शुरुआती रेडियो एमेच्योर के अभ्यास में क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर
यह लेख "बिगिनर रेडियो एमेच्योर" खंड के लिए अभिप्रेत है। वी। एंड्रीयुशकेविच के लेख "रेडियो" नंबर 9 - 2007 में "फ़ील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर के मापदंडों को मापना" पत्रिका में छपने से बहुत पहले, समान सिद्धांतों और कार्यों द्वारा निर्देशित, मैंने एक उपकरण बनाया जैसा कि वर्णित है। लेख, लेकिन, मेरी राय में, बहुत सरल सर्किटरी और तकनीकी रूप से। मुझे लगता है कि शुरुआती रेडियो शौकिया इसकी सराहना करेंगे। दूसरी ओर, V. Andryushkevich का उपकरण अधिक सटीक और बहुमुखी है, जो अधिक आधुनिक तत्व आधार पर बनाया गया है, अच्छे एर्गोनोमिक गुणों के साथ, संक्षेप में - उच्च स्तर का।
एक समय में, लेखक को एम्पलीफायरों, स्रोत अनुयायियों, मिक्सर आदि के विशिष्ट सर्किट में स्थापना के लिए सामान्य क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (एफईटी) का चयन करने की समस्या का सामना करना पड़ा। रेडियो एमेच्योर के अभ्यास में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले मापदंडों को मापने के लिए एक संयुक्त उपकरण : नाली वर्तमान, कटऑफ वोल्टेज, विशेषता का ढलान।
सबसे पहले, थोड़ा सिद्धांत। यह केवल आगे के व्यावहारिक अनुप्रयोग और डिवाइस के संचालन की समझ के लिए प्रस्तुत किया गया है, और नहीं। इसलिए, पीटी के काम की भौतिकी और कुछ सैद्धांतिक प्रावधानों को छोड़ दिया गया है। लागू होने वाले प्रावधानों के व्यावहारिक पहलू पर ही जोर दिया जाता है। मुझे उम्मीद है कि नौसिखिए रेडियो के शौकीनों के लिए डिवाइस के संचालन का एक संक्षिप्त विवरण वास्तविक डिज़ाइन बनाने में उपयोगी और लागू होगा।
एक नियंत्रण पी-एन-जंक्शन के साथ क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर की स्थानांतरण (नियंत्रण) विशेषता।
नीचे दिया गया आंकड़ा क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के निकास प्रवाह को मापने के लिए एक सर्किट दिखाता है। नोटेशन में: गेट - एस, ड्रेन - एस, स्रोत - आई। ड्रेन करंट के अलावा, FET की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता कटऑफ वोल्टेज Uots है। यह गेट और स्रोत (Uz) के बीच का वोल्टेज है, जिस पर नाली का प्रवाह लगभग 0 है, हालांकि इसे आमतौर पर 10 μA के रूप में लिया जाता है।
यदि उजी 0 के बराबर है, तो FET का ड्रेन करंट अधिकतम होगा और इसे संतृप्ति करंट, या पूर्ण खुले चैनल का करंट, या प्रारंभिक ड्रेन करंट कहा जाता है। Ic.beginning द्वारा अस्वीकृत। (कभी-कभी आईसीओ)।
यदि FET गेट पर एक बायस वोल्टेज लगाया जाता है (यह उजी है, चित्र 1 में यह 1.5v बैटरी है), और Uot एब्सिस्सा पर परिलक्षित होता है, और आईसी.ऑर्डिनेट पर शुरू होता है। और अलग-अलग उजी (पूर्वाग्रह) पर नाली के अन्य मूल्य, तो आप एक वक्र का निर्माण कर सकते हैं वोल्ट-एम्पीयर विशेषताशुक्र इस प्रकार, जैसा कि ग्राफ से देखा जा सकता है, Ic Uot मान पर निर्भर करता है।
इकट्ठे सर्किट (छवि 1) के अनुसार विशेषता ढलान (एस) का निर्धारण सूत्र के अनुसार किया जाता है:
एस = शुरुआत है - Ic/Us., जहाँ Ic चयनित इष्टतम ड्रेन करंट है जिस पर FET संचालित होगा।
इसके सीधे खंड पर, जो हमेशा 0 से Uots./2 तक ग्राफ पर स्थित है और कहा जाता है द्विघात, नाली वर्तमान आईसी चुनें, जिस पर एफईटी सबसे अधिक कुशलता से काम करेगा और मानक रैखिक एम्पलीफायर सर्किट (छवि 3) के संचालन में गैर-रैखिक विकृतियों का परिचय नहीं देगा। आमतौर पर यह द्विघात खंड का आधा होता है: Ures./2, फिर Uzi लगभग Ures./4 के बराबर होगा।
व्यवहार में, उजी आरएन (यूएन) में वोल्टेज ड्रॉप के बराबर है। अर्थात्, आप S वक्र से इष्टतम वर्तमान Ic चुन सकते हैं और फिर Uzi निर्धारित कर सकते हैं (संदर्भ पुस्तकों में संबंधित ग्राफ़ हैं - Ic और Uzi पर S की निर्भरता, और इसके विपरीत)। आगे, ओम के नियम के अनुसार, Rn निर्धारित करें, जिसे एक रैखिक एम्पलीफायर के FET के स्रोत सर्किट में रखा जाना चाहिए। मान लीजिए कि Ic = 6mA चुना गया है, जबकि S-विशेषता Uzi = Un = 0.7 v पर डेटा से। फिर आरएन \u003d अन / आईसी \u003d 0.7 वी / 0.006 ए \u003d 116 ओम।
एक अन्य विकल्प भी संभव है: Uots की विशेषताओं या मापों से जानना। Uzi (= 1/4 Uots.) निर्धारित करना संभव है और फिर, S अनुसूची के अनुसार, Ic निर्धारित करें, और फिर Rn का मान।
एक काम कर रहे एफईटी एम्पलीफायर में, आप सोल्डरिंग के बिना अन (आरएन में वोल्टेज ड्रॉप) को माप सकते हैं और सर्किट से आरएन के मूल्य को जानकर, आईसी की गणना कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, आईसी \u003d अन / आरएन \u003d 0.7 वी / 116 ओम \u003d 0.006 ए (6mA)। तालिका-पासपोर्ट के साथ प्राप्त आंकड़ों की तुलना करने पर इष्टतम आईसी के लिए आरएन का चयन किया जा सकता है।
Uots की परिभाषा। Fig.4 में योजना के अनुसार संभव है।
चूंकि आईसी उजी पर निर्भर करता है, एस-विशेषता बदल सकती है (शिफ्ट)। यह तब भी बदलता है जब पीटी परिवेश के तापमान के संपर्क में आता है। थर्मोस्टेबल बिंदु पर जाने के लिए, Uzi = Uots चुनें। - 0.63 वी। व्यवहार में, एक निश्चित उजी पर वास्तविक FETs के लिए, Ic 0.1 से 0.5 mA तक भिन्न होता है (संदर्भ साहित्य में इस स्थानांतरण विशेषता के संगत रेखांकन होते हैं)।
FET की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं पर Usi Usi.nas तक की सीमा में है। - संतृप्ति वोल्टेज नाली - स्रोत, और आमतौर पर 2v से अधिक नहीं होता है (KP303 के लिए, और कभी-कभी अन्य PTs के लिए अधिक)। यह विशेषता कहलाती है छुट्टी का दिन।
डिवाइस के साथ योजना बनाएं और काम करें।
एफईटी के मापदंडों को मापने के लिए डिवाइस की वास्तविक योजना आईसी और यूओटीएस को मापने के लिए उपरोक्त योजनाओं से अलग नहीं है। यह सिर्फ इतना है कि डिवाइस अधिक बहुमुखी हो गया है, पीटी मापदंडों को मापने के लिए एक प्रकार का स्टैंड।
जब Ic जाना जाता है (वांछित, इष्टतम, निर्देशिकाओं से), Ic.nach पहले निर्धारित किया जाता है। ऐसा करने के लिए, SA2 और SA3 ("n - p चैनल") स्विच के साथ PT चैनल का प्रकार सेट करें, और स्विच SA4 ("पैरामीटर") को "Is.begin" स्थिति पर सेट किया गया है। माइक्रोएमीटर (मल्टीमीटर) XT2 टर्मिनल से जुड़ा है। PT को XT4 टर्मिनल ब्लॉक से कनेक्ट करने के बाद, डिवाइस चालू करें, SB1 "माप" बटन दबाएं और Ic पढ़ें।
अगला, आईसी स्विच SA4 को "आईसी" स्थिति में ले जाकर निर्धारित किया जाता है। इस प्रतिरोधक R2 ("सेट उजी") के साथ परिवर्तन (इस प्रतिरोधक के पैमाने पर) ऊट्स। उस मान से जिस पर ड्रेन करंट न्यूनतम (लगभग 10 μA) होगा, से ¼ Uots के करीब का मान। माइक्रोएमीटर आईसी दिखाएगा: ग्राफ पर उजी मान के साथ, वे वक्र के द्विघात खंड पर एक बिंदु बनाते हैं। फिर पीटी की विशेषता (एस) की स्थिरता की गणना की जाती है:
S = Ic.beginning - Ic/Uzi, जहाँ Uzi =1/4Uot.(आनुभविक रूप से चयनित अनुपात)।
आप पहले Uots निर्धारित कर सकते हैं। (उपयुक्त स्थिति में SA4 स्विच करें), इस मान को 4 से विभाजित करें, Uzi प्राप्त करें, और उसके बाद शेड्यूल के अनुसार Ic करें।
ऊट को मापते समय। (जब मल्टीमीटर वोल्टमीटर के टर्मिनलों से जुड़ा हो) यह महत्वपूर्ण है, यदि आप उसी मल्टीमीटर का उपयोग करते हैं, तो जम्पर S1 के साथ XT2 मिली (माइक्रो) एमीटर के टर्मिनलों को बंद करना न भूलें।
यूएसआई आमतौर पर 10 वी के बराबर होता है। डिवाइस में, आप इसे बदल सकते हैं, क्योंकि। संदर्भ पुस्तकें कभी-कभी भिन्न वोल्टेज पर VAC ग्राफ़ दिखाती हैं। उजी के बारे में भी यही कहा जा सकता है - इसका मूल्य बदला जा सकता है। इन उद्देश्यों के लिए, समायोज्य सकारात्मक और नकारात्मक वोल्टेज स्टेबलाइजर्स का उपयोग किया जाता है, जिसका उपयोग FET के नाली सर्किट को 2 से 15 v तक और गेट सर्किट - 0 से -5 v तक करने के लिए किया जाता है। कभी-कभी, 2 गेट FETs के मापदंडों को मापते समय, दूसरे गेट पर एक सकारात्मक वोल्टेज लगाने की आवश्यकता होती है। इस प्रयोजन के लिए, डिवाइस में एक SA2.2 स्विच स्थापित किया गया है, जो बायस स्टेबलाइज़र से प्राप्त वोल्टेज की ध्रुवीयता को विपरीत में बदलता है। दरअसल, यही एकमात्र कारण है कि यह स्विच चैनल टाइप स्विच के साथ संयुक्त नहीं है। XT4 बार पर "K" टर्मिनल का उपयोग दूसरे गेट को बायस वोल्टेज रेगुलेटर (आरेख में नहीं दिखाया गया है) के आउटपुट के साथ स्विच करके कनेक्ट करने के लिए किया जा सकता है (या एक अतिरिक्त स्थापित किया जा सकता है)।
वोल्टेज नियामकों को कैलिब्रेट किया जाना चाहिए - फिर आपको यूएसआई और उजी को मापने के लिए अतिरिक्त टर्मिनलों और उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है। माप के दौरान मल्टीमीटर जांच को स्वैप नहीं करने के लिए, XT2 और XT3 टर्मिनल सर्किट में संबंधित डायोड ब्रिज के माध्यम से जुड़े हुए हैं, और SA2 स्विच द्वारा आपूर्ति वोल्टेज की ध्रुवीयता को उलट दिया जाता है। संदर्भ पुस्तकों में दिए गए अनुसार वोल्टेज के मान स्वयं निर्धारित किए जाने चाहिए।
