द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर यह एक अर्धचालक उपकरण है जिसमें दो परस्पर क्रियाएँ होती हैं आर-एन-संक्रमण और तीन टर्मिनलों के साथ (चित्र 1.15)। डोप किए गए क्षेत्रों के प्रत्यावर्तन के आधार पर, ट्रांजिस्टर को प्रतिष्ठित किया जाता है एन-पी-एन-प्रकार (चित्र 1.15, ए) और आर-एन आर-प्रकार (चित्र 1.15, बी).

चित्र में. 1.15, वी, जीट्रांजिस्टर के प्रतीक दिये गये हैं पी-पी-पी-और आर-एन-आर-प्रकार, क्रमशः। ट्रांजिस्टर टर्मिनल निर्दिष्ट हैं: इ– उत्सर्जक, बी- आधार, को- एकत्र करनेवाला।

उत्सर्जक और संग्राहक क्षेत्र इस मायने में भिन्न हैं कि उत्सर्जक क्षेत्र में अशुद्धियों की सांद्रता संग्राहक क्षेत्र की तुलना में बहुत अधिक है। उत्सर्जक और आधार के बीच होने वाले संक्रमण को कहा जाता है उत्सर्जक जंक्शन , और संग्राहक और आधार के बीच होने वाला संक्रमण है एकत्र करनेवाला .

चित्र में. चित्र 1.16 एक ट्रांजिस्टर को जुड़े स्थिर वोल्टेज स्रोतों और एक कलेक्टर अवरोधक से जोड़ने के लिए एक सर्किट आरेख दिखाता है। इस सर्किट में ट्रांजिस्टर का बेस टर्मिनल हाउसिंग से जुड़ा होता है। इसलिए इस योजना को कहा जाता है एक ट्रांजिस्टर को एक सामान्य आधार (सीबी) से जोड़ने के लिए सर्किट।

अंतर करना द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के चार ऑपरेटिंग मोड :

1) सक्रिय मोड - उत्सर्जक जंक्शन खुला है और कलेक्टर जंक्शन बंद है (चित्र 1.16);

2) कट-ऑफ मोड - दोनों आर-एन- जंक्शन बंद हैं, और ट्रांजिस्टर के माध्यम से कोई महत्वपूर्ण धारा नहीं है।

इस मोड को प्राप्त करने के लिए, सर्किट में स्रोत की ध्रुवता को बदलना आवश्यक है (चित्र 1.16 देखें) ई ईइसके विपरीत;

1) संतृप्ति मोड - दो आर-एन-ट्रांजिस्टर जंक्शन खुले होते हैं और उनके माध्यम से सीधी धाराएँ प्रवाहित होती हैं। इस मोड को प्राप्त करने के लिए, सर्किट में स्रोत की ध्रुवता को बदलना आवश्यक है (चित्र 1.16 देखें) ई केइसके विपरीत;

2) उलटा मोड - कलेक्टर जंक्शन खुला है और उत्सर्जक जंक्शन बंद है। इस मोड को प्राप्त करने के लिए, सर्किट में स्रोत ध्रुवता को विपरीत ध्रुवता में बदलना आवश्यक है (चित्र 1.16 देखें) ई केऔर ई ई.

ऑपरेशन के सक्रिय मोड का उपयोग मुख्य रूप से संकेतों को बढ़ाने और परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। सक्रिय मोड में द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का संचालन प्रसार की घटना के साथ-साथ विद्युत क्षेत्र में चार्ज वाहक बहाव के प्रभाव पर आधारित है।

सक्रिय मोड में ट्रांजिस्टर संचालन

आइए पीएनपी-प्रकार ट्रांजिस्टर (चित्र 1.16) के उदाहरण का उपयोग करके सक्रिय मोड में ट्रांजिस्टर के संचालन पर विचार करें। इस मोड में, ट्रांजिस्टर का एमिटर जंक्शन खुला रहता है। प्रारंभिक वोल्टेज है ई ई= 0.4…0.7 वी.

खुले उत्सर्जक जंक्शन से विद्युत धारा प्रवाहित होती है अर्थात (अर्थात= कम-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए 0.1…10 mA)। एक नियम के रूप में, ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक क्षेत्र में स्वीकर्ता अशुद्धियों की सांद्रता आधार क्षेत्र में दाता अशुद्धियों की सांद्रता से कई गुना अधिक होती है। एन-ट्रांजिस्टर क्षेत्र. इसलिए, उत्सर्जक क्षेत्र में छिद्रों की सांद्रता आधार क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता से बहुत अधिक है, और लगभग संपूर्ण उत्सर्जक धारा एक छिद्र धारा है।

एकल में पी-एन-छिद्र प्रसार के दौरान संक्रमण पी-क्षेत्र, इलेक्ट्रॉनों के साथ अंतःक्षेपित छिद्रों का पूर्ण पुनर्संयोजन होता है पी-क्षेत्र यही प्रक्रिया ट्रांजिस्टर के एमिटर जंक्शन में भी होती है। इस प्रक्रिया के लिए धन्यवाद, एक आधार धारा उत्पन्न होती है मैं बी(चित्र 1.16 देखें)। हालाँकि, ट्रांजिस्टर में अधिक जटिल प्रक्रियाएँ होती हैं।

ट्रांजिस्टर डिज़ाइन की मुख्य विशेषता सापेक्षिकता है पतला आधार क्षेत्र बी।आधार चौड़ाई ( डब्ल्यू) एक ट्रांजिस्टर में छिद्रों के मुक्त पथ से बहुत कम है ( एल). आधुनिक सिलिकॉन ट्रांजिस्टर में डब्ल्यू»1 µm, और प्रसार लंबाई एल= 5…10 µm. नतीजतन, अधिकांश छेद बेस इलेक्ट्रॉनों के साथ पुनर्संयोजन के लिए समय दिए बिना कलेक्टर जंक्शन तक पहुंच जाते हैं। एक बार रिवर्स-बायस्ड कलेक्टर जंक्शन में, छेद मौजूदा जंक्शन क्षेत्र में बहते हैं (और तेज होते हैं)।

कलेक्टर जंक्शन से गुजरने के बाद, छेद बिजली स्रोत से कलेक्टर में प्रवाहित होने वाले इलेक्ट्रॉनों के साथ पुनः संयोजित हो जाते हैं ( ई के). ध्यान दें कि यह होल करंट बंद कलेक्टर जंक्शन के आंतरिक रिवर्स करंट से कई गुना अधिक है और लगभग पूरी तरह से कलेक्टर करंट को निर्धारित करता है ( मैं के) ट्रांजिस्टर.

सक्रिय मोड के विश्लेषण से (चित्र 1.16), ट्रांजिस्टर धाराओं के लिए समीकरण इस प्रकार है:

इस समीकरण में, आधार धारा उत्सर्जक धारा और संग्राहक धारा से बहुत कम है, और
संग्राहक धारा ट्रांजिस्टर की उत्सर्जक धारा के लगभग बराबर होती है।

ट्रांजिस्टर में धाराओं के बीच संबंध दो मापदंडों द्वारा विशेषता है:

उत्सर्जक धारा स्थानांतरण गुणांक

और आधार वर्तमान स्थानांतरण गुणांक

सूत्र (1.2) का उपयोग करके, हम सूत्र प्राप्त करते हैं संचरण गुणांक के बीच संबंध :

गुणांक मान α और β ट्रांजिस्टर के डिज़ाइन पर निर्भर करता है। संचार उपकरणों और कंप्यूटरों में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश कम-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए, गुणांक बी= 20...200, और गुणांक ए = 0,95…0,995.

ट्रांजिस्टर प्रवर्धन गुण

आइए ट्रांजिस्टर के प्रवर्धक गुणों पर विचार करें। मान लीजिए कि ट्रांजिस्टर के इनपुट पर एक वोल्टेज है ई ई= 0.5 V. और इस वोल्टेज को करंट बनाने दें अर्थात= 5 एमए. ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करने के लिए खपत की गई शक्ति बराबर है:

आर वीएक्स= ई ईअर्थात= 0.5 × 5 ×10 -3 = 2.5 मेगावाट।

मान लीजिए कि ट्रांजिस्टर के कलेक्टर सर्किट में पेलोड प्रतिरोध (चित्र 1.17) के बराबर है आर के= 1 कोहम. लोड अवरोधक के माध्यम से एक कलेक्टर धारा प्रवाहित होती है, जो लगभग ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक धारा के बराबर होती है: इंद्रकुमार» अर्थात. लोड पर जारी आउटपुट पावर बराबर है:

आर एन =मैं क 2आर के = 25मेगावाट .

