ට්රාන්සිස්ටර සාකච්ඡා ප්රශ්න උදාහරණ
ට්රාන්සිස්ටර යනු සෑම නවීන ඉලෙක්ට්රොනික උපාංගයකම පාහේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරන මූලික ඉලෙක්ට්රොනික සංරචක වේ. ස්විච සහ සංඥා ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස ක්රියා කරන ට්රාන්සිස්ටර, පරිගණක, ජංගම දුරකථන සහ තවත් බොහෝ උපාංග වැනි දියුණු තාක්ෂණයන් සක්රීය කරයි. මෙම ලිපියෙන්, ට්රාන්සිස්ටර ක්රියා කරන ආකාරය වඩා හොඳින් තේරුම් ගැනීමට උපකාරී වන උදාහරණ කිහිපයක් සහ ඒවායේ විසඳුම් අපි ආවරණය කරන්නෙමු.
1. ට්රාන්සිස්ටර හැඳින්වීම
උදාහරණ ගැටළු වලට පිවිසීමට පෙර, ට්රාන්සිස්ටර ගැන ටිකක් කතා කරමු. ට්රාන්සිස්ටරයක් යනු අර්ධ සන්නායක ද්රව්යයේ මාත්රණය මත පදනම්ව, සාමාන්යයෙන් NPN හෝ PNP ලෙස හඳුන්වන විවිධ ද්රව්ය ස්ථර තුනකින් සමන්විත අර්ධ සන්නායක සංරචකයකි. එයට පර්යන්ත තුනක් ඇත: පාදය (B), විමෝචකය (E) සහ එකතු කරන්නා (C).
ට්රාන්සිස්ටර වර්ග
– NPN ට්රාන්සිස්ටර: N-වර්ගයේ ස්ථර දෙකක් අතර පාදක ස්ථරය පිහිටා ඇති ට්රාන්සිස්ටර වර්ගයකි.
– PNP ට්රාන්සිස්ටරය: P-වර්ගයේ ස්ථර දෙකක් අතර පාදක ස්ථරය පිහිටා ඇති ට්රාන්සිස්ටර වර්ගයකි.
මෙම ට්රාන්සිස්ටර වර්ග දෙක සමාන ආකාරයකින් ක්රියා කරයි, නමුත් ධාරා දිශාව සහ නැඹුරු ධ්රැවීයතාව වෙනස් වේ.
ට්රාන්සිස්ටර ශ්රිතය
– ස්විචයක් ලෙස: පරිපථයක විදුලි ධාරාව සක්රිය හෝ අක්රිය කිරීමට ට්රාන්සිස්ටර භාවිතා කළ හැක.
– ඇම්ප්ලිෆයර් එකක් ලෙස: ට්රාන්සිස්ටරවලට කුඩා ආදාන සංඥා විශාල ප්රතිදාන බවට විස්තාරණය කළ හැක.
2. උදාහරණ ප්රශ්න සහ සාකච්ඡා
ප්රශ්නය 1: NPN ට්රාන්සිස්ටරයක සාමාන්ය පාදක වින්යාසය
ප්රශ්නය: පොදු පාදක වින්යාසයක් සහිත NPN ට්රාන්සිස්ටරයක විමෝචක ධාරාව (IE) 5 mA සහ එකතු කරන්නා ධාරාව (IC) 4.9 mA වේ. ට්රාන්සිස්ටරයේ පාදක ධාරාව (IB) සහ α (ඇල්ෆා) පරාමිතිය තීරණය කරන්න.
සාකච්ඡාව :
- එය දන්නවා:
– විමෝචක ධාරාව (IE) = 5 mA
– එකතුකරන්නාගේ ධාරාව (IC) = 4.9 mA
– ප්රශ්නය: පාදක ධාරාව (IB) සහ පරාමිතිය α.
1. මූලික ධාරාව ගණනය කිරීම:
පාදක ධාරාව සමීකරණයෙන් ලබා ගනී:
\[
I_E = I_B + I_C
\]
ඉතින්,
\[
I_B = I_E – I_C = 5 \පෙළ{ mA} – 4.9 \පෙළ{ mA} = 0.1 \පෙළ{ mA}
\]
2. පරාමිතිය α ගණනය කිරීම:
α (ඇල්ෆා) පරාමිතිය යනු එකතුකරන්නාගේ ධාරාව සහ විමෝචක ධාරාව අතර අනුපාතයයි:
\[
\ඇල්ෆා = \frac{I_C}{I_E} = \frac{4.9 \පෙළ{ mA}}{5 \පෙළ{ mA}} = 0.98
\]
එබැවින්, පාදක ධාරාව (IB) 0.1 mA වන අතර α පරාමිතියේ අගය 0.98 වේ.
ප්රශ්නය 2: NPN ට්රාන්සිස්ටරයක පොදු විමෝචක වින්යාසය
ප්රශ්නය: NPN ට්රාන්සිස්ටරයක පාදක ධාරාව (IB) 20 µA සහ පාදක ධාරා ලාභය (β) 100 කි. එකතු කරන්නා ධාරාව (IC) සහ විමෝචක ධාරාව (IE) ගණනය කරන්න.
