ఎలక్ట్రాన్లు లేదా 'ఉచిత' క్యారియర్లు.

బయాసింగ్ రేఖాచిత్రంలో, పరికరం యొక్క టెర్మినల్స్ ఉద్గారిణి కోసం E, కలెక్టర్ కోసం C మరియు బేస్ కోసం B అనే పెద్ద అక్షరాలను ఉపయోగించి చూపించబడతాయని కూడా చూడవచ్చు, మా భవిష్యత్ చర్చలో ఈ టెర్మినల్స్కు ఈ ప్రాముఖ్యత ఎందుకు ఇవ్వబడుతుందో వివరిస్తాను.

అలాగే, బిజెటి అనే పదాన్ని బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను సంక్షిప్తీకరించడానికి ఉపయోగిస్తారు మరియు ఈ 3 టెర్మినల్ పరికరాలకు నియమించబడింది. 'బైపోలార్' అనే పదం డోపింగ్ ప్రక్రియలో పాల్గొన్న రంధ్రాలు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క ance చిత్యాన్ని వ్యతిరేక ధ్రువణ పదార్ధానికి సంబంధించి సూచిస్తుంది.

ట్రాన్సిస్టర్ ఆపరేషన్

అంజీర్ 3.2 యొక్క పిఎన్పి వెర్షన్ సహాయంతో బిజెటి యొక్క ప్రాథమిక పనిని ఇప్పుడు అర్థం చేసుకుందాం. ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల భాగస్వామ్యం కేవలం పరస్పరం మార్చుకుంటే NPN కౌంటర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ సూత్రం సరిగ్గా సమానంగా ఉంటుంది.

మూర్తి 3.3 లో చూడగలిగినట్లుగా, PNP ట్రాన్సిస్టర్ పున red రూపకల్పన చేయబడింది, ఇది కలెక్టర్ బయాసింగ్‌కు ఆధారాన్ని తొలగిస్తుంది. ప్రేరేపిత పక్షపాతం కారణంగా క్షీణత ప్రాంతం వెడల్పులో ఎలా ఇరుకైనదిగా కనిపిస్తుందో మనం visual హించవచ్చు, ఇది భారీ ప్రవాహానికి కారణమవుతుంది మెజారిటీ క్యారియర్లు p- అంతటా n- రకం పదార్థాలకు.

అంజీర్ 3.4 లో చూపిన విధంగా పిఎన్పి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క బేస్-టు-ఎమిటర్ బయాస్ తొలగించబడితే, మెజారిటీ క్యారియర్‌ల ప్రవాహం సున్నా అవుతుంది, ఇది మైనారిటీ క్యారియర్‌ల ప్రవాహాన్ని మాత్రమే అనుమతిస్తుంది.

క్లుప్తంగా మనం పక్షపాత పరిస్థితిలో అర్థం చేసుకోవచ్చు BJT యొక్క ఒక p-n జంక్షన్ రివర్స్ బయాస్డ్ అవుతుంది, మరొక జంక్షన్ ఫార్వర్డ్ బయాస్డ్.

అంజీర్ 3.5 లో, పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్‌కు రెండు బయాసింగ్ వోల్టేజ్‌లు వర్తించడాన్ని మనం చూడవచ్చు, ఇది సూచించిన మెజారిటీ- మరియు మైనారిటీ-క్యారియర్ ప్రవాహానికి కారణమవుతుంది. ఇక్కడ, క్షీణత ప్రాంతాల యొక్క వెడల్పుల నుండి, ఏ జంక్షన్ ఫార్వర్డ్-బయాస్డ్ కండిషన్‌తో పనిచేస్తుందో మరియు రివర్స్-బయాస్డ్‌లో ఉందో స్పష్టంగా చూడవచ్చు.

చిత్రంలో చూపినట్లుగా, మెజారిటీ క్యారియర్‌ల యొక్క గణనీయమైన పరిమాణం ఫార్వర్డ్-బయాస్డ్ p-n జంక్షన్ అంతటా n- రకం పదార్థంలోకి వ్యాపించి ఉంటుంది. ఇది మన మనస్సులలో ఒక ప్రశ్నను లేవనెత్తుతుంది, ఈ క్యారియర్లు బేస్ కరెంట్ ఐబిని ప్రోత్సహించడానికి ఏదైనా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయా లేదా పి-టైప్ మెటీరియల్‌లోకి నేరుగా ప్రవహించగలదా?

శాండ్‌విచ్డ్ ఎన్-టైప్ కంటెంట్ చాలా సన్నగా ఉందని మరియు తక్కువ వాహకతను కలిగి ఉందని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఈ క్యారియర్‌లలో అనూహ్యంగా కొన్ని బేస్ టెర్మినల్ అంతటా అధిక ప్రతిఘటన యొక్క ఈ ప్రత్యేక మార్గాన్ని తీసుకోబోతున్నాయి.