आप अक्सर पीएसयू के माध्यम से मुख्य से प्रेरित स्थैतिक बिजली (टांका लगाने वाले लोहे से, हाथों, कपड़ों आदि से भी) द्वारा पीटी को नुकसान के खतरे के बारे में सुन सकते हैं। बेशक, यह डिवाइस को क्रोना और एए प्रकार के तत्व से बिजली देने के लिए इष्टतम है, जबकि नेटवर्क स्थिर द्वारा पीटी को नुकसान का जोखिम न्यूनतम है। और अगर कम-शक्ति वाले FET को मापने के लिए संकेतित बैटरियों के वोल्टेज पर्याप्त हैं, तो यह किया जाना चाहिए - इन दोनों बैटरियों को डिवाइस में डालें। दूसरी ओर, निर्मित उपकरण के साथ मेरे व्यावहारिक अनुभव ने कभी भी FET को नुकसान नहीं पहुंचाया। जाहिर है, फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर के साथ काम करते समय कुछ डिज़ाइन गुणों और सामान्य नियमों के अनुपालन से यह सुविधा हुई थी। T1 ट्रांसफार्मर में टेफ्लॉन इंटरवाइंडिंग इन्सुलेशन का उपयोग किया जाता है, SB1 "माप" बटन के माध्यम से सर्किट में डिवाइस से जुड़े FET को बिजली की आपूर्ति की जाती है। वैसे, द्वितीयक वाइंडिंग पर वोल्टेज के संदर्भ में इस उपकरण के लिए सबसे अधिक सुलभ और उपयुक्त ट्रांसफार्मर TVK-70L2 है।
सबसे सरल नियम यह है कि उपकरण टर्मिनलों से कनेक्ट होने से पहले और जब FET लीड्स को हमेशा छोटा किया जाना चाहिए (ट्रांजिस्टर के आधार पर लीड्स के चारों ओर नरम टिन वाले पतले तार के कुछ मोड़)। माप के दौरान, तार, ज़ाहिर है, हटा दिया जाता है।
डिवाइस पुराने एवीओ -63 के मामले में लगाया गया है, जहां बिजली की आपूर्ति करना संभव था और मानक सूचक मापने वाले सिर का उपयोग करना संभव था। डिवाइस का स्वरूप Fig.6 में दिखाया गया है। परीक्षण के तहत FET के आउटपुट पर्सनल कंप्यूटर की बिजली आपूर्ति इकाई से शॉर्ट केबल के अंत में कनेक्टर से जुड़े होते हैं।
अंत में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उपरोक्त योजना एक हठधर्मिता नहीं है, और जब एक रेडियो शौकिया के लिए एक वास्तविक उपकरण में अनुवाद किया जाता है, तो सर्किटरी और डिज़ाइन को बदलने के लिए संभावनाओं और विकल्पों का एक पूरा क्षेत्र होता है।
वासिली कोनोनेंको (RA0CCN)।
चूंकि ट्रांजिस्टर का विषय बहुत, बहुत व्यापक है, उनके लिए दो लेख समर्पित होंगे: अलग से द्विध्रुवी के बारे में और अलग से क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के बारे में।ट्रांजिस्टर, डायोड की तरह, पी-एन जंक्शन घटना पर आधारित है। जो लोग चाहते हैं वे इसमें होने वाली प्रक्रियाओं की भौतिकी की स्मृति को ताज़ा कर सकते हैं या।
आवश्यक स्पष्टीकरण दिए गए हैं, आइए मुद्दे पर आते हैं।
ट्रांजिस्टर- एक इलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर डिवाइस जिसमें दो इलेक्ट्रोड के सर्किट में करंट को तीसरे इलेक्ट्रोड द्वारा नियंत्रित किया जाता है। (ट्रांजिस्टर.आरयू)
विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में ट्रांजिस्टर ने जल्दी से वैक्यूम ट्यूबों को बदल दिया। इस संबंध में, ऐसे उपकरणों की विश्वसनीयता में वृद्धि हुई है और उनका आकार बहुत कम हो गया है। और आज तक, कोई फर्क नहीं पड़ता कि एक माइक्रोक्रिकिट कितना "फैंसी" है, इसमें अभी भी बहुत सारे ट्रांजिस्टर (साथ ही डायोड, कैपेसिटर, रेसिस्टर्स, आदि) शामिल हैं। केवल बहुत छोटे।
वैसे, शुरू में "ट्रांजिस्टर" को प्रतिरोधक कहा जाता था, जिसके प्रतिरोध को लागू वोल्टेज के परिमाण का उपयोग करके बदला जा सकता है। यदि हम प्रक्रियाओं के भौतिकी को अनदेखा करते हैं, तो एक आधुनिक ट्रांजिस्टर को प्रतिरोध के रूप में भी दर्शाया जा सकता है जो उस पर लागू सिग्नल पर निर्भर करता है।
फील्ड और बाइपोलर ट्रांजिस्टर में क्या अंतर है? इसका जवाब उनके नाम में ही है। बाइपोलर ट्रांजिस्टर में चार्ज ट्रांसफर शामिल होता है औरइलेक्ट्रॉन, औरछेद ("बीआईएस" - दो बार)। और मैदान में (उर्फ एकध्रुवीय) - याइलेक्ट्रॉन, याछेद।
साथ ही, इस प्रकार के ट्रांजिस्टर अनुप्रयोग क्षेत्रों में भिन्न होते हैं। द्विध्रुवी का उपयोग मुख्य रूप से एनालॉग तकनीक में और क्षेत्र में - डिजिटल में किया जाता है।
और अंत में: किसी भी ट्रांजिस्टर के आवेदन का मुख्य क्षेत्र- एक अतिरिक्त शक्ति स्रोत के कारण कमजोर सिग्नल का प्रवर्धन।
ट्रांजिस्टर की भौतिकी पर विचार करने से पहले, आइए सामान्य समस्या की रूपरेखा तैयार करें। 
इसमें निम्नलिखित शामिल हैं: एमिटर और कलेक्टर के बीच एक मजबूत धारा प्रवाहित होती है ( कलेक्टर वर्तमान), और उत्सर्जक और आधार के बीच - एक कमजोर नियंत्रण धारा ( बेस करंट). बेस करंट में बदलाव के साथ कलेक्टर करंट बदल जाएगा। क्यों?
ट्रांजिस्टर के p-n जंक्शनों पर विचार करें। उनमें से दो हैं: एमिटर-बेस (EB) और बेस-कलेक्टर (BC)। ट्रांजिस्टर के सक्रिय मोड में, उनमें से पहला फॉरवर्ड बायस के साथ जुड़ा हुआ है, और दूसरा रिवर्स बायस के साथ। तब p-n संधियों पर क्या होता है? अधिक निश्चितता के लिए, हम एक n-p-n ट्रांजिस्टर पर विचार करेंगे। पी-एन-पी के लिए, सब कुछ समान है, केवल "इलेक्ट्रॉनों" शब्द को "छेद" से बदला जाना चाहिए।
चूंकि ईबी संक्रमण खुला है, इसलिए इलेक्ट्रॉन आसानी से आधार पर "रन ओवर" हो जाते हैं। वहां वे आंशिक रूप से छिद्रों के साथ पुनर्संयोजित होते हैं, लेकिन हेउनमें से अधिकांश, आधार की छोटी मोटाई और इसकी कमजोर मिश्रधातु के कारण, आधार-संग्राहक संक्रमण तक पहुंचने का प्रबंधन करते हैं। जो, जैसा कि हम याद करते हैं, एक रिवर्स बायस के साथ शामिल है। और चूंकि आधार में इलेक्ट्रॉन छोटे आवेश वाहक होते हैं, इसलिए संक्रमण का विद्युत क्षेत्र उन्हें इससे उबरने में मदद करता है। इस प्रकार, कलेक्टर करंट एमिटर करंट से थोड़ा ही कम होता है। अब अपने हाथ देखें। यदि आप बेस करंट बढ़ाते हैं, तो ईबी जंक्शन अधिक खुलेगा, और एमिटर और कलेक्टर के बीच अधिक इलेक्ट्रॉन फिसल सकते हैं। और चूंकि कलेक्टर करंट शुरू में बेस करंट से अधिक होता है, इसलिए यह परिवर्तन बहुत ही ध्यान देने योग्य होगा। इस प्रकार, आधार द्वारा प्राप्त कमजोर सिग्नल का प्रवर्धन होगा. एक बार फिर, कलेक्टर करंट में एक बड़ा बदलाव बेस करंट में एक छोटे से बदलाव का आनुपातिक प्रतिबिंब है।
मुझे याद है कि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संचालन के सिद्धांत को मेरे सहपाठी को पानी के नल के उदाहरण का उपयोग करके समझाया गया था। इसमें जो पानी है वह कलेक्टर करंट है और बेस कंट्रोल करंट हम नॉब को कितना घुमाते हैं। नल से पानी के प्रवाह को बढ़ाने के लिए एक छोटा सा प्रयास (नियंत्रण क्रिया) काफी है।
मानी जाने वाली प्रक्रियाओं के अलावा, ट्रांजिस्टर के पी-एन जंक्शनों पर कई अन्य घटनाएं हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, बेस-कलेक्टर जंक्शन पर वोल्टेज में मजबूत वृद्धि के साथ, प्रभाव आयनीकरण के कारण हिमस्खलन चार्ज गुणन शुरू हो सकता है। और, टनल प्रभाव के साथ मिलकर, यह पहले एक विद्युत ब्रेकडाउन देगा, और फिर (वर्तमान में वृद्धि के साथ) एक थर्मल ब्रेकडाउन देगा। हालांकि, एक ट्रांजिस्टर में थर्मल ब्रेकडाउन बिजली के बिना भी हो सकता है (यानी, कलेक्टर वोल्टेज को ब्रेकडाउन वोल्टेज में बढ़ाए बिना)। इसके लिए कलेक्टर के माध्यम से एक अत्यधिक करंट पर्याप्त होगा।
एक और घटना इस तथ्य से संबंधित है कि जब कलेक्टर और उत्सर्जक जंक्शनों पर वोल्टेज बदलते हैं, तो उनकी मोटाई बदल जाती है। और यदि आधार बहुत पतला है, तो बंद करने का प्रभाव (आधार का तथाकथित "पंचर") हो सकता है - उत्सर्जक के साथ कलेक्टर जंक्शन का कनेक्शन। इस मामले में, आधार क्षेत्र गायब हो जाता है और ट्रांजिस्टर सामान्य रूप से काम करना बंद कर देता है।
ट्रांजिस्टर के सामान्य सक्रिय मोड में ट्रांजिस्टर का कलेक्टर करंट एक निश्चित संख्या में बेस करंट से अधिक होता है। इस नंबर को कहा जाता है वर्तमान लाभऔर ट्रांजिस्टर के मुख्य मापदंडों में से एक है। यह नामित है h21. यदि ट्रांजिस्टर कलेक्टर लोड के बिना चालू होता है, तो एक स्थिर कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज पर, कलेक्टर करंट का बेस करंट का अनुपात देगा स्थैतिक वर्तमान लाभ. यह दसियों या सैकड़ों इकाइयों के बराबर हो सकता है, लेकिन यह इस तथ्य पर विचार करने योग्य है कि वास्तविक सर्किट में यह गुणांक इस तथ्य के कारण कम होता है कि जब लोड चालू होता है, तो कलेक्टर वर्तमान स्वाभाविक रूप से घट जाती है।
दूसरा महत्वपूर्ण पैरामीटर है ट्रांजिस्टर इनपुट प्रतिरोध. ओम के नियम के अनुसार, यह आधार और उत्सर्जक के बीच वोल्टेज का अनुपात है जो आधार के नियंत्रण प्रवाह को नियंत्रित करता है। यह जितना बड़ा होता है, बेस करंट उतना ही कम होता है और लाभ अधिक होता है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का तीसरा प्राचल है वोल्टेज बढ़ना. यह आउटपुट (एमिटर-कलेक्टर) और इनपुट (बेस-एमिटर) वैकल्पिक वोल्टेज के आयाम या प्रभावी मूल्यों के अनुपात के बराबर है। चूँकि पहला मान आमतौर पर बहुत बड़ा होता है (इकाइयों और दसियों वोल्ट), और दूसरा बहुत छोटा (वोल्ट का दसवां हिस्सा) होता है, यह गुणांक दसियों हज़ार इकाइयों तक पहुँच सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रत्येक आधार नियंत्रण संकेत का अपना वोल्टेज लाभ होता है।
इसके अलावा, ट्रांजिस्टर हैं आवृत्ति प्रतिक्रिया, जो सिग्नल को बढ़ाने के लिए ट्रांजिस्टर की क्षमता को दर्शाता है, जिसकी आवृत्ति प्रवर्धन की कटऑफ आवृत्ति के करीब पहुंचती है। तथ्य यह है कि इनपुट सिग्नल की बढ़ती आवृत्ति के साथ लाभ कम हो जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि मुख्य भौतिक प्रक्रियाओं का समय (एमिटर से कलेक्टर तक वाहक की गति का समय, कैपेसिटिव बैरियर जंक्शनों का चार्ज और डिस्चार्ज) इनपुट सिग्नल के परिवर्तन की अवधि के अनुरूप हो जाता है। वे। ट्रांजिस्टर के पास इनपुट सिग्नल में बदलाव का जवाब देने का समय नहीं है और कुछ बिंदु पर इसे बढ़ाना बंद कर देता है। जिस आवृत्ति पर ऐसा होता है उसे कहते हैं सीमा.
