ট্রানজিস্টরঃ
- N-টাইপ ও P-টাইপ মেটারিয়ালে তিনটি কম্বিনেশনের মাধ্যমে বেসিক ট্রানজিস্টর তৈরি করা হয়। এই কম্বিনেশনের ফলে NPN এবং PNP ট্রানজিস্টর তৈরি হয় যা বাইপোলার জাংশন ট্রানজিস্টর বা BJT নামেও পরিচিত।
NPN
- N-টাইপ মেটারিয়ালের মাঝখানে পাতলা P-টাইপ মেটারিয়াল দিয়ে স্যান্ডউইচ ফর্ম করে যাকে NPN ট্রানজিস্টর বলে।
PNP
- P-টাইপ মেটারিয়ালের মাঝখানে N-টাইপ মেটারিয়াল দিয়ে স্যান্ডউইচ ফর্ম করে যাকে PNP ট্রানজিস্টর বলে।
মাঝখানের লেয়ারকে বলে বেইজ(B), যে লেয়ার কারেন্ট কালেক্ট করে তাকে বলে কালেক্টর(C) এবং যে লেয়ার আউটপুট কারেন্ট প্রোভাইড করে একে বলে ইমিটার(E) ।
সিম্বলঃ
ট্রানজিস্টর স্ট্রাকচারঃ
NPN স্ট্রাকচারঃ
ইমিটারঃ
এখানে ইমিটার অনেক হেভি ডোপিং করা থাকে এবং প্রশস্ত। ফলে ফ্রী ইলেকট্রন কেরিয়ার এখানে বেশি হয়।
কালেক্টরঃ
কালেক্টরও এখানে প্রশস্ত, তবে অল্প ডোপিং করা থাকে। সেজন্য এখানে ফ্রী ইলেকট্রনের সংখ্যা কম।
বেইজঃ
বেইজ হচ্ছে পাতলা যা ইমিটার ও কালেক্টরের মাঝখানে অবস্থান করে। বেইজ অল্প ডোপিং করা থাকে এবং এর মেজরিটি কেরিয়ার হচ্ছে হোল যা অল্প পরিমাণে থাকে।
এখন যদি ইমিটার ও কালেক্টরের মাঝখানে ব্যাটারি যুক্ত করি তাহলে কি ঘটবে?
ইমিটার টার্মিনাল ব্যাটারির নেগেটিভ টার্মিনালের সাথে যুক্ত। ফলে ইমিটার বেইজ জাংশন ফরওয়ার্ড বায়াসড এবং বেইজ কালেক্টর জাংশন রিভার্স বায়াসড হয়। এই কন্ডিশনে এই ডিভাইস দিয়ে কোন কারেন্ট প্রবাহিত হয়না।
- ইমিটার এবং কালেক্টরে দেওয়া ভোল্টেজের পুরুটি ড্রপ হয় দুটি স্থানে। ফরওয়ার্ড বেরিয়ার পটেনশিয়াল হয় ইমিটার বেইজ জাংশনে। এটি ০.৭ ভোল্ট সিলিকন ট্রানজিস্টরের জন্য ফিক্সড।
- অবশিষ্ট ভোল্টেজ বেইজ কালেক্টর জাংশনের রিভার্স বেরিয়ারের এক্রসে ড্রপ হয়।
- যেহেতু ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ ০.৭ ভোল্ট ফিক্সড থাকে তাই কালেক্টর ভোল্টেজ তা অতিক্রম করতে পারেনা। সুতরাং আইডিয়ালি ইমিটার রিজিওনে ফ্রী ইলেকট্রন ফরওয়ার্ড বেরিয়ার পটেনশিয়াল ক্রস করে বেইজ রিজিওনে আসতে পারেনা। ফলে ট্রানজিস্টর তখন অফ সুইচ হিসেবে কাজ করে। অর্থাৎ ট্রানজিস্টর কারেন্ট কন্ডাক্ট করতে পারেনা। এক্সটার্নাল রেজিস্টরে তখন ভোল্টেজ ড্রপ হয়না। কারণ পুরু ভোল্টেজ তখন জাংশনে ড্রপ হয়ে যায়।
যদি বেইজ টার্মিনাল পজিটিভ ভোল্টেজ সাপ্লাই দেই তাহলে কি ঘটবে?
