పిఎన్పి ట్రాన్సిస్టర్లు

మొదటి బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ 1947 లో బెల్ ప్రయోగశాలలలో కనుగొనబడింది. “రెండు ధ్రువణతలు” సంక్షిప్తీకరించబడింది బైపోలార్, అందుకే దీనికి బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ అని పేరు. కలెక్టర్ (సి), బేస్ (బి) మరియు ఉద్గారిణి (ఇ) కలిగిన మూడు టెర్మినల్ పరికరం బిజెటి. ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క టెర్మినల్స్ గుర్తించడానికి ఒక నిర్దిష్ట BJT భాగం యొక్క పిన్ రేఖాచిత్రం అవసరం. ఇది డేటాషీట్లో అందుబాటులో ఉంటుంది. బిజెటిలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి - ఎన్‌పిఎన్ మరియు పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్‌లు. ఈ ట్యుటోరియల్‌లో మనం పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్‌ల గురించి మాట్లాడుతాము. పై చిత్రాలలో చూపిన PNP ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క రెండు ఉదాహరణలు - 2N3906 మరియు PN2907A లను పరిశీలిద్దాం.

ఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియ ఆధారంగా పిన్ కాన్ఫిగరేషన్ మారవచ్చు మరియు ఈ వివరాలు ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క సంబంధిత డేటాషీట్లో లభిస్తాయి. ఎక్కువగా అన్ని పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్‌లు పైన పిన్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో ఉంటాయి. ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క శక్తి రేటింగ్ పెరిగేకొద్దీ అవసరమైన హీట్ సింక్‌ను ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క శరీరానికి జతచేయాలి. టెర్మినల్స్ వద్ద వర్తించే నిష్పాక్షిక ట్రాన్సిస్టర్ లేదా ట్రాన్సిస్టర్ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా వెనుకకు వెనుకకు కనెక్ట్ చేయబడిన రెండు డయోడ్‌ల మాదిరిగానే ఉంటుంది. పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన అప్లికేషన్ హై సైడ్ స్విచింగ్ మరియు క్లాస్ బి కంబైన్డ్ యాంప్లిఫైయర్.

డయోడ్ డి 1 యొక్క ఫార్వర్డ్ ప్రసరణ ఆధారంగా డయోడ్ డి 1 రివర్స్ కండక్టింగ్ ప్రాపర్టీని కలిగి ఉంది. ఒక ప్రవాహం డయోడ్ D2 ద్వారా ఉద్గారిణి నుండి బేస్ వరకు ప్రవహించినప్పుడు, డయోడ్ D1 ప్రవాహాన్ని గ్రహించి, అనుపాత ప్రవాహాన్ని ఉద్గారిణి టెర్మినల్ నుండి కలెక్టర్ టెర్మినల్‌కు రివర్స్ దిశలో ప్రవహించటానికి అనుమతించబడుతుంది. దామాషా స్థిరాంకం లాభం (β).

పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్‌ల పని:

పైన చర్చించినట్లుగా, ట్రాన్సిస్టర్ ప్రస్తుత నియంత్రిత పరికరం, ఇది క్షీణత పొరను విస్తరించడానికి అవసరమైన నిర్దిష్ట అవరోధ సంభావ్యత కలిగిన రెండు క్షీణత పొరలను కలిగి ఉంటుంది. సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క అవరోధ సంభావ్యత 25 ° C వద్ద 0.7V మరియు జెర్మేనియం ట్రాన్సిస్టర్‌కు 25 ° C వద్ద 0.3V. ఎక్కువగా ఉపయోగించే ట్రాన్సిస్టర్ రకం సిలికాన్ ఎందుకంటే ఇది ఆక్సిజన్ తరువాత భూమిపై అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే మూలకం.

అంతర్గత ఆపరేషన్:

పిఎన్పి ట్రాన్సిస్టర్ నిర్మాణం ఏమిటంటే, కలెక్టర్ మరియు ఉద్గారిణి ప్రాంతాలు పి-టైప్ మెటీరియల్‌తో డోప్ చేయబడతాయి మరియు బేస్ ప్రాంతం ఎన్-టైప్ మెటీరియల్‌తో చిన్న పొరతో డోప్ చేయబడుతుంది. కలెక్టర్ ప్రాంతంతో పోల్చినప్పుడు ఉద్గారిణి ప్రాంతం భారీగా డోప్ చేయబడుతుంది. ఈ మూడు ప్రాంతాలు రెండు జంక్షన్లను ఏర్పరుస్తాయి. అవి కలెక్టర్-బేస్ జంక్షన్ (సిబి) మరియు బేస్-ఎమిటర్ జంక్షన్.

