ٹرانجسٹروں میں بی سی بیزنگ - بی جے ٹی

مسائل کو ختم کرنے کے لئے ہمارے آلے کو آزمائیں





آسان الفاظ میں ، بی جے ٹی میں تعصب ایک ایسے عمل کے طور پر بیان کیا جاسکتا ہے جس میں بی جے ٹی کو چالو کیا جاتا ہے یا DC کی تھوڑی سی مقدار کو لگا کر اس کو تبدیل کیا جاتا ہے۔ اس کے جمعاکار امیٹر ٹرمینلز۔

ڈی سی سطح پر بائپولر ٹرانجسٹر یا بی جے ٹی کے کام کرنے پر متعدد عوامل کارفرما ہوتے ہیں ، جس میں ایک حد شامل ہے آپریٹنگ پوائنٹس آلات کی خصوصیات سے زیادہ



اس مضمون میں بیان کردہ سیکشن 4.2 کے تحت ہم اس سلسلے سے متعلق تفصیلات دیکھیں گے آپریٹنگ پوائنٹس BJT یمپلیفائر کے لئے. ایک بار جب ڈی سی کی مخصوص فراہمی کا حساب لگائیں تو ، آپریٹنگ پوائنٹ کی ضرورت کے لئے ایک سرکٹ ڈیزائن تشکیل دیا جاسکتا ہے۔

اس مضمون کے اندر اس طرح کی متعدد تشکیلات کی جانچ پڑتال کی جاتی ہے۔ تبادلہ خیال کیا گیا ہر ایک ماڈل اس کے علاوہ نقطہ نظر کے استحکام کی بھی شناخت کرے گا ، مطلب یہ ہے کہ کسی پیرامیٹر کے لئے نظام کتنا حساس ہوسکتا ہے۔



اگرچہ اس حصے کے اندر متعدد نیٹ ورکس کی جانچ کی جاتی ہے ، لیکن ہر بنیادی ترتیب کے جائزوں کے درمیان ان میں ایک بنیادی مماثلت ہے ، کیونکہ بنیادی بنیادی رشتہ کے مندرجہ ذیل بار بار استعمال کی وجہ سے:

اکثریت کے حالات میں بیس موجودہ IB سب سے پہلے مقدار میں ہوتا ہے جسے قائم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک بار جب آئی بی کی شناخت ہوجائے تو ، ایکس کے تعلقات۔ (1.1) کے ذریعے (3.3) زیربحث باقی مقدار کو حاصل کرنے کے لئے نافذ کیا جاسکتا ہے۔

تشخیص میں مشابہت جلد واضح ہونے والی ہے جب ہم اس کے بعد کے حصوں کے ساتھ آگے بڑھتے ہیں۔

آئی بی کے لئے مساوات بہت سارے ڈیزائنوں کے لئے ایک جیسے ہیں کہ ایک فارمولا دوسرے عنصر سے محض ایک عنصر کو ہٹا کر یا داخل کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔

اس باب کا بنیادی مقصد بی جے ٹی ٹرانجسٹر کی تفہیم کی ایک ڈگری قائم کرنا ہے جو آپ کو کسی بھی سرکٹ کے بارے میں ڈی سی تجزیہ نافذ کرنے کے قابل بنائے گا جس میں عنصر کے طور پر بی جے ٹی ایمپلیفائر موجود ہے۔

4.2 آپریٹنگ پوائنٹ

لفظ تعصب اس مضمون کے عنوان میں ظاہر کرنا ایک گہرائی کی اصطلاح ہے جو ڈی سی وولٹیج پر عمل درآمد کی علامت ہے ، اور بی جے ٹی میں موجودہ اور وولٹیج کی ایک مقررہ سطح کا تعین کرتی ہے۔

