Sunday, February 18, 2018

ট্রানজিস্টর এর কাজ

ট্রানজিস্টর (Transistor) একটি
অর্ধপরিবাহী কৌশল যা সাধারণত
অ্যামপ্লিফায়ার এবং বৈদ্যুতিকভাবে নিয়ন্ত্রিত সুইচ হিসেবে ব্যবহৃত হয়। কম্পিউটার ,
সেলুলার ফোন এবং অন্য সকল আধুনিক ইলেকট্রনিক্সের মূল গাঠনিক উপাদান হিসেবে ট্রানজিস্টর ব্যবহার করা হয়। দ্রুত সাড়া প্রদানের ক্ষমতা এবং সঠিক সম্পূর্ণ সঠিকভাবে কার্য সাধনের ক্ষমতার কারণে এটি আধুনিক ডিজাটাল বা অ্যানালগ যন্ত্রপাতি তৈরীতে বহুল ব্যবহৃত হচ্ছে। নির্দিষ্ট ব্যবহারগুলোর মধ্যে রয়েছে ইলেকট্রনিক অ্যামপ্লিফায়ার, সুইচ, ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক, সংকেত উপযোজন এবং
ওসিলেটর। আলাদা আলাদাভাবে ট্রানজিস্টর তৈরি করা যায়। আবার সমন্বিত বর্তনীর অভ্যন্তরে একটি অতি ক্ষুদ্র স্থানে কয়েক মিলিয়ন পর্যন্ত ট্রানজিস্টর সংযুক্ত করা যায়।
বিচ্ছিন্ন ট্রানজিস্টর
সাধারণ আলোচনা
ট্রানজিস্টর ইলেকট্রনিক বর্তনীর একটি সক্রিয় অংশ। এর অন্তত তিনটি সংযোগ থাকে। দুইরকমের ট্রানজিস্টর সবচেয়ে বেশি দেখা যায়: বাইপোলার এবং ফিল্ড ইফেক্ট । বাইপোলার শ্রেণীর ট্রানজিস্টরে ইলেকট্রন এবং হোল এই দুই ধরনের তড়িৎ-বাহকের অনুপ্রবেশকে কাজে লাগানো হয়। আর ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরে শুধুমাত্র ইলেকট্রন অথবা হোলকে তড়িৎবাহক হিসাবে ব্যবহার করা হয়। প্রথমে বাইপোলার শ্রেণীটিই তৈরি হয়েছিল। বর্তমানে দুই ধরনের ট্রানজিস্টরেরই প্রয়োগ দেখা যায়।
ইতিহাস
ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের মূল নীতি সম্বন্ধে প্রথম তিনটি পেটেন্ট গৃহীত হয়েছিল ১৯২৮ সালে জার্মানীতে । পেটেন্ট করেছিলেন পদার্থবিজ্ঞানী
জুলিয়াস এডগার লিলেনফেল্ড । কিন্তু তিনি এই নীতি সম্বন্ধে কোন গবেষণাপত্র প্রকাশ করেননি বিধায় শিল্প প্রতিষ্ঠানগুলো তার এই পেটেন্ট গুরুত্বের সাথে বিবেচনা করেনি।
১৯৩৪ সালে জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী ড: অস্কার হেইল ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের আরেকটি পেটেন্ট করেন। এরকম কিছু পেটেন্ট গৃহীত হলেও তখনকার সময় এ ধরনের কৌশল তৈরি করা হয়েছিলো, এর সপক্ষে কোন সুনির্দিষ্ট প্রমাণ নেই। কিন্তু ১৯৯০'র দশকের এক গবেষণায় উল্লেখ করা হয়েছে লিলেনফেল্ডের নকশাগুলোর মধ্যে একটি নকশা ঠিক এভাবে কাজ করেছিল