Bipolar Junction Transistor MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Bipolar Junction Transistor - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सामान्य-आधार (CB) विन्यास की अवधारणा:

एक सामान्य-आधार BJT प्रवर्धक में:

• इनपुट सिग्नल उत्सर्जक पर लागू किया जाता है

• आउटपुट संग्राहक से लिया जाता है

• आधार इनपुट और आउटपुट दोनों के लिए सामान्य है (AC सिग्नल के लिए ग्राउंडेड)

Additional Information 

1) उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त

• सही: CB विन्यास में उत्कृष्ट उच्च-आवृत्ति प्रतिक्रिया है:

  • निम्न इनपुट प्रतिबाधा

  • कोई मिलर प्रभाव (धारिता गुणन) नहीं

  • CE विन्यास की तुलना में बेहतर बैंडविड्थ

2) वोल्टेज लाभ बहुत अधिक है

• सही: जबकि धारा लाभ (α) 1 से थोड़ा कम है, CB प्रवर्धक उच्च वोल्टेज लाभ (CE के तुलनीय) प्रदान करता है।

3) संतृप्ति क्षेत्र में एक प्रवर्धक के रूप में संचालित होता है

• गलत (उत्तर):

  • BJT केवल सक्रिय क्षेत्र में एक प्रवर्धक के रूप में कार्य करता है (जहाँ IC = βIB होता है)।

  • संतृप्ति में, ट्रांजिस्टर एक बंद स्विच के रूप में कार्य करता है (प्रवर्धन के लिए नहीं)।

4) जब दोनों संधि उत्क्रमित अभिनत होती हैं, तो एक ऑफ स्विच के रूप में काम करता है

• सही: यह कटऑफ क्षेत्र का वर्णन करता है (ट्रांजिस्टर एक खुले स्विच के रूप में कार्य करता है)।

निष्कर्ष:

गलत कथन विकल्प 3 है, क्योंकि उचित प्रवर्धन के लिए एक CB प्रवर्धक को सक्रिय क्षेत्र में संचालित करना चाहिए, संतृप्ति में नहीं।

अंतिम उत्तर: 3) जब ट्रांजिस्टर संतृप्ति क्षेत्र में होता है, तो CB विन्यास एक प्रवर्धक के रूप में संचालित होता है।

PN संधि डायोड की V-I अभिलक्षणिकाएँ

अग्र अभिनति:

जब डायोड के p-प्रकार के भाग को n-प्रकार के भाग की तुलना में उच्च विभव से जोड़ा जाता है, तो डायोड अग्र अभिनत होता है। यह अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई को कम करता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों के लिए n-प्रकार के भाग से p-प्रकार के भाग में और होलों के लिए p-प्रकार के भाग से n-प्रकार के भाग में प्रवाह करना आसान हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ी अग्र धारा होती है।

उत्क्रम अभिनति:

जब डायोड के n-प्रकार के भाग को p-प्रकार के भाग की तुलना में उच्च विभव से जोड़ा जाता है, तो डायोड उत्क्रम अभिनत होता है। यह अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई को बढ़ाता है, जिससे बहुसंख्यक वाहकों के लिए संधि को पार करना मुश्किल हो जाता है। उत्क्रम संतृप्ति धारा, जो तापीय रूप से उत्पन्न अल्पसंख्यक वाहकों के कारण प्रवाहित होती है, अग्र धारा की तुलना में बहुत छोटी होती है।

व्याख्या

• डायोड की अग्र धारा हमेशा अपनी उत्क्रम संतृप्ति धारा से काफी अधिक होती है। जब एक डायोड अग्र अभिनत होता है, तो यह पर्याप्त मात्रा में धारा प्रवाहित होने देता है, जबकि उत्क्रम अभिनति में, केवल बहुत कम मात्रा में उत्क्रम संतृप्ति धारा प्रवाहित होती है।
• यह अवक्षय क्षेत्र के अग्र अभिनति में बहुत संकरे होने के कारण है, जिससे बहुसंख्यक वाहक आसानी से संधि को पार कर सकते हैं। साथ ही, यह उत्क्रम अभिनति में व्यापक है, बहुसंख्यक वाहकों के प्रवाह में बाधा डालता है और केवल अल्पसंख्यक वाहकों को धारा में योगदान करने की अनुमति देता है।

व्याख्या:

ट्रांजिस्टर एक प्रवर्धक के रूप में

परिभाषा: एक ट्रांजिस्टर एक अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक संकेतों और विद्युत शक्ति को प्रवर्धित या स्विच करने के लिए किया जाता है। प्रवर्धक के रूप में उपयोग किए जाने पर, एक ट्रांजिस्टर एक छोटा इनपुट सिग्नल लेता है और एक बड़ा आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है, जिससे सिग्नल के आयाम में प्रभावी रूप से वृद्धि होती है।

