पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स - BJT

एक द्विध्रुवीय जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) एक ट्रांजिस्टर है, जिसका संचालन दो अर्धचालक से किए गए संपर्क पर निर्भर करता है। यह एक स्विच, एम्पलीफायर या थरथरानवाला के रूप में कार्य कर सकता है। इसे द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के रूप में जाना जाता है क्योंकि इसके संचालन के लिए दो प्रकार के आवेश वाहकों (छिद्रों और इलेक्ट्रॉनों) की आवश्यकता होती है। छेद पी-प्रकार के अर्धचालक में प्रमुख आवेश वाहकों का गठन करते हैं जबकि इलेक्ट्रॉन एन-प्रकार अर्धचालक में मुख्य प्रभारी वाहक होते हैं।

एक BJT के प्रतीक

एक BJT की संरचना

BJT में दो पीएन जंक्शन हैं जो बैक टू बैक जुड़े हैं और एक सामान्य क्षेत्र B (आधार) को साझा कर रहे हैं। यह सुनिश्चित करता है कि संपर्क उन सभी क्षेत्रों में किए जाते हैं जो आधार, कलेक्टर और एमिटर हैं। एक पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचना नीचे दिखाई गई है।

ऊपर दिखाए गए BJT में बैक टू बैक से जुड़े दो डायोड शामिल हैं, जिसके परिणामस्वरूप अर्ध-तटस्थ कहे जाने वाले क्षेत्रों का ह्रास होता है। एमिटर, बेस और कलेक्टर के अर्ध-तटस्थ की चौड़ाई को डब्ल्यू _ई ', डब्ल्यू _बी ' और डब्ल्यू _सी 'के रूप में ऊपर दर्शाया गया है । इन्हें निम्नानुसार प्राप्त किया जाता है -

$ $ W_ {E} ^ {'} = W_ {E} -X_ {n, BE} $ $ $ $ W_ {B} ^ {'} = W_ {B} -X_ {p, BE} -X_ {p , BC} $ $ $ $ W_ {C} ^ {'} = W_ {C} -X_ {n, BC} 5%

एमिटर, बेस और कलेक्टर के लिए धाराओं के पारंपरिक संकेतों को क्रमशः I _E , I _B और I _C द्वारा दर्शाया गया है। इसलिए, जब एक सकारात्मक धारा कलेक्टर या आधार संपर्क से मिलती है, तो कलेक्टर और आधार वर्तमान सकारात्मक होते हैं। इसके अलावा, एमिटर करेंट पॉजिटिव होने पर एमिटर करेंट छोड़ता है। इस प्रकार,

$$ I_ {E} = I_ {बी} + I_ {c} $$

जब एक सकारात्मक वोल्टेज कलेक्टर और एमिटर के सापेक्ष आधार संपर्क पर लागू होता है, तो बेस-कलेक्टर वोल्टेज और साथ ही बेस-एमिटर वोल्टेज सकारात्मक होता है।

सादगी के लिए, वी _सीई को शून्य माना जाता है।

इलेक्ट्रॉनों का प्रसार उत्सर्जक से आधार तक होता है जबकि छिद्रों का प्रसार आधार से उत्सर्जक तक होता है। एक बार जब इलेक्ट्रॉन बेस-कलेक्टर खाली क्षेत्र में पहुंच जाते हैं, तो वे एक विद्युत क्षेत्र द्वारा क्षेत्र के माध्यम से बह जाते हैं। ये इलेक्ट्रॉन संग्राहक धारा का निर्माण करते हैं।

जब एक BJT को आगे सक्रिय मोड में पक्षपाती किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन प्रसार प्रसार ( I _{E, n} ), छेद प्रसार वर्तमान ( I _{E, p} ) और आधारभूत धारा को जोड़कर कुल उत्सर्जक धारा प्राप्त की जाती है ।

$$ I_ {E} = I_ {ई, n} + I_ {ई, पी} + I_ {r, घ} $$

कुल कलेक्टर वर्तमान इलेक्ट्रॉन प्रसार वर्तमान ( I _{E, n} ) द्वारा दिया जाता है , कम पुनर्संयोजन वर्तमान ( I _{r, B} )।

$$ I_ {c} = I_ {ई, n} -I_ {r, बी} $$

आधार वर्तमान I _B का योग छेद प्रसार धारा ( I _{E, p} ), आधार पुनर्संयोजन करंट ( I _{r, B} ) और घटता परत ( I _{r, d} ) के बेस-एमिटर पुनर्संयोजन करंट को जोड़कर प्राप्त किया जाता है ।

$$ I_ {बी} = I_ {ई, पी} + I_ {r, बी} + I_ {r, घ} $$

परिवहन कारक

यह कलेक्टर करंट और एमिटर करंट के अनुपात से दिया जाता है।

$ $ \ अल्फा = \ frac {I_ {C}} {I_ {E}} $ $

किरचॉफ के वर्तमान कानून को लागू करने पर, यह पाया जाता है कि बेस करंट को एमिटर करंट और कलेक्टर करंट के बीच के अंतर से दिया जाता है।

वर्तमान लाभ

यह कलेक्टर करंट के आधार बेस बेस करंट द्वारा दिया जाता है।

$ $ \ बीटा = \ frac {I_ {C}} {I_ {B}} = \ frac {\ अल्फा} {1- \ अल्फा} $ $

ऊपर बताया गया है कि BJT वर्तमान प्रवर्धन कैसे उत्पन्न कर सकता है। परिवहन कारक (α) एक से संपर्क करता है यदि कलेक्टर वर्तमान उत्सर्जक वर्तमान के लगभग बराबर है। इस प्रकार वर्तमान लाभ (current) एक से अधिक हो जाता है।

आगे के विश्लेषण के लिए, ट्रांसपोर्ट फैक्टर (α) को एमिटर दक्षता ( ) _E ) बेस ट्रांसपोर्ट फैक्टर (α _T ) और डिक्लेक्शन परत ( ) _r ) के पुनर्संयोजन कारक के उत्पाद के रूप में फिर से लिखा गया है । इसे इस प्रकार लिखा गया है -

$ $ \ अल्फा = \ गामा _ {ई} \ बार \ अल्फा _ {टी} \ गुना \ डेल्टा _ {r} $ $

निम्नलिखित चर्चा उत्सर्जक दक्षता, बेस ट्रांसपोर्ट कारक और रिक्तीकरण परत पुनर्संयोजन कारक का सारांश है।