नतीजतन, सर्किट (चित्र 1.17 देखें) दस गुना शक्ति प्रवर्धन प्रदान करता है। ध्यान दें कि इस तरह का प्रवर्धन प्रदान करने के लिए, यह आवश्यक है कि कलेक्टर जंक्शन पर एक बड़ा अवरोधक वोल्टेज लागू किया जाए:

ई के >यू के,

कहाँ यू के = आई के आरक- कलेक्टर सर्किट में लोड प्रतिरोध पर वोल्टेज ड्रॉप।

बढ़ी हुई आउटपुट सिग्नल ऊर्जा कलेक्टर सर्किट में बिजली की आपूर्ति द्वारा प्रदान की जाती है।

आइए ट्रांजिस्टर के संचालन के अन्य तरीकों पर विचार करें:

· मोड में परिपूर्णता कलेक्टर जंक्शन का एक अग्रगामी प्रवाह उत्पन्न होता है। इसकी दिशा छिद्रों के प्रसार धारा की दिशा के विपरीत होती है। परिणामी कलेक्टर धारा तेजी से कम हो जाती है, और ट्रांजिस्टर के प्रवर्धक गुण तेजी से खराब हो जाते हैं;

शायद ही कभी इस्तेमाल किया जाने वाला ट्रांजिस्टर श्लोक में मोड, चूंकि कलेक्टर के इंजेक्शन गुण उत्सर्जक के इंजेक्शन गुणों से बहुत खराब हैं;

· वी तरीका कटऑफ़ ट्रांजिस्टर के माध्यम से सभी धाराएँ व्यावहारिक रूप से शून्य के बराबर हैं - ट्रांजिस्टर के दोनों जंक्शन बंद हैं, और ट्रांजिस्टर के प्रवर्धक गुण प्रकट नहीं होते हैं।

एक ट्रांजिस्टर को एक सामान्य आधार से जोड़ने के लिए विचारित सर्किट के अलावा, दो अन्य सर्किट का उपयोग किया जाता है:

1) जब ट्रांजिस्टर उत्सर्जक निकाय से जुड़ा होता है, तो हमें मिलता है सामान्य उत्सर्जक (सीई) सर्किट (चित्र 1.17)। OE योजना व्यवहार में सबसे अधिक पाई जाती है;

2) जब ट्रांजिस्टर कलेक्टर बॉडी से जुड़ा हो हम पाते हैं एक सामान्य कलेक्टर के साथ सर्किट (ठीक) . इन सर्किटों में, नियंत्रण वोल्टेज ट्रांजिस्टर के बेस टर्मिनल पर लागू किया जाता है।

ट्रांजिस्टर पर लागू वोल्टेज पर ट्रांजिस्टर के टर्मिनलों के माध्यम से धाराओं की निर्भरता को कहा जाता है वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ (वोल्ट-एम्पीयर विशेषताएँ) ट्रांजिस्टर.

एक सामान्य उत्सर्जक (चित्र 1.17) वाले सर्किट के लिए, ट्रांजिस्टर की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ इस तरह दिखती हैं (चित्र 1.18, 1.19)। समान आधार वाली योजना के लिए समान ग्राफ़ प्राप्त किए जा सकते हैं। वक्र (चित्र 1.18 देखें) कहलाते हैं ट्रांजिस्टर की इनपुट विशेषताएँ , क्योंकि वे ट्रांजिस्टर के आधार और उत्सर्जक के बीच आपूर्ति किए गए नियंत्रण इनपुट वोल्टेज पर इनपुट करंट की निर्भरता दिखाते हैं। ट्रांजिस्टर की इनपुट विशेषताएँ विशेषताओं के करीब हैं आर-एन-संक्रमण।

कलेक्टर वोल्टेज पर इनपुट विशेषताओं की निर्भरता को कलेक्टर जंक्शन की चौड़ाई में वृद्धि और इसके परिणामस्वरूप, ट्रांजिस्टर कलेक्टर (प्रारंभिक प्रभाव) पर रिवर्स वोल्टेज में वृद्धि के साथ आधार मोटाई में कमी से समझाया गया है।

वक्र (चित्र 1.19 देखें) कहलाते हैं ट्रांजिस्टर की आउटपुट विशेषताएँ . इनका उपयोग ट्रांजिस्टर के कलेक्टर करंट को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। कलेक्टर करंट में वृद्धि ट्रांजिस्टर के आधार पर नियंत्रण वोल्टेज में वृद्धि से मेल खाती है:

आप BE4 > आप BE3 > आप BE2 > आप BE1..

पर यू एफई£ यू यू.एस(चित्र 1.19 देखें) ट्रांजिस्टर के कलेक्टर पर वोल्टेज आधार पर वोल्टेज से कम हो जाता है। इस स्थिति में, ट्रांजिस्टर का कलेक्टर जंक्शन खुल जाता है, और संतृप्त मोड होता है
iation, जिसमें कलेक्टर करंट तेजी से कम हो जाता है।

कलेक्टर पर उच्च वोल्टेज पर, कलेक्टर करंट बढ़ना शुरू हो जाता है, क्योंकि ट्रांजिस्टर के कलेक्टर जंक्शन के हिमस्खलन (या थर्मल) टूटने की प्रक्रिया होती है।

ट्रांजिस्टर की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के विश्लेषण से यह पता चलता है कि ट्रांजिस्टर, डायोड की तरह, गैर-रेखीय तत्वों से संबंधित है। हालाँकि, सक्रिय मोड में यू एफई> यू यू.एसट्रांजिस्टर का कलेक्टर करंट ट्रांजिस्टर के आधार पर इनपुट नियंत्रण वोल्टेज की वृद्धि के सीधे अनुपात में बदलता है, अर्थात। ट्रांजिस्टर का आउटपुट सर्किट एक आदर्श नियंत्रित वर्तमान स्रोत के गुणों के करीब है। सक्रिय मोड में कलेक्टर करंट ट्रांजिस्टर कलेक्टर से जुड़े लोड से व्यावहारिक रूप से स्वतंत्र है।

चित्र में. 1.20 सबसे सरल दिखाता है रैखिक समतुल्य ट्रांजिस्टर सर्किट , ट्रांजिस्टर पर छोटे आयाम वाले वैकल्पिक संकेतों को लागू करते समय सक्रिय ऑपरेटिंग मोड के लिए प्राप्त किया गया ( उम < 0,1 В). Основным элементом этой схемы является источник тока, управляемый входным напряжением:

मैं के =सु हो,

कहाँ एस- ट्रांजिस्टर ट्रांसकंडक्टेंस, कम-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए 10...100 एमए/वी के बराबर।

प्रतिरोध आर सीईकलेक्टर सर्किट में ऊर्जा हानि की विशेषताएँ। कम-शक्ति ट्रांजिस्टर के लिए इसका मूल्य दसियों और सैकड़ों किलो-ओम है। उत्सर्जक जंक्शन प्रतिरोध ( आर बीई) सैकड़ों ओम या किलो-ओम की इकाइयों के बराबर है। यह प्रतिरोध ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करने के लिए खोई गई ऊर्जा को दर्शाता है। समतुल्य सर्किट के मापदंडों के मूल्यों को ट्रांजिस्टर के इनपुट और आउटपुट I-V विशेषताओं पर ऑपरेटिंग बिंदुओं को इंगित करके और इन ऑपरेटिंग बिंदुओं पर संबंधित डेरिवेटिव का निर्धारण करके (या संबंधित धाराओं और वोल्टेज की वृद्धि को निर्दिष्ट करके) पाया जा सकता है। परिचालन बिंदु)।

इलेक्ट्रॉनिक्स हमें हर जगह घेरता है। लेकिन लगभग कोई भी यह नहीं सोचता कि यह पूरी चीज़ कैसे काम करती है। यह वास्तव में काफी सरल है. आज हम यही दिखाने की कोशिश करेंगे. आइए ट्रांजिस्टर जैसे महत्वपूर्ण तत्व से शुरुआत करें। हम आपको बताएंगे कि यह क्या है, यह क्या करता है और ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है।

ट्रांजिस्टर क्या है?

ट्रांजिस्टर- विद्युत धारा को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक अर्धचालक उपकरण।

ट्रांजिस्टर का उपयोग कहाँ किया जाता है? हाँ हर जगह! लगभग कोई भी आधुनिक विद्युत सर्किट ट्रांजिस्टर के बिना नहीं चल सकता। इनका व्यापक रूप से कंप्यूटर उपकरण, ऑडियो और वीडियो उपकरण के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

समय जब सोवियत माइक्रो सर्किट दुनिया में सबसे बड़े थे, बीत चुके हैं और आधुनिक ट्रांजिस्टर का आकार बहुत छोटा है। इस प्रकार, सबसे छोटे उपकरण आकार में नैनोमीटर के क्रम के होते हैं!

सांत्वना देना नैनोदस से शून्य से नौवीं घात के क्रम के मान को दर्शाता है।

हालाँकि, ऐसे विशाल नमूने भी हैं जिनका उपयोग मुख्य रूप से ऊर्जा और उद्योग के क्षेत्र में किया जाता है।

ट्रांजिस्टर विभिन्न प्रकार के होते हैं: द्विध्रुवी और ध्रुवीय, प्रत्यक्ष और विपरीत चालन। हालाँकि, इन उपकरणों का संचालन एक ही सिद्धांत पर आधारित है। ट्रांजिस्टर एक अर्धचालक उपकरण है। जैसा कि ज्ञात है, अर्धचालक में आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन या छिद्र होते हैं।

अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों वाला क्षेत्र अक्षर द्वारा दर्शाया गया है एन(नकारात्मक), और छिद्र चालकता वाला क्षेत्र है पी(सकारात्मक)।

ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है?