इसके अलावा, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के पैरामीटर हैं:
n-p-n और p-n-p ट्रांजिस्टर के प्रतीक केवल उत्सर्जक को इंगित करने वाले तीर की दिशा में भिन्न होते हैं। यह दर्शाता है कि दिए गए ट्रांजिस्टर में करंट कैसे प्रवाहित होता है।
चूंकि ट्रांजिस्टर के तीन संपर्क हैं, सामान्य स्थिति में, इसे दो स्रोतों से बिजली की आपूर्ति की जानी चाहिए, जिसमें एक साथ चार आउटपुट होते हैं। इसलिए, ट्रांजिस्टर के संपर्कों में से एक को दोनों स्रोतों से समान संकेत के वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जानी चाहिए। और यह किस प्रकार का संपर्क है, इसके आधार पर द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए तीन सर्किट हैं: एक सामान्य उत्सर्जक (OE), एक सामान्य कलेक्टर (OK) और एक सामान्य आधार (OB) के साथ। उनमें से प्रत्येक के फायदे और नुकसान दोनों हैं। उनके बीच का चुनाव इस आधार पर किया जाता है कि कौन से पैरामीटर हमारे लिए महत्वपूर्ण हैं और किनका त्याग किया जा सकता है।
लेकिन सभी अच्छाइयों के लिए, OE योजना में एक महत्वपूर्ण खामी भी है। यह इस तथ्य में निहित है कि आवृत्ति और तापमान में वृद्धि से ट्रांजिस्टर के प्रवर्धक गुणों में महत्वपूर्ण गिरावट आती है। इस प्रकार, यदि ट्रांजिस्टर को उच्च आवृत्तियों पर काम करना चाहिए, तो एक अलग स्विचिंग सर्किट का उपयोग करना बेहतर होता है। उदाहरण के लिए, एक सामान्य आधार के साथ।
एक सामान्य बेस सर्किट में, सिग्नल का चरण उलटा नहीं होता है, और उच्च आवृत्तियों पर शोर का स्तर कम हो जाता है। लेकिन, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, इसका वर्तमान लाभ हमेशा एकता से थोड़ा कम होता है। सच है, यहां वोल्टेज का लाभ सर्किट में एक सामान्य उत्सर्जक के समान है। एक सामान्य आधार वाले सर्किट के नुकसान में दो बिजली आपूर्ति का उपयोग करने की आवश्यकता भी शामिल हो सकती है।
मैं आपको याद दिला दूं कि नकारात्मक प्रतिक्रिया ऐसी प्रतिक्रिया है, जिसमें आउटपुट सिग्नल को वापस इनपुट में फीड किया जाता है, जो इनपुट सिग्नल के स्तर को कम करता है। इस प्रकार, स्वचालित समायोजन तब होता है जब इनपुट सिग्नल के पैरामीटर गलती से बदल जाते हैं।
वर्तमान लाभ लगभग सामान्य उत्सर्जक सर्किट के समान है। लेकिन वोल्टेज का लाभ छोटा है (इस सर्किट का मुख्य दोष)। यह एकता के करीब पहुंचता है, लेकिन हमेशा इससे कम होता है। इस प्रकार, शक्ति लाभ केवल कुछ दसियों इकाइयों के बराबर है।
एक आम कलेक्टर सर्किट में, इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच कोई चरण बदलाव नहीं होता है। चूंकि वोल्टेज लाभ एकता के करीब है, आउटपुट वोल्टेज इनपुट के साथ चरण और आयाम में मेल खाता है, अर्थात इसे दोहराता है। इसीलिए ऐसे सर्किट को एमिटर फॉलोअर कहा जाता है। एमिटर - क्योंकि आउटपुट वोल्टेज को आम तार के सापेक्ष एमिटर से हटा दिया जाता है।
इस तरह के समावेशन का उपयोग ट्रांजिस्टर चरणों से मिलान करने के लिए किया जाता है या जब इनपुट सिग्नल स्रोत में उच्च इनपुट प्रतिबाधा होती है (उदाहरण के लिए, पीजोइलेक्ट्रिक पिकअप या कंडेनसर माइक्रोफोन)।
अच्छी संवेदनशीलता के साथ-साथ अच्छे लाभ वाले ट्रांजिस्टर की भी आवश्यकता हो सकती है। ऐसे मामलों में, एक संवेदनशील लेकिन कम-शक्ति वाले ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है (चित्र में - VT1), जो एक अधिक शक्तिशाली समकक्ष (चित्र में - VT2) की बिजली आपूर्ति को नियंत्रित करता है। 
वे द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर हैं। स्विचिंग सर्किट उनकी चालकता (छेद या इलेक्ट्रॉनिक) और उनके द्वारा किए जाने वाले कार्यों पर निर्भर करते हैं।
ट्रांजिस्टर समूहों में विभाजित हैं:
ट्रांजिस्टर की बाहरी और भीतरी परतें आपूर्ति इलेक्ट्रोड से जुड़ी होती हैं, जिन्हें क्रमशः एमिटर, कलेक्टर और बेस कहा जाता है।
एमिटर और कलेक्टर चालकता के प्रकारों 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 कि मध्य परत है, का उच्च प्रतिरोध है, क्योंकि यह हल्के डोप्ड अर्धचालक से बना है। इसमें कलेक्टर के साथ संपर्क का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है, जो जंक्शन के रिवर्स पूर्वाग्रह के कारण उत्पन्न गर्मी को हटाने में सुधार करता है, और अल्पसंख्यक वाहकों - इलेक्ट्रॉनों के पारित होने की सुविधा भी देता है। इस तथ्य के बावजूद कि संक्रमण परतें एक ही सिद्धांत पर आधारित हैं, ट्रांजिस्टर एक एकल-समाप्त डिवाइस है। समान चालकता वाली चरम परतों के स्थानों को बदलते समय, अर्धचालक उपकरण के समान पैरामीटर प्राप्त करना असंभव है।
स्विचिंग सर्किट इसे दो राज्यों में बनाए रखने में सक्षम हैं: यह खुला या बंद हो सकता है। सक्रिय मोड में, जब ट्रांजिस्टर चालू होता है, जंक्शन का उत्सर्जक पूर्वाग्रह आगे की दिशा में किया जाता है। इस पर दृष्टिगत रूप से विचार करने के लिए, उदाहरण के लिए, n-p-n प्रकार के सेमीकंडक्टर ट्रायोड पर, वोल्टेज को स्रोतों से लागू किया जाना चाहिए, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
दूसरे संग्राहक जंक्शन की सीमा को तब बंद कर दिया जाता है, और इसके माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं होनी चाहिए। लेकिन व्यवहार में, एक दूसरे के संक्रमण की 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 के साथ पुनर्संयोजित होते हैं - मुख्य वाहक। बेस करंट I b बनता है। यह जितना मजबूत होता है, आनुपातिक रूप से उतना ही अधिक करंट आउटपुट होता है। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर आधारित प्रवर्धक इसी सिद्धांत पर कार्य करते हैं।
आधार के माध्यम से केवल इलेक्ट्रॉनों का प्रसार आंदोलन होता है, क्योंकि वहां कोई विद्युत क्षेत्र क्रिया नहीं होती है। परत (माइक्रोन) की नगण्य मोटाई और नकारात्मक रूप से आवेशित कणों के बड़े आकार के कारण, उनमें से लगभग सभी संग्राहक क्षेत्र में आते हैं, हालांकि आधार प्रतिरोध काफी अधिक है। वहां वे संक्रमण के विद्युत क्षेत्र द्वारा खींचे जाते हैं, जो उनके सक्रिय स्थानांतरण में योगदान देता है। कलेक्टर और उत्सर्जक धाराएँ लगभग एक दूसरे के बराबर होती हैं, यदि हम आधार में पुनर्संयोजन के कारण होने वाले आवेशों के मामूली नुकसान की उपेक्षा करते हैं: I e \u003d I b + I k।
सर्किट को कैसे इकट्ठा किया जाता है, इसके आधार पर ऑपरेटिंग मोड भिन्न होते हैं। सिग्नल को प्रत्येक मामले के लिए दो बिंदुओं पर लागू और हटाया जाना चाहिए, और केवल तीन आउटपुट उपलब्ध हैं। यह इस प्रकार है कि एक इलेक्ट्रोड एक साथ इनपुट और आउटपुट से संबंधित होना चाहिए। इस प्रकार कोई द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर चालू होता है। समावेशन योजनाएँ: के बारे में, OE और OK।
एक आम संग्राहक के साथ स्विचिंग सर्किट: सिग्नल प्रतिरोधक आर एल को जाता है, जो कलेक्टर सर्किट में भी शामिल है। इस तरह के कनेक्शन को कॉमन कलेक्टर सर्किट कहा जाता है।
यह विकल्प केवल वर्तमान लाभ बनाता है। एमिटर फॉलोअर का लाभ एक बड़ा इनपुट प्रतिरोध (10-500 kOhm) बनाना है, जिससे कैस्केड का आसानी से मिलान करना संभव हो जाता है।
एक सामान्य आधार के साथ एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने की योजना: इनपुट सिग्नल सी 1 के माध्यम से प्रवेश करता है, और आउटपुट कलेक्टर सर्किट में प्रवर्धन के बाद हटा दिया जाता है, जहां आधार इलेक्ट्रोड सामान्य होता है। इस मामले में, ओई के साथ काम करने के समान एक वोल्टेज लाभ बनाया जाता है।
नुकसान एक छोटा इनपुट प्रतिरोध (30-100 ओम) है, और ओबी सर्किट का उपयोग ऑसिलेटर के रूप में किया जाता है।
कई मामलों में, जब द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, स्विचिंग सर्किट मुख्य रूप से एक सामान्य उत्सर्जक के साथ बनाये जाते हैं। आपूर्ति वोल्टेज लोड प्रतिरोधी आर एल के माध्यम से आपूर्ति की जाती है, और बाहरी बिजली आपूर्ति का नकारात्मक ध्रुव उत्सर्जक से जुड़ा होता है।
