ٹرانسسٹر الیکٹرانک سوئچ - آپریشن اور اسکیمیٹک کا اصول

پلس ڈیوائسز میں آپ اکثر ٹرانجسٹر سوئچز تلاش کر سکتے ہیں۔ ٹرانزسٹر سوئچ فلپ فلاپس، سوئچز، ملٹی وائبریٹرز، بلاکنگ جنریٹرز اور دیگر الیکٹرانک سرکٹس میں پائے جاتے ہیں۔ ہر سرکٹ میں، ٹرانزسٹر سوئچ اپنا کام کرتا ہے، اور ٹرانزسٹر کے آپریشن موڈ پر منحصر ہے، مجموعی طور پر سوئچ کا سرکٹ بدل سکتا ہے، لیکن ٹرانزسٹر سوئچ کا بنیادی اسکیمیٹک خاکہ درج ذیل ہے:

ٹرانزسٹر سوئچ کے آپریشن کے کئی بنیادی طریقے ہیں: نارمل ایکٹیو موڈ، سیچوریشن موڈ، کٹ آف موڈ، اور ایکٹو ریورس موڈ۔ اگرچہ ٹرانزسٹر سوئچ سرکٹ بنیادی طور پر ایک عام ایمیٹر ٹرانزسٹر ایمپلیفائر سرکٹ ہے، لیکن یہ سرکٹ ایک عام ایمپلیفائر سے فنکشن اور موڈ میں مختلف ہے۔

ایک کلیدی ایپلی کیشن میں، ٹرانزسٹر ایک تیز رفتار سوئچ کے طور پر کام کرتا ہے، اور اہم جامد حالتیں دو ہیں: ٹرانزسٹر آف ہے اور ٹرانزسٹر آن ہے۔ لیچڈ اسٹیٹ - جب ٹرانجسٹر کٹ آف موڈ میں ہو تو کھلی حالت۔بند حالت - ٹرانجسٹر کی سنترپتی حالت یا سنترپتی کے قریب ریاست، جس حالت میں ٹرانجسٹر کھلا ہے۔ جب ٹرانزسٹر ایک حالت سے دوسری حالت میں بدلتا ہے، تو یہ ایک فعال موڈ ہوتا ہے جس میں جھرن کے عمل غیر لکیری ہوتے ہیں۔

جامد حالتیں ٹرانجسٹر کی جامد خصوصیات کے مطابق بیان کی جاتی ہیں۔ دو خصوصیات ہیں: آؤٹ پٹ فیملی — کلیکٹر ایمیٹر وولٹیج پر کلیکٹر کرنٹ کا انحصار اور ان پٹ فیملی — بیس ایمیٹر وولٹیج پر بیس کرنٹ کا انحصار۔

کٹ آف موڈ کی خصوصیت مخالف سمت میں ٹرانزسٹر کے دو پی این جنکشنز کے تعصب سے ہوتی ہے، اور ایک گہرا کٹ آف اور ایک اتلی کٹ آف ہوتا ہے۔ ایک گہری خرابی اس وقت ہوتی ہے جب جنکشن پر لگائی جانے والی وولٹیج حد سے 3-5 گنا زیادہ ہوتی ہے اور آپریٹنگ وولٹیج کے برعکس ہوتی ہے۔ اس حالت میں، ٹرانجسٹر کھلا ہوا ہے، اور اس کے الیکٹروڈ پر کرنٹ بہت چھوٹے ہیں۔

ایک اتھلے وقفے میں، الیکٹروڈ میں سے کسی ایک پر لگائی جانے والی وولٹیج کم ہوتی ہے اور الیکٹروڈ کرنٹ ایک گہرے وقفے سے زیادہ ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں کرنٹ پہلے سے ہی آؤٹ پٹ کی خصوصیت والے خاندان کے نچلے منحنی خطوط کے مطابق لاگو وولٹیج پر منحصر ہوتے ہیں۔ ، اس وکر کو "محدود خصوصیت" کہا جاتا ہے ...

