electronic sinhala lesson - ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් 36

ට්‍රාන්සිස්ටරය (Transistor) - 2  (Bipolar Junction Transistor (BJT))

ප්‍රයෝගිකව විවිධ ක්‍රමවේද හා විවිධ අර්ධසංනායක වර්ග  යොදාගෙන විශාල BJT Transistor ප්‍රමාණයක් නිර්මාණය කරනු ලබන අතර ඒවා SMD හා Hole through යන දෙයාකාරයෙන්ම ලබා ගත හැක.මෙලෙස නිපදවන  සෑම  ට්‍රාන්සිස්ටරයක්ම පොදුවේ පහත දැක්වෙන ආකාරයෙන් නිරූපණය කල හැක.

ඒ අනුව සෑම BJT ට්‍රාන්සිස්ටරයකම P-N සංධි  දෙකක් පවතින අතර මෙම සංධි දෙක නිර්මාණය කරනු ලබන්නේ එකම වර්ගයේ අර්ධ සංනායක කොටස් දෙකක් අතර වෙනස් වර්ගයක අර්ධ සංනායක කොටසක් සම්බන්ද කිරීමෙනි.මෙම අර්ධ සංනායක කොටස් තුනට සංනායක කොටස් සම්බන්ද කිරීම මගින් ට්‍රාන්සිස්ටර අග්‍ර නිර්මාණය කරනු ලබයි.collecter ,base හා emitter ලෙස මෙම අග්‍ර නම් කරනු ලබයි.

මෙම BJT ට්‍රාන්සිස්ටර  ආකාර දෙකකට නිර්මාණය කෙරේ

1.P-N-P Transistor

2.N-P-N Transistor

BJT ට්‍රාන්සිස්ටරවල ක්‍රියාකාරිත්වය

රෙසිස්ටර, කෑපෑසිටර්, ඉන්ඩක්ටර් ආදී උපාංග පරිපථ වලදී යොදාගනු ලබන්නේ එම උපාංග සදහා වූ කාර්ය මත පදනම් කරගන වේ. උදාහරනයක් ලෙස රෙසිස්ටර යොදාගනු ලබන්නේ වෝල්ටීයතාවය හා ධාරාව සුදුසු පරිදි සකස් කර ගැනීම සදහා වේ. එලෙසම ට්‍රාන්සිස්ටර පරිපථ වල යොදාගැනීම සිදු කරනු ලබන්නේද  ඊටම වෙන් වූ කාර්ය මත පදනම්ව වේ. ඒ අනුව ට්‍රාන්සිස්ටර පරිපථ වල යොදාගනු ලබන ප්‍රධාන ආකාර ලෙස සුවිචින් ක්‍රියාව(switching) සිදු කර ගැනීම සහ වර්ධන ක්‍රියාව(amplification) සිදු කර ගැනීම හදුන්වා දිය හැක. සුවිචින් ක්‍රියාව බොහොවිට දක්නට ලැබෙන්නේ ඩිජිටල් ඉලෙක්ට්‍රොණික් පරිපථවල වන අතර වර්ධන ක්‍රියාව දක්නට ලැබෙන්නේ ඇනලොග් ඉලෙක්ට්‍රොණික් වල වේ.

මෙම කාර්යන් දෙක සදහා ට්‍රාන්සිස්ටර යොදාගැනීම සදහා හේතු වන්නේ ට්‍රාන්සිස්ටරයේ ක්‍රියාකාරිත්වය වේ. ට්‍රාන්සිස්ටරය යනු අග්‍ර තුනක් සහිත උපාංගයක් වේ.එම අග්‍ර තුන base ,collecter හා emitter ලෙස හදුන්වනු ලබයි.ඒ අනුව මෙහි base  අග්‍රයකට කුඩා වෝල්ටීයතාවයක් යෙදීමෙන් අනෙක් අග්‍ර දෙක වන collecter හා emitter අග්‍ර දෙක අතර සන්නායකයක් ලෙස ක්‍රියා කල හැකි අතර එම කුඩා වොල්ටීයතාවය base අග්‍රය මතින් ඉවත් කිරීම මගින් collecter හා emitter  අග්‍ර දෙක පරිවාරකයක් ලෙස සකස් කිරීම සිදු කල හැක.මෙම ආකාරයට එක් අග්‍රයකට යොදනු ලබන වෝල්ටීයතාවය මගින් අනෙක් අග්‍ර දෙක අතර සංනායකත්වය වෙනස්   වීමේ හැකියාව නිසා ඉහත සදහන් කල switching හා amplification යන    කාර්යන් දෙක සදහා ට්‍රාන්සිස්ටර යොදාගනු ලබයි.