इनपुट से एक वैकल्पिक संकेत एमिटर और बेस इलेक्ट्रोड (वी इन) में जाता है, और कलेक्टर सर्किट में यह पहले से बड़ा (वी सीई) हो जाता है। सर्किट के मुख्य तत्व: एक ट्रांजिस्टर, एक प्रतिरोधक आर एल और एक बाहरी संचालित एम्पलीफायर आउटपुट सर्किट। सहायक: कैपेसिटर सी 1, जो इनपुट सिग्नल सर्किट और रेसिस्टर आर 1 में डायरेक्ट करंट के पारित होने को रोकता है, जिसके माध्यम से ट्रांजिस्टर खुलता है।
कलेक्टर सर्किट में, ट्रांजिस्टर के आउटपुट और प्रतिरोधक R L के पार वोल्टेज एक साथ EMF मान के बराबर होते हैं: V CC \u003d I C R L + V CE।
इस प्रकार, इनपुट पर एक छोटा संकेत वी नियंत्रित ट्रांजिस्टर कनवर्टर के आउटपुट पर डीसी आपूर्ति वोल्टेज को एसी में बदलने का कानून सेट करता है। सर्किट इनपुट करंट में 20-100 गुना और वोल्टेज में 10-200 गुना की वृद्धि प्रदान करता है। तदनुसार शक्ति भी बढ़ती है।
सर्किट का नुकसान: एक छोटा इनपुट प्रतिरोध (500-1000 ओम)। इस कारण से, गठन में समस्याएं हैं, और आउटपुट प्रतिबाधा 2-20 kOhm है।
नीचे दिए गए चित्र प्रदर्शित करते हैं कि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है। यदि आप अतिरिक्त उपाय नहीं करते हैं, तो उनका प्रदर्शन बाहरी प्रभावों से बहुत प्रभावित होगा, जैसे कि ज़्यादा गरम होना और सिग्नल फ़्रीक्वेंसी। साथ ही एमिटर को ग्राउंड करने से आउटपुट पर नॉन-लीनियर डिस्टॉर्शन बनता है। ऑपरेशन की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, फीडबैक, फिल्टर इत्यादि सर्किट में जुड़े हुए हैं। इस मामले में, लाभ कम हो जाता है, लेकिन डिवाइस अधिक कुशल हो जाता है।
ट्रांजिस्टर का कार्य जुड़े वोल्टेज के मान से प्रभावित होता है। ऑपरेशन के सभी तरीकों को दिखाया जा सकता है यदि एक सामान्य उत्सर्जक के साथ द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को चालू करने के लिए पहले प्रस्तुत सर्किट का उपयोग किया जाता है।
यह मोड तब बनाया जाता है जब वोल्टेज मान V BE 0.7 V तक गिर जाता है। इस मामले में, एमिटर जंक्शन बंद हो जाता है और कोई कलेक्टर करंट नहीं होता है, क्योंकि बेस में कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। इस प्रकार, ट्रांजिस्टर बंद है।
यदि ट्रांजिस्टर को खोलने के लिए आधार पर पर्याप्त वोल्टेज लगाया जाता है, तो लाभ के मूल्य के आधार पर एक छोटा इनपुट करंट और बढ़ा हुआ आउटपुट करंट दिखाई देता है। तब ट्रांजिस्टर एक प्रवर्धक के रूप में काम करेगा।
मोड सक्रिय से अलग है जिसमें ट्रांजिस्टर पूरी तरह से खुलता है, और कलेक्टर वर्तमान अधिकतम संभव मूल्य तक पहुंचता है। इसकी वृद्धि केवल लागू EMF या आउटपुट सर्किट में लोड को बदलकर 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 राज्य में स्विच के रूप में कार्य करता है। कटऑफ और संतृप्ति मोड के संयोजन के दौरान द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के सर्किट उनकी मदद से इलेक्ट्रॉनिक कुंजी बनाना संभव बनाते हैं।
ऑपरेशन के सभी तरीके ग्राफ पर दिखाए गए आउटपुट विशेषताओं की प्रकृति पर निर्भर करते हैं।
यदि ओई के साथ द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए सर्किट को इकट्ठा किया जाता है तो उन्हें स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया जा सकता है।
यदि आप अधिकतम संभव संग्राहक वर्तमान और आपूर्ति वोल्टेज V CC के मान के अनुरूप समन्वय और एब्सिस्सा कुल्हाड़ियों पर अलग-अलग खंड रखते हैं, और फिर उनके सिरों को एक दूसरे से जोड़ते हैं, तो आपको एक लोड लाइन (लाल) मिलती है। यह अभिव्यक्ति द्वारा वर्णित है: I C \u003d (V CC - V CE) / R C । यह इस आंकड़े से अनुसरण करता है कि ऑपरेटिंग बिंदु जो कलेक्टर वर्तमान I C और वोल्टेज V CE को निर्धारित करता है, बेस करंट IV में वृद्धि के साथ लोड लाइन के साथ नीचे से ऊपर की ओर शिफ्ट होगा।
V CE अक्ष और पहली आउटपुट विशेषता (छायांकित) के बीच का क्षेत्र, जहाँ I B = 0, कटऑफ मोड की विशेषता है। इस स्थिति में, रिवर्स करंट I C नगण्य है, और ट्रांजिस्टर बंद है।
बिंदु A पर सबसे ऊपर की विशेषता एक प्रत्यक्ष भार के साथ प्रतिच्छेद करती है, जिसके बाद, I B में और वृद्धि के साथ, कलेक्टर वर्तमान में परिवर्तन नहीं होता है। ग्राफ पर संतृप्ति क्षेत्र आईसी अक्ष और सबसे तेज विशेषता के बीच छायांकित क्षेत्र है।
ट्रांजिस्टर इनपुट सर्किट में प्रवेश करने वाले चर या स्थिर संकेतों के साथ काम करता है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर: स्विचिंग सर्किट, एम्पलीफायर
अधिकांश भाग के लिए, ट्रांजिस्टर एक प्रवर्धक के रूप में कार्य करता है। इनपुट पर एक चर संकेत इसके आउटपुट करंट में बदलाव की ओर जाता है। यहां आप OK या OE वाली स्कीम्स अप्लाई कर सकते हैं। आउटपुट सर्किट में, सिग्नल को लोड की आवश्यकता होती है। आमतौर पर आउटपुट कलेक्टर सर्किट में स्थापित अवरोधक का उपयोग करें। यदि इसे सही ढंग से चुना जाता है, तो आउटपुट वोल्टेज इनपुट से काफी अधिक होगा।
एम्पलीफायर का संचालन टाइमिंग आरेखों पर 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।
स्विच मोड में ऑपरेशन
विद्युत सर्किट में कनेक्शन के गैर-संपर्क स्विचिंग के लिए डिज़ाइन किया गया। सिद्धांत ट्रांजिस्टर के प्रतिरोध को चरणबद्ध रूप से बदलना है। प्रमुख उपकरण की आवश्यकताओं के लिए द्विध्रुवी प्रकार काफी उपयुक्त है।
विद्युत संकेतों को परिवर्तित करने के लिए सर्किट में सेमीकंडक्टर तत्वों का उपयोग किया जाता है। बहुमुखी क्षमताएं और एक बड़ा वर्गीकरण द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का व्यापक रूप से उपयोग करना संभव बनाता है। स्विचिंग योजनाएँ उनके कार्यों और संचालन के तरीकों को निर्धारित करती हैं। बहुत कुछ विशेषताओं पर भी निर्भर करता है।
बेसिक बाइपोलर ट्रांजिस्टर स्विचिंग सर्किट इनपुट सिग्नल को बढ़ाते हैं, उत्पन्न करते हैं और परिवर्तित करते हैं, साथ ही इलेक्ट्रिकल सर्किट को स्विच करते हैं।
नौसिखिए रेडियो नौसिखियों द्वारा बनाए जा सकने वाले सरल उपकरणों और घटकों के कई आरेख दिए गए हैं।
यह सबसे सरल डिज़ाइन है जो आपको एक ट्रांजिस्टर की प्रवर्धक क्षमताओं को प्रदर्शित करने की अनुमति देता है। सच है, वोल्टेज लाभ छोटा है - यह 6 से अधिक नहीं है, इसलिए इस तरह के उपकरण का दायरा सीमित है।
फिर भी, इसे एक डिटेक्टर रेडियो रिसीवर से जोड़ा जा सकता है, (इसे 10 kΩ प्रतिरोध के साथ लोड किया जाना चाहिए) और, BF1 हेडफ़ोन का उपयोग करके, स्थानीय रेडियो स्टेशन के प्रसारण को सुनें।
प्रवर्धित संकेत इनपुट सॉकेट्स X1, X2, और आपूर्ति वोल्टेज को खिलाया जाता है (जैसा कि इस लेखक के अन्य सभी डिजाइनों में है, यह 6 V है - श्रृंखला में जुड़े 1.5 V के वोल्टेज के साथ चार गैल्वेनिक सेल) X3 को खिलाया जाता है , X4 सॉकेट।
डिवाइडर R1R2 ट्रांजिस्टर के आधार पर पूर्वाग्रह वोल्टेज सेट करता है, और रोकनेवाला R3 वर्तमान प्रतिक्रिया प्रदान करता है, जो एम्पलीफायर के तापमान स्थिरीकरण में योगदान देता है।
चावल। 1. ट्रांजिस्टर पर सिंगल-स्टेज एएफ एम्पलीफायर की योजना।
स्थिरीकरण कैसे होता है? मान लीजिए कि तापमान के प्रभाव में, ट्रांजिस्टर की संग्राहक धारा बढ़ गई है। तदनुसार, प्रतिरोधक R3 पर वोल्टेज ड्रॉप बढ़ जाएगा। नतीजतन, एमिटर करंट कम हो जाएगा, और इसलिए कलेक्टर करंट - यह अपने मूल मूल्य तक पहुंच जाएगा।
प्रवर्धक चरण का भार 60 .. 100 ओम के प्रतिरोध वाला एक हेडफ़ोन है। एम्पलीफायर के संचालन की जांच करना मुश्किल नहीं है, आपको एक्स 1 इनपुट जैक को छूने की जरूरत है, उदाहरण के लिए, वैकल्पिक वर्तमान पिकअप के परिणामस्वरूप फोन में चिमटी के साथ एक कमजोर बज़ सुनाई देनी चाहिए। ट्रांजिस्टर का कलेक्टर करंट लगभग 3 mA है।
यह चरणों और गहरी नकारात्मक डीसी प्रतिक्रिया के बीच सीधे संबंध के साथ बनाया गया है, जो इसके मोड को परिवेश के तापमान से स्वतंत्र बनाता है। तापमान स्थिरीकरण का आधार प्रतिरोधक R4 है, जो पिछले डिज़ाइन में प्रतिरोधक R3 के समान काम करता है।
एम्पलीफायर एकल-चरण एक की तुलना में अधिक "संवेदनशील" है - वोल्टेज लाभ 20 तक पहुंचता है। इनपुट जैक पर 30 mV से अधिक के आयाम के साथ एक वैकल्पिक वोल्टेज लागू किया जा सकता है, अन्यथा हेडफ़ोन में सुनाई देने वाली विकृति होगी .