এবং তা থেকে প্রতীক্ষীত পরিমাণ গেইন লাভ করা সম্ভব হয়েছিল। বেল ল্যাবরেটরি থেকে প্রাপ্ত আইনসম্মত পত্রাদি থেকে জানা গেছে, শকলি এবং পিয়ারসন সর্বপ্রথম এ ধরনের কৌশলের অপারেশনাল সংস্করণ তৈরি করেছিলেন। এই কাজ করতে যেয়ে তারা লিলেনফেল্ডের পেটেন্টকে ব্যবহার করেছিলেন যদিও তাদের কেউই এই পেটেন্টটিকে তথ্যসূত্র হিসেবে উল্লেখ করে যাননি। দ্য আদার ট্রানজিস্টর, আর. জি. আর্নস
১৯৪৭ সালের ১৬ই ডিসেম্বর বেল ল্যাবরেটরির উইলিয়াম শকলি, জন বার্ডিন এবং ওয়াল্টার ব্রাটেইন পৃথিবীর প্রথম ব্যবহারিক পয়েন্ট-কন্টাক্ট ট্রানজিস্টর তৈরি করতে সক্ষম হন। তারা মূলত যুদ্ধকালীন সময়ে যুদ্ধে উপযোগীতার জন্য বিশুদ্ধ জার্মেনিয়াম কেলাস মিশ্রিত ডায়োড তৈরির জন্য গবেষণা করছিলেন। এই ডায়োডগুলোকে ক্ষুদ্র তরঙ্গ রাডারের গ্রাহক যন্ত্রে
ফ্রিকোয়েন্সি মিক্সার হিসেবে ব্যবহারের চেষ্টা করা হচ্ছিল। একই সময়ে Purdue University তে কর্মরত একদল গবেষক ভাল মানের অর্ধপরিবাহী জার্মেনিয়াম কেলাস তৈরি করতে সক্ষম হন। এই কেলাসগুলোই বেল ল্যাব্সে ব্যবহার করা হয়েছিল। [১] এর আগে ব্যবহৃত টিউব-ভিত্তিক প্রযুক্তি দ্রুত সুইচিংয়ের কাজ করতে পারতো না বিধায় এক্ষেত্র সেগুলো ব্যবহার করা সম্ভব ছিলনা। এ কারণে বেল ল্যাব্সের গবেষকরা এর পরিবর্তে সলিড স্টেট ডায়োড ব্যবহার করেছিল। এই জ্ঞানটুকু পুঁজি করে তারা একটি ট্রায়োড তৈরীতে মনোনিবেশ করে। কিন্তু এই প্রক্রিয়া মোটেই আগের মত সহজ ছিলনা। এই কাজ করতে গিয়ে তারা যে অসামঞ্জস্যপূর্ণ বৈশীষ্ট্য লক্ষ্য করেন তা ব্যাখ্যা করার জন্য বার্ডিন এক নতুন ধরনের তলীয় পদার্থবিজ্ঞানের অবতারণা করেন। এর মাধ্যমে বার্ডিন ও ব্রাটেইন একটি কর্মক্ষম কৌশল তৈরীতে সমর্থ হন।
একই সময় কিছু ইউরোপীয় বিজ্ঞানী সলিড-স্টেট অ্যামপ্লিফায়ারের ধারণা নিয়ে গবেষণা করছিলেন। ১৯৪৮ সালের আগস্টে জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী Herbert F. Mataré (১৯১২ -) এবং Heinrich Welker (১৯১২ - ১৯৮১ ) সংখ্যালঘু তড়িৎ-বাহকের অনুপ্রবেশের উপর ভিত্তি করে নির্মিত একটি অ্যামপ্লিফায়ারের উদ্ভাবন বিষয়ে পেটেন্টের আবেদন জানান। তারা এই কৌশলটির নাম দিয়েছিলেন ট্রানজিসট্রন । তারা তখন প্যারিসের Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse নামক একটি প্রতিষ্ঠানে কর্মরত ছিলেন। ১৯৪৮ সালের জুনের আগে যেহেতু বেল ল্যাব্স ট্রানজিস্টর সম্পর্কীয় কোন আনুষ্ঠানিক ঘোষণা দেয়নি সেহেতু ধারণা করা হয় ট্রানজিসট্রন স্বাধীনভাবেই নির্মিত হয়েছিল। Mataré ই প্রথম ব্যক্তি যিনি ট্রান্সকনডাকট্যান্স ক্রিয়া লক্ষ্য করেন। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় জার্মানির রাডার যন্ত্রপাতির জন্য উপযুক্ত জার্মেনিয়াম ডুওডায়োড তৈরির সময় তিনি এটি লক্ষ্য করেছিলেন। ফরাসি টেলিফোন কোম্পানি এবং সামরিক বাহিনীর জন্য প্রথম বাণিজ্যিকভাবে ট্রানজিসট্রন উৎপাদিত হয়েছিল। ১৯৫৩ সালে জার্মানির ডুসেলডর্ফে চারটি ট্রানজিসট্রন দ্বারা গঠিত একটি সলিড-স্টেট বেতার গ্রাহক যন্ত্র প্রদর্শিত হয়।
ব্যাল ল্যব্স নতুন এই উদ্ভাবনের জন্য একটি উপযুক্ত নাম সন্ধান করছিল। যে নামগুলো বিবেচনায় আনা হয়েছিল সেগুলে হচ্ছে:
সেমিকন্ডাক্টর ট্রায়োড , সলিড ট্রায়োড , সার্ফেস স্টেট ট্রায়োড , ক্রিস্টাল ট্রায়োড এবং আয়োট্যাট্রন । কিন্তু জন আর. পিয়ার্স কর্তৃক প্রস্তাবিত
ট্রানজিস্টর নামটি অভ্যন্তরীন ভোটে বিশেষ গ্রহণযোগ্যতা লাভ করে। এই নামের পক্ষে যে বক্তব্য দেয়া হয়েছিল তা বেল ল্যাব্সের টেকনিক্যাল মেমোরান্ডামে উল্লেখ রয়েছে। সেখানে বলা হয়েছেঃ
ট্রানজিস্টর কাকে বলে ও এর প্রতীক?
ট্রাঞ্জিস্টর বহুল ব্যবহিত একটি ইলেকট্রনিক্স ডিভাইস। এটি তিন টার্মিনাল তিন লেয়ার এবং দুই জাংশন বিশিষ্ট সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা ইনপুট সিগনালের শক্তি বৃদ্ধি করি বিভিন্ন কাজ সমাধান করে থাকে। আবার সার্কিটে সুইচের ভূমিকা নিতে পারে।
প্রতীকঃ
ট্রাঞ্জিস্টর কি দ্বারা নির্মিত?
এটি এক্টিভ সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা সেমিকন্ডাক্টর দ্বারা নির্মিত। এর অভ্যন্তরে দুটি জাংশন দ্বারা গঠিত। এটি হতে পারে এন পি এন বা পি এন পি জাংশন। এর তিনটি টার্মিনাল আছে। এই বিষয়ে আমরা একটু পর বিস্তারিত জানবো।
ট্রানজিস্টর প্রকারভেদ
ট্রাঞ্জিস্টরের সঠিকভাবে শ্রেনীবিভাগ করা বেশ কঠিন কারন আধুনিক গবেষণায় বর্তমানে নতুন নতুন শ্রেনীর ট্রাঞ্জিস্টর উদ্ভাবিত হচ্ছে। এখানে ট্রাঞ্জিস্টরের আপাত শ্রেনীবিভাগ দেখানো হলো।
প্রাথমিক ভাবে ট্রাঞ্জিস্টরকে
1. পয়েন্ট কন্টাক্ট ট্রাঞ্জিস্টর
2. জাংশন ট্রাঞ্জিস্টর
সেমিকন্ডাক্টরের উপর ভিত্তি
1. সিলিকন ট্রাঞ্জিস্টর
2. জার্মেনিয়াম ট্রাঞ্জিস্টর
3. পলিক্রিস্টালিন ট্রাঞ্জিস্টর
