ట్రాన్సిస్టర్ పరిచయం:
ఇంతకు ముందు, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం యొక్క క్లిష్టమైన మరియు ముఖ్యమైన భాగం వాక్యూమ్ ట్యూబ్, ఇది ఎలక్ట్రాన్ ట్యూబ్ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించండి . వాక్యూమ్ గొట్టాలు పనిచేశాయి కాని అవి స్థూలంగా ఉన్నాయి, అధిక ఆపరేటింగ్ వోల్టేజీలు అవసరం, అధిక విద్యుత్ వినియోగం, దిగుబడి తక్కువ సామర్థ్యం మరియు కాథోడ్ ఎలక్ట్రాన్-ఉద్గార పదార్థాలు ఆపరేషన్‌లో ఉపయోగించబడతాయి. కాబట్టి, అది ట్యూబ్ యొక్క జీవితాన్ని తగ్గించే వేడి వలె ముగిసింది. ఈ సమస్యలను అధిగమించడానికి, జాన్ బార్డిన్, వాల్టర్ బ్రాటెన్ మరియు విలియం షాక్లీలను 1947 సంవత్సరంలో బెల్ ల్యాబ్స్‌లో ట్రాన్సిస్టర్‌ను కనుగొన్నారు. ఈ కొత్త పరికరం వాక్యూమ్ ట్యూబ్‌ల యొక్క అనేక ప్రాథమిక పరిమితులను అధిగమించడానికి మరింత సొగసైన పరిష్కారం.
ట్రాన్సిస్టర్ ఒక సెమీకండక్టర్ పరికరం, ఇది ప్రవర్తన మరియు ఇన్సులేట్ చేయగలదు. ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్ మరియు యాంప్లిఫైయర్‌గా పనిచేస్తుంది. ఇది ఆడియో తరంగాలను ఎలక్ట్రానిక్ తరంగాలు మరియు రెసిస్టర్లుగా మారుస్తుంది, ఎలక్ట్రానిక్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది. ట్రాన్సిస్టర్లు చాలా ఎక్కువ జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి, పరిమాణంలో చిన్నవి, ఎక్కువ భద్రత కోసం తక్కువ వోల్టేజ్ సరఫరాపై పనిచేయగలవు మరియు ఫిలమెంట్ కరెంట్ అవసరం లేదు. మొదటి ట్రాన్సిస్టర్ జెర్మేనియంతో తయారు చేయబడింది. ఒక ట్రాన్సిస్టర్ వాక్యూమ్ ట్యూబ్ ట్రైయోడ్ వలె అదే పనితీరును నిర్వహిస్తుంది, కాని వాక్యూమ్ చాంబర్‌లో వేడిచేసిన ఎలక్ట్రోడ్లకు బదులుగా సెమీకండక్టర్ జంక్షన్లను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్ మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ వ్యవస్థలలో ప్రతిచోటా కనుగొనబడింది.
ట్రాన్సిస్టర్ బేసిక్స్:
ట్రాన్సిస్టర్ మూడు-టెర్మినల్ పరికరం. అవి,
- బేస్: ట్రాన్సిస్టర్‌ను సక్రియం చేయడానికి ఇది బాధ్యత.
- కలెక్టర్: ఇది పాజిటివ్ లీడ్.
- ఉద్గారిణి: ఇది నెగటివ్ లీడ్.
ట్రాన్సిస్టర్ వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక ఆలోచన ఏమిటంటే, రెండవ ఛానెల్ ద్వారా ప్రవహించే చాలా చిన్న ప్రవాహం యొక్క తీవ్రతను మార్చడం ద్వారా ఒక ఛానెల్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడానికి ఇది మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
ట్రాన్సిస్టర్‌ల రకాలు:
రెండు రకాల ట్రాన్సిస్టర్లు ఉన్నాయి, అవి బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్లు (బిజెటి), ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు (ఎఫ్‌ఇటి). బేస్ మరియు ఉద్గారిణి మధ్య ఒక చిన్న ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది బేస్ టెర్మినల్ కలెక్టర్ మరియు ఉద్గారిణి టెర్మినల్స్ మధ్య పెద్ద ప్రవాహాన్ని నియంత్రించగలదు. ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ కోసం, దీనికి మూడు టెర్మినల్స్ కూడా ఉన్నాయి, అవి గేట్, సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్, మరియు గేట్ వద్ద వోల్టేజ్ మూలం మరియు కాలువ మధ్య ప్రవాహాన్ని నియంత్రించగలదు. BJT మరియు FET యొక్క సాధారణ రేఖాచిత్రాలు క్రింది చిత్రంలో చూపించబడ్డాయి:
బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ (బిజెటి)
ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు (FET)
మీరు గమనిస్తే, ట్రాన్సిస్టర్లు వివిధ పరిమాణాలు మరియు ఆకారాలలో వస్తాయి. ఈ ట్రాన్సిస్టర్‌లన్నింటికీ ఉమ్మడిగా ఉన్న ఒక విషయం ఏమిటంటే, వాటిలో ప్రతి మూడు లీడ్‌లు ఉంటాయి.
- బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్:
బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ (బిజెటి) లో మూడు డోప్డ్ సెమీకండక్టర్ ప్రాంతాలకు అనుసంధానించబడిన మూడు టెర్మినల్స్ ఉన్నాయి. ఇది P-N-P మరియు N-P-N అనే రెండు రకాలుగా వస్తుంది.
పి-ఎన్-పి ట్రాన్సిస్టర్, పి-డోప్డ్ పదార్థం యొక్క రెండు పొరల మధ్య ఎన్-డోప్డ్ సెమీకండక్టర్ పొరను కలిగి ఉంటుంది. కలెక్టర్‌లోకి ప్రవేశించే బేస్ కరెంట్ దాని అవుట్పుట్ వద్ద విస్తరించబడుతుంది.
ఉద్గారిణికి సంబంధించి దాని బేస్ తక్కువగా లాగినప్పుడు PNP ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్‌లో ఉన్నప్పుడు. పరికరం ఫార్వార్డింగ్ యాక్టివ్ మోడ్‌లో ఉన్నప్పుడు PNP ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క బాణాలు ప్రస్తుత ప్రవాహ దిశను సూచిస్తాయి.
N- పి-ఎన్ ట్రాన్సిస్టర్ N- డోప్డ్ పదార్థం యొక్క రెండు పొరల మధ్య P- డోప్డ్ సెమీకండక్టర్ పొరను కలిగి ఉంటుంది. ప్రస్తుత బేస్ను విస్తరించడం ద్వారా మనకు అధిక కలెక్టర్ మరియు ఉద్గారిణి కరెంట్ లభిస్తుంది.
ఉద్గారిణికి సంబంధించి దాని బేస్ తక్కువగా లాగినప్పుడు NPN ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్‌లో ఉన్నప్పుడు. ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, ప్రస్తుత ప్రవాహం ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్ మరియు ఉద్గారిణి మధ్య ఉంటుంది. పి-రకం ప్రాంతంలో మైనారిటీ క్యారియర్‌ల ఆధారంగా ఎలక్ట్రాన్లు ఉద్గారిణి నుండి కలెక్టర్‌కు కదులుతాయి. ఈ కారణంగా ఎక్కువ కరెంట్ మరియు వేగవంతమైన ఆపరేషన్‌ను ఇది అనుమతిస్తుంది, ఈ రోజు ఉపయోగించే చాలా బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఎన్‌పిఎన్.
- ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ (FET):
ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ ఒక యూనిపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్, ఎన్-ఛానల్ FET లేదా P- ఛానల్ FET ప్రసరణ కోసం ఉపయోగిస్తారు. FET యొక్క మూడు టెర్మినల్స్ మూలం, గేట్ మరియు కాలువ. ప్రాథమిక n- ఛానెల్ మరియు p- ఛానల్ FET లు పైన చూపించబడ్డాయి. N- ఛానల్ FET కోసం, పరికరం n- రకం పదార్థం నుండి నిర్మించబడింది. మూలం మరియు కాలువ మధ్య, అప్పుడు-రకం పదార్థం నిరోధకంగా పనిచేస్తుంది.
ఈ ట్రాన్సిస్టర్ రంధ్రాలు లేదా ఎలక్ట్రాన్లకు సంబంధించిన సానుకూల మరియు ప్రతికూల క్యారియర్‌లను నియంత్రిస్తుంది. సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఛార్జ్ క్యారియర్‌లను తరలించడం ద్వారా FET ఛానెల్ ఏర్పడుతుంది. సిలికాన్‌తో తయారు చేసిన FET ఛానెల్.
FET లు, MOSFET, JFET మొదలైన వాటిలో చాలా రకాలు ఉన్నాయి. FET యొక్క అనువర్తనాలు తక్కువ శబ్దం యాంప్లిఫైయర్, బఫర్ యాంప్లిఫైయర్ మరియు అనలాగ్ స్విచ్‌లో ఉన్నాయి.
బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ బయాసింగ్
ట్రాన్సిస్టర్లు దాదాపు అన్ని సర్క్యూట్‌లకు అవసరమైన సెమీకండక్టర్ యాక్టివ్ పరికరాలు. వాటిని ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌లు, యాంప్లిఫైయర్లు మొదలైనవి సర్క్యూట్లలో ఉపయోగిస్తారు. ట్రాన్సిస్టర్లు ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో వేర్వేరు విధులను కలిగి ఉన్న NPN, PNP, FET, JFET మొదలైనవి కావచ్చు. సర్క్యూట్ యొక్క సరైన పని కోసం, రెసిస్టర్ నెట్‌వర్క్‌లను ఉపయోగించి ట్రాన్సిస్టర్‌ను పక్షపాతం చేయడం అవసరం. ఆపరేటర్ పాయింట్ అనేది కలెక్టర్-ఎమిటర్ వోల్టేజ్ మరియు ఇన్పుట్ సిగ్నల్ లేని కలెక్టర్ కరెంట్ చూపించే అవుట్పుట్ లక్షణాలపై పాయింట్. ఆపరేటింగ్ పాయింట్‌ను బయాస్ పాయింట్ లేదా క్యూ-పాయింట్ (క్విసెంట్ పాయింట్) అని కూడా అంటారు.
ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క సరైన ఆపరేటింగ్ లక్షణాలను అందించడానికి రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు లేదా సరఫరా వోల్టేజ్ మొదలైన వాటిని అందించడానికి బయాసింగ్ సూచించబడుతుంది. ఒక నిర్దిష్ట కలెక్టర్ వోల్టేజ్ వద్ద DC కలెక్టర్ కరెంట్ పొందటానికి DC బయాసింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క విలువ Q- పాయింట్ పరంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ట్రాన్సిస్టర్ యాంప్లిఫైయర్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, ఐసి (మాక్స్) అనేది ట్రాన్సిస్టర్ ద్వారా ప్రవహించే గరిష్ట ప్రవాహం మరియు పరికరం అంతటా వర్తించే గరిష్ట వోల్టేజ్ VCE (గరిష్టంగా). ట్రాన్సిస్టర్‌ను యాంప్లిఫైయర్‌గా పనిచేయడానికి, లోడ్ రెసిస్టర్ RC తప్పనిసరిగా కలెక్టర్‌కు అనుసంధానించబడి ఉండాలి. బయాసింగ్ DC ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ను సరైన స్థాయికి సెట్ చేస్తుంది, తద్వారా AC ఇన్పుట్ సిగ్నల్ ట్రాన్సిస్టర్ ద్వారా సరిగ్గా విస్తరించబడుతుంది. సరైన పక్షపాత స్థానం ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క పూర్తిగా ఆన్ లేదా పూర్తిగా ఆఫ్ స్టేట్స్ మధ్య ఎక్కడో ఉంటుంది. ఈ కేంద్ర బిందువు Q- పాయింట్ మరియు ట్రాన్సిస్టర్ సరిగ్గా పక్షపాతంతో ఉంటే, Q- పాయింట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కేంద్ర ఆపరేటింగ్ పాయింట్ అవుతుంది. ఇన్పుట్ సిగ్నల్ పూర్తి చక్రం ద్వారా ings పుతున్నప్పుడు అవుట్పుట్ కరెంట్ పెరుగుతుంది మరియు తగ్గుతుంది.
ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క సరైన Q- పాయింట్‌ను సెట్ చేయడానికి, కలెక్టర్ రెసిస్టర్‌ను కలెక్టర్ కరెంట్‌ను దాని స్థావరంలో ఎటువంటి సిగ్నల్ లేకుండా స్థిరమైన మరియు స్థిరమైన విలువకు సెట్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ స్థిరమైన DC ఆపరేటింగ్ పాయింట్ సరఫరా వోల్టేజ్ విలువ మరియు బేస్ బయాసింగ్ రెసిస్టర్ విలువ ద్వారా సెట్ చేయబడింది. కామన్ బేస్, కామన్ కలెక్టర్ మరియు కామన్ ఎమిటర్ కాన్ఫిగరేషన్ వంటి మూడు ట్రాన్సిస్టర్ కాన్ఫిగరేషన్లలో బేస్ బయాస్ రెసిస్టర్లు ఉపయోగించబడతాయి.
పక్షపాత రీతులు:
ట్రాన్సిస్టర్ బేస్ బయాసింగ్ యొక్క విభిన్న రీతులు క్రిందివి:
1. ప్రస్తుత పక్షపాతం:
Fig.1 లో చూపినట్లుగా, బేస్ బయాస్ సెట్ చేయడానికి రెండు రెసిస్టర్లు RC మరియు RB ఉపయోగించబడతాయి. ఈ రెసిస్టర్లు స్థిరమైన ప్రస్తుత పక్షపాతంతో ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ప్రారంభ ఆపరేటింగ్ ప్రాంతాన్ని ఏర్పాటు చేస్తాయి.