वे चिमटी (या सिर्फ एक उंगली) के साथ X1 इनपुट जैक को छूकर एम्पलीफायर की जांच करते हैं - फोन में तेज आवाज सुनाई देगी। एम्पलीफायर लगभग 8 mA की धारा का उपभोग करता है।
चावल। 2. विभिन्न संरचनाओं के ट्रांजिस्टर पर दो-चरण एएफ एम्पलीफायर की योजना।
इस डिज़ाइन का उपयोग माइक्रोफ़ोन जैसे कमजोर संकेतों को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। और हां, यह डिटेक्टर रिसीवर के लोड से लिए गए सिग्नल 34 को काफी बढ़ा देगा।
यहां कैस्केड के बीच एक सीधा संबंध भी उपयोग किया जाता है, लेकिन ऑपरेटिंग मोड का स्थिरीकरण पिछले डिजाइनों से कुछ अलग है।
मान लें कि ट्रांजिस्टर VT1 का कलेक्टर करंट कम हो गया है। इस ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज ड्रॉप बढ़ जाएगा, जिससे ट्रांजिस्टर VT2 के एमिटर सर्किट में शामिल रेसिस्टर R3 के वोल्टेज में वृद्धि होगी।
रोकनेवाला R2 के माध्यम से ट्रांजिस्टर के कनेक्शन के कारण, इनपुट ट्रांजिस्टर का बेस करंट बढ़ जाएगा, जिससे इसके कलेक्टर करंट में वृद्धि होगी। नतीजतन, इस ट्रांजिस्टर के कलेक्टर वर्तमान में प्रारंभिक परिवर्तन की भरपाई की जाएगी।
चावल। 3. एक ही संरचना के ट्रांजिस्टर पर दो-चरण एएफ एम्पलीफायर की योजना।
एम्पलीफायर की संवेदनशीलता बहुत अधिक है - लाभ 100 तक पहुंच जाता है। लाभ कैपेसिटर सी 2 की समाई पर अत्यधिक निर्भर है - यदि आप इसे बंद कर देते हैं, तो लाभ कम हो जाएगा। इनपुट वोल्टेज 2 mV से अधिक नहीं होना चाहिए।
एम्पलीफायर एक डिटेक्टर रिसीवर, एक इलेक्ट्रेट माइक्रोफोन और अन्य कमजोर सिग्नल स्रोतों के साथ अच्छी तरह से काम करता है। प्रवर्धक द्वारा उपभोग की जाने वाली धारा लगभग 2 mA है।
यह विभिन्न संरचनाओं के ट्रांजिस्टर पर बना है और इसमें लगभग 10. का वोल्टेज लाभ है। उच्चतम इनपुट वोल्टेज 0.1 V हो सकता है।
पहले दो चरण के एम्पलीफायर को वीटी 1 ट्रांजिस्टर पर इकट्ठा किया जाता है, दूसरा - वीटी 2 और विभिन्न संरचनाओं के वीटीजेड पर। पहला चरण वोल्टेज के संदर्भ में सिग्नल 34 को बढ़ाता है, और दोनों अर्ध-तरंगें समान होती हैं। दूसरा वर्तमान सिग्नल को बढ़ाता है, लेकिन वीटी 2 ट्रांजिस्टर पर कैस्केड सकारात्मक अर्ध-तरंगों के साथ "काम करता है", और वीटीजेड ट्रांजिस्टर पर - नकारात्मक लोगों के साथ।
चावल। 4. ट्रांजिस्टर पर पुश-पुल AF पावर एम्पलीफायर।
डीसी मोड चुना जाता है ताकि दूसरे चरण के ट्रांजिस्टर के उत्सर्जकों के जंक्शन बिंदु पर वोल्टेज बिजली स्रोत का लगभग आधा वोल्टेज हो।
यह प्रतिक्रिया रोकनेवाला R2 को चालू करके प्राप्त किया जाता है। डायोड VD1 के माध्यम से बहने वाले इनपुट ट्रांजिस्टर का कलेक्टर करंट, इसके पार वोल्टेज ड्रॉप की ओर जाता है। जो आउटपुट ट्रांजिस्टर (उनके उत्सर्जकों के सापेक्ष) के ठिकानों पर पूर्वाग्रह वोल्टेज है - यह आपको प्रवर्धित सिग्नल की विकृति को कम करने की अनुमति देता है।
लोड (कई समानांतर-कनेक्टेड हेडफ़ोन या डायनेमिक हेड) एक ऑक्साइड कैपेसिटर C2 के माध्यम से एम्पलीफायर से जुड़ा है।
यदि एम्पलीफायर एक गतिशील सिर (8 -.10 ओम के प्रतिरोध के साथ) पर काम करेगा, तो इस संधारित्र की समाई कम से कम दोगुनी होनी चाहिए, लेकिन कम लोड आउटपुट के साथ।
यह तथाकथित वोल्टेज बूस्ट सर्किट है, जिसमें आउटपुट ट्रांजिस्टर के बेस सर्किट को एक छोटा सकारात्मक फीडबैक वोल्टेज दिया जाता है, जो ट्रांजिस्टर की परिचालन स्थितियों को बराबर करता है।
ऐसी डिवाइस का इस्तेमाल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बैटरी के "खराबी" को इंगित करने के लिए या घरेलू टेप रिकॉर्डर में पुनरुत्पादित सिग्नल के स्तर को इंगित करने के लिए। संकेतक का लेआउट आपको इसके संचालन के सिद्धांत को प्रदर्शित करने की अनुमति देगा।
चावल। 5. दो-स्तरीय वोल्टेज संकेतक की योजना।
आरेख के अनुसार चर रोकनेवाला R1 इंजन की निचली स्थिति में, दोनों ट्रांजिस्टर बंद हैं, LED HL1, HL2 बंद हैं। रोकनेवाला के स्लाइडर को ऊपर ले जाने पर, इसके पार वोल्टेज बढ़ जाता है। जब यह ट्रांजिस्टर VT1 के ओपनिंग वोल्टेज तक पहुंचता है, तो HL1 LED फ्लैश करेगा
यदि आप इंजन को चलाना जारी रखते हैं। एक क्षण आएगा जब डायोड VD1 के बाद ट्रांजिस्टर VT2 खुल जाएगा। HL2 LED भी जलेगी। दूसरे शब्दों में, सूचक के इनपुट पर एक कम वोल्टेज केवल HL1 एलईडी को चमकने का कारण बनता है, और दोनों एलईडी से अधिक।
एक चर अवरोधक के साथ इनपुट वोल्टेज को सुचारू रूप से कम करके, हम ध्यान दें कि HL2 LED पहले बाहर जाती है, और फिर HL1। एल ई डी की चमक सीमित प्रतिरोधों R3 और R6 पर निर्भर करती है क्योंकि उनका प्रतिरोध बढ़ता है, चमक कम हो जाती है।
संकेतक को एक वास्तविक उपकरण से जोड़ने के लिए, आपको चर अवरोधक के शीर्ष टर्मिनल को शक्ति स्रोत के सकारात्मक तार से डिस्कनेक्ट करने और इस अवरोधक के चरम टर्मिनलों पर एक नियंत्रित वोल्टेज लागू करने की आवश्यकता है। इसके इंजन को घुमाकर इंडिकेटर की दहलीज को चुना जाता है।
केवल बिजली स्रोत के वोल्टेज की निगरानी करते समय, HL2 के स्थान पर AL307G ग्रीन एलईडी लगाने की अनुमति है।
यह आदर्श से कम - आदर्श - आदर्श से अधिक के सिद्धांत के अनुसार प्रकाश संकेत देता है। ऐसा करने के लिए, संकेतक दो लाल एलईडी और एक हरे रंग की एलईडी का उपयोग करता है।
चावल। 6. तीन-स्तरीय वोल्टेज संकेतक।
चर रोकनेवाला R1 (वोल्टेज सामान्य है) के इंजन पर एक निश्चित वोल्टेज पर, दोनों ट्रांजिस्टर बंद हो जाते हैं और केवल ग्रीन एलईडी HL3 (काम करता है)। रोकनेवाला स्लाइडर को सर्किट के ऊपर ले जाने से वोल्टेज में वृद्धि होती है (सामान्य से अधिक), ट्रांजिस्टर VT1 उस पर खुलता है।
LED HL3 बुझ जाता है, और HL1 जल जाता है। यदि इंजन को नीचे ले जाया जाता है और इस प्रकार उस पर वोल्टेज कम हो जाता है ('सामान्य से कम'), ट्रांजिस्टर VT1 बंद हो जाएगा, और VT2 खुल जाएगा। निम्नलिखित चित्र देखा जाएगा: सबसे पहले, HL1 LED बुझेगी, फिर यह जलेगी और जल्द ही HL3 बुझ जाएगी, और अंत में HL2 चमक उठेगी।
सूचक की कम संवेदनशीलता के कारण, एक एलईडी के विलुप्त होने से दूसरे के प्रज्वलन तक एक चिकनी संक्रमण प्राप्त होता है, उदाहरण के लिए, HL1 अभी तक पूरी तरह से बाहर नहीं गया है, लेकिन HL3 पहले से ही चालू है।
जैसा कि आप जानते हैं, इस उपकरण का उपयोग आमतौर पर धीरे-धीरे बदलते वोल्टेज को एक आयताकार सिग्नल में बदलने के लिए किया जाता है।जब वेरिएबल रेसिस्टर R1 का इंजन सर्किट के अनुसार निचली स्थिति में होता है, तो ट्रांजिस्टर VT1 बंद हो जाता है।
इसके संग्राहक पर वोल्टेज अधिक है, नतीजतन, ट्रांजिस्टर VT2 खुला है, जिसका अर्थ है कि HL1 एलईडी जलाया जाता है। प्रतिरोधक R3 पर एक वोल्टेज ड्रॉप बनता है।
चावल। 7. दो ट्रांजिस्टर पर सरल श्मिट ट्रिगर।
वेरिएबल रेसिस्टर स्लाइडर को सर्किट के ऊपर धीरे-धीरे ले जाकर, उस क्षण तक पहुंचना संभव होगा जब ट्रांजिस्टर VT1 अचानक खुल जाता है और VT2 बंद हो जाता है। यह तब होगा जब VT1 के आधार पर वोल्टेज प्रतिरोध R3 पर वोल्टेज ड्रॉप से अधिक हो जाता है।
एलईडी बंद हो जाएगी। यदि उसके बाद आप स्लाइडर को नीचे ले जाते हैं, तो ट्रिगर अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगा - एलईडी फ्लैश करेगा। यह तब होगा जब स्लाइडर पर वोल्टेज एलईडी ऑफ वोल्टेज से कम हो।
इस तरह के एक उपकरण में एक स्थिर स्थिति होती है और एक इनपुट सिग्नल लागू होने पर ही दूसरे पर स्विच होता है। इस मामले में, इनपुट की अवधि की परवाह किए बिना, मल्टीवीब्रेटर अपनी अवधि का एक आवेग उत्पन्न करता है। हम प्रस्तावित डिवाइस के लेआउट के साथ प्रयोग करके इसे सत्यापित करेंगे।
चावल। 8. वेटिंग मल्टीवीब्रेटर का योजनाबद्ध आरेख।
प्रारंभिक अवस्था में, ट्रांजिस्टर VT2 खुला है, LED HL1 जलाया जाता है। अब यह संक्षेप में सॉकेट्स X1 और X2 को बंद करने के लिए पर्याप्त है ताकि कैपेसिटर C1 के माध्यम से वर्तमान पल्स ट्रांजिस्टर VT1 को खोल दे। इसके संग्राहक पर वोल्टेज कम हो जाएगा और कैपेसिटर C2 ट्रांजिस्टर VT2 के आधार से इतनी ध्रुवता में जुड़ा होगा कि यह बंद हो जाएगा। एलईडी बंद हो जाएगी।
संधारित्र डिस्चार्ज होना शुरू हो जाता है, ट्रांजिस्टर VT2 को बंद अवस्था में रखते हुए, प्रतिरोध R5 के माध्यम से डिस्चार्ज करंट प्रवाहित होगा। जैसे ही संधारित्र को डिस्चार्ज किया जाता है, ट्रांजिस्टर VT2 फिर से खुल जाएगा और मल्टीवीब्रेटर स्टैंडबाय मोड में वापस चला जाएगा।
मल्टीविब्रेटर (अस्थिर अवस्था में होने की अवधि) द्वारा उत्पन्न पल्स की अवधि ट्रिगर की अवधि पर निर्भर नहीं करती है, लेकिन प्रतिरोधक R5 के प्रतिरोध और कैपेसिटर C2 के समाई द्वारा निर्धारित की जाती है।
यदि आप C2 के साथ समान क्षमता के संधारित्र को समानांतर में जोड़ते हैं, तो एलईडी दो बार लंबे समय तक बंद रहेगी।
आई। बोकोमचेव। आर-06-2000।
एक ट्रांजिस्टर एक अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत संकेतों को बढ़ा सकता है, परिवर्तित कर सकता है और उत्पन्न कर सकता है। 1947 में पहला काम करने योग्य द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का आविष्कार किया गया था। जर्मेनियम ने इसके निर्माण के लिए एक सामग्री के रूप में कार्य किया। और पहले से ही 1956 में, सिलिकॉन ट्रांजिस्टर का जन्म हुआ।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में, दो प्रकार के आवेश वाहकों का उपयोग किया जाता है - इलेक्ट्रॉन और छिद्र, यही कारण है कि ऐसे ट्रांजिस्टर को द्विध्रुवी कहा जाता है। द्विध्रुवी के अलावा, एकध्रुवीय (क्षेत्र) ट्रांजिस्टर हैं, जो केवल एक प्रकार के वाहक - इलेक्ट्रॉनों या छिद्रों का उपयोग करते हैं। यह लेख कवर करेगा।