బేస్ కరెంట్ యొక్క స్థాయి సాధారణంగా ఉద్గారిణి మరియు కలెక్టర్ ప్రవాహాల కోసం మిల్లియంపియర్స్ కంటే మైక్రోఅంపేర్స్ చుట్టూ ఉంటుంది.

ఈ మెజారిటీ క్యారియర్‌ల యొక్క పెద్ద పరిధి రివర్స్-బయాస్డ్ జంక్షన్ వెంట కలెక్టర్ టెర్మినల్‌కు అనుసంధానించబడిన p రకం పదార్థంలోకి అంజీర్ 3.5 లో చూపిన విధంగా వ్యాపించబోతోంది.

రివర్స్-బయాస్డ్ జంక్షన్ మీదుగా మెజారిటీ క్యారియర్‌లను అనుమతించే ఈ సాపేక్ష సౌలభ్యం వెనుక అసలు కారణం రివర్స్ బయాస్డ్ డయోడ్ యొక్క ఉదాహరణ ద్వారా త్వరగా గ్రహించబడుతుంది, ఇక్కడ ప్రేరేపిత మెజారిటీ క్యారియర్లు n- రకం పదార్థంలో మైనారిటీ క్యారియర్‌లుగా మారతాయి.

భిన్నంగా చెప్పాలంటే, n- రకం బేస్ రీజియన్ మెటీరియల్‌లో మైనారిటీ క్యారియర్‌ల పరిచయాన్ని మేము కనుగొన్నాము. ఈ జ్ఞానంతో మరియు డయోడ్ల కోసం క్షీణత ప్రాంతంలోని అన్ని మైనారిటీ క్యారియర్లు రివర్స్-బయాస్డ్ జంక్షన్ మీదుగా వస్తాయి, అంజీర్ 3.5 లో సూచించిన విధంగా ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహానికి దారితీస్తుంది.

Fig.3.5 లోని ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఒకే నోడ్ అని uming హిస్తే, కింది సమీకరణాన్ని పొందడానికి మేము కిర్చాఫ్ యొక్క ప్రస్తుత చట్టాన్ని వర్తింపజేయవచ్చు:

ఉద్గారిణి కరెంట్ బేస్ మరియు కలెక్టర్ కరెంట్ మొత్తానికి సమానమని ఇది చూపిస్తుంది.

ఏదేమైనా, కలెక్టర్ కరెంట్ రెండు అంశాలతో రూపొందించబడింది, అవి మెజారిటీ మరియు మైనారిటీ క్యారియర్లు Fig.3.5 లో నిరూపించబడ్డాయి.

ఇక్కడ మైనారిటీ-కరెంట్ క్యారియర్ ఎలిమెంట్ లీకేజ్ కరెంట్‌ను కలిగి ఉంది మరియు దీనిని ICO (ప్రస్తుత ఐసి ఓపెన్ ఎమిటర్ టెర్మినల్ కలిగి ఉంది) గా సూచిస్తుంది.

పర్యవసానంగా, కింది సమీకరణం 3.2 లో ఇచ్చిన విధంగా నెట్ కలెక్టర్ కరెంట్ స్థాపించబడింది:

కలెక్టర్ కరెంట్ IC అన్ని సాధారణ ప్రయోజన ట్రాన్సిస్టర్‌ల కోసం mA లో కొలుస్తారు, అయితే ICO uA లేదా nA లో లెక్కించబడుతుంది.

ICO రివర్స్ బయాస్డ్ డయోడ్ లాగా ప్రవర్తిస్తుంది మరియు అందువల్ల ఉష్ణోగ్రత మార్పులకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది, అందువల్ల పరీక్షించేటప్పుడు తగిన జాగ్రత్తలు తీసుకోవాలి, ప్రత్యేకించి సర్క్యూట్లలో విస్తృతంగా మారుతున్న ఉష్ణోగ్రత పరిధి దృశ్యాలలో పని చేయడానికి రూపొందించబడింది, లేకపోతే ఫలితం భారీగా ఉంటుంది ఉష్ణోగ్రత కారకం కారణంగా ప్రభావితమైంది.

ఆధునిక ట్రాన్సిస్టర్‌ల నిర్మాణ లేఅవుట్‌లో అనేక అధునాతన మెరుగుదలల కారణంగా, ICO గణనీయంగా తగ్గింది మరియు నేటి అన్ని BJT లను పూర్తిగా విస్మరించవచ్చు.

తరువాతి అధ్యాయంలో BJT లను సాధారణ బేస్ మోడ్‌లో ఎలా కాన్ఫిగర్ చేయాలో నేర్చుకుంటాము.

ప్రస్తావనలు: https://en.wikipedia.org/wiki/John_Bardeen