4. মনোক্রিস্টালিন ট্রাঞ্জিস্টর
5. সিলিকন কার্বাইড ট্রাঞ্জিস্টর
গঠনের উপর ভিত্তি করে জাংশ
1. ফিল্ড ইফেক্ট ট্রাঞ্জিস্টর
2. বাইপোলার জাংশন ট্রাঞ্জিস্টর
বাইপোলার জাংশন ট্রাঞ্জিস্ট
1. জাংশন ফিল্ড ইফেক্ট ট্রাঞ্জিস্টর (FET)
2. মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড ইফেক্ট ট্রাঞ্জিস্টর (MOSFET)
জাংশন ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজি
1. এন চ্যানেল জাংশন ফিল্ড ইফেক্ট ট্রাঞ্জিস্টর
2. পি চ্যানেল জাংশন ফিল্ড ইফেক্ট ট্রাঞ্জিস্টর
মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর
1. ডিপ্লেশন এনহেন্সমেইন্ট টাইপ (DE-MOSFET)
2. এনহেন্সমেন্ট টাইপ (E-MOSFET)
ডিপ্লেশন এনহেন্সমেইন্ট টাইপ (
1. এন চ্যানেল DE-MOSFET
2. পি চ্যানেল DE-MOSFET
এনহেন্সমেন্ট টাইপ (E-MOSFET)ম
1. এন চ্যানেল E-MOSFET
2. পি চ্যানলে E-MOSFET
ট্রাঞ্জিস্টর কিভাবে কাজ করে?
আমরা ইতিমধ্যে জেনেছি যে ট্রাঞ্জিস্টর মূলত এমপ্লিফাই বা সুইচিং করে থাকে। ট্রাঞ্জিস্টরে ইনপুটে অল্প পরিমানে কারেন্ট প্রবাহিত করলে আউটপুটে তা এমপ্লিফাই করে ঠিক একই সাথে সুইচিং এর মত আচারণ ও করতে পারে।
ট্রানজিস্টর ইনপুট বলতে কমন ট্রাঞ্জিস্টরের বেজ কে বোঝানো হয় এবং আউটপুট ধরা হয় কালেক্টর ও ইমিটার কে। কিন্তু মসফেটের ক্ষেত্রে ইনপুট হবে ড্রেন ও আউটপুট হবে সোর্স।
ট্রাঞ্জিস্টর সার্কিটে কি কাজ করে থাকে?
উদাহরন হিসেবে রেডিও তে ট্রানজিস্টর এমপ্লিফায় হিসেবে কাজ করে থাকে। বিদ্যুৎ চুম্বকীয় তরঙ্গ অত্যন্ত ক্ষীণ শক্তির যাকে উপযুক্ত সার্কিটের মাধ্যমে ট্রাঞ্জিস্টর এমপ্লিফায় করে ও স্পিকারের মাধ্যমে আমাদের কানে সে পৌঁছায়।
এন পি এন ও পি এন পি ট্রাঞ্জিস্টরের গঠন
এন পি এন ট্রাঞ্জিস্টর (npn)
চিত্রঃ এন পি এন ট্রানজিস্টর
দুটি n-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের মাঝে একটি p-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের স্থাপন করলে p-n জাংশনের সৃষ্টি হয় এবং এন পি এন ( npn) ট্রানজিস্টর গঠিত হয়।
চিত্রে দেখতে পাচ্ছি ট্রাঞ্জিস্টরের তিনটি প্রান্ত থাকে। একই জাতীয় অঞ্চলে(N) ইমিটার এবং কালেক্টর ও বিপরীত ধর্ম অঞ্চলে(P) বেস।
তাহলে আমরা বলতে পারি যে NPN ট্রাঞ্জিস্টরের ক্ষেত্রে বেস হলো পি টাইপ অঞ্চল আর ইমিটার ও কালেক্টর হলো এন টাইপ অঞ্চল। ট্রাঞ্জিস্টরের কালেক্টর ও বেসের মধ্যবর্তী জাংশনকে কালেক্টর-বেস জাংশন এবং ইমিটার ও বেসের মধ্যবর্তী জাংশনকে ইমিটার-বেস জাংশন বলে।