अधिकांश सिलिकॉन ट्रांजिस्टर में एक n-p-n संरचना होती है, जिसे उत्पादन तकनीक द्वारा भी समझाया जाता है, हालाँकि p-n-p सिलिकॉन ट्रांजिस्टर भी होते हैं, लेकिन n-p-n संरचनाओं की तुलना में उनमें से कुछ कम होते हैं। ऐसे ट्रांजिस्टर का उपयोग पूरक जोड़े (समान विद्युत मापदंडों के साथ विभिन्न चालकता के ट्रांजिस्टर) के हिस्से के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, KT315 और KT361, KT815 और KT814, और ट्रांजिस्टर UMZCH KT819 और KT818 के आउटपुट चरणों में। आयातित एम्पलीफायरों में, एक शक्तिशाली पूरक जोड़ी 2SA1943 और 2SC5200 का अक्सर उपयोग किया जाता है।
अक्सर पी-एन-पी संरचना के ट्रांजिस्टर को प्रत्यक्ष चालन ट्रांजिस्टर कहा जाता है, और एन-पी-एन संरचना रिवर्स होती है। किसी कारण से, यह नाम साहित्य में लगभग कभी नहीं पाया जाता है, लेकिन रेडियो इंजीनियरों और रेडियो एमेच्योर के घेरे में इसका उपयोग हर जगह किया जाता है, हर कोई तुरंत समझ जाता है कि यह किस बारे में है। चित्रा 1 ट्रांजिस्टर और उनके पारंपरिक ग्राफिक प्रतीकों का एक योजनाबद्ध उपकरण दिखाता है।
चित्र 1।
चालकता और सामग्री के प्रकार में अंतर के अलावा, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को शक्ति और ऑपरेटिंग आवृत्ति द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। यदि ट्रांजिस्टर पर बिजली का अपव्यय 0.3 W से अधिक नहीं होता है, तो ऐसे ट्रांजिस्टर को कम-शक्ति माना जाता है। 0.3 ... 3 W की शक्ति पर, ट्रांजिस्टर को मध्यम शक्ति ट्रांजिस्टर कहा जाता है, और 3 W से अधिक की शक्ति पर, शक्ति को उच्च माना जाता है। आधुनिक ट्रांजिस्टर कई दसियों और यहां तक कि सैकड़ों वाट की शक्ति को नष्ट करने में सक्षम हैं।
ट्रांजिस्टर विद्युत संकेतों को समान रूप से अच्छी तरह से नहीं बढ़ाते हैं: बढ़ती आवृत्ति के साथ, ट्रांजिस्टर चरण का प्रवर्धन कम हो जाता है, और एक निश्चित आवृत्ति पर यह पूरी तरह से बंद हो जाता है। इसलिए, एक व्यापक आवृत्ति रेंज में काम करने के लिए, विभिन्न आवृत्ति गुणों वाले ट्रांजिस्टर का उत्पादन किया जाता है।
ऑपरेटिंग आवृत्ति के अनुसार, ट्रांजिस्टर को निम्न-आवृत्ति वाले में विभाजित किया जाता है - ऑपरेटिंग आवृत्ति 3 मेगाहर्ट्ज से अधिक नहीं है, मध्य-आवृत्ति - 3 ... 30 मेगाहर्ट्ज, उच्च-आवृत्ति - 30 मेगाहर्ट्ज से अधिक नहीं है। यदि ऑपरेटिंग आवृत्ति 300 मेगाहर्ट्ज से अधिक है, तो ये पहले से ही माइक्रोवेव ट्रांजिस्टर हैं।
सामान्य तौर पर, गंभीर मोटी संदर्भ पुस्तकों में ट्रांजिस्टर के 100 से अधिक विभिन्न पैरामीटर दिए गए हैं, जो बड़ी संख्या में मॉडलों को भी इंगित करता है। और आधुनिक ट्रांजिस्टर की संख्या ऐसी है कि अब उन्हें किसी संदर्भ पुस्तक में पूर्ण रूप से रखना संभव नहीं है। और मॉडल रेंज लगातार बढ़ रही है, जिससे डेवलपर्स द्वारा निर्धारित लगभग सभी कार्यों को हल करना संभव हो जाता है।
विद्युत संकेतों को प्रवर्धित और परिवर्तित करने के लिए कई ट्रांजिस्टर सर्किट हैं (कम से कम घरेलू उपकरणों की संख्या याद रखें), लेकिन, उनकी सभी विविधता के लिए, इन सर्किटों में अलग-अलग कैस्केड होते हैं, जो ट्रांजिस्टर पर आधारित होते हैं। आवश्यक संकेत प्रवर्धन प्राप्त करने के लिए, श्रृंखला में जुड़े कई प्रवर्धन चरणों का उपयोग करना आवश्यक है। यह समझने के लिए कि एम्पलीफाइंग चरण कैसे काम करते हैं, आपको ट्रांजिस्टर स्विचिंग सर्किट से अधिक परिचित होने की आवश्यकता है।
ट्रांजिस्टर अपने आप में कुछ भी प्रवर्धित करने में सक्षम नहीं होगा। इसके प्रवर्धक गुण इस तथ्य में निहित हैं कि इनपुट सिग्नल (करंट या वोल्टेज) में छोटे बदलाव से बाहरी स्रोत से ऊर्जा की खपत के कारण स्टेज के आउटपुट में वोल्टेज या करंट में महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं। यह वह संपत्ति है जो व्यापक रूप से एनालॉग सर्किट - एम्पलीफायरों, टेलीविजन, रेडियो, संचार, आदि में उपयोग की जाती है।
प्रस्तुति को सरल बनाने के लिए, यहाँ n-p-n संरचना के ट्रांजिस्टर पर आधारित परिपथों पर विचार किया जाएगा। इन ट्रांजिस्टरों के बारे में जो कुछ कहा जाएगा वह p-n-p ट्रांजिस्टरों पर समान रूप से लागू होता है। बिजली की आपूर्ति की ध्रुवीयता को उलटने के लिए पर्याप्त है, और यदि कोई हो, तो एक कामकाजी सर्किट प्राप्त करने के लिए।
कुल मिलाकर, ऐसे तीन सर्किट हैं: एक सामान्य उत्सर्जक (CE) वाला एक सर्किट, एक सामान्य कलेक्टर (OC) वाला एक सर्किट और एक सामान्य आधार (OB) वाला एक सर्किट। इन सभी योजनाओं को चित्र 2 में दिखाया गया है।
चित्र 2।
लेकिन इन सर्किटों पर विचार करने के लिए आगे बढ़ने से पहले, आपको यह जानना चाहिए कि ट्रांजिस्टर कुंजी मोड में कैसे काम करता है। इस परिचय को बूस्ट मोड में समझना आसान बनाना चाहिए। एक निश्चित अर्थ में, कुंजी सर्किट को एमए के साथ सर्किट का एक प्रकार माना जा सकता है।
कुंजी मोड में ट्रांजिस्टर ऑपरेशन
सिग्नल प्रवर्धन मोड में एक ट्रांजिस्टर के संचालन का अध्ययन करने से पहले, यह याद रखने योग्य है कि ट्रांजिस्टर का उपयोग अक्सर कुंजी मोड में किया जाता है।
ट्रांजिस्टर के संचालन के इस तरीके पर लंबे समय से विचार किया जा रहा है। 1959 में "रेडियो" पत्रिका के अगस्त अंक में, जी। लावरोव का एक लेख "सेमीकंडक्टर ट्रायोड इन की मोड" प्रकाशित हुआ था। लेख के लेखक ने नियंत्रण वाइंडिंग (OC) में दालों की अवधि को बदलने का सुझाव दिया। अब नियमन के इस तरीके को PWM कहा जाता है और इसका इस्तेमाल अक्सर किया जाता है। उस समय की पत्रिका का आरेख चित्र 3 में दिखाया गया है।
चित्र तीन
लेकिन मुख्य मोड का उपयोग न केवल PWM सिस्टम में किया जाता है। अक्सर एक ट्रांजिस्टर बस कुछ चालू और बंद कर देता है।
इस मामले में, एक रिले को लोड के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है: एक इनपुट सिग्नल लागू होता है - रिले चालू होता है, नहीं - रिले सिग्नल बंद हो जाता है। कुंजी मोड में रिले के बजाय अक्सर लाइट बल्ब का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर यह इंगित करने के लिए किया जाता है: प्रकाश बल्ब या तो चालू या बंद है। इस तरह के एक महत्वपूर्ण चरण का आरेख चित्र 4 में दिखाया गया है। एलईडी या ऑप्टोकॉप्लर्स के साथ काम करने के लिए मुख्य चरणों का भी उपयोग किया जाता है।
चित्रा 4
आकृति में, कैस्केड को एक पारंपरिक संपर्क द्वारा नियंत्रित किया जाता है, हालांकि यह एक डिजिटल माइक्रोक्रिकिट या इसके बजाय हो सकता है। एक कार बल्ब, इसका उपयोग ज़िगुली में डैशबोर्ड को रोशन करने के लिए किया जाता है। इस तथ्य पर ध्यान दिया जाना चाहिए कि 5V का उपयोग नियंत्रण के लिए किया जाता है, और स्विच किए गए कलेक्टर वोल्टेज 12V है।
इसमें कुछ भी अजीब नहीं है, क्योंकि इस सर्किट में वोल्टेज कोई भूमिका नहीं निभाते हैं, केवल धाराएं मायने रखती हैं। इसलिए, यदि ट्रांजिस्टर को ऐसे वोल्टेज पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो प्रकाश बल्ब कम से कम 220V हो सकता है। संग्राहक स्रोत वोल्टेज को लोड के ऑपरेटिंग वोल्टेज से भी मेल खाना चाहिए। ऐसे कैस्केड की मदद से लोड को डिजिटल माइक्रोक्रिस्किट या माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ा जाता है।
इस योजना में, बेस करंट कलेक्टर करंट को नियंत्रित करता है, जो कि पावर स्रोत की ऊर्जा के कारण बेस करंट की तुलना में कई दसियों या सैकड़ों गुना अधिक (कलेक्टर लोड के आधार पर) होता है। यह देखना आसान है कि करंट में वृद्धि हुई है। जब ट्रांजिस्टर कुंजी मोड में काम कर रहा होता है, तो इसका उपयोग आमतौर पर संदर्भ पुस्तकों में "बड़े सिग्नल मोड में वर्तमान लाभ" नामक मान द्वारा कैस्केड की गणना करने के लिए किया जाता है - संदर्भ पुस्तकों में इसे β अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है। यह संग्राहक धारा का अनुपात है, जो भार द्वारा निर्धारित किया जाता है, न्यूनतम संभव आधार धारा के लिए। गणितीय सूत्र के रूप में, यह इस तरह दिखता है: β = Ik / Ib।
अधिकांश आधुनिक ट्रांजिस्टर के लिए, गुणांक β काफी बड़ा है, एक नियम के रूप में, 50 और ऊपर से, इसलिए, कुंजी चरण की गणना करते समय, इसे केवल 10 के बराबर लिया जा सकता है। भले ही आधार वर्तमान से अधिक हो। गणना की गई, ट्रांजिस्टर इससे अधिक नहीं खुलेंगे, फिर और कुंजी मोड।
चित्र 3 में दिखाए गए बल्ब को रोशन करने के लिए, Ib \u003d Ik / β \u003d 100mA / 10 \u003d 10mA, यह कम से कम है। बेस रेसिस्टर Rb पर 5V के नियंत्रण वोल्टेज के साथ, B-E सेक्शन में वोल्टेज ड्रॉप को घटाकर, 5V - 0.6V = 4.4V रहेगा। आधार प्रतिरोधक का प्रतिरोध होगा: 4.4V/10mA = 440 ओम। 430 ओम के प्रतिरोध वाले एक प्रतिरोधक को मानक श्रेणी से चुना गया है। 0.6V का वोल्टेज बी-ई जंक्शन पर वोल्टेज है, और गणना करते समय आपको इसके बारे में नहीं भूलना चाहिए!