بی جے ٹی یمپلیفائر کے ل the نتیجے میں ڈی سی کرنٹ اور وولٹیج بناتے ہیں آپریٹنگ پوائنٹ ان خصوصیات پر جو اس خطے کو قائم کرتے ہیں جو اطلاق شدہ سگنل کی مطلوبہ وسعت کے لئے مثالی بن جاتا ہے۔ چونکہ آپریٹنگ پوائنٹ خصوصیات کے مطابق پہلے سے طے شدہ نقطہ ہوتا ہے ، لہذا اس کو پرسکون پوائنٹ (Q-point کے طور پر مختصرا.) بھی کہا جاسکتا ہے۔

'پرسکون' تعریف کے ذریعہ خاموشی ، خاموشی ، بیچینی کی علامت ہے۔ شکل 4.1 بی جے ٹی کے 4 ہونے کی معیاری پیداوار کی خصوصیت کو ظاہر کرتا ہے آپریٹنگ پوائنٹس . متحرک خطے میں ان میں سے کسی ایک مقام پر یا دوسرے علاقوں میں بی جے ٹی قائم کرنے کے لئے تعصب سرکٹ تیار کیا جاسکتا ہے۔

زیادہ سے زیادہ درجہ بندیاں اعداد و شمار کی خصوصیات 4.1 میں افقی لائن کے ذریعہ سب سے زیادہ جمعاکار موجودہ آئی سی میکس کے ل and اور سب سے زیادہ جمع کرنے والے سے امیٹر وولٹیج VCEmax پر ایک کھڑے لائن کے ذریعہ نشاندہی کی گئی ہیں۔

اسی اعداد و شمار میں وکر PCmax سے زیادہ سے زیادہ طاقت کی حد کی نشاندہی کی جاتی ہے۔ گراف کے نچلے حصے پر ہم کٹ آف خطہ دیکھ سکتے ہیں ، جس کی نشاندہی آئی بی ≤ 0 the ، اور سنترپتی کا خطہ ہے ، جس کی نشاندہی VCE ≤ VCEsat نے کی ہے۔

ممکنہ طور پر بی جے ٹی یونٹ ان اشارہ شدہ زیادہ سے زیادہ حدوں سے باہر متعصب ہوسکتا ہے ، لیکن اس طرح کے عمل کے نتیجے میں آلے کی زندگی میں نمایاں طور پر بگاڑ یا آلہ کی مکمل خرابی پیدا ہوجاتی ہے۔

اشارہ شدہ فعال خطے کے درمیان اقدار پر پابندی لگانے سے ، مختلف اقسام کا انتخاب ہوسکتا ہے آپریٹنگ ایریاز یا پوائنٹس . منتخب Q-point عام طور پر سرکٹ کی مطلوبہ تفصیلات پر منحصر ہوتا ہے۔

پھر بھی ، ہم یقینی طور پر انجیر میں اعدادوشمار کی تعداد میں چند امتیازات کو بھی دیکھ سکتے ہیں۔ آپریٹنگ پوائنٹ ، اور اس وجہ سے ، تعصب سرکٹ.

اگر کوئی تعصب نہ لگایا جاتا تو ، پہلے آلہ مکمل طور پر بند ہوجاتا ، جس کی وجہ سے Q- پوائنٹ A پر رہ جاتا - یعنی ، آلہ کے ذریعہ صفر موجودہ (اور اس کے آس پاس 0V) ہوتا ہے۔ چونکہ یہ ضروری ہے کہ کسی بی جے ٹی کو تعصب فراہم کیا جائے تاکہ وہ کسی دیئے گئے ان پٹ سگنل کی پوری حد کے لئے اپنا رد عمل ظاہر کرسکیں ، اس لئے کہ A نقطہ مناسب نہیں لگ سکتا ہے۔

نقطہ B کے لئے ، جب ایک سگنل سرکٹ سے منسلک ہوتا ہے تو ، ڈیوائس موجودہ اور وولٹیج میں تغیر دیکھے گی آپریٹنگ پوائنٹ ، ان پٹ سگنل کی مثبت اور منفی دونوں اطلاق کا جواب دینے کے ل to آلے کو قابل بناتا ہے (اور شاید بڑھاتا ہے)۔