सब कुछ बहुत स्पष्ट करने के लिए, आइए काम पर नजर डालें द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (सबसे लोकप्रिय प्रकार)।

(इसके बाद इसे केवल ट्रांजिस्टर के रूप में संदर्भित किया गया है) एक अर्धचालक क्रिस्टल है (सबसे अधिक बार उपयोग किया जाता है)। सिलिकॉनया जर्मेनियम), विभिन्न विद्युत चालकता वाले तीन क्षेत्रों में विभाजित। जोनों का नाम तदनुसार रखा गया है एकत्र करनेवाला, आधारऔर emitter. ट्रांजिस्टर का उपकरण और उसका योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है

आगे और पीछे के चालन ट्रांजिस्टर को अलग करें। पी-एन-पी ट्रांजिस्टर को फॉरवर्ड कंडक्शन ट्रांजिस्टर कहा जाता है, और एनपी-एन ट्रांजिस्टर को रिवर्स कंडक्शन ट्रांजिस्टर कहा जाता है।

अब बात करते हैं ट्रांजिस्टर के दो ऑपरेटिंग मोड के बारे में। ट्रांजिस्टर का संचालन स्वयं पानी के नल या वाल्व के संचालन के समान है। बस पानी की जगह बिजली का करंट है. ट्रांजिस्टर की दो संभावित अवस्थाएँ हैं - संचालन (ट्रांजिस्टर खुला) और विश्राम अवस्था (ट्रांजिस्टर बंद)।

इसका मतलब क्या है? जब ट्रांजिस्टर बंद कर दिया जाता है, तो उसमें कोई विद्युत धारा प्रवाहित नहीं होती है। खुली अवस्था में, जब आधार पर एक छोटा नियंत्रण करंट लगाया जाता है, तो ट्रांजिस्टर खुल जाता है और एमिटर-कलेक्टर के माध्यम से एक बड़ा करंट प्रवाहित होने लगता है।

ट्रांजिस्टर में भौतिक प्रक्रियाएँ

और अब इस बारे में और जानें कि सब कुछ इस तरह से क्यों होता है, यानी ट्रांजिस्टर क्यों खुलता और बंद होता है। आइए एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर लें। जाने भी दो एन-पी-एनट्रांजिस्टर.

यदि आप संग्राहक और उत्सर्जक के बीच एक शक्ति स्रोत जोड़ते हैं, तो संग्राहक के इलेक्ट्रॉन सकारात्मक की ओर आकर्षित होने लगेंगे, लेकिन संग्राहक और उत्सर्जक के बीच कोई धारा नहीं होगी। यह आधार परत और उत्सर्जक परत से ही बाधित होता है।

यदि आप आधार और उत्सर्जक के बीच एक अतिरिक्त स्रोत जोड़ते हैं, तो उत्सर्जक के n क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन आधार क्षेत्र में प्रवेश करना शुरू कर देंगे। परिणामस्वरूप, आधार क्षेत्र मुक्त इलेक्ट्रॉनों से समृद्ध हो जाएगा, जिनमें से कुछ छिद्रों के साथ पुनः संयोजित होंगे, कुछ आधार के प्लस में प्रवाहित होंगे, और कुछ (अधिकांश) कलेक्टर में जाएंगे।

इस प्रकार, ट्रांजिस्टर खुला हो जाता है, और उसमें उत्सर्जक-संग्राहक धारा प्रवाहित होती है। यदि बेस वोल्टेज बढ़ाया जाता है, तो कलेक्टर-एमिटर करंट भी बढ़ जाएगा। इसके अलावा, नियंत्रण वोल्टेज में एक छोटे से बदलाव के साथ, कलेक्टर-एमिटर के माध्यम से करंट में उल्लेखनीय वृद्धि देखी जाती है। यह इसी प्रभाव पर है कि एम्पलीफायरों में ट्रांजिस्टर का संचालन आधारित है।

संक्षेप में, यही इस बात का सार है कि ट्रांजिस्टर कैसे काम करते हैं। क्या आपको रात भर द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करके पावर एम्पलीफायर की गणना करने की आवश्यकता है, या ट्रांजिस्टर के संचालन का अध्ययन करने के लिए प्रयोगशाला कार्य करने की आवश्यकता है? यदि आप हमारे छात्र सेवा विशेषज्ञों की सहायता का उपयोग करते हैं तो यह किसी शुरुआतकर्ता के लिए भी कोई समस्या नहीं है।

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द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर हैं. स्विचिंग सर्किट इस बात पर निर्भर करते हैं कि उनमें किस प्रकार की चालकता है (छेद या इलेक्ट्रॉनिक) और वे क्या कार्य करते हैं।

वर्गीकरण

ट्रांजिस्टर समूहों में विभाजित हैं:

1. सामग्री द्वारा: गैलियम आर्सेनाइड और सिलिकॉन का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।
2. सिग्नल आवृत्ति द्वारा: निम्न (3 मेगाहर्ट्ज तक), मध्यम (30 मेगाहर्ट्ज तक), उच्च (300 मेगाहर्ट्ज तक), अति-उच्च (300 मेगाहर्ट्ज से ऊपर)।
3. अधिकतम अपव्यय शक्ति द्वारा: 0.3 W तक, 3 W तक, 3 W से अधिक।
4. उपकरण के प्रकार से: अशुद्धता संचालन के प्रत्यक्ष और विपरीत तरीकों में वैकल्पिक परिवर्तन के साथ अर्धचालक की तीन जुड़ी हुई परतें।

ट्रांजिस्टर कैसे काम करते हैं?

ट्रांजिस्टर की बाहरी और आंतरिक परतें आपूर्ति इलेक्ट्रोड से जुड़ी होती हैं, जिन्हें क्रमशः एमिटर, कलेक्टर और बेस कहा जाता है।

उत्सर्जक और संग्राहक चालकता के प्रकार में एक दूसरे से भिन्न नहीं होते हैं, लेकिन बाद में अशुद्धियों के साथ डोपिंग की डिग्री बहुत कम होती है। यह अनुमेय आउटपुट वोल्टेज में वृद्धि सुनिश्चित करता है।

आधार, जो मध्य परत है, में उच्च प्रतिरोध होता है क्योंकि यह हल्के से डोप किए गए अर्धचालक से बना होता है। इसमें कलेक्टर के साथ एक महत्वपूर्ण संपर्क क्षेत्र है, जो जंक्शन के रिवर्स पूर्वाग्रह के कारण उत्पन्न गर्मी को हटाने में सुधार करता है, और अल्पसंख्यक वाहक - इलेक्ट्रॉनों के पारित होने की सुविधा भी देता है। यद्यपि संक्रमण परतें एक ही सिद्धांत पर आधारित हैं, ट्रांजिस्टर एक असममित उपकरण है। समान चालकता के साथ बाहरी परतों के स्थान को बदलते समय, अर्धचालक उपकरण के समान पैरामीटर प्राप्त करना असंभव है।

स्विचिंग सर्किट इसे दो अवस्थाओं में बनाए रखने में सक्षम हैं: यह खुला या बंद हो सकता है। सक्रिय मोड में, जब ट्रांजिस्टर चालू होता है, तो जंक्शन का उत्सर्जक पूर्वाग्रह आगे की दिशा में बना होता है। इस पर दृष्टिगत रूप से विचार करने के लिए, उदाहरण के लिए, एन-पी-एन सेमीकंडक्टर ट्रायोड पर, स्रोतों से वोल्टेज लागू किया जाना चाहिए, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

दूसरे कलेक्टर जंक्शन की सीमा बंद है, और इसके माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं होनी चाहिए। लेकिन व्यवहार में संक्रमणों की एक-दूसरे से निकटता और उनके पारस्परिक प्रभाव के कारण विपरीत होता है। चूंकि बैटरी का "माइनस" उत्सर्जक से जुड़ा होता है, खुला जंक्शन इलेक्ट्रॉनों को बेस ज़ोन में प्रवेश करने की अनुमति देता है, जहां वे आंशिक रूप से छिद्रों - बहुसंख्यक वाहकों के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। एक बेस करंट I b बनता है। यह जितना मजबूत होगा, आउटपुट करंट आनुपातिक रूप से उतना ही अधिक होगा। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करने वाले एम्पलीफायर इसी सिद्धांत पर काम करते हैं।

आधार के माध्यम से केवल इलेक्ट्रॉनों का प्रसार संचलन होता है, क्योंकि वहां विद्युत क्षेत्र की कोई क्रिया नहीं होती है। परत (माइक्रोन) की नगण्य मोटाई और नकारात्मक चार्ज कणों के बड़े आकार के कारण, उनमें से लगभग सभी कलेक्टर क्षेत्र में आते हैं, हालांकि आधार प्रतिरोध काफी अधिक है। वहां वे संक्रमण के विद्युत क्षेत्र द्वारा खींचे जाते हैं, जो उनके सक्रिय स्थानांतरण को बढ़ावा देता है। यदि हम आधार में पुनर्संयोजन के कारण होने वाले आवेशों के मामूली नुकसान की उपेक्षा करते हैं, तो संग्राहक और उत्सर्जक धाराएँ लगभग एक दूसरे के बराबर होती हैं: I e = I b + I c।

ट्रांजिस्टर पैरामीटर

1. वोल्टेज U eq /U be और करंट के लिए लाभ गुणांक: β = I से /I b (वास्तविक मान)। आमतौर पर, β गुणांक 300 से अधिक नहीं होता है, लेकिन 800 या इससे अधिक तक पहुंच सकता है।
2. इनपुट उपस्थिति।
3. फ़्रिक्वेंसी प्रतिक्रिया एक दी गई आवृत्ति तक ट्रांजिस्टर का प्रदर्शन है, जिसके ऊपर इसमें क्षणिक प्रक्रियाएं आपूर्ति किए गए सिग्नल में बदलाव के साथ नहीं रहती हैं।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर: स्विचिंग सर्किट, ऑपरेटिंग मोड