পি এন পি ট্রাঞ্জিস্টর (pnp)
চিত্রঃ পি এন পি ট্রানজিস্টর
এটি মূলত npn ট্রাঞ্জিস্টরের উল্টো। দুটি p-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের মাঝে একটি n-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের স্থাপন করলে p-n জাংশনের সৃষ্টি হয় এবং এন পি এন (pnp) ট্রাঞ্জিস্টর গঠিত হয়।
চিত্রে দেখতে পাচ্ছি ট্রাঞ্জিস্টরের তিনটি প্রান্ত থাকে। একই জাতীয় অঞ্চলে(P) কালেক্টর এবং ইমিটার ও বিপরীত ধর্ম অঞ্চলে(N) বেস। তাহলে আমরা বলতে পারি যে PNP ট্রাঞ্জিস্টরের ক্ষেত্রে বেস হলো এন(N) টাইপ অঞ্চল আর ইমিটার ও কালেক্টর হলো পি (P) টাইপ অঞ্চল।
ট্রাঞ্জিস্টরের টার্মিনাল সমূহের বর্ননা
আমরা ইতিমধ্যে জেনেছি ট্রাঞ্জিস্টরের তিনটি টার্মিনাল থাকে। ১) বেস ২) ইমিটার ৩)কালেক্টর
বেস
বেস স্তর ইমিটার ও কালেক্টরের সাথে দুটি পি এন জাংশন তৈরি করে থাকে যথা ১) বেস-ইমিটার ২)বেস কালেক্টর।
বেস-ইমিটার জাংশনে ফরোয়ার্ড বায়াস প্রদান করে যেটি ইমিটার সার্কিটে লো-রেজিস্ট্যান্স তৈরি করে থাকে। বেস-কালেক্টর জাংশন রিভার্স বায়াস প্রদান করে থাকে যা কালেক্টর সার্কিটে হাই রেজিস্ট্যান্স প্রদান করে থাকে।
ইমিটার
ইমিটারকে সবসময় বেসের তুলনায় ফরোয়ার্ড বায়াস দেওয়া হয়। পি এন পি ও এন পি এন ট্রাঞ্জিস্টরের ক্ষেত্রে বেস-ইমিটার সর্বদা ফরোয়ার্ড বায়াস দেওয়া হয়। ট্রাঞ্জিস্টরে ইমিটার লেয়ারে উচ্চ মানের ডোপিং করা হয়ে থাকে কারন ইমিটার অংশ সর্বাপেক্ষা অধিক কারেন্ট সরবরাহ করে থাকে।
কালেক্টর
কালেক্টর ইমিটারের বিপরীত দিকে অবস্থান করে থাকে। এতে সবসময় রিভার্স বায়াস প্রদান করা হয়। এটা বেস-কালেক্টর জাংশন হতে মেজরিটি চার্জ কেরিয়ার সংগ্রহ করে সার্কিটে কারেন্ট প্রবাহ ঘটায় যেকারনে এই স্তরকে কালেক্টর বলা হয়।
কালেক্টর অংশ বেস ও ইমিটারের অধিক প্রসস্ত করা হয় এবং ইমিটারের তুলনায় হালকা ডোপিং করা হয় কারন এই স্তরে অধিক পাওয়ার অপচয় হয়ে থাকে।
এন পি এন ট্রাঞ্জিস্টরের অপারেশন
চিত্রে দুটি ভোল্টেজ সোর্স দেখানো হয়েছে ( V & V ) যা ট্রানজিস্টর বায়াস দেয়ার কাজে সংযুক্ত আছে। V হলো বেজ-ইমিটার ভোল্টেজ যা জাংশনের ফরওয়ার্ড বায়াস প্রদান করে এবং
V কালেক্টর-বেজ জাংশনে রিভার্স বায়াস প্রদান করে থাকে।