कार्य सिद्धांत: प्रवर्धक के रूप में प्रभावी ढंग से कार्य करने के लिए, एक ट्रांजिस्टर को ठीक से बायस किया जाना चाहिए, जिसका अर्थ है कि इसके टर्मिनलों पर वोल्टेज को उपयुक्त स्तर पर सेट किया जाता है ताकि यह इसके अभिलक्षणिक वक्रों के एक विशिष्ट क्षेत्र में संचालित हो। वह क्षेत्र जहाँ एक ट्रांजिस्टर को प्रवर्धक के रूप में कार्य करने के लिए बायस किया जाता है, सक्रिय क्षेत्र है।

सक्रिय क्षेत्र में, ट्रांजिस्टर इस प्रकार संचालित होता है कि बेस-एमिटर जंक्शन आगे बायस होता है और कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस होता है। यह एमिटर से कलेक्टर तक इलेक्ट्रॉनों के नियंत्रित प्रवाह की अनुमति देता है, जिसे बेस करंट द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिससे बेस पर लगाए गए इनपुट सिग्नल को प्रवर्धित किया जाता है।

सक्रिय क्षेत्र में ट्रांजिस्टर के उपयोग के लाभ:

• उच्च लाभ: ट्रांजिस्टर इनपुट सिग्नल का महत्वपूर्ण प्रवर्धन प्रदान कर सकता है।
• रैखिक संचालन: आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नल का एक रैखिक प्रवर्धन है, जो सटीक सिग्नल पुनरुत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है।
• स्थिरता: सक्रिय क्षेत्र प्रवर्धक के रूप में ट्रांजिस्टर के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करता है।

नुकसान:

• शक्ति अपव्यय: सक्रिय क्षेत्र में ट्रांजिस्टर महत्वपूर्ण शक्ति का अपव्यय कर सकते हैं, जिससे हीटिंग और उचित थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है।
• सीमित आउटपुट स्विंग: आउटपुट वोल्टेज स्विंग आपूर्ति वोल्टेज और ट्रांजिस्टर के संतृप्ति और कटऑफ क्षेत्रों द्वारा सीमित है।

अनुप्रयोग: सक्रिय क्षेत्र में बायस किए गए ट्रांजिस्टर का व्यापक रूप से विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में उपयोग किया जाता है, जिसमें ऑडियो एम्पलीफायर, रेडियो फ्रीक्वेंसी एम्पलीफायर और अन्य सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट शामिल हैं।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 1: सक्रिय क्षेत्र

यह विकल्प उस क्षेत्र का सही वर्णन करता है जिसमें एक ट्रांजिस्टर को प्रवर्धक के रूप में कार्य करने के लिए बायस किया जाता है। सक्रिय क्षेत्र वह है जहाँ ट्रांजिस्टर रैखिक रूप से संचालित होता है, जिससे यह इनपुट सिग्नल को प्रभावी ढंग से प्रवर्धित कर सकता है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 2: कटऑफ क्षेत्र

कटऑफ क्षेत्र में, ट्रांजिस्टर प्रभावी रूप से बंद हो जाता है क्योंकि बेस-एमिटर जंक्शन आगे बायस नहीं होता है, और कलेक्टर से एमिटर तक कोई महत्वपूर्ण करंट प्रवाह नहीं होता है। इस क्षेत्र में, ट्रांजिस्टर संकेतों को प्रवर्धित नहीं कर सकता क्योंकि यह एक खुले स्विच के रूप में कार्य करता है।

विकल्प 3: संतृप्ति क्षेत्र

संतृप्ति क्षेत्र में, बेस-एमिटर और बेस-कलेक्टर दोनों जंक्शन आगे बायस होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कलेक्टर से एमिटर तक अधिकतम करंट प्रवाह होता है। इस क्षेत्र में, ट्रांजिस्टर एक बंद स्विच के रूप में कार्य करता है, और यह प्रवर्धन के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि आउटपुट इनपुट सिग्नल का रैखिक फलन नहीं है।

विकल्प 4: पूरी तरह से चालू अवस्था

यह विकल्प संतृप्ति क्षेत्र के समान है जहाँ ट्रांजिस्टर पूरी तरह से चालू होता है, जिससे इसके माध्यम से अधिकतम करंट प्रवाहित होता है। संतृप्ति क्षेत्र की तरह, इस अवस्था में ट्रांजिस्टर इसके संचालन में रैखिकता की कमी के कारण प्रवर्धक के रूप में कार्य नहीं कर सकता है।