सर्किट को कैसे असेंबल किया गया है, इसके आधार पर ऑपरेटिंग मोड भिन्न-भिन्न होते हैं। सिग्नल को प्रत्येक मामले के लिए दो बिंदुओं पर लागू और हटाया जाना चाहिए, और केवल तीन टर्मिनल उपलब्ध हैं। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि एक इलेक्ट्रोड एक साथ इनपुट और आउटपुट से संबंधित होना चाहिए। किसी भी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को इसी प्रकार चालू किया जाता है। स्विचिंग योजनाएं: ओबी, ओई और ओके।

1. ओके के साथ योजना

एक सामान्य कलेक्टर के साथ कनेक्शन सर्किट: सिग्नल एक अवरोधक आर एल को आपूर्ति की जाती है, जो कलेक्टर सर्किट में भी शामिल है। इस कनेक्शन को सामान्य कलेक्टर सर्किट कहा जाता है।

यह विकल्प केवल वर्तमान लाभ उत्पन्न करता है। एमिटर फॉलोअर का लाभ उच्च इनपुट प्रतिरोध (10-500 kOhm) का निर्माण है, जो चरणों के सुविधाजनक मिलान की अनुमति देता है।

2. ओबी के साथ योजना

एक सामान्य आधार के साथ द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के लिए कनेक्शन सर्किट: आने वाला सिग्नल सी 1 के माध्यम से प्रवेश करता है, और प्रवर्धन के बाद इसे आउटपुट कलेक्टर सर्किट में हटा दिया जाता है, जहां बेस इलेक्ट्रोड आम है। इस मामले में, OE के साथ काम करने के समान एक वोल्टेज लाभ उत्पन्न होता है।

नुकसान कम इनपुट प्रतिरोध (30-100 ओम) है, और ओबी वाले सर्किट का उपयोग ऑसिलेटर के रूप में किया जाता है।

3. OE के साथ योजना

कई मामलों में, जब द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, तो स्विचिंग सर्किट मुख्य रूप से एक सामान्य उत्सर्जक के साथ बनाए जाते हैं। आपूर्ति वोल्टेज को लोड अवरोधक आर एल के माध्यम से आपूर्ति की जाती है, और बाहरी बिजली आपूर्ति का नकारात्मक ध्रुव उत्सर्जक से जुड़ा होता है।

इनपुट से प्रत्यावर्ती संकेत उत्सर्जक और बेस इलेक्ट्रोड (वी इन) पर आता है, और कलेक्टर सर्किट में यह मूल्य (वी सीई) में बड़ा हो जाता है। सर्किट के मुख्य तत्व: एक ट्रांजिस्टर, एक रोकनेवाला आर एल और बाहरी शक्ति के साथ एक एम्पलीफायर आउटपुट सर्किट। सहायक: कैपेसिटर सी 1, जो आपूर्ति किए गए इनपुट सिग्नल के सर्किट में प्रत्यक्ष धारा के पारित होने को रोकता है, और रोकनेवाला आर 1, जिसके माध्यम से ट्रांजिस्टर खुलता है।

कलेक्टर सर्किट में, ट्रांजिस्टर के आउटपुट और रोकनेवाला आर एल पर वोल्टेज एक साथ ईएमएफ के मूल्य के बराबर होते हैं: वी सीसी = आई सी आर एल + वी सीई।

इस प्रकार, इनपुट पर एक छोटा सिग्नल V नियंत्रित ट्रांजिस्टर कनवर्टर के आउटपुट पर प्रत्यक्ष आपूर्ति वोल्टेज को वैकल्पिक वोल्टेज में बदलने का नियम निर्धारित करता है। सर्किट इनपुट करंट में 20-100 गुना और वोल्टेज में 10-200 गुना वृद्धि प्रदान करता है। तदनुसार शक्ति भी बढ़ती है।

सर्किट का नुकसान: कम इनपुट प्रतिरोध (500-1000 ओम)। इस कारण 2-20 kOhm के आउटपुट प्रतिबाधा के निर्माण में समस्याएँ उत्पन्न होती हैं।

निम्नलिखित चित्र दर्शाते हैं कि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है। यदि अतिरिक्त उपाय नहीं किए जाते हैं, तो ओवरहीटिंग और सिग्नल फ़्रीक्वेंसी जैसे बाहरी प्रभावों से उनका प्रदर्शन बहुत प्रभावित होगा। इसके अलावा, एमिटर को ग्राउंड करने से आउटपुट पर नॉनलाइनियर विरूपण पैदा होता है। ऑपरेशन की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए फीडबैक, फिल्टर आदि को सर्किट से जोड़ा जाता है। इस स्थिति में, लाभ कम हो जाता है, लेकिन डिवाइस अधिक कुशल हो जाता है।

वर्तमान विधियां

ट्रांजिस्टर के कार्य कनेक्टेड वोल्टेज के मान से प्रभावित होते हैं। यदि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को एक सामान्य उत्सर्जक से जोड़ने के लिए पहले प्रस्तुत सर्किट का उपयोग किया जाता है, तो सभी ऑपरेटिंग मोड दिखाए जा सकते हैं।

1. कट-ऑफ मोड

यह मोड तब बनाया जाता है जब वोल्टेज मान V BE घटकर 0.7 V हो जाता है। इस स्थिति में, उत्सर्जक जंक्शन बंद हो जाता है और कोई कलेक्टर करंट नहीं होता है, क्योंकि आधार में कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। इस प्रकार, ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है।

2. सक्रिय मोड

यदि ट्रांजिस्टर को चालू करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज को आधार पर लागू किया जाता है, तो एक छोटा इनपुट करंट दिखाई देता है और एक बढ़ा हुआ आउटपुट करंट दिखाई देता है, जो लाभ के परिमाण पर निर्भर करता है। तब ट्रांजिस्टर एक एम्पलीफायर के रूप में काम करेगा।

3. संतृप्ति मोड

यह मोड सक्रिय से भिन्न है जिसमें ट्रांजिस्टर पूरी तरह से खुलता है और कलेक्टर करंट अधिकतम संभव मूल्य तक पहुंच जाता है। इसकी वृद्धि केवल आउटपुट सर्किट में लागू ईएमएफ या लोड को बदलकर ही प्राप्त की जा सकती है। जब बेस करंट बदलता है, तो कलेक्टर करंट नहीं बदलता है। संतृप्ति मोड की विशेषता इस तथ्य से है कि ट्रांजिस्टर बेहद खुला है, और यहां यह चालू स्थिति में एक स्विच के रूप में कार्य करता है। कटऑफ और संतृप्ति मोड को संयोजित करते समय द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए सर्किट उनकी मदद से इलेक्ट्रॉनिक स्विच बनाना संभव बनाते हैं।

सभी ऑपरेटिंग मोड ग्राफ़ में दिखाए गए आउटपुट विशेषताओं की प्रकृति पर निर्भर करते हैं।

यदि OE के साथ द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए एक सर्किट इकट्ठा किया जाता है तो उन्हें स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया जा सकता है।

यदि आप कोर्डिनेट और एब्सिस्सा अक्ष पर अधिकतम संभव कलेक्टर वर्तमान और आपूर्ति वोल्टेज वी सीसी के मूल्य के अनुरूप खंडों को प्लॉट करते हैं, और फिर उनके सिरों को एक दूसरे से जोड़ते हैं, तो आपको एक लोड लाइन (लाल) मिलेगी। इसे अभिव्यक्ति द्वारा वर्णित किया गया है: I C = (V CC - V CE)/R C. चित्र से यह पता चलता है कि ऑपरेटिंग बिंदु, जो कलेक्टर वर्तमान आईसी और वोल्टेज वी सीई को निर्धारित करता है, आधार धारा I V बढ़ने पर लोड लाइन के साथ नीचे से ऊपर की ओर स्थानांतरित हो जाएगा।

वी सीई अक्ष और पहली आउटपुट विशेषता (छायांकित) के बीच का क्षेत्र, जहां I B = 0, कटऑफ मोड की विशेषता है। इस मामले में, रिवर्स करंट I C नगण्य है, और ट्रांजिस्टर बंद है।

बिंदु A पर सबसे ऊपरी विशेषता प्रत्यक्ष भार के साथ प्रतिच्छेद करती है, जिसके बाद, I B में और वृद्धि के साथ, कलेक्टर धारा अब नहीं बदलती है। ग्राफ़ पर संतृप्ति क्षेत्र I C अक्ष और सबसे तीव्र विशेषता के बीच का छायांकित क्षेत्र है।

एक ट्रांजिस्टर विभिन्न मोड में कैसे व्यवहार करता है?