مثال کے طور پر، ہم ٹرانجسٹر کے کلیدی موڈ کے لیے ایک آسان حساب لگائیں گے جو مزاحمتی بوجھ پر کام کرے گا۔ ایک ٹرانجسٹر طویل عرصے تک صرف دو بنیادی حالتوں میں سے ایک میں رہے گا: مکمل طور پر کھلا (سنترپتی) یا مکمل طور پر بند (کٹ آف)۔

ٹرانزسٹر لوڈ کو ریلے SRD-12VDC-SL-C کا کوائل مانیں، جس کی کوائل کی مزاحمت برائے نام 12 V پر 400 اوہم ہوگی۔ہم ریلے کوائل کی دلکش نوعیت کو نظر انداز کرتے ہیں، ڈویلپرز کو عارضی اخراج سے بچانے کے لیے سائلنسر فراہم کرنے دیتے ہیں، لیکن ہم اس حقیقت کی بنیاد پر حساب لگائیں گے کہ ریلے ایک بار اور بہت لمبے عرصے تک آن ہوں گے۔ ہمیں فارمولے سے کلیکٹر کرنٹ ملتا ہے:

Ik = (Upit-Ukenas) / Rn.

کہاں: Ik — کلکٹر کا براہ راست کرنٹ؛ استعمال - سپلائی وولٹیج (12 وولٹ)؛ یوکیناس - دوئبرووی ٹرانجسٹر کی سنترپتی وولٹیج (0.5 وولٹ)؛ Rn — بوجھ مزاحمت (400 اوہم)۔

ہمیں Ik = (12-0.5) / 400 = 0.02875 A = 28.7 mA ملتا ہے۔

وفاداری کے لیے، آئیے محدود کرنٹ اور محدود وولٹیج کے مارجن کے ساتھ ٹرانزسٹر لیں۔ SOT-32 پیکیج میں BD139 کرے گا۔ اس ٹرانجسٹر کے پیرامیٹرز Ikmax = 1.5 A، Ukemax = 80 V ہیں۔ ایک اچھا مارجن ہوگا۔

28.7 ایم اے کا کلیکٹر کرنٹ فراہم کرنے کے لیے، ایک مناسب بیس کرنٹ فراہم کرنا ضروری ہے۔ بیس کرنٹ کا تعین فارمولے سے کیا جاتا ہے: Ib = Ik/h21e، جہاں h21e جامد کرنٹ ٹرانسفر گتانک ہے۔

جدید ملٹی میٹر آپ کو اس پیرامیٹر کی پیمائش کرنے کی اجازت دیتے ہیں، اور ہمارے معاملے میں یہ 50 تھا۔ تو Ib = 0.0287/50 = 574 μA۔ اگر گتانک h21e کی قدر معلوم نہیں ہے، تو وشوسنییتا کے لیے آپ اس ٹرانجسٹر کے لیے دستاویزات سے کم از کم لے سکتے ہیں۔

مطلوبہ بیس ریزسٹر ویلیو کا تعین کرنے کے لیے۔ مین ایمیٹر کا سنترپتی وولٹیج 1 وولٹ ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر کنٹرول لاجک مائیکرو سرکٹ کے آؤٹ پٹ سے سگنل کے ذریعے کیا جاتا ہے، جس کا وولٹیج 5 V ہے، تو 574 μA کا ضروری بیس کرنٹ فراہم کرنے کے لیے، 1 V ٹرانزیشن پر ایک ڈراپ کے ساتھ، ہمیں ملتا ہے۔ :

R1 = (Uin-Ubenas) / Ib = (5-1) / 0.000574 = 6968 اوہم

آئیے معیاری سیریز 6.8 kOhm ریزسٹر کی چھوٹی سائیڈ (تاکہ کرنٹ مکمل طور پر کافی ہو) کا انتخاب کریں۔

لیکن، ٹرانزسٹر کے تیزی سے سوئچ کرنے اور آپریشن قابل اعتماد ہونے کے لیے، ہم بیس اور ایمیٹر کے درمیان ایک اضافی ریزسٹر R2 استعمال کریں گے، اور اس پر کچھ پاور گرے گی، جس کا مطلب ہے کہ اس کی مزاحمت کو کم کرنا ضروری ہے۔ ریزسٹر R1۔ آئیے R2 = 6.8 kΩ لیں اور R1 کی قدر کو ایڈجسٹ کریں:

R1 = (Uin-Ubenas) / (Ib + I (بذریعہ ریزسٹر R2) = (Uin-Ubenas) / (Ib + Ubenas / R2)

R1 = (5-1) / (0.000574 + 1/6800) = 5547 اوہم۔

چلیں R1 = 5.1 kΩ اور R2 = 6.8 kΩ۔

آئیے سوئچ کے نقصانات کا حساب لگائیں: P = Ik * Ukenas = 0.0287 * 0.5 = 0.014 W۔ ٹرانجسٹر کو ہیٹ سنک کی ضرورت نہیں ہے۔