ताकि नियंत्रण संपर्क खोले जाने पर ट्रांजिस्टर का आधार "हवा में लटका" न रहे, बी-ई जंक्शन को आमतौर पर एक प्रतिरोधक आरबीई के साथ हिलाया जाता है, जो ट्रांजिस्टर को मज़बूती से बंद कर देता है। इस अवरोधक को नहीं भूलना चाहिए, हालांकि किसी कारण से यह कुछ सर्किटों में नहीं है, जिससे शोर चरण का गलत संचालन हो सकता है। दरअसल, हर कोई इस अवरोधक के बारे में जानता था, लेकिन किसी कारण से वे भूल गए और एक बार फिर "रेक" पर कदम रखा।
इस अवरोधक का मान ऐसा होना चाहिए कि जब संपर्क खुलता है, तो आधार पर वोल्टेज 0.6V से कम नहीं होगा, अन्यथा कैस्केड बेकाबू हो जाएगा, जैसे कि बी-ई अनुभाग केवल शॉर्ट-सर्कुलेटेड था। व्यवहार में, रोकनेवाला Rbe को Rb से लगभग दस गुना अधिक नाममात्र मूल्य के साथ सेट किया जाता है। लेकिन भले ही Rb का मान 10Kom हो, सर्किट काफी मज़बूती से काम करेगा: बेस और एमिटर की क्षमता बराबर होगी, जिससे ट्रांजिस्टर बंद हो जाएगा।
इस तरह का एक प्रमुख झरना, अगर यह अच्छी स्थिति में है, तो प्रकाश बल्ब को पूरी तरह से चालू कर सकता है, या इसे पूरी तरह से बंद कर सकता है। इस मामले में, ट्रांजिस्टर पूरी तरह से चालू (संतृप्ति स्थिति) या पूरी तरह से बंद (कटऑफ़ स्थिति) हो सकता है। तत्काल, निष्कर्ष स्वयं ही पता चलता है कि इन "सीमा" राज्यों के बीच ऐसी चीज है जब प्रकाश बल्ब आधे-अधूरे ढंग से चमकता है। इस मामले में ट्रांजिस्टर आधा खुला है या आधा बंद है? यह एक गिलास भरने जैसा है: एक आशावादी गिलास को आधा भरा हुआ देखता है, जबकि एक निराशावादी इसे आधा खाली देखता है। ट्रांजिस्टर के संचालन के इस तरीके को प्रवर्धक या रैखिक कहा जाता है।
सिग्नल प्रवर्धन मोड में ट्रांजिस्टर ऑपरेशन
लगभग सभी आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में माइक्रोक्रिस्किट होते हैं जिनमें ट्रांजिस्टर "छिपे" होते हैं। आवश्यक लाभ या बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए परिचालन एम्पलीफायर के ऑपरेटिंग मोड को चुनना पर्याप्त है। लेकिन, इसके बावजूद, असतत ("ढीले") ट्रांजिस्टर पर कैस्केड का अक्सर उपयोग किया जाता है, और इसलिए एम्पलीफाइंग कैस्केड के संचालन की समझ बस आवश्यक है।
ओके और ओबी की तुलना में सबसे आम ट्रांजिस्टर कनेक्शन कॉमन एमिटर (सीई) सर्किट है। इस व्यापकता का कारण, सबसे पहले, उच्च वोल्टेज और करंट गेन है। OE चरण का उच्चतम लाभ तब प्रदान किया जाता है जब बिजली आपूर्ति का आधा वोल्टेज एपिट/2 कलेक्टर लोड पर गिरता है। तदनुसार, दूसरी छमाही ट्रांजिस्टर के के-ई खंड में आती है। यह कैस्केड सेट करके प्राप्त किया जाता है, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी। प्रवर्धन के इस तरीके को कक्षा ए कहा जाता है।
जब OE वाला ट्रांजिस्टर चालू होता है, तो कलेक्टर पर आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नल के साथ एंटीफेज में होता है। नुकसान के रूप में, यह ध्यान दिया जा सकता है कि OE का इनपुट प्रतिरोध छोटा है (कुछ सौ ओम से अधिक नहीं), और आउटपुट प्रतिरोध दसियों kΩ के भीतर है।
यदि स्विचिंग मोड में ट्रांजिस्टर को बड़े सिग्नल मोड β में वर्तमान लाभ की विशेषता है, तो प्रवर्धन मोड में "छोटे सिग्नल मोड में वर्तमान लाभ" का उपयोग किया जाता है, जिसे संदर्भ पुस्तकों h21e में दर्शाया गया है। यह पदनाम चतुर्भुज के रूप में ट्रांजिस्टर के प्रतिनिधित्व से आया है। "ई" अक्षर इंगित करता है कि माप तब किए गए थे जब एक सामान्य उत्सर्जक वाला ट्रांजिस्टर चालू किया गया था।
गुणांक h21e, एक नियम के रूप में, β से कुछ बड़ा है, हालांकि इसका उपयोग पहले सन्निकटन में गणना में भी किया जा सकता है। सभी समान, एक प्रकार के ट्रांजिस्टर के लिए भी पैरामीटर β और h21e का प्रसार इतना बड़ा है कि गणना केवल अनुमानित हैं। ऐसी गणनाओं के बाद, एक नियम के रूप में, योजना को समायोजित करना आवश्यक है।
ट्रांजिस्टर का लाभ आधार की मोटाई पर निर्भर करता है, इसलिए इसे बदला नहीं जा सकता। इसलिए एक बॉक्स (एक बैच पढ़ें) से भी लिए गए ट्रांजिस्टर के लाभ में बड़ी भिन्नता है। कम-शक्ति वाले ट्रांजिस्टर के लिए, यह गुणांक 100 ... 1000 तक होता है, और शक्तिशाली लोगों के लिए यह 5 ... 200 होता है। आधार जितना पतला होगा, गुणांक उतना ही अधिक होगा।
OE ट्रांजिस्टर को चालू करने का सबसे सरल सर्किट चित्र 5 में दिखाया गया है। यह चित्र 2 का एक छोटा सा टुकड़ा है, जिसे लेख के दूसरे भाग में दिखाया गया है। ऐसे सर्किट को फिक्स्ड बेस करंट सर्किट कहा जाता है।
चित्रा 5
योजना अत्यंत सरल है। इनपुट सिग्नल ट्रांजिस्टर के आधार पर डिकॉप्लिंग कैपेसिटर सी 1 के माध्यम से लागू होता है, और, प्रवर्धित होने पर, ट्रांजिस्टर के कलेक्टर से कैपेसिटर सी 2 के माध्यम से लिया जाता है। कैपेसिटर का उद्देश्य इनपुट सिग्नल के निरंतर घटक से इनपुट सर्किट की रक्षा करना है (बस कार्बन या इलेक्ट्रेट माइक्रोफोन याद रखें) और कैस्केड की आवश्यक बैंडविड्थ प्रदान करें।
रेसिस्टर R2 स्टेज का कलेक्टर लोड है, और R1 बेस को DC बायस सप्लाई करता है। इस प्रतिरोधक की मदद से वे कलेक्टर के पार वोल्टेज को एपिट / 2 बनाने की कोशिश करते हैं। इस स्थिति को ट्रांजिस्टर का परिचालन बिंदु कहा जाता है, इस स्थिति में कैस्केड का लाभ अधिकतम होता है।
प्रतिरोधक R1 का लगभग प्रतिरोध एक साधारण सूत्र R1 ≈ R2 * h21e / 1.5 ... 1.8 द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। आपूर्ति वोल्टेज के आधार पर गुणांक 1.5…1.8 प्रतिस्थापित किया गया है: कम वोल्टेज (9V से अधिक नहीं) पर, गुणांक का मान 1.5 से अधिक नहीं है, और 50V से शुरू होकर, यह 1.8…2.0 तक पहुंचता है। लेकिन, वास्तव में, सूत्र इतना अनुमानित है कि प्रतिरोधक आर 1 को सबसे अधिक बार चुनना पड़ता है, अन्यथा कलेक्टर पर एपिट / 2 का आवश्यक मूल्य प्राप्त नहीं होगा।
कलेक्टर रोकनेवाला R2 को समस्या की स्थिति के रूप में सेट किया गया है, क्योंकि कलेक्टर करंट और कैस्केड का लाभ इसके मूल्य पर निर्भर करता है: प्रतिरोधक R2 का प्रतिरोध जितना अधिक होगा, लाभ उतना ही अधिक होगा। लेकिन इस प्रतिरोधक के साथ आपको सावधान रहने की जरूरत है, इस प्रकार के ट्रांजिस्टर के लिए कलेक्टर करंट अधिकतम स्वीकार्य से कम होना चाहिए।
योजना बहुत सरल है, लेकिन यह सरलता इसे नकारात्मक गुण देती है, और यह सरलता एक कीमत पर आती है। सबसे पहले, कैस्केड का प्रवर्धन ट्रांजिस्टर के विशिष्ट उदाहरण पर निर्भर करता है: मैंने मरम्मत के दौरान ट्रांजिस्टर को बदल दिया, - ऑफसेट को फिर से चुनें, इसे ऑपरेटिंग बिंदु पर लाएं।
दूसरे, परिवेश के तापमान से, बढ़ते तापमान के साथ, रिवर्स कलेक्टर करंट Ico बढ़ जाता है, जिससे कलेक्टर करंट में वृद्धि होती है। और फिर, एपिट / 2 कलेक्टर पर आधा आपूर्ति वोल्टेज कहाँ है, वही ऑपरेटिंग बिंदु? नतीजतन, ट्रांजिस्टर और भी गर्म हो जाता है, जिसके बाद यह विफल हो जाता है। इस निर्भरता से छुटकारा पाने के लिए, या कम से कम इसे कम करने के लिए, अतिरिक्त नकारात्मक प्रतिक्रिया तत्वों को ट्रांजिस्टर कैस्केड - ओओएस में पेश किया जाता है।
चित्रा 6 एक निश्चित बायस वोल्टेज के साथ एक सर्किट दिखाता है।
चित्रा 6
ऐसा लगता है कि वोल्टेज डिवाइडर आरबी-के, आरबी-ई कैस्केड के आवश्यक प्रारंभिक पूर्वाग्रह प्रदान करेगा, लेकिन वास्तव में, इस तरह के कैस्केड में एक निश्चित वर्तमान सर्किट के सभी नुकसान हैं। इस प्रकार, दिखाया गया सर्किट चित्र 5 में दिखाए गए फिक्स्ड करंट सर्किट का सिर्फ एक रूपांतर है।
थर्मल स्थिरीकरण के साथ सर्किट
चित्र 7 में दर्शाई गई योजनाओं को लागू करने के मामले में स्थिति कुछ बेहतर है।
चित्र 7