සාකච්ඡාව :
- එය දන්නවා:
– පාදක ධාරාව (IB) = 20 µA
– පාදක ධාරා ලාභය (β) = 100
– ප්රශ්නය: එකතුකරන්නන්ගේ ධාරාව (IC) සහ විමෝචක ධාරාව (IE).
1. එකතුකරන්නන්ගේ ධාරාව ගණනය කිරීම:
එකතුකරන්නාගේ ධාරාව සමීකරණයෙන් ලබා ගනී:
\[
I_C = \beta \times I_B = 100 \times 20 \text{ µA} = 2000 \text{ µA} = 2 \text{ mA}
\]
2. විමෝචක ධාරාව ගණනය කිරීම:
විමෝචක ධාරාව සමීකරණයෙන් ලබා ගනී:
\[
I_E = I_B + I_C = 20 \පෙළ{ µA} + 2000 \පෙළ{ µA} = 2020 \පෙළ{ µA} = 2.02 \පෙළ{ mA}
\]
ඉතින්, එකතු කරන්නා ධාරාව (IC) 2 mA වන අතර විමෝචක ධාරාව (IE) 2.02 mA වේ.
ගැටළුව 3: ට්රාන්සිස්ටර ඇම්ප්ලිෆයර් පරිපථය
ප්රශ්නය: NPN ට්රාන්සිස්ටර ඇම්ප්ලිෆයර් පරිපථයක, පාදක-විමෝචක වෝල්ටීයතාවය (V_BE) 0.7V, එකතු කරන්නා-විමෝචක වෝල්ටීයතාවය (V_CE) 5V සහ බල සැපයුම් වෝල්ටීයතාවය (V_CC) 12V වේ. එකතු කරන්නා ප්රතිරෝධකය (R_C) 1 kΩ සහ පාදක ධාරාව (IB) 30 µA නම්, එකතු කරන්නා ධාරාව (IC) සහ එකතු කරන්නා වෝල්ටීයතාවය (V_C) තීරණය කරන්න.
සාකච්ඡාව :
- එය දන්නවා:
– පාදක-විමෝචක වෝල්ටීයතාවය (V_BE) = 0.7V
– එකතුකරන්නා-විමෝචක වෝල්ටීයතාවය (V_CE) = 5V
– ප්රභව වෝල්ටීයතාවය (V_CC) = 12V
– එකතු කරන්නා ප්රතිරෝධකය (R_C) = 1 kΩ = 1000 Ω
– පාදක ධාරාව (IB) = 30 µA
– ප්රශ්නය: එකතුකරන්නාගේ ධාරාව (IC) සහ එකතුකරන්නාගේ වෝල්ටීයතාවය (V_C).
1. මූලික ධාරා ලාභය (β) ගණනය කිරීම:
ඉහත වින්යාසය අනුව, ට්රාන්සිස්ටරය ක්රියාකාරී තත්වයේ පවතින බව අපට උපකල්පනය කළ හැකිය. එබැවින් අපි භාවිතා කරන්නේ:
\[
V_{CE} = V_C – V_E = 5V
\]
බිමට සාපේක්ෂව V_E කුඩා බැවින් (සාමාන්යයෙන් 0V), එසේ නම්:
\[
V_C \ආසන්න වශයෙන් 5V
\]
2. එකතුකරන්නන්ගේ ධාරාව ගණනය කිරීම:
ඕම් නියමය භාවිතයෙන් එකතු කරන්නාගේ ධාරාව ගණනය කළ හැකිය:
\[
I_C = \frac{V_{CC} – V_C}{R_C}
\]
අගයන් ප්රතිස්ථාපනය කිරීම:
\[
I_C = \frac{12V – 5V}{1000 Ω} = \frac{7V}{1000 Ω} = 7 \පෙළ{ mA}
\]
3. එකතුකරන්නන්ගේ වෝල්ටීයතාවය ගණනය කිරීම:
ගණනය කළ ධාරාව භාවිතා කිරීම:
\[
V_C = V_{CC} – (I_C \times R_C) = 12V – (7 \text{ mA} \times 1000 Ω) = 12V – 7V = 5V
\]
ඉතින්, එකතු කරන්නා ධාරාව (IC) 7 mA වන අතර එකතු කරන්නා වෝල්ටීයතාවය (V_C) 5V වේ.
නිගමනය
ට්රාන්සිස්ටර යනු ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණවල මූලික සංරචක වන අතර ඒවා ස්විච සහ ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස ක්රියා කරයි. ඉහත උදාහරණ තේරුම් ගැනීමෙන්, අපට විවිධ වර්ගයේ පරිපථවල ට්රාන්සිස්ටර වඩාත් පහසුවෙන් යෙදිය හැකිය. පාදක ධාරාව, එකතු කරන්නා ධාරාව, එකතු කරන්නා-විමෝචක වෝල්ටීයතාවය සහ පාදක ධාරා ලාභය (β) වැනි පරාමිතීන් තේරුම් ගැනීම ඉලෙක්ට්රොනික පරිපථ සැලසුම් කිරීමේ සහ විශ්ලේෂණය කිරීමේ මූලික පියවරකි. ට්රාන්සිස්ටර පිළිබඳ අපගේ දැනුම ගැඹුරු කිරීමට මෙම ලිපිය උපකාරී වී ඇතැයි අපි බලාපොරොත්තු වෙමු!