ट्रांजिस्टर इनपुट सर्किट में प्रवेश करने वाले चर या स्थिर संकेतों के साथ संचालित होता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर: स्विचिंग सर्किट, एम्पलीफायर

अधिकांश भाग के लिए, ट्रांजिस्टर एक एम्पलीफायर के रूप में कार्य करता है। इनपुट पर एक वैकल्पिक सिग्नल इसके आउटपुट करंट को बदलने का कारण बनता है। यहां आप ओके या ओई के साथ योजनाओं का उपयोग कर सकते हैं। सिग्नल को आउटपुट सर्किट में लोड की आवश्यकता होती है। आमतौर पर आउटपुट कलेक्टर सर्किट में एक अवरोधक का उपयोग किया जाता है। यदि इसे सही ढंग से चुना गया है, तो आउटपुट वोल्टेज इनपुट से काफी अधिक होगा।

एम्पलीफायर का संचालन समय आरेखों में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है।

जब पल्स सिग्नल परिवर्तित होते हैं, तो मोड साइनसॉइडल के समान ही रहता है। उनके हार्मोनिक घटकों के रूपांतरण की गुणवत्ता ट्रांजिस्टर की आवृत्ति विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जाती है।

स्विचिंग मोड में संचालन

विद्युत सर्किट में कनेक्शन के संपर्क रहित स्विचिंग के लिए डिज़ाइन किया गया। सिद्धांत ट्रांजिस्टर के प्रतिरोध को चरणों में बदलना है। द्विध्रुवी प्रकार कुंजी उपकरण की आवश्यकताओं के लिए काफी उपयुक्त है।

निष्कर्ष

अर्धचालक तत्वों का उपयोग विद्युत सिग्नल रूपांतरण सर्किट में किया जाता है। सार्वभौमिक क्षमताएं और बड़ा वर्गीकरण द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को व्यापक रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है। स्विचिंग सर्किट उनके कार्यों और ऑपरेटिंग मोड को निर्धारित करते हैं। बहुत कुछ विशेषताओं पर भी निर्भर करता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के बुनियादी स्विचिंग सर्किट इनपुट सिग्नल को बढ़ाते हैं, उत्पन्न करते हैं और परिवर्तित करते हैं, और विद्युत सर्किट को भी स्विच करते हैं।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर.

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर- एक इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालक उपकरण, ट्रांजिस्टर के प्रकारों में से एक, जिसे विद्युत संकेतों को बढ़ाने, उत्पन्न करने और परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ट्रांजिस्टर कहा जाता है द्विध्रुवी, चूँकि दो प्रकार के आवेश वाहक एक साथ उपकरण के संचालन में भाग लेते हैं - इलेक्ट्रॉनोंऔर छेद. इस तरह यह अलग है एकध्रुवीय(क्षेत्र-प्रभाव) ट्रांजिस्टर, जिसमें केवल एक प्रकार का आवेश वाहक शामिल होता है।

दोनों प्रकार के ट्रांजिस्टर के संचालन का सिद्धांत पानी के नल के संचालन के समान है जो पानी के प्रवाह को नियंत्रित करता है, केवल इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह ट्रांजिस्टर से होकर गुजरता है। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में, दो धाराएँ डिवाइस से होकर गुजरती हैं - मुख्य "बड़ी" धारा, और नियंत्रण "छोटी" धारा। मुख्य धारा शक्ति नियंत्रण शक्ति पर निर्भर करती है। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के साथ, डिवाइस से केवल एक करंट गुजरता है, जिसकी शक्ति विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पर निर्भर करती है। इस लेख में हम द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संचालन पर करीब से नज़र डालेंगे।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर डिजाइन।

एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में तीन अर्धचालक परतें और दो पीएन जंक्शन होते हैं। पीएनपी और एनपीएन ट्रांजिस्टर को प्रत्यावर्तन के प्रकार के अनुसार अलग किया जाता है छेद और इलेक्ट्रॉन चालकता. यह दो की तरह है डायोड, आमने-सामने जुड़े या इसके विपरीत।

एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में तीन संपर्क (इलेक्ट्रोड) होते हैं। केन्द्रीय परत से निकलने वाले संपर्क को कहा जाता है आधार।चरम इलेक्ट्रोड कहलाते हैं एकत्र करनेवालाऔर emitter (एकत्र करनेवालाऔर emitter). आधार परत संग्राहक और उत्सर्जक के सापेक्ष बहुत पतली होती है। इसके अतिरिक्त, ट्रांजिस्टर के किनारों पर अर्धचालक क्षेत्र असममित हैं। संग्राहक पक्ष पर अर्धचालक परत उत्सर्जक पक्ष की तुलना में थोड़ी मोटी होती है। ट्रांजिस्टर के सही ढंग से संचालन के लिए यह आवश्यक है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का संचालन.

आइए द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संचालन के दौरान होने वाली भौतिक प्रक्रियाओं पर विचार करें। आइए उदाहरण के तौर पर एनपीएन मॉडल लें। पीएनपी ट्रांजिस्टर के संचालन का सिद्धांत समान है, केवल कलेक्टर और एमिटर के बीच वोल्टेज की ध्रुवता विपरीत होगी।

जैसा कि पहले ही कहा जा चुका है अर्धचालकों में चालकता के प्रकार पर लेख, पी-प्रकार के पदार्थ में धनावेशित आयन-छिद्र होते हैं। एन-प्रकार का पदार्थ नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों से संतृप्त होता है। एक ट्रांजिस्टर में, N क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता P क्षेत्र में छिद्रों की सांद्रता से काफी अधिक होती है।

आइए कलेक्टर और एमिटर वी सीई (वी सीई) के बीच एक वोल्टेज स्रोत कनेक्ट करें। इसकी क्रिया के तहत, ऊपरी N भाग से इलेक्ट्रॉन प्लस की ओर आकर्षित होने लगेंगे और कलेक्टर के पास एकत्रित होने लगेंगे। हालाँकि, धारा प्रवाहित नहीं हो पाएगी क्योंकि वोल्टेज स्रोत का विद्युत क्षेत्र उत्सर्जक तक नहीं पहुँच पाता है। इसे कलेक्टर सेमीकंडक्टर की एक मोटी परत और बेस सेमीकंडक्टर की एक परत द्वारा रोका जाता है।

अब बेस और एमिटर V BE के बीच वोल्टेज कनेक्ट करते हैं, लेकिन V CE से काफी कम (सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के लिए न्यूनतम आवश्यक V BE 0.6V है)। चूंकि परत पी बहुत पतली है, साथ ही आधार से जुड़ा एक वोल्टेज स्रोत है, यह अपने विद्युत क्षेत्र के साथ उत्सर्जक के एन क्षेत्र तक "पहुंचने" में सक्षम होगा। इसके प्रभाव में, इलेक्ट्रॉनों को आधार की ओर निर्देशित किया जाएगा। उनमें से कुछ वहां स्थित छिद्रों को भरना (पुनः संयोजित) करना शुरू कर देंगे। दूसरे भाग को मुक्त छिद्र नहीं मिलेगा, क्योंकि आधार में छिद्रों की सांद्रता उत्सर्जक में इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता से बहुत कम है।

परिणामस्वरूप, आधार की केंद्रीय परत मुक्त इलेक्ट्रॉनों से समृद्ध होती है। उनमें से अधिकांश कलेक्टर की ओर जाएंगे, क्योंकि वहां वोल्टेज बहुत अधिक है। यह केंद्रीय परत की बहुत छोटी मोटाई से भी सुगम होता है। इलेक्ट्रॉनों का कुछ हिस्सा, हालांकि बहुत छोटा है, फिर भी आधार के सकारात्मक पक्ष की ओर प्रवाहित होगा।

परिणामस्वरूप, हमें दो धाराएँ मिलती हैं: एक छोटी - आधार से उत्सर्जक I BE तक, और एक बड़ी - संग्राहक से उत्सर्जक I CE तक।

यदि आप आधार पर वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो पी परत में और भी अधिक इलेक्ट्रॉन जमा हो जाएंगे। परिणामस्वरूप, बेस करंट थोड़ा बढ़ जाएगा और कलेक्टर करंट काफी बढ़ जाएगा। इस प्रकार, बेस करंट I में थोड़े बदलाव के साथ बी , संग्राहक धारा I बहुत बदल जाती है साथ. येही होता है द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में सिग्नल प्रवर्धन. संग्राहक धारा I C और आधार धारा I B का अनुपात धारा लाभ कहलाता है। मनोनीत β , hfeया h21e, ट्रांजिस्टर के साथ की गई गणना की बारीकियों पर निर्भर करता है।

सबसे सरल द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर

आइए सर्किट के उदाहरण का उपयोग करके विद्युत विमान में सिग्नल प्रवर्धन के सिद्धांत पर अधिक विस्तार से विचार करें। मैं पहले से ही आरक्षण कर दूं कि यह योजना पूरी तरह से सही नहीं है। कोई भी डीसी वोल्टेज स्रोत को सीधे एसी स्रोत से नहीं जोड़ता है। लेकिन इस मामले में, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग करके प्रवर्धन तंत्र को समझना आसान और अधिक स्पष्ट होगा। साथ ही, नीचे दिए गए उदाहरण में गणना तकनीक को कुछ हद तक सरल बनाया गया है।

1.सर्किट के मुख्य तत्वों का विवरण

तो, मान लीजिए कि हमारे पास 200 (β = 200) के लाभ वाला एक ट्रांजिस्टर है। कलेक्टर पक्ष पर, हम एक अपेक्षाकृत शक्तिशाली 20V बिजली स्रोत को जोड़ेंगे, जिसकी ऊर्जा के कारण प्रवर्धन होगा। ट्रांजिस्टर के आधार से हम एक कमजोर 2V शक्ति स्रोत जोड़ते हैं। हम इसे 0.1V के दोलन आयाम के साथ, साइन तरंग के रूप में एक वैकल्पिक वोल्टेज स्रोत को श्रृंखला में कनेक्ट करेंगे। यह एक संकेत होगा जिसे प्रवर्धित करने की आवश्यकता है। सिग्नल स्रोत से आने वाले करंट को सीमित करने के लिए आधार के पास अवरोधक आरबी आवश्यक है, जिसमें आमतौर पर कम शक्ति होती है।