- বেইজ-ইমিটার জাংশন ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ পায় যা ফরওয়ার্ড বেরিয়ার পটেনশিয়াল অতিক্রম করতে পারে। ইমিটার রিজিওনের মেজরিটি কেরিয়ার ফ্রী ইলেকট্রন জাংশন ক্রস করে বেইজ রিজিওনে আসে যেখানে তারা খুবই অল্প সংখ্যক হোল পায় রি-কম্বিনেশনের জন্য।
- জাংশনের ইলেকট্রিক ফিল্ডের কারণে ইমিটার রিজিওন থেকে আসা ফ্রী ইলেকট্রন কাইনেটিক এনার্জি প্রাপ্ত হয়।
- বেইজ রিজিওন এত পাতলা থাকে যে ইমিটার রিজিওন থেকে আসা ফ্রী ইলেকট্রন হোলের সাথে রি-কম্বাইন্ড হওয়ার জন্য পর্যাপ্ত সময় পায়না। ফলে তা রিভার্স বায়াস ডিপ্লেশন রিজিওন ভেদ করে শেষ পর্যন্ত কালেক্টর জোনে আসে।
- বেইজ-কালেক্টর জাংশনে রিভার্স বেরিয়ার থাকা সত্ত্বেও ফ্রী ইলেকট্রনকে বেইজ থেকে আসতে বাধা দেয়না। কারণ বেইজ রিজিওনের ফ্রী ইলেকট্রন মাইনরিটি কেরিয়ার।
- এভাবে ইলেকট্রন ইমিটার থেকে কালেক্টরে মাইগ্রেট হয়। ফলে কারেন্ট কালেক্টর থেকে ইমিটারে প্রবাহিত হতে থাকে।
- বেইজ রিজিওনে অল্প হোল থাকার কারণে ইমিটার থেকে আসা ইলেকট্রন ঐ হোলের সাথে রি-কম্বাইন্ড করে কিছু বেইজ কারেন্ট উৎপন্ন করে। এই বেইজ কারেন্ট কালেক্টর টু ইমিটার কারেন্টের তুলনায় অনেক নগণ্য হয়।
- ইমিটার রিজিওনের ইলেকট্রন মাইগ্রেটিং হওয়ার সময় কিছু বেইজ কারেন্ট উৎপন্ন হয়, বাকি মেজর অংশ কালেক্টর রিজিওনে কারেন্ট উৎপন্ন করে।
ইমিটার কারেন্ট = বেইজ কারেন্ট + কালেক্টর কারেন্ট
যদি বেইজ ভোল্টেজ বাড়াই তাহলে কি ঘটবে?
- এখন যদি বেইজ ভোল্টেজ বাড়ানো হয় তবে ইমিটার-বেইজ জাংশনে ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ আনুপাতিকহারে বাড়ে। ফলে আরও অধিক সংখ্যক ফ্রী ইলেকট্রন ইমিটার রিজিওন থেকে বেইজ রিজিওনে আসে এবং আরও বেশি কাইনেটিক এনার্জিপ্রাপ্ত হয়। এটি আনুপাতিকহারে কালেক্টরের কারেন্টও বাড়িয়ে দেয়।
এভাবে অল্প বেইজ কারেন্ট কন্ট্রোল করে আমরা বড় কালেক্টর কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ করতে পারি।
ট্রানজিস্টর অপারেশনঃ
NPN
বেইজ টু ইমিটারে যদি অল্প পরিমাণ কারেন্ট প্রবাহিত হয় তাহলে কালেক্টর টু ইমিটারে পর্যাপ্ত পরিমাণ কারেন্ট প্রবাহিত হয়।
PNP
বেইজে নেগেটিভ ভোল্টেজ দিলে ইমিটার টু কালেক্টর কারেন্ট প্রবাহিত হয়, অর্থাৎ কারেন্ট ডিরেকশন NPN এর বিপরীত।
ব্যবহারঃ
১। ট্রানজিস্টর সুইচিং করার কাজে ব্যবহৃত হয়, বেশি কারেন্টের কোন লোড অল্প কারেন্ট সিগন্যাল দিয়ে সুইচিং করে অন/অফ করা যায়।
২। অ্যাম্পলিফিকেশনের কাজে ব্যবহার করা যায়, অল্প কারেন্টকে অধিক কারেন্টে রূপান্তর।