निष्कर्ष:

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में इसके अनुप्रयोग के लिए ट्रांजिस्टर के संचालन क्षेत्रों को समझना महत्वपूर्ण है। प्रवर्धन उद्देश्यों के लिए, एक ट्रांजिस्टर को सक्रिय क्षेत्र में बायस किया जाना चाहिए, जहाँ यह इनपुट सिग्नल का रैखिक और स्थिर प्रवर्धन प्रदान कर सकता है। सक्रिय क्षेत्र यह सुनिश्चित करता है कि ट्रांजिस्टर प्रवर्धक के रूप में सही ढंग से संचालित होता है, जिससे यह विभिन्न सिग्नल प्रोसेसिंग अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक हो जाता है। अन्य क्षेत्र, जैसे कटऑफ, संतृप्ति और पूरी तरह से चालू अवस्था, सटीक और प्रभावी सिग्नल प्रवर्धन के लिए आवश्यक रैखिक प्रवर्धन का समर्थन नहीं करते हैं।

व्याख्या:

• उत्सर्जक अत्यधिक अपमिश्रित है ताकि आवेश वाहकों (इलेक्ट्रॉनों या छिद्रों) की संख्या बढ़ाई जा सके, जिससे आधार में बड़ी मात्रा में धारा प्रवाहित करने में मदद मिलती है।
• संग्राहक कम अपमिश्रित है ताकि विद्युत क्षेत्र को कम किया जा सके और वाहकों के कुशल संग्रह की अनुमति मिल सके।
• एक p-n संधि में, अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई अपमिश्रण सांद्रता के व्युत्क्रमानुपाती होती है। उच्च अपमिश्रण सांद्रता के परिणामस्वरूप एक संकीर्ण अवक्षय क्षेत्र होता है, यही कारण है कि उत्सर्जक-आधार अवक्षय परत संग्राहक-आधार अवक्षय परत से संकीर्ण होती है।

इस प्रकार, विकल्प '1' सही है।

धारा प्रवर्धन कारक: इसे आउटपुट धारा और इनपुट धारा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। उभयनिष्ठ-आधार विन्यास में आउटपुट धारा एमिटर धारा IC है, जबकि इनपुट धारा आधार धारा IE है।

इसलिए, संग्राहक धारा में परिवर्तन और एमिटर धारा में परिवर्तन के अनुपात को धारा प्रवर्धन कारक के रूप में जाना जाता है। इसे α द्वारा व्यक्त किया गया है। 

\(\alpha = \frac{{{\rm{\Delta }}{I_C}}}{{{\rm{\Delta }}{I_E}}}\)

जहाँ, I_E = I_C + I_B

गणना:

दिया गया है, 

I_E = 2 mA

I_B  = 20 μA = 0.02 mA

उपरोक्त संकल्पना से, 

I_C = 2 mA - 0.02 mA = 1.98 mA

धारा प्रवर्धन कारक को निम्न रूप में ज्ञात किया गया है, 

\(\alpha=\frac{I_C}{I_E}=\frac{1.98}{2}=0.99\)

• पद प्रतिबाधा मिलान को सामान्य रूप से एक प्रतिबाधा को अन्य प्रतिबाधा के समान दिखाने की प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जाता है
• प्रतिबाधा मिलान वह प्रक्रिया है जिसमें विद्युतीय भार की प्रतिबाधा को शक्ति स्थानांतरण को अधिक करने या भार से सिग्नल परावर्तन को कम करने के लिए स्रोत प्रतिबाधा के बराबर बनाया जाता है
• शक्ति एम्प्लीफायर सामान्यतौर पर ट्रांसफार्मर युग्मन का प्रयोग करता है क्योंकि ट्रांसफार्मर प्रतिबाधा मिलान की अनुमति देती है
• प्रतिबाधा मिलान का नुकसान यह है कि यह विरूपित आउटपुट प्रदान करता है

• ट्रांजिस्टर अर्धचालक उपकरण हैं, जो सामान्यतौर पर प्रवर्धक या विद्युतीय रूप से नियंत्रित स्विचों में प्रयोग किया जाता है
• ट्रांजिस्टर मूल रचक खंड होते हैं जो कंप्यूटर, मोबाइल फ़ोन और सभी अन्य आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक परिपथों के संचालन को विनियमित करता है
• सबसे महत्वपूर्ण ट्रांजिस्टर का कार्य एक धारा प्रवर्धक और एक स्विच के रूप में होता है
• धारा प्रवर्धक के रूप में ट्रांजिस्टर अक्सर प्रवर्धकों में उपयोग किए जाते हैं जबकि स्विच के रूप से ट्रांजिस्टर अक्सर स्वचालित प्रकाश परिपथ में पाए जाते हैं
• एक ट्रांजिस्टर का कार्य परिवर्तनीय प्रतिरोधक और स्वीचन उपकरण होता है