RB ద్వారా పాజిటివ్ బేస్ బయాస్ వోల్టేజ్‌తో ట్రాన్సిస్టర్ ఫార్వర్డ్ బయాస్. ఫార్వర్డ్ బేస్-ఎమిటర్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ 0.7 వోల్ట్లు. అందువల్ల RB ద్వారా కరెంట్ I.బి= (విDC- విBE) / నేనుబి
2. అభిప్రాయ పక్షపాతం:
ఫీడ్‌బ్యాక్ రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా ట్రాన్సిస్టర్ బయాసింగ్‌ను Fig.2 చూపిస్తుంది. కలెక్టర్ వోల్టేజ్ నుండి బేస్ బయాస్ పొందబడుతుంది. కలెక్టర్ అభిప్రాయం ట్రాన్సిస్టర్ ఎల్లప్పుడూ క్రియాశీల ప్రాంతంలో పక్షపాతంతో ఉందని నిర్ధారిస్తుంది. కలెక్టర్ కరెంట్ పెరిగినప్పుడు, కలెక్టర్ వద్ద వోల్టేజ్ పడిపోతుంది. ఇది బేస్ డ్రైవ్‌ను తగ్గిస్తుంది, ఇది కలెక్టర్ కరెంట్‌ను తగ్గిస్తుంది. ఈ ఫీడ్‌బ్యాక్ కాన్ఫిగరేషన్ ట్రాన్సిస్టర్ యాంప్లిఫైయర్ డిజైన్లకు అనువైనది.
3. డబుల్ ఫీడ్‌బ్యాక్ బయాసింగ్:
Fig.3 డబుల్ ఫీడ్‌బ్యాక్ రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించి బయాసింగ్ ఎలా సాధించబడుతుందో చూపిస్తుంది.
రెండు రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా RB1 మరియు RB2 బేస్ బయాస్ రెసిస్టర్‌ల ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని పెంచడం ద్వారా బీటాలోని వైవిధ్యాలకు సంబంధించిన స్థిరత్వాన్ని పెంచుతాయి. ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, RB1 లోని కరెంట్ కలెక్టర్ కరెంట్‌లో 10% కి సమానం.
4. వోల్టేజ్ డివైడింగ్ బయాసింగ్:
వోల్టేజ్ డివైడర్ బయాసింగ్‌ను Fig.4 చూపిస్తుంది, దీనిలో రెండు రెసిస్టర్లు RB1 మరియు RB2 ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క స్థావరానికి అనుసంధానించబడి వోల్టేజ్ డివైడర్ నెట్‌వర్క్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. ట్రాన్సిస్టర్ RB2 అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ ద్వారా పక్షపాతాన్ని పొందుతుంది. ఈ రకమైన బయాసింగ్ కాన్ఫిగరేషన్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
5. డబుల్ బేస్ బయాసింగ్:
Fig.5 స్థిరీకరణ కోసం డబుల్ ఫీడ్‌బ్యాక్ చూపిస్తుంది. కలెక్టర్ కరెంట్‌ను నియంత్రించడం ద్వారా స్థిరీకరణను మెరుగుపరచడానికి ఇది ఉద్గారిణి మరియు కలెక్టర్ బేస్ ఫీడ్‌బ్యాక్ రెండింటినీ ఉపయోగిస్తుంది. ఎమిటర్ రెసిస్టర్‌లో సరఫరా వోల్టేజ్‌లో 10% మరియు RB1 ద్వారా కరెంట్, కలెక్టర్ కరెంట్‌లో 10% అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను సెట్ చేయడానికి రెసిస్టర్ విలువలను ఎంచుకోవాలి.
ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ప్రయోజనాలు:
- చిన్న యాంత్రిక సున్నితత్వం.
- తక్కువ ఖర్చు మరియు పరిమాణంలో చిన్నది, ముఖ్యంగా చిన్న-సిగ్నల్ సర్క్యూట్లలో.
- ఎక్కువ భద్రత, తక్కువ ఖర్చులు మరియు కఠినమైన అనుమతుల కోసం తక్కువ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజీలు.
- చాలా దీర్ఘ జీవితం.
- కాథోడ్ హీటర్ ద్వారా విద్యుత్ వినియోగం లేదు.
- వేగంగా మారడం.
ఇది కాంప్లిమెంటరీ-సిమెట్రీ సర్క్యూట్ల రూపకల్పనకు మద్దతు ఇవ్వగలదు, ఇది వాక్యూమ్ ట్యూబ్‌లతో సాధ్యం కాదు. ఈ అంశంపై మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే లేదా ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ప్రాజెక్టులు క్రింద వ్యాఖ్యలను ఇవ్వండి.