جب ان پٹ سگنل کا زیادہ سے زیادہ استعمال کیا جائے تو ، بی جے ٹی کا ولٹیج اور موجودہ ممکنہ طور پر بدل جائے گا ..... تاہم کٹ آف یا سنترپتی میں آلے کو چالو کرنے کے لئے کافی نہیں ہوسکتا ہے۔

پوائنٹ سی آؤٹ پٹ سگنل کے کچھ مثبت اور منفی انحراف میں مدد کرسکتا ہے ، لیکن ممکن ہے کہ چوٹی سے چوٹی کی شدت VCE = 0V / IC = 0 mA کی قربت تک محدود ہو۔

اسی طرح نقطہ سی پر کام کرنا غیر خطوطی کے سلسلے میں تھوڑی پریشانی کا سبب بن سکتا ہے کیونکہ اس حقیقت کی وجہ سے کہ اس خاص علاقے میں آئی بی منحنی خطوط کے درمیان فرق تیزی سے بدل سکتا ہے۔

عام طور پر ، اس آلے کو چلانے سے کہیں بہتر ہے جس میں آلہ کا حصول مستحکم (یا لکیری) ہو ، اس بات کی ضمانت دینا کہ ان پٹ سگنل کے مجموعی طور پر سوئنگ پر یکساں رہے۔

پوائنٹ بی ایک ایسا خطہ ہے جو زیادہ خطی وقفہ کاری کی نمائش کررہا ہے اور اسی وجہ سے زیادہ خطی سرگرمی ، جیسا کہ تصویر 4.1 میں اشارہ کیا گیا ہے۔

پوائنٹ D آلہ قائم کرتا ہے آپریٹنگ پوائنٹ اعلی ترین وولٹیج اور بجلی کی سطح کے قریب۔ مثبت حد پر آؤٹ پٹ وولٹیج سوئنگ اس طرح پابندی ہے جب زیادہ سے زیادہ وولٹیج سے تجاوز نہ کیا جائے۔

نقطہ B کے نتیجے میں کامل نظر آتا ہے آپریٹنگ پوائنٹ خطوطی فائدہ اور سب سے بڑی ممکنہ وولٹیج اور حالیہ مختلف حالتوں کے حوالے سے۔

ہم اس کی وضاحت چھوٹے سگنل یمپلیفائر (باب 8) کے لئے مثالی طور پر کریں گے ، تاہم ، ہمیشہ پاور یمپلیفائر کے لئے نہیں ، .... ہم اس کے بارے میں بعد میں بات کریں گے۔

اس گفتگو کے اندر ، میں چھوٹے سگنل پرورش تقریب کے سلسلے میں بنیادی طور پر ٹرانجسٹر کو تعصب دینے پر توجہ دے گا۔

ایک اور انتہائی اہم تعصب کا عنصر بھی ہے جس پر نگاہ ڈالنے کی ضرورت ہے۔ ایک مثالی کے ساتھ بی جے ٹی کا عزم اور متعصب ہونا آپریٹنگ پوائنٹ ، درجہ حرارت کے اثرات کا بھی جائزہ لیا جانا چاہئے۔

حرارت کی حد ڈیوائس کی حدود جیسے ٹرانجسٹر کرنٹ گین (AC) اور ٹرانجسٹر رساو موجودہ (ICEO) کو منحرف کردے گی۔ درجہ حرارت کی حد میں اضافہ بی جے ٹی میں رساو کے زیادہ دھاروں کا سبب بنے گا ، اور اس طرح متعصب نیٹ ورک کے ذریعہ قائم آپریٹنگ تفصیلات میں ترمیم ہوگی۔

اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ نیٹ ورک پیٹرن کو درجہ حرارت کے استحکام کی سطح کو آسان بنانے کی بھی ضرورت ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جاسکے کہ درجہ حرارت کی مختلف حالتوں کے اثرات کم سے کم شفٹوں میں ہیں۔ آپریٹنگ پوائنٹ . آپریٹنگ پوائنٹ کی اس کارکردگی کو استحکام عنصر ، ایس ، کے ساتھ طے کیا جاسکتا ہے جو درجہ حرارت میں تبدیلی کی وجہ سے آپریٹنگ پوائنٹ میں انحراف کی سطح کی نشاندہی کرتا ہے۔

ایک مستحکم مستحکم سرکٹ کا مشورہ دیا جاتا ہے ، اور متعدد ضروری تعصب سرکٹس کی مستحکم خصوصیت کا جائزہ یہاں لیا جائے گا۔ بی جے ٹی کو لکیری یا موثر آپریٹنگ خطے میں متعصب رکھنے کے لئے مندرجہ ذیل نکات کو مطمئن کرنا ہوگا:

1. بیس امیٹر جنکشن فارورڈ بیسڈ (پی ریجن وولٹیج سختی سے مثبت) ہونا چاہئے ، جس میں فارورڈ بیس وولٹیج کو تقریبا 0.6 سے 0.7 V تک قابل بنانا چاہئے۔

2. بیس کلیکٹر جنکشن کو الٹا تعصب پسند ہونا چاہئے (این خطہ سختی سے مثبت) ، الٹا تعصب وولٹیج بی جے ٹی کی زیادہ سے زیادہ حدود کے اندر کچھ قیمت پر رہتا ہے۔

[یاد رکھیں کہ فارورڈ تعصب کے ل for p-n جنکشن میں وولٹیج ہوگی پی مثبت ، اور الٹا تعصب کے لئے یہ الٹ ہے n مثبت. پہلے خط پر یہ توجہ دینے سے آپ کو ضروری وولٹیج کی واضحی کو آسانی سے یاد رکھنے کا راستہ فراہم کرنا چاہئے۔]

بی جے ٹی کی خصوصیت کے کٹ آف ، سنترپتی ، اور لکیری علاقوں میں آپریشن عام طور پر ذیل میں بیان کیا گیا ہے۔

لکیری خطے کی کارروائی:

بیس امیٹر جنکشن فارورڈ

بیس کلکٹر جنکشن ریورس جانبدار

دو کٹ آف ریجن آپریشن:

بیس امیٹر جنکشن ریورس متعصب

سنترپتی کے علاقے آپریشن:

بیس امیٹر جنکشن فارورڈ

بیس کلیکٹر جنکشن فارورڈ جانبدار

4.3 فکسڈ - باس سرکیوٹ

اعداد و شمار 4.2 کا فکسڈ تعصب سرکٹ ٹرانجسٹر ڈی سی تعصب تجزیہ کے کافی آسان اور غیر پیچیدہ جائزہ کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے۔

اگرچہ نیٹ ورک ایک این پی این ٹرانجسٹر نافذ کرتا ہے ، لیکن فارمولے اور حسابات PNP ٹرانجسٹر سیٹ اپ کے ساتھ موجودہ بہاؤ کے راستوں اور وولٹیج کی قطعات کو دوبارہ تشکیل دے کر یکساں طور پر مؤثر طریقے سے کام کر سکتے ہیں۔

اعداد و شمار 4.2 کی موجودہ سمتیں موجودہ موجودہ سمت ہیں اور وولٹیجس کی شناخت آفاقی ڈبل سبسکرپٹ تشریحات کے ذریعہ کی گئی ہے۔

ڈی سی تجزیہ کے ل the ، اوپن سرکٹ کے مساوی مواقع رکھنے والے کیپسیٹرز کو تبدیل کرکے آسانی سے ڈیزائن کو اے سی سطح سے الگ کیا جاسکتا ہے۔