अवधारणा:

जब आधार खुला होता है तब BJT के उभयनिष्ठ उत्सर्जक अभिविन्यास में ICEO विपरीत रिसाव धारा होती है।

जब उत्सर्जक खुला होता है तब BJT के उभयनिष्ठ आधार अभिविन्यास में ICBO विपरीत रिसाव धारा है।

ICEO > ICBO

और वे इस प्रकार से संबंधित हैं:

ICEO = (1 + β) ICBO

कुल संग्राहक धारा इसके द्वारा दी जाती है:

IC = βIB + ICBO(β + 1)

अनुप्रयोग:

दिए गए अभिविन्यास के लिए कुल संग्राहक धारा निम्न होगी:

IC = βIB + ICBO(β + 1)   ---(1)

दिया हुआ: IB = 0 A, β = 50, और ICBO = 2.5 μA

समीकरण (1) में इन मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं:

IC = (50)(0) + (2.5 μ) (50 + 1)

IC = 2.5 × 10-6 × 51 A

IC = 0.1275 mA

प्रचालन बिंदु कोशांत बिंदु भी कहा जाता है और एक ट्रांजिस्टर के लिए इसे \(\left( {{{\rm{I}}_{\rm{C}}},{\rm{\;}}{{\rm{V}}_{{\rm{CE}}}}} \right)\)  के रूप में दर्शाया जाता है 

• एक ट्रांजिस्टर परिपथ की ac भार रेखा इसके dc भार रेखा से तुलनात्मक रूप से तीव्र ढलान वाली होती है लेकिन बिंदु Q पर दोनों एक-दूसरे को प्रतिच्छेदित करती हैं
• जब AC और DC भार रेखाएँ एक आलेख में दर्शाई जाती है, तो यह समझा जा सकता है कि वे समरूप नहीं है
• दोनों रेखाएँ बिंदु Q या शांत बिंदु पर एक-दूसरे को प्रतिच्छेदित करती हैं; AC भार रेखा के अंतिम बिंदु संतृप्ति और विच्छेद बिंदु होते हैं; यह नीचे दिए गए आरेख से समझा जा सकता है

अवधारणा:

एक ट्रांजिस्टर की शक्ति क्षमता निम्न द्वारा दी जाती है:

Pdiss. = VCE × IC

VCE = संग्राहक एमिटर वोल्टेज

IC = संग्राहक धारा

अनुप्रयोग:

दिया गया है कि Pdiss(max) = 50 mW

VCE = 10 V

Pdiss(max) = VCE(max)× IC(max)

\(I_C(max)=\frac{50~mW}{10~V}=5~mA\)

ट्रांजिस्टर को नष्ट होने या अत्यधिक ताप से बचाने के लिए, सुरक्षित संग्राहक धारा 2.5 mA होगी, जो कि 5 mA के अधिकतम अनुमत संग्राहक धारा से कम है।

I_CO = यह विपरीत अभिनत संग्राहक जंक्शन में विपरीत संतृप्ति धारा है।

I_CEO = मूल विच्छेदन धारा

\(\beta = \frac{\alpha }{{1 - \alpha }} = \frac{{0.995}}{{1 - 0.995}} = 199\)

I_CEO = (200) I_CO

I_CEO = (200) 0.5 μA

एक ट्रांजिस्टर 3 परत वाला 2 जंक्शन उपकरण होता है, जैसा नीचे दर्शाया गया है।

I_E = I_B + I_C

IC = βIB

• उत्सर्जक-अनुगामी परिपथ को एक उभयनिष्ठ संग्राहक विन्यास के रूप में भी जाना जाता है।
• इसे उत्सर्जक अनुगामी विन्यास कहा जाता है क्योंकि एमिटर वोल्टेज आधार वोल्टेज का अनुसरण करता है।
• इसका ज्यादातर वोल्टेज बफर के रूप में उपयोग किया जाता है।

महत्वपूर्ण:

CB विन्यास: निम्न इनपुट प्रतिबाधा और उच्च आउटपुट प्रतिबाधा

CC विन्यास: (उत्सर्जक अनुगामी): उच्च इनपुट प्रतिबाधा और निम्न आउटपुट प्रतिबाधा