0V నుండి తగ్గుతున్న బేస్-ఎమిటర్ జంక్షన్ అంతటా ప్రతికూల సంభావ్య VBE వర్తించినప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు క్షీణత ప్రాంతంలో పేరుకుపోతాయి. సంభావ్యత 0.7V కన్నా తక్కువ తగ్గినప్పుడు, అవరోధ వోల్టేజ్ చేరుకుంటుంది మరియు విస్తరణ జరుగుతుంది. అందువల్ల, ఎలక్ట్రాన్లు పాజిటివ్ టెర్మినల్ వైపు ప్రవహిస్తాయి మరియు బేస్ కరెంట్ ఫ్లోస్ (IB) ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహానికి వ్యతిరేకం. అంతేకాకుండా, కలెక్టర్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ VCE వర్తించబడితే, ఉద్గారిణి నుండి కలెక్టర్ వరకు ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది. పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్ మరియు యాంప్లిఫైయర్‌గా పనిచేస్తుంది.

ఆపరేటింగ్ ప్రాంతం వర్సెస్ ఆపరేషన్ మోడ్:

1. క్రియాశీల ప్రాంతం, IC = × × IB– యాంప్లిఫైయర్ ఆపరేషన్

2. సంతృప్త ప్రాంతం, IC = సంతృప్త కరెంట్ - స్విచ్ ఆపరేషన్ (పూర్తిగా ఆన్)

3. కట్-ఆఫ్ ప్రాంతం, IC = 0 - స్విచ్ ఆపరేషన్ (పూర్తిగా ఆఫ్)

స్విచ్ వలె ట్రాన్సిస్టర్:

పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క అప్లికేషన్ హై సైడ్ స్విచ్‌గా పనిచేయడం. PSPICE మోడల్‌తో వివరించడానికి, PN2907A ట్రాన్సిస్టర్ ఎంపిక చేయబడింది. ప్రస్తుత పరిమితి నిరోధకాన్ని బేస్ వద్ద ఉపయోగించడం గుర్తుంచుకోవలసిన మొదటి ముఖ్యమైన విషయం. అధిక బేస్ ప్రవాహాలు BJT ను దెబ్బతీస్తాయి. డేటాషీట్ నుండి గరిష్ట నిరంతర కలెక్టర్ కరెంట్ -600 ఎంఏ మరియు సంబంధిత లాభం (హెచ్‌ఎఫ్‌ఇ లేదా β) డేటాషీట్‌లో పరీక్ష స్థితిగా ఇవ్వబడుతుంది. సంబంధిత సంతృప్త వోల్టేజీలు మరియు బేస్ ప్రవాహాలు కూడా అందుబాటులో ఉన్నాయి.

భాగాలు ఎంచుకోవడానికి దశలు:

1. మీ లోడ్ వినియోగించే కరెంట్‌ను కలెక్టర్ కరెంట్ విజ్ కనుగొనండి. ఈ సందర్భంలో ఇది 200mA (సమాంతర LED లు లేదా లోడ్లు) మరియు రెసిస్టర్ = 60 ఓంలు.

2. ట్రాన్సిస్టర్‌ను సంతృప్త స్థితిలోకి నడపడానికి, ట్రాన్సిస్టర్ పూర్తిగా ఆన్‌లో ఉన్నంత బేస్ కరెంట్‌ను బయటకు తీయాలి. బేస్ కరెంట్ మరియు ఉపయోగించాల్సిన సంబంధిత రెసిస్టర్‌ను లెక్కిస్తోంది.

పూర్తి సంతృప్తత కోసం బేస్ కరెంట్ 2.5mA కు అంచనా వేయబడింది (చాలా ఎక్కువ లేదా చాలా తక్కువ కాదు). ఈ విధంగా 12V తో సర్క్యూట్ క్రింద ఉంది, స్విచ్ ఆఫ్ స్థితిలో ఉన్న భూమికి సంబంధించి ఉద్గారిణికి సమానంగా ఉంటుంది.