مزید یہ کہ ، ڈی سی سپلائی وی سی سی کو الگ الگ سپلائی کے ایک دو حصوں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے (صرف تشخیص کو انجام دینے کے ل)) اعداد و شمار 4.3 میں ثابت ہے کہ صرف ان پٹ اور آؤٹ پٹ سرکٹس کو توڑنے کی اجازت دی جاسکتی ہے۔

یہ کیا کرتا ہے اس سے دونوں کے درمیان بیس موجودہ IB کے ساتھ تعلق کم ہوجاتا ہے۔ جدائی غیر یقینی طور پر جائز ہے ، جیسا کہ شکل 4.3 میں دکھایا گیا ہے جہاں وی سی سی کو سیدھے آر بی اور آر سی سے جوڑ دیا گیا ہے بالکل اسی طرح جیسے انجیر۔ 4.2۔

فکسڈ تعصب BJT سرکٹ

بیس Base امیٹر کے فارورڈ بایوس

بیس Base امیٹر کے فارورڈ بایوس

آئیے پہلے اعداد و شمار 4.4 میں اوپر دکھائے گئے بیس امیٹر سرکٹ لوپ کا تجزیہ کریں۔ اگر ہم لوپ کے لwise گھڑی کی سمت میں کرچف کی وولٹیج مساوات کو نافذ کرتے ہیں تو ، ہم مندرجہ ذیل مساوات اخذ کرتے ہیں:

ہم دیکھ سکتے ہیں کہ موجودہ IB کی سمت کے ذریعے طے شدہ RB میں وولٹیج کی قطعیت۔ موجودہ IB کے لئے مساوات حل کرنا ہمیں مندرجہ ذیل نتیجہ فراہم کرتا ہے:

مساوات (4.4)

مساوات (4.4) یقینی طور پر ایک مساوات ہے جس کو آسانی سے حفظ کیا جاسکتا ہے ، صرف یہ یاد کرکے کہ یہاں کی بنیاد موجودہ موجودہ RB سے گزرتا ہوا موجودہ بن جاتا ہے ، اور اوہم کے قانون کو لاگو کرکے جس کے مطابق موجودہ مزاحمت آر بی کے ذریعہ تقسیم آر بی کے پار وولٹیج کے برابر ہے۔ .

آر بی کے اس پار وولٹیج کا اطلاق وولٹیج وی سی سی ہے جس کا ایک اختتام پر بیس ٹو امیٹر جنکشن (وی بی ای) کے ڈراپ سے بھی کم ہوتا ہے۔
نیز ، اس حقیقت کی وجہ سے کہ سپلائی VCC اور بیس امیٹر وولٹیج VBE طے شدہ مقدار ہیں ، بیس پر ریزسٹر آر بی کا انتخاب سوئچنگ لیول کے لئے بیس موجودہ کی مقدار کو قائم کرتا ہے۔

کلیکٹر mit ایمٹر لوپ

کلیکٹر mit ایمٹر لوپ

اعداد و شمار 4.5 کلکٹر ایمیٹر سرکٹ مرحلے کو ظاہر کرتا ہے ، جہاں موجودہ آایسی کی سمت اور آر سی بھر میں اس سے متعلق قطبیت پیش کی گئی ہے۔
کلیکٹر کرنٹ کی قدر مساوات کے ذریعے براہ راست IB سے وابستہ دیکھا جاسکتا ہے:

مساوات (4.5)

آپ کو یہ دیکھنا دلچسپ ہوسکتا ہے کہ چونکہ بیس موجودہ موجودہ RB کی مقدار پر منحصر ہے ، اور آئی سی مستقل through کے ذریعہ IB کے ساتھ منسلک ہوتا ہے ، لہذا IC کی وسعت مزاحمت RC کا کام نہیں ہے۔