2. बेस इनपुट करंट आईबी की गणना

आइए अब आधार धारा I b की गणना करें। चूँकि हम प्रत्यावर्ती वोल्टेज से निपट रहे हैं, हमें दो वर्तमान मानों की गणना करने की आवश्यकता है - अधिकतम वोल्टेज (वी अधिकतम) और न्यूनतम (वी मिनट) पर। आइए इन वर्तमान मानों को क्रमशः कॉल करें - I bmax और I bmin।

इसके अलावा, बेस करंट की गणना करने के लिए, आपको बेस-एमिटर वोल्टेज V BE को जानना होगा। आधार और उत्सर्जक के बीच एक पीएन जंक्शन है। यह पता चला है कि आधार धारा अपने पथ पर अर्धचालक डायोड से "मिलती" है। जिस वोल्टेज पर अर्धचालक डायोड संचालित होना शुरू होता है वह लगभग 0.6V होता है। आइए विवरण में न जाएं डायोड की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ, और गणना की सरलता के लिए, हम एक अनुमानित मॉडल लेंगे, जिसके अनुसार वर्तमान-वाहक डायोड पर वोल्टेज हमेशा 0.6V होता है। इसका मतलब है कि आधार और उत्सर्जक के बीच वोल्टेज V BE = 0.6V है। और चूंकि उत्सर्जक जमीन से जुड़ा है (वी ई = 0), आधार से जमीन तक वोल्टेज भी 0.6 वी (वी बी = 0.6 वी) है।

आइए ओम के नियम का उपयोग करके I bmax और I bmin की गणना करें:

2. कलेक्टर आईसी के आउटपुट करंट की गणना

अब, लाभ (β = 200) को जानकर, आप आसानी से कलेक्टर करंट (I cmax और I cmin) के अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों की गणना कर सकते हैं।

3. आउटपुट वोल्टेज वाउट की गणना

संग्राहक धारा प्रतिरोधक Rc से प्रवाहित होती है, जिसकी गणना हम पहले ही कर चुके हैं। यह मूल्यों को प्रतिस्थापित करना बाकी है:

4. परिणामों का विश्लेषण

जैसा कि परिणामों से देखा जा सकता है, V Cmax, V Cmin से कम निकला। यह इस तथ्य के कारण है कि प्रतिरोधक V Rc पर वोल्टेज आपूर्ति वोल्टेज VCC से घटा दिया जाता है। हालाँकि, ज्यादातर मामलों में इससे कोई फर्क नहीं पड़ता, क्योंकि हम सिग्नल के परिवर्तनीय घटक में रुचि रखते हैं - आयाम, जो 0.1V से 1V तक बढ़ गया है। सिग्नल की आवृत्ति और साइनसॉइडल आकार नहीं बदला है। बेशक, दस गुना के अनुपात में वी आउट/वी एक एम्पलीफायर के लिए सर्वोत्तम संकेतक से बहुत दूर है, लेकिन यह प्रवर्धन प्रक्रिया को दर्शाने के लिए काफी उपयुक्त है।

तो, आइए द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर आधारित एम्पलीफायर के संचालन के सिद्धांत को संक्षेप में प्रस्तुत करें। स्थिर और परिवर्तनशील घटकों को लेकर एक धारा I b आधार से प्रवाहित होती है। एक स्थिर घटक की आवश्यकता होती है ताकि आधार और उत्सर्जक के बीच पीएन जंक्शन का संचालन शुरू हो - "खुलता है"। परिवर्तनशील घटक, वास्तव में, सिग्नल ही है (उपयोगी जानकारी)। ट्रांजिस्टर के अंदर कलेक्टर-एमिटर करंट बेस करंट को लाभ β से गुणा करने का परिणाम है। बदले में, कलेक्टर के ऊपर प्रतिरोधी आरसी में वोल्टेज प्रतिरोधी मान द्वारा प्रवर्धित कलेक्टर वर्तमान को गुणा करने का परिणाम है।

इस प्रकार, वी आउट पिन बढ़े हुए दोलन आयाम के साथ एक संकेत प्राप्त करता है, लेकिन समान आकार और आवृत्ति के साथ। इस बात पर ज़ोर देना ज़रूरी है कि ट्रांजिस्टर प्रवर्धन के लिए वीसीसी बिजली आपूर्ति से ऊर्जा लेता है। यदि आपूर्ति वोल्टेज अपर्याप्त है, तो ट्रांजिस्टर पूरी तरह से काम करने में सक्षम नहीं होगा, और आउटपुट सिग्नल विकृत हो सकता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के ऑपरेटिंग मोड

ट्रांजिस्टर के इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज स्तर के अनुसार, इसके संचालन के चार तरीके हैं:

कट ऑफ मोड.

सक्रिय मोड.

संतृप्ति मोड.

रिवर्स मोड.

कट-ऑफ मोड

जब बेस-एमिटर वोल्टेज 0.6V - 0.7V से कम होता है, तो बेस और एमिटर के बीच पीएन जंक्शन बंद हो जाता है। इस अवस्था में, ट्रांजिस्टर का कोई बेस करंट नहीं होता है। परिणामस्वरूप, कोई संग्राहक धारा भी नहीं होगी, क्योंकि आधार में संग्राहक वोल्टेज की ओर जाने के लिए तैयार कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं हैं। यह पता चला कि ट्रांजिस्टर, जैसे वह था, बंद है, और वे कहते हैं कि यह अंदर है कट-ऑफ मोड.

सक्रिय मोड

में सक्रिय मोडआधार और उत्सर्जक के बीच पीएन जंक्शन को खोलने के लिए आधार पर वोल्टेज पर्याप्त है। इस अवस्था में, ट्रांजिस्टर में आधार और संग्राहक धाराएँ होती हैं। संग्राहक धारा आधार धारा को लाभ से गुणा करने के बराबर होती है। अर्थात्, सक्रिय मोड ट्रांजिस्टर का सामान्य ऑपरेटिंग मोड है, जिसका उपयोग प्रवर्धन के लिए किया जाता है।

संतृप्ति मोड

कभी-कभी आधार धारा बहुत अधिक हो सकती है। परिणामस्वरूप, आपूर्ति शक्ति संग्राहक धारा का इतना परिमाण प्रदान करने के लिए पर्याप्त नहीं है जो ट्रांजिस्टर के लाभ के अनुरूप हो। संतृप्ति मोड में, कलेक्टर करंट अधिकतम होगा जो बिजली आपूर्ति प्रदान कर सकती है और बेस करंट पर निर्भर नहीं होगी। इस स्थिति में, ट्रांजिस्टर सिग्नल को बढ़ाने में सक्षम नहीं है, क्योंकि कलेक्टर करंट बेस करंट में बदलाव पर प्रतिक्रिया नहीं करता है।

संतृप्ति मोड में, ट्रांजिस्टर की चालकता अधिकतम होती है, और यह "चालू" स्थिति में स्विच (स्विच) के कार्य के लिए अधिक उपयुक्त है। इसी तरह, कट-ऑफ मोड में, ट्रांजिस्टर की चालकता न्यूनतम होती है, और यह ऑफ स्थिति में स्विच से मेल खाती है।

उलटा मोड

इस मोड में, कलेक्टर और एमिटर भूमिकाएँ बदलते हैं: कलेक्टर पीएन जंक्शन आगे की दिशा में पक्षपाती होता है, और एमिटर जंक्शन विपरीत दिशा में पक्षपाती होता है। परिणामस्वरूप, धारा आधार से संग्राहक की ओर प्रवाहित होती है। संग्राहक अर्धचालक क्षेत्र उत्सर्जक के लिए असममित है, और व्युत्क्रम मोड में लाभ सामान्य सक्रिय मोड की तुलना में कम है। ट्रांजिस्टर को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि यह सक्रिय मोड में यथासंभव कुशलता से काम करता है। इसलिए, ट्रांजिस्टर का उपयोग व्यावहारिक रूप से व्युत्क्रम मोड में नहीं किया जाता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के बुनियादी पैरामीटर।

वर्तमान लाभ- कलेक्टर करंट I C और बेस करंट I B का अनुपात। मनोनीत β , hfeया h21e, ट्रांजिस्टर के साथ की गई गणना की बारीकियों पर निर्भर करता है।

β एक ट्रांजिस्टर के लिए एक स्थिर मान है, और डिवाइस की भौतिक संरचना पर निर्भर करता है। उच्च लाभ की गणना सैकड़ों इकाइयों में की जाती है, कम लाभ की गणना दसियों में की जाती है। एक ही प्रकार के दो अलग-अलग ट्रांजिस्टर के लिए, भले ही वे उत्पादन के दौरान "पाइपलाइन पड़ोसी" थे, β थोड़ा अलग हो सकता है। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की यह विशेषता शायद सबसे महत्वपूर्ण है। यदि गणना में डिवाइस के अन्य मापदंडों को अक्सर उपेक्षित किया जा सकता है, तो वर्तमान लाभ लगभग असंभव है।