సిద్ధాంతపరంగా స్విచ్ పూర్తిగా తెరిచి ఉంది కాని ఆచరణాత్మకంగా లీకేజ్ కరెంట్ ప్రవాహాన్ని గమనించవచ్చు. ఈ ప్రవాహం అవి PA లేదా nA లో ఉన్నందున చాలా తక్కువ. ప్రస్తుత నియంత్రణపై మంచి అవగాహన కోసం, ఒక ట్రాన్సిస్టర్‌ను కలెక్టర్ (సి) మరియు ఉద్గారిణి (ఇ) అంతటా వేరియబుల్ రెసిస్టర్‌గా పరిగణించవచ్చు, దీని నిరోధకత బేస్ (బి) ద్వారా కరెంట్ ఆధారంగా మారుతుంది.).

ప్రారంభంలో బేస్ ద్వారా ప్రవాహం ప్రవహించనప్పుడు, CE అంతటా నిరోధకత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, దాని ద్వారా ఎటువంటి ప్రవాహం ప్రవహించదు. బేస్ టెర్మినల్ వద్ద 0.7V & అంతకంటే ఎక్కువ సంభావ్య వ్యత్యాసం కనిపించినప్పుడు, BE జంక్షన్ వ్యాప్తి చెందుతుంది మరియు CB జంక్షన్ వ్యాప్తి చెందుతుంది. ఇప్పుడు ఉద్గారిణి నుండి బేస్ వరకు ప్రస్తుత ప్రవాహానికి అనులోమానుపాతంలో ఉద్గారిణి నుండి కలెక్టర్ వరకు ప్రస్తుత ప్రవాహాలు, లాభం కూడా.

ఇప్పుడు బేస్ కరెంట్‌ను నియంత్రించడం ద్వారా అవుట్పుట్ కరెంట్‌ను ఎలా నియంత్రించాలో చూద్దాం. లోడ్ 200mA ఉన్నప్పటికీ IC = 100mA ని పరిష్కరించండి, డేటాషీట్ నుండి సంబంధిత లాభం 100 & 300 మధ్య ఎక్కడో ఉంటుంది మరియు పైన మనకు అదే సూత్రాన్ని అనుసరిస్తుంది

లెక్కించిన విలువ నుండి ఆచరణాత్మక విలువ యొక్క వైవిధ్యం ఎందుకంటే ట్రాన్సిస్టర్ అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ మరియు ఉపయోగించబడే రెసిస్టివ్ లోడ్. అలాగే, మేము బేస్ టెర్మినల్ వద్ద 12.5kOhm కు బదులుగా 13kOhm యొక్క ప్రామాణిక రెసిస్టర్ విలువను ఉపయోగించాము.

యాంప్లిఫైయర్‌గా ట్రాన్సిస్టర్:

బలహీనమైన సిగ్నల్‌ను ఉపయోగపడే రూపంలోకి మార్చడం యాంప్లిఫికేషన్. వైర్‌లెస్ ట్రాన్స్మిట్ సిగ్నల్స్, వైర్‌లెస్ రిసీవ్డ్ సిగ్నల్స్, ఎమ్‌పి 3 ప్లేయర్స్, మొబైల్ ఫోన్లు మొదలైన అనేక అనువర్తనాల్లో యాంప్లిఫికేషన్ ప్రక్రియ ఒక ముఖ్యమైన దశ. ట్రాన్సిస్టర్ వివిధ కాన్ఫిగరేషన్లలో శక్తి, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ను విస్తరించగలదు.

ట్రాన్సిస్టర్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించే కొన్ని కాన్ఫిగరేషన్లు

1. సాధారణ ఉద్గారిణి యాంప్లిఫైయర్

2. సాధారణ కలెక్టర్ యాంప్లిఫైయర్

3. కామన్ బేస్ యాంప్లిఫైయర్

పై రకాల్లో సాధారణ ఉద్గారిణి రకం జనాదరణ పొందిన మరియు ఎక్కువగా ఉపయోగించే కాన్ఫిగరేషన్. ఆపరేషన్ చురుకైన ప్రాంతంలో జరుగుతుంది, సింగిల్ స్టేజ్ కామన్ ఎమిటర్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ దీనికి ఒక ఉదాహరణ. యాంప్లిఫైయర్ రూపకల్పనలో స్థిరమైన DC బయాస్ పాయింట్ మరియు స్థిరమైన AC లాభం ముఖ్యమైనవి. ఒకే ట్రాన్సిస్టర్ మాత్రమే ఉపయోగించబడుతున్నప్పుడు సింగిల్ స్టేజ్ యాంప్లిఫైయర్ పేరు.