एक संग्राहक-स्थिर सर्किट में, पूर्वाग्रह रोकनेवाला R1 बिजली की आपूर्ति से नहीं, बल्कि ट्रांजिस्टर के संग्राहक से जुड़ा होता है। इस मामले में, यदि बढ़ते तापमान के साथ रिवर्स करंट बढ़ता है, तो ट्रांजिस्टर अधिक मजबूती से खुलता है, कलेक्टर वोल्टेज कम हो जाता है। यह कमी R1 के माध्यम से आधार पर लागू बायस वोल्टेज में कमी की ओर ले जाती है। ट्रांजिस्टर बंद होना शुरू हो जाता है, कलेक्टर करंट एक स्वीकार्य मान तक कम हो जाता है, ऑपरेटिंग पॉइंट की स्थिति बहाल हो जाती है।
यह काफी स्पष्ट है कि स्थिरीकरण के इस उपाय से कैस्केड के लाभ में कुछ कमी आती है, लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता। लापता प्रवर्धन, एक नियम के रूप में, प्रवर्धन चरणों की संख्या में वृद्धि करके जोड़ा जाता है। लेकिन इस तरह की पर्यावरण सुरक्षा आपको कैस्केड के ऑपरेटिंग तापमान रेंज को महत्वपूर्ण रूप से विस्तारित करने की अनुमति देती है।
उत्सर्जक स्थिरीकरण के साथ कैस्केड का सर्किट कुछ अधिक जटिल है। कलेक्टर-स्थिर सर्किट की तुलना में इस तरह के कैस्केड के एम्पलीफाइंग गुण एक व्यापक तापमान सीमा पर अपरिवर्तित रहते हैं। और एक और निर्विवाद लाभ - ट्रांजिस्टर को प्रतिस्थापित करते समय, आपको कैस्केड के ऑपरेटिंग मोड को दोबारा चुनने की ज़रूरत नहीं है।
उत्सर्जक रोकनेवाला R4, तापमान स्थिरीकरण प्रदान करता है, कैस्केड के लाभ को भी कम करता है। यह डायरेक्ट करंट के लिए है। प्रत्यावर्ती धारा के प्रवर्धन पर प्रतिरोधक R4 के प्रभाव को समाप्त करने के लिए, प्रतिरोधक R4 को संधारित्र Ce द्वारा शंट किया जाता है, जो प्रत्यावर्ती धारा के लिए थोड़ा प्रतिरोध प्रस्तुत करता है। इसका मान एम्पलीफायर की आवृत्ति रेंज द्वारा निर्धारित किया जाता है। यदि ये फ्रीक्वेंसी ऑडियो रेंज में हैं, तो कैपेसिटर की कैपेसिटेंस यूनिट से लेकर दसियों और सैकड़ों माइक्रोफ़ारड तक हो सकती है। रेडियो फ्रीक्वेंसी के लिए, यह पहले से ही सौवां या हजारवां है, लेकिन कुछ मामलों में सर्किट इस कैपेसिटर के बिना भी ठीक काम करता है।
एमिटर स्थिरीकरण कैसे काम करता है, इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए, एक सामान्य कलेक्टर ओके के साथ ट्रांजिस्टर पर स्विच करने के लिए सर्किट पर विचार करना आवश्यक है।
कॉमन कलेक्टर सर्किट (CC) चित्र 8 में दिखाया गया है। यह सर्किट लेख के दूसरे भाग से चित्र 2 का एक टुकड़ा है, जो सभी तीन ट्रांजिस्टर स्विचिंग सर्किट दिखाता है।
आंकड़ा 8
चरण का भार एमिटर रेसिस्टर R2 है, इनपुट सिग्नल कैपेसिटर C1 के माध्यम से फीड किया जाता है, और आउटपुट सिग्नल कैपेसिटर C2 के माध्यम से लिया जाता है। यहां आप पूछ सकते हैं कि इस योजना को ओके क्यों कहा जाता है? आखिरकार, यदि हम OE सर्किट को याद करते हैं, तो यह स्पष्ट रूप से देखा जाता है कि एमिटर सर्किट के सामान्य तार से जुड़ा होता है, जिसके सापेक्ष इनपुट सिग्नल लगाया जाता है और आउटपुट सिग्नल हटा दिया जाता है।
ओके सर्किट में, संग्राहक केवल शक्ति स्रोत से जुड़ा होता है, और पहली नज़र में ऐसा लगता है कि इसका इनपुट और आउटपुट सिग्नल से कोई लेना-देना नहीं है। लेकिन वास्तव में, ईएमएफ स्रोत (पावर बैटरी) में बहुत कम आंतरिक प्रतिरोध होता है; सिग्नल के लिए, यह व्यावहारिक रूप से एक बिंदु है, वही संपर्क है।
अधिक विस्तार से, ओके सर्किट के संचालन को चित्र 9 में देखा जा सकता है।
चित्र 9
यह ज्ञात है कि सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के लिए जंक्शन वोल्टेज b-e 0.5 ... 0.7V की सीमा में है, इसलिए आप इसे औसतन 0.6V पर ले सकते हैं, यदि आप प्रतिशत के दसवें हिस्से की सटीकता के साथ गणना करने का लक्ष्य नहीं रखते हैं . इसलिए, जैसा कि चित्र 9 में देखा जा सकता है, आउटपुट वोल्टेज हमेशा Ub-e द्वारा इनपुट वोल्टेज से कम होगा, अर्थात् उसी 0.6V द्वारा। OE सर्किट के विपरीत, यह सर्किट इनपुट सिग्नल को उल्टा नहीं करता है, यह बस इसे दोहराता है, और यहां तक कि इसे 0.6V तक कम कर देता है। इस सर्किट को एमिटर फॉलोअर भी कहा जाता है। ऐसी योजना की आवश्यकता क्यों है, इसका क्या उपयोग है?
ओके सर्किट वर्तमान सिग्नल को h21e गुना बढ़ाता है, जिसका अर्थ है कि सर्किट का इनपुट प्रतिबाधा एमिटर सर्किट में प्रतिरोध से h21e गुना अधिक है। दूसरे शब्दों में, ट्रांजिस्टर के जलने के डर के बिना, सीधे आधार पर वोल्टेज लागू करें (बिना किसी सीमित अवरोधक के)। बस बेस पिन लें और इसे + U पावर रेल से कनेक्ट करें।
उच्च इनपुट प्रतिबाधा आपको एक उच्च प्रतिबाधा (जटिल प्रतिबाधा) इनपुट स्रोत, जैसे पीजोइलेक्ट्रिक पिकअप से कनेक्ट करने की अनुमति देती है। यदि ऐसा पिकअप OE स्कीम के अनुसार कैस्केड से जुड़ा है, तो इस कैस्केड का कम इनपुट प्रतिबाधा पिकअप सिग्नल को "लैंड" करेगा - "रेडियो नहीं चलेगा"।
ओके सर्किट की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि इसका संग्राहक वर्तमान आईके केवल लोड प्रतिरोध और इनपुट सिग्नल स्रोत के वोल्टेज पर निर्भर करता है। इस स्थिति में, ट्रांजिस्टर के पैरामीटर यहाँ कोई भूमिका नहीं निभाते हैं। कहा जाता है कि ऐसे सर्किट 100% वोल्टेज फीडबैक द्वारा कवर किए जाते हैं।
जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है, एमिटर लोड में करंट (उर्फ एमिटर करंट) = Ik + Ib में। यह ध्यान में रखते हुए कि बेस करंट Ib कलेक्टर करंट Ik की तुलना में नगण्य है, यह माना जा सकता है कि लोड करंट कलेक्टर करंट In = Ik के बराबर है। लोड में करंट होगा (Uin - Ube) / Rn। इस मामले में, हम मान लेंगे कि उबे ज्ञात है और हमेशा 0.6V के बराबर होता है।
यह इस प्रकार है कि संग्राहक वर्तमान Ik = (Uin - Ube) / Rn केवल इनपुट वोल्टेज और भार प्रतिरोध पर निर्भर करता है। भार प्रतिरोध को एक विस्तृत श्रृंखला में बदला जा सकता है, हालांकि, यह विशेष रूप से उत्साही होने के लिए आवश्यक नहीं है। आखिरकार, अगर आरएन के बजाय आप एक कील लगाते हैं - सौवां, तो कोई भी ट्रांजिस्टर नहीं बचेगा!
ओके सर्किट स्थिर वर्तमान स्थानांतरण गुणांक h21e को मापना काफी आसान बनाता है। यह कैसे करें चित्र 10 में दिखाया गया है।
चित्र 10।
सबसे पहले, लोड करंट को मापें जैसा कि चित्र 10ए में दिखाया गया है। इस मामले में, ट्रांजिस्टर के आधार को कहीं भी कनेक्ट करने की आवश्यकता नहीं है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। उसके बाद, बेस करंट को चित्र 10बी के अनुसार मापा जाता है। माप दोनों मामलों में समान मात्रा में किए जाने चाहिए: या तो एम्पीयर में या मिलीएम्प्स में। बिजली की आपूर्ति वोल्टेज और लोड दोनों मापों के लिए समान रहना चाहिए। स्टेटिक करंट ट्रांसफर गुणांक का पता लगाने के लिए, बेस करंट द्वारा लोड करंट को विभाजित करना पर्याप्त है: h21e ≈ In / Ib।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि लोड करंट में वृद्धि के साथ, h21e कुछ घटता है, और आपूर्ति वोल्टेज में वृद्धि के साथ यह बढ़ता है। डिवाइस की आउटपुट पावर बढ़ाने के लिए ट्रांजिस्टर के पूरक जोड़े का उपयोग करके एमिटर अनुयायियों को अक्सर पुश-पुल कॉन्फ़िगरेशन में बनाया जाता है। ऐसा एमिटर फॉलोअर चित्र 11 में दिखाया गया है।
चित्र 11।
चित्र 12।
योजना के अनुसार एक सामान्य आधार के साथ ट्रांजिस्टर का समावेश के बारे में
ऐसा सर्किट केवल वोल्टेज लाभ प्रदान करता है, लेकिन ओई सर्किट की तुलना में बेहतर आवृत्ति गुण होते हैं: वही ट्रांजिस्टर उच्च आवृत्तियों पर काम कर सकते हैं। ओबी सर्किट का मुख्य अनुप्रयोग यूएचएफ रेंज के एंटीना एम्पलीफायर हैं। एंटीना एम्पलीफायर सर्किट चित्र 12 में दिखाया गया है।