इनपुट उपस्थिति- ट्रांजिस्टर में प्रतिरोध जो आधार धारा से "मिलता" है। मनोनीत आर में (आर इनपुट). यह जितना बड़ा होगा, डिवाइस की प्रवर्धन विशेषताओं के लिए उतना ही बेहतर होगा, क्योंकि आधार पक्ष पर आमतौर पर एक कमजोर सिग्नल का स्रोत होता है, जिसे जितना संभव हो उतना कम वर्तमान उपभोग करने की आवश्यकता होती है। आदर्श विकल्प वह है जब इनपुट प्रतिबाधा अनंत हो।

एक औसत द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के लिए R इनपुट कई सौ KΩ (किलो-ओम) है। यहां द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर से बहुत अधिक हार जाता है, जहां इनपुट प्रतिरोध सैकड़ों GΩ (गीगाओम) तक पहुंच जाता है।

आउटपुट चालकता- संग्राहक और उत्सर्जक के बीच ट्रांजिस्टर की चालकता। आउटपुट चालकता जितनी अधिक होगी, उतना अधिक कलेक्टर-एमिटर करंट कम शक्ति पर ट्रांजिस्टर से गुजरने में सक्षम होगा।

इसके अलावा, आउटपुट चालकता में वृद्धि (या आउटपुट प्रतिरोध में कमी) के साथ, अधिकतम भार जो एम्पलीफायर समग्र लाभ में मामूली नुकसान के साथ झेल सकता है, बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, यदि कम आउटपुट चालकता वाला एक ट्रांजिस्टर बिना लोड के सिग्नल को 100 गुना बढ़ा देता है, तो जब 1 KΩ लोड जुड़ा होता है, तो यह पहले से ही केवल 50 गुना बढ़ जाएगा। समान लाभ लेकिन उच्च आउटपुट चालकता वाले ट्रांजिस्टर का लाभ कम होगा। आदर्श विकल्प तब होता है जब आउटपुट चालकता अनंत होती है (या आउटपुट प्रतिरोध आर आउट = 0 (आर आउट = 0))।

पीएनपी ट्रांजिस्टर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है, एक निश्चित अर्थ में एनपीएन ट्रांजिस्टर का उलटा। इस प्रकार के ट्रांजिस्टर डिज़ाइन में, इसके पीएन जंक्शन एनपीएन प्रकार के संबंध में रिवर्स पोलरिटी के वोल्टेज द्वारा खोले जाते हैं। डिवाइस के प्रतीक में, तीर, जो उत्सर्जक आउटपुट को भी निर्धारित करता है, इस बार ट्रांजिस्टर प्रतीक के अंदर इंगित करता है।

डिवाइस डिज़ाइन

पीएनपी-प्रकार ट्रांजिस्टर के डिज़ाइन सर्किट में एन-प्रकार सामग्री के एक क्षेत्र के दोनों ओर पी-प्रकार अर्धचालक सामग्री के दो क्षेत्र होते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

तीर उत्सर्जक और उसके वर्तमान की आम तौर पर स्वीकृत दिशा (पीएनपी ट्रांजिस्टर के लिए "अंदर की ओर") की पहचान करता है।

पीएनपी ट्रांजिस्टर में इसके एनपीएन द्विध्रुवी समकक्ष के समान विशेषताएं हैं, सिवाय इसके कि इसमें धाराओं और वोल्टेज ध्रुवीयताओं की दिशाएं संभावित तीन कनेक्शन योजनाओं में से किसी के लिए उलट हैं: सामान्य आधार, सामान्य उत्सर्जक और सामान्य कलेक्टर।

दो प्रकार के द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के बीच मुख्य अंतर

उनके बीच मुख्य अंतर यह है कि छेद पीएनपी ट्रांजिस्टर के लिए मुख्य वर्तमान वाहक हैं, एनपीएन ट्रांजिस्टर में इस क्षमता में इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, ट्रांजिस्टर को आपूर्ति करने वाले वोल्टेज की ध्रुवताएं उलट जाती हैं, और इसका इनपुट करंट आधार से प्रवाहित होता है। इसके विपरीत, एक एनपीएन ट्रांजिस्टर के साथ, बेस करंट इसमें प्रवाहित होता है, जैसा कि दोनों प्रकार के उपकरणों को एक सामान्य आधार और एक सामान्य उत्सर्जक के साथ जोड़ने के लिए सर्किट आरेख में नीचे दिखाया गया है।

पीएनपी-प्रकार ट्रांजिस्टर का ऑपरेटिंग सिद्धांत बहुत बड़े एमिटर-कलेक्टर करंट को नियंत्रित करने के लिए एक छोटे (एनपीएन-प्रकार की तरह) बेस करंट और एक नकारात्मक (एनपीएन-प्रकार के विपरीत) बेस बायस वोल्टेज के उपयोग पर आधारित है। दूसरे शब्दों में, पीएनपी ट्रांजिस्टर के लिए, उत्सर्जक आधार के संबंध में और कलेक्टर के संबंध में भी अधिक सकारात्मक है।

आइए सामान्य आधार के साथ कनेक्शन आरेख में पीएनपी प्रकार के बीच अंतर देखें

दरअसल, यह देखा जा सकता है कि कलेक्टर वर्तमान आईसी (एनपीएन ट्रांजिस्टर के मामले में) बैटरी बी 2 के सकारात्मक टर्मिनल से बहती है, कलेक्टर टर्मिनल से गुजरती है, इसमें प्रवेश करती है और फिर वापस लौटने के लिए बेस टर्मिनल से बाहर निकलना चाहिए बैटरी का नकारात्मक टर्मिनल. उसी तरह, एमिटर सर्किट को देखकर आप देख सकते हैं कि कैसे बैटरी B1 के पॉजिटिव टर्मिनल से इसका करंट बेस टर्मिनल के माध्यम से ट्रांजिस्टर में प्रवेश करता है और फिर एमिटर में प्रवेश करता है।

इस प्रकार, संग्राहक धारा I C और उत्सर्जक धारा I E दोनों आधार टर्मिनल से होकर गुजरती हैं। चूँकि वे अपने सर्किट के साथ विपरीत दिशाओं में घूमते हैं, परिणामी बेस करंट उनके अंतर के बराबर होता है और बहुत छोटा होता है, क्योंकि IC, I E से थोड़ा कम होता है। लेकिन चूंकि उत्तरार्द्ध अभी भी बड़ा है, अंतर धारा (बेस करंट) के प्रवाह की दिशा I E के साथ मेल खाती है, और इसलिए पीएनपी-प्रकार के द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में आधार से प्रवाहित होने वाली धारा होती है, और एनपीएन-प्रकार वाले में प्रवाह होता है मौजूदा।

एक सामान्य उत्सर्जक के साथ कनेक्शन सर्किट के उदाहरण का उपयोग करके पीएनपी प्रकार के बीच अंतर

इस नए सर्किट में, बेस-एमिटर पीएन जंक्शन बैटरी वोल्टेज बी1 द्वारा बायस्ड है और कलेक्टर-बेस जंक्शन बैटरी वोल्टेज बी2 द्वारा रिवर्स बायस्ड है। इस प्रकार एमिटर टर्मिनल बेस और कलेक्टर सर्किट के लिए सामान्य है।

कुल उत्सर्जक धारा दो धाराओं I C और I B के योग द्वारा दी जाती है; एक दिशा में उत्सर्जक टर्मिनल से गुजरना। इस प्रकार, हमारे पास I E = I C + I B है।

इस सर्किट में, बेस करंट I B उत्सर्जक करंट I E से बस "शाखा बंद" हो जाता है, जो दिशा में भी इसके साथ मेल खाता है। इस मामले में, एक पीएनपी-प्रकार के ट्रांजिस्टर में अभी भी आधार I B से प्रवाहित धारा होती है, और एक एनपीएन-प्रकार के ट्रांजिस्टर में एक अंतर्वाहित धारा होती है।

ज्ञात ट्रांजिस्टर स्विचिंग सर्किट के तीसरे में, एक सामान्य कलेक्टर के साथ, स्थिति बिल्कुल वैसी ही है। इसलिए, हम पाठकों के लिए स्थान और समय बचाने के लिए इसे प्रस्तुत नहीं करते हैं।

पीएनपी ट्रांजिस्टर: वोल्टेज स्रोतों को जोड़ना

बेस-टू-एमिटर वोल्टेज स्रोत (वी बीई) आधार से नकारात्मक और उत्सर्जक से सकारात्मक जुड़ा होता है क्योंकि पीएनपी ट्रांजिस्टर तब संचालित होता है जब आधार उत्सर्जक के सापेक्ष नकारात्मक रूप से पक्षपाती होता है।

कलेक्टर (वी सीई) के संबंध में उत्सर्जक आपूर्ति वोल्टेज भी सकारात्मक है। इस प्रकार, पीएनपी-प्रकार ट्रांजिस्टर के साथ, आधार और कलेक्टर दोनों के संबंध में उत्सर्जक टर्मिनल हमेशा अधिक सकारात्मक होता है।

वोल्टेज स्रोत पीएनपी ट्रांजिस्टर से जुड़े हुए हैं जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

इस बार कलेक्टर एक लोड अवरोधक, आर एल के माध्यम से आपूर्ति वोल्टेज वीसीसी से जुड़ा है, जो डिवाइस के माध्यम से बहने वाली अधिकतम धारा को सीमित करता है। एक बेस वोल्टेज वीबी, जो इसे उत्सर्जक के सापेक्ष नकारात्मक रूप से पूर्वाग्रहित करता है, इसे एक अवरोधक आरबी के माध्यम से लागू किया जाता है, जिसका उपयोग फिर से अधिकतम बेस करंट को सीमित करने के लिए किया जाता है।