ඉහත කරුනු අනුව පෙනෙන කාරනය නම් ට්‍රාන්සිස්ටර පරිපථවල යොදාගැනීමේදී අනෙකුත් ඉලෙක්ට්‍රොණික උපාංග මෙන් සෘජුවම විදුලියට සම්බන්දකර එහි ක්‍රියාකාරිත්වයක් ලබාගත නොහැක.උදාහරන ලෙස රෙසිස්ටර, කෑපෑසිටර්, ඉන්ඩක්ටර් ආදී උපාංග සෘජුවම විදුලියට සම්බන්ද කර ඒවායේ කාර්යන් සිදු කරගැනීම සදහා යොදාගත හැක. එහෙත්  ට්‍රාන්සිස්ටර වල ක්‍රියාකාරිත්වය ලබා ගැනීමට නම්  විදුලි සැපයුමක් ලබා දී එය ක්‍රියාකාරී තත්වයට පත්කර ඉන් අනතුරුව ඊට අදාල කාර්ය සිදුකර ගැනීම සදහා යොදාගත යුතුය. ට්‍රාන්සිස්ටරය ක්‍රියාකාරී තත්වයට පත්කර ගැනීමේ ක්‍රියාව තාක්ෂණික ව්‍යවහාරයේදී නැබුරු කිරීම ලෙස හදුන්වනු ලබයි.

අප දන්නවා සෑම IC එකක්ම ක්‍රියාකරවීම සදහා සැපයුම් වොල්ටීයතාවයක් ලබා දිය යුතු බව.එසේ කිරීමට හේතු වන්නේ ,මෙම IC නිර්මාණය කරනු ලබනේ ට්‍රාන්සිස්ටර දහස් ගණන වලින් සමන්විත පරිපථ එකට එක්කාසු කිරීමෙන් වේ.එම නිසා මෙහි ඇති ට්‍රාන්සිස්ටර ක්‍රියාකාරී කිරීම සදහා ඒවා නැබුරු කිරීම සිදුකල යුතුය.එම නිසා  සැපයුම් වොල්ටීයතාවයක් IC එකට දෙනු ලබයි.

ඕනෑම  BJT ට්‍රාන්සිස්ටරයක් ක්‍රියාකාරී තත්වයට නැබුරු කරගැනීම සදහා සම්මත කොන්දේසි දෙකක් සපුරාලිය යුතුය.

1.එමිටර්-බේස් සංධිය පෙර නැබුරුවන ලෙස හා
2.බේස්-කලෙක්ටර් සංධිය පසු නැබුරුවන ලෙස වෝල්ටීයතාවය සකස්කර ගත යුතුය.

මෙම කොන්දේසි දෙක PNP හා NPN ට්‍රාන්සිස්ටර් වලට යොදන ආකාරය සලකා බලමු.