آر سی کو کسی دوسری قیمت میں ایڈجسٹ کرنے سے آئی بی یا حتی کہ آئی سی کی سطح پر کوئی اثر نہیں پڑے گا ، جب تک کہ بی جے ٹی کا فعال علاقہ برقرار رہے۔
اس نے کہا ، آپ دیکھیں گے کہ وی سی ای کی وسعت کا تعین آر سی سطح کے ذریعہ کیا جاتا ہے ، اور اس پر غور کرنا ایک اہم چیز ہوسکتی ہے۔

اگر ہم انجیر 4.5 میں دکھائے گئے بند لوپ کے اوپر گھڑی کی سمت میں کرچف کے وولٹیج قانون کو استعمال کرتے ہیں تو ، اس سے مندرجہ ذیل دو مساوات پیدا ہوتی ہیں۔

مساوات (4.6)

اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ایک متعصب تعصب سرکٹ میں بی جے ٹی کے کلیکٹر ایمٹرٹر کے اس پار وولٹیج آر سی کے پار بننے والے قطرہ کے برابر سپلائی وولٹیج ہے۔
سنگل اور ڈبل سبسکرپٹیشن اشارے کی فوری نگاہ ڈالنا یاد رکھیں:

VCE = VC - VE -------- (4.7)

جہاں وی سی ای کلیکٹر سے ایمٹرٹر تک بہتا ہوا وولٹیج کی نشاندہی کرتا ہے ، وی سی اور وی ای بالترتیب ہیں جو کلیکٹر اور ایمیٹر سے زمین کی طرف جاتے ہیں۔ لیکن یہاں ، چونکہ VE = 0 V ہے ، ہمارے پاس ہے

VCE = VC -------- (4.8)
نیز ہمارے پاس ،
VBE = VB - اور -------- (4.9)
اور کیونکہ VE = 0 ، ہمیں آخر کار ملتا ہے:
VBE = VB -------- (4.10)

براہ کرم درج ذیل نکات کو یاد رکھیں:

VCE جیسے وولٹیج کی سطح کی پیمائش کرتے وقت ، یہ یقینی بنائیں کہ وولٹ میٹر کی سرخ تحقیقات کو کلکٹر پن پر رکھیں اور بلیک تحقیقات کو ایمٹر پن پر لگائیں جیسا کہ مندرجہ ذیل اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔

وائسٹر کولیکٹر سے زمین پر جانے والے وولٹیج کی نشاندہی کرتا ہے اور اس کی پیمائش کا طریقہ کار بھی درج ذیل اعداد و شمار میں دیا گیا ہے۔

موجودہ معاملے میں مذکورہ بالا ریڈنگ دونوں ایک جیسی ہوں گی ، لیکن سرکٹ کے مختلف نیٹ ورکس کے ل it یہ مختلف نتائج دکھا سکتے ہیں۔

اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ بی جے ٹی نیٹ ورک میں ممکنہ غلطی کی تشخیص کرتے وقت دونوں پیمائش کے مابین پڑھنے میں یہ فرق اہم ثابت ہوسکتا ہے۔

بی جے ٹی نیٹ ورک میں VCE ، اور VC کی پیمائش کرنا

عملی بی جے ٹی کی جانبداری کی مثال کو حل کرنا

اعداد و شمار کی طے شدہ تعصب کی ترتیب کے لئے درج ذیل کی تشخیص کریں۔

دیئے گئے:
(a) آئی بی کیو اور آئی سی کیو۔
(b) وی سی ای کیو.
(c) وی بی اور وی سی۔
(d) وی بی سی۔

DC تعصب کا مسئلہ حل کرنا

اگلے باب میں ہم اس کے بارے میں سیکھیں گے بی جے ٹی سنترپتی۔

حوالہ

ٹرانجسٹر biasing




پچھلا: منطق کی ترتیب کنٹرولر سرکٹ کو نیچے اتاریں اگلا: ٹرانجسٹر سنترپتی کیا ہے؟