पीएनपी ट्रांजिस्टर चरण का संचालन

इसलिए, पीएनपी ट्रांजिस्टर में बेस करंट प्रवाहित करने के लिए, बेस को सिलिकॉन डिवाइस के लिए लगभग 0.7 वोल्ट या जर्मेनियम डिवाइस के लिए 0.3 वोल्ट तक उत्सर्जक (करंट को बेस छोड़ना होगा) से अधिक नकारात्मक होना चाहिए। बेस रेसिस्टर, बेस करंट या कलेक्टर करंट की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सूत्र समकक्ष एनपीएन ट्रांजिस्टर के लिए उपयोग किए जाने वाले समान हैं और नीचे प्रस्तुत किए गए हैं।

हम देखते हैं कि एनपीएन और पीएनपी ट्रांजिस्टर के बीच मूलभूत अंतर पीएन जंक्शनों का सही पूर्वाग्रह है, क्योंकि उनमें धाराओं की दिशा और वोल्टेज की ध्रुवताएं हमेशा विपरीत होती हैं। इस प्रकार, उपरोक्त सर्किट के लिए: I C = I E - I B, क्योंकि धारा आधार से प्रवाहित होनी चाहिए।

आम तौर पर, अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में पीएनपी ट्रांजिस्टर को एनपीएन ट्रांजिस्टर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, केवल वोल्टेज ध्रुवता और वर्तमान दिशा में अंतर होता है। ऐसे ट्रांजिस्टर का उपयोग स्विचिंग डिवाइस के रूप में भी किया जा सकता है, और पीएनपी ट्रांजिस्टर स्विच का एक उदाहरण नीचे दिखाया गया है।

ट्रांजिस्टर विशेषताएँ

पीएनपी ट्रांजिस्टर की आउटपुट विशेषताएँ समकक्ष एनपीएन ट्रांजिस्टर के समान होती हैं, सिवाय इसके कि उन्हें वोल्टेज और धाराओं की विपरीत ध्रुवता की अनुमति देने के लिए 180 डिग्री घुमाया जाता है (पीएनपी ट्रांजिस्टर का आधार और कलेक्टर धाराएं नकारात्मक होती हैं)। इसी प्रकार, पीएनपी ट्रांजिस्टर के ऑपरेटिंग बिंदुओं को खोजने के लिए, इसकी गतिशील लोड लाइन को कार्टेशियन समन्वय प्रणाली की तीसरी तिमाही में दर्शाया जा सकता है।

2N3906 PNP ट्रांजिस्टर की विशिष्ट विशेषताओं को नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

एम्पलीफायर चरणों में ट्रांजिस्टर जोड़े

आप सोच रहे होंगे कि पीएनपी ट्रांजिस्टर का उपयोग करने का क्या कारण है जब कई एनपीएन ट्रांजिस्टर उपलब्ध हैं जिनका उपयोग एम्पलीफायर या सॉलिड स्टेट स्विच के रूप में किया जा सकता है? हालाँकि, दो अलग-अलग प्रकार के ट्रांजिस्टर - एनपीएन और पीएनपी - होने से पावर एम्पलीफायर सर्किट डिजाइन करते समय बहुत फायदे मिलते हैं। ये एम्पलीफायर आउटपुट चरण में ट्रांजिस्टर के "पूरक" या "मिलान" जोड़े का उपयोग करते हैं (एक पीएनपी ट्रांजिस्टर और एक एनपीएन ट्रांजिस्टर एक साथ जुड़े हुए हैं, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है)।

एक दूसरे के समान, समान विशेषताओं वाले दो संगत एनपीएन और पीएनपी ट्रांजिस्टर को पूरक कहा जाता है। उदाहरण के लिए, TIP3055 (NPN प्रकार) और TIP2955 (PNP प्रकार) पूरक सिलिकॉन पावर ट्रांजिस्टर का एक अच्छा उदाहरण हैं। उन दोनों में डीसी करंट गेन β=I C /I B 10% के भीतर मेल खाता है और उच्च कलेक्टर करंट लगभग 15A है, जो उन्हें मोटर नियंत्रण या रोबोटिक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।

इसके अलावा, क्लास बी एम्पलीफायर अपने आउटपुट पावर चरणों में ट्रांजिस्टर के मिलान जोड़े का उपयोग करते हैं। उनमें, एनपीएन ट्रांजिस्टर सिग्नल के केवल सकारात्मक आधे-तरंग का संचालन करता है, और पीएनपी ट्रांजिस्टर केवल इसके नकारात्मक आधे का संचालन करता है।

यह एम्पलीफायर को दी गई पावर रेटिंग और प्रतिबाधा पर दोनों दिशाओं में स्पीकर के माध्यम से आवश्यक शक्ति पारित करने की अनुमति देता है। परिणामस्वरूप, आउटपुट करंट, जो आमतौर पर कई एम्पीयर के क्रम पर होता है, दो पूरक ट्रांजिस्टर के बीच समान रूप से वितरित किया जाता है।

इलेक्ट्रिक मोटर नियंत्रण सर्किट में ट्रांजिस्टर जोड़े

इनका उपयोग प्रतिवर्ती डीसी मोटरों के लिए एच-ब्रिज नियंत्रण सर्किट में भी किया जाता है, जो मोटर के माध्यम से इसके घूर्णन की दोनों दिशाओं में समान रूप से वर्तमान को विनियमित करना संभव बनाता है।

उपरोक्त एच-ब्रिज सर्किट को ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि इसके चार ट्रांजिस्टर स्विच का मूल विन्यास क्रॉस लाइन पर स्थित मोटर के साथ "एच" अक्षर जैसा दिखता है। ट्रांजिस्टर एच-ब्रिज संभवतः प्रतिवर्ती डीसी मोटर नियंत्रण सर्किट के सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले प्रकारों में से एक है। यह मोटर को नियंत्रित करने के लिए स्विच के रूप में कार्य करने के लिए प्रत्येक शाखा में एनपीएन और पीएनपी ट्रांजिस्टर के "पूरक" जोड़े का उपयोग करता है।

नियंत्रण इनपुट ए मोटर को एक दिशा में चलने की अनुमति देता है, जबकि इनपुट बी का उपयोग रिवर्स रोटेशन के लिए किया जाता है।

उदाहरण के लिए, जब ट्रांजिस्टर TR1 चालू है और TR2 बंद है, तो इनपुट A आपूर्ति वोल्टेज (+Vcc) से जुड़ा है, और यदि ट्रांजिस्टर TR3 बंद है और TR4 चालू है, तो इनपुट B 0 वोल्ट (GND) से जुड़ा है। इसलिए, मोटर इनपुट ए की सकारात्मक क्षमता और इनपुट बी की नकारात्मक क्षमता के अनुरूप एक दिशा में घूमेगी।

यदि स्विच स्थिति बदल दी जाती है ताकि TR1 बंद हो, TR2 चालू हो, TR3 चालू हो, और TR4 बंद हो, तो मोटर धारा विपरीत दिशा में प्रवाहित होगी, जिससे यह विपरीत दिशा में प्रवाहित होगी।

इनपुट ए और बी पर विपरीत तर्क स्तर "1" या "0" का उपयोग करके, आप मोटर के घूर्णन की दिशा को नियंत्रित कर सकते हैं।

ट्रांजिस्टर के प्रकार का निर्धारण

किसी भी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को अनिवार्य रूप से एक साथ बैक टू बैक जुड़े हुए दो डायोड से युक्त माना जा सकता है।

हम इस सादृश्य का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए कर सकते हैं कि एक ट्रांजिस्टर अपने तीन टर्मिनलों के बीच प्रतिरोध का परीक्षण करके पीएनपी या एनपीएन प्रकार है या नहीं। उनमें से प्रत्येक जोड़ी का मल्टीमीटर का उपयोग करके दोनों दिशाओं में परीक्षण करने पर, छह मापों के बाद हमें निम्नलिखित परिणाम मिलते हैं:

1. उत्सर्जक - आधार।इन लीडों को एक सामान्य डायोड की तरह काम करना चाहिए और केवल एक दिशा में करंट का संचालन करना चाहिए।

2.संग्राहक - आधार.इन लीडों को भी सामान्य डायोड की तरह काम करना चाहिए और केवल एक दिशा में करंट का संचालन करना चाहिए।

3. उत्सर्जक - संग्राहक.ये निष्कर्ष किसी भी दिशा में नहीं निकाला जाना चाहिए.

दोनों प्रकार के ट्रांजिस्टर के संक्रमण प्रतिरोध मान

तब हम यह निर्धारित कर सकते हैं कि पीएनपी ट्रांजिस्टर स्वस्थ और बंद है। इसके उत्सर्जक (ई) के सापेक्ष इसके आधार (बी) पर एक छोटा आउटपुट करंट और नकारात्मक वोल्टेज इसे खोल देगा और बहुत अधिक एमिटर-कलेक्टर करंट को प्रवाहित करने की अनुमति देगा। पीएनपी ट्रांजिस्टर सकारात्मक उत्सर्जक क्षमता पर आचरण करते हैं। दूसरे शब्दों में, एक पीएनपी द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर केवल तभी संचालित होगा जब आधार और कलेक्टर टर्मिनल उत्सर्जक के संबंध में नकारात्मक हों।