 

පෙර නැබුරු කිරීම සදහා හැම විටම පිරිසිදු රැලිති වලින් තොර සුමට ස්තරම් DC විදුලියක් විය යුතුය.මෙම පෙර නැබුරු වෝල්ටීයතාවය කුඩා වෝල්ට් ගණනක් උවද ප්‍රමාණවත් විය හැක.එය යොදන ට්‍රාන්සිස්ටර්ය අනුව වෙනස් වේ. ට්‍රාන්සිස්ටර්වලද ඇත්තේ P-N සංධි බැවින් P-N සංධිවලට අදාල කරුණු සියල්ල  ට්‍රාන්සිස්ටර් සදහාද අදාල වේ.ඒ අනුව Si ට්‍රාන්සිස්ටර් සදහා පෙර නැබුරු වෝල්ටීයතාවය 0.7v පමණද Ge   ට්‍රාන්සිස්ටර් සදහා එය 0.25v පමණ අගයක් ද ගනු ලබයි.

ඒ අනුව EB සංධිය පෙර නැබුරු  කලයුතු වෝල්ටීයතාවය, ට්‍රාන්සිස්ටර් වර්ගය අනුව සුදුසු වෝල්ටීයතාවය තෝරා ගත යුතුය. Si ට්‍රාන්සිස්ටර් සදහා එය 0.7v පමණ වන අතර Ge ට්‍රාන්සිස්ටර් සදහා 0.25v පමණ අයක් වේ.

එසේම BC සංධිය පසුනැබුරු කල යුතුය.එහෙත් ඒ සදහා යෙදිය යුතු වෝල්ටීයතාවය එකවර කිව නොහැක.එය පරිපථයට අවශ්‍ය ආකාරයට හා  ට්‍රාන්සිස්ටරය යොදා ගන්නා ආකාරය අනුව මෙම පසුනැබුරු වෝල්ටීයතාවය වෙනස් වේ.එහෙත් එම අගය පරිපථයට ජවය දෙන සැපයුම් වෝල්ටීයතාවයට වඩා අඩුවිය යුතුය.

මෙහිදී සිදුවන්නේ EB සංධිය පෙර නැබුරු  කර ඇති බැවින් එම සංධියේ විභව බාදකය ඉවත් වීමට තරම් වෝල්ටීයතාවය ලැබුනු පසු base හා emitter අග්‍ර අතර කුඩා ධාරාවක් ගැලීම සිදු වේ.එසේම BC සංධිය පසු නැබුරු වී ඇති බැවින් base හා collecter අග්‍ර අතර අතර ධාරාව ගැලීමක් සිදු නොවේ.එහෙත්  ට්‍රාන්සිස්ටර වල සිදු වන විශේෂ සිදුවීම  වන්නේ EB සංධියට විභව බාදකය ඉවත් වීමට තරම් වෝල්ටීයතාවයක් ලැබුනු පසු collecter හා emitter අග්‍ර අතර ධාරාව ගැලීමට හැකියාව ලැබීමයි.පරිපථ නිර්මාණ සදහා ට්‍රාන්සිස්ටර යොදාගනු ලබන්නේ මෙම හැකියාව නිසා වේ.මෙය ට්‍රාන්සිස්ටර ක්‍රියාව වේ.

පහත දැක්වෙන්නේ ට්‍රාන්සිස්ටර අග්‍ර අතර ධාරාව ගලන ආකාරය වේ.

ඉහත කරුනු අනුව පෙනෙන කාරනය නම් ට්‍රාන්සිස්ටරයේ base හා collecter අග්‍ර වලින් ඇතුලු වන ධාරාව emitter අග්‍රයෙන් පිට වේ. ඒ අනුව පහත ආකාරයට සම්බන්දතාවයක් ගොඩනගා ගත හැක.

                       

                             IE=IB+IC

එසේම කලෙක්ටර ධාරාවට බේස් ධාරාව දරන අනුපාතය පහත දැක්වෙන ආකාරයෙන්ද ඉදිරිපත් කරනු ලබයි.

ට්‍රාන්සිස්ටර සම්මත අංකනයන්

පහත දැක්වෙන්නේ නැබුරු කරන ලද ට්‍රාන්සිස්ටරයක එම සංධි හරහා පවතින වෝල්ටීයතාවය හා එහි අග්‍ර හරහා ගලන ධාරාව සම්මත ක්‍රමයට නම් කරන ආකාරය වේ.