పైన సింగిల్ స్టేజ్ యాంప్లిఫైయర్ ఉంది, ఇక్కడ బేస్ టెర్మినల్ వద్ద వర్తించే బలహీనమైన సిగ్నల్ కలెక్టర్ టెర్మినల్ వద్ద వాస్తవ సిగ్నల్ β రెట్లు మారుతుంది.

భాగం ప్రయోజనం:

CIN అనేది కలపడం కెపాసిటర్, ఇది ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క స్థావరానికి ఇన్పుట్ సిగ్నల్ను కలుపుతుంది. అందువల్ల ఈ కెపాసిటర్ మూలాన్ని ట్రాన్సిస్టర్ నుండి వేరు చేస్తుంది మరియు ఎసి సిగ్నల్ మాత్రమే గుండా వెళుతుంది. CE అనేది బైపాస్ కెపాసిటర్, ఇది విస్తరించిన సిగ్నల్ కోసం తక్కువ నిరోధక మార్గంగా పనిచేస్తుంది. COUT అనేది కలపడం కెపాసిటర్, ఇది ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్ నుండి అవుట్పుట్ సిగ్నల్ను కలుపుతుంది. అందువల్ల ఈ కెపాసిటర్ ట్రాన్సిస్టర్ నుండి అవుట్‌పుట్‌ను వేరు చేస్తుంది మరియు ఎసి సిగ్నల్ మాత్రమే గుండా వెళుతుంది. R2 మరియు RE యాంప్లిఫైయర్‌కు స్థిరత్వాన్ని అందిస్తాయి, అయితే R1 మరియు R2 కలిసి సంభావ్య డివైడర్‌గా పనిచేయడం ద్వారా DC బయాస్ పాయింట్‌లో స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

ఆపరేషన్:

పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్ విషయంలో, కామన్ అనే పదం ప్రతికూల సరఫరాను సూచిస్తుంది. అందువల్ల, కలెక్టర్‌తో పోల్చినప్పుడు ఉద్గారిణి ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. ప్రతి సమయ విరామానికి సర్క్యూట్ తక్షణమే పనిచేస్తుంది. అర్థం చేసుకోవటానికి, బేస్ టెర్మినల్ వద్ద ఎసి వోల్టేజ్ ఉద్గారిణి నిరోధకం ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహాలలో సంబంధిత పెరుగుదలను పెంచినప్పుడు.

అందువల్ల, ఉద్గారిణి ప్రవాహంలో ఈ పెరుగుదల అధిక కలెక్టర్ కరెంట్‌ను ట్రాన్సిస్టర్ ద్వారా ప్రవహించేలా చేస్తుంది, ఇది VCE కలెక్టర్ ఉద్గారిణి డ్రాప్‌ను తగ్గిస్తుంది. అదేవిధంగా ఇన్పుట్ ఎసి వోల్టేజ్ విపరీతంగా తగ్గినప్పుడు ఉద్గారిణి ప్రవాహం తగ్గడం వల్ల VCEvoltage పెరుగుతుంది. వోల్టేజ్‌లలో ఈ మార్పులన్నీ ఇన్‌పుట్ యొక్క విలోమ తరంగ రూపంగా ఉండే అవుట్‌పుట్‌లో తక్షణమే ప్రతిబింబిస్తాయి, కానీ విస్తరించినవి.

లక్షణాలు	కామన్ బేస్	సాధారణ ఉద్గారిణి	కామన్ కలెక్టర్
వోల్టేజ్ లాభం	అధిక	మధ్యస్థం	తక్కువ
ప్రస్తుత లాభం	తక్కువ	మధ్యస్థం	అధిక
శక్తి లాభం	తక్కువ	చాలా ఎక్కువ	మధ్యస్థం

పట్టిక: పోలిక పట్టికను పొందండి

పై పట్టిక ఆధారంగా, సంబంధిత ఆకృతీకరణను ఉపయోగించుకోవచ్చు.