বেস-ইমিটার জাংশনটি ফরোওয়ার্ড বায়াস হওয়ার কারনে n টাইপ হতে প্রচুর ইলেকট্রন বেস-ইমিটার জাংশন অতিক্রম করে ও p টাইপ বেস অঞ্চলে ডিফিউজড হয় ফলে ইমিটার কারেন্ট I প্রবাহিত হয়।
বেস স্তরটি খুব পাতলা ডোপিং p টাইপ সেমিকন্ডাক্টর হবার কারনে এতে খুব সামান্য পরিমান মজরিটি ক্যারিয়ার হোল বিদ্যমান। এই অল্প হোল হতে কিছু হোল ইমিটার অঞ্চল থেকে বেস কারেন্ট i প্রবাহিত হয়।
বেস স্তরের হোল কিছু হোল আগত প্রচুর সংখ্যক ইলেকট্রন হতে খুবই সামান্য কিছু ইলেকট্রনের সাথে মিলিত হয় ও ইলেকট্রন হল রি-কম্বিনেশন ঘটে। এইকারনে সামান্য পরিমান বেস কারেন্ট i প্রবাহিত হয়। তাহলে বেস কারেন্ট I এর দুটি উপাদান i এবং i ।
বেস স্তরে আগত প্রচুর ইলেকট্রন বেস স্তরের জন্য মাইনোরিটি কেরিয়ার হিসেবে বিবেচিত। আমরা এটা জানি যে রেভার্স বায়াসের জন্য মাইনোরিটি কেরিয়ারের জন্য পি এন জাংশনের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়।
বেস-কালেক্টর জাংশন টি রিভার্স বায়াস হওয়ায় পি টাইপ বেস হতে প্রচুর ইলেকট্রন বেস কালেক্টর জাংশন অতিক্রম করে এন টাইপ কালেক্টর অঞ্চল থেকে গৃহীত হয় এবং V সোর্সের পজিটিভ টার্মিনাল দ্বারা আকৃষ্ট হয়ে সার্কিটে I কারেন্ট প্রবাহিত করে। এ
ভাবেই মূলত এন পি এন ট্রানজিস্টর ইলেকট্রন প্রবাহ মাধ্যমে কারেন্ট প্রবাহিত হয়।
চিত্রে I I I এর কারেন্ট প্রবাহের দিক দেখানো হয়েছে যা ইলেকট্রন প্রবাহের বিপরীত দিকে। তাহলে ট্রাঞ্জিস্টরের বেস পয়েন্টে কে সি এল সূত্র প্রয়োগ করে পায়ঃ
I = I + I ট্রাঞ্জিস্টর দিয়ে সকল কারেন্ট ইমিটার টার্মিনাল দিয়ে বের হয়।
এবার একটু সহজ ভাষায় আলোচন
বেস এর মধ্যে দিয়ে পাঠানো কারেন্ট ইমিটার দিয়ে বের হবে।
ট্রাঞ্জিস্টর তখন কালেক্টর থেকে ইমিটার দিকে কারেন্ট টানতে থাকে যা কালেক্টর থেকে ইমিটারে কারেন্ট প্রবাহ ঘটে।
বেস ইমিটার I কারেন্ট মূলত কালেক্টর ইমিটার I কারেন্টকে নিয়ন্ত্রন করে থাকে।
এই কালেক্টর ইমিটার কারেন্ট, বেস ইমিটার কারেন্টের চাইতে অনেক বেশি।
বেস ইমিটার সংযোগ মূলত ডায়োডের মত কাজ করে থাকে।
বেস-ইমিটার ভোল্টেজ যখন ০.৭ ভোল্ট হয় তখনি ট্রাঞ্জিস্টর চালু হয়।
এর ফলে বেস-ইমিটার ও কালেক্টর-ইমিটার বিদ্যুৎ প্রবাহ শুরু হয়।
এটাকেই মূলত থ্রেশ হোল্ড ভোল্টেজ বলে বা টার্ন অন ভোল্টেজ বলে যে ভোল্টেজে চালু হয়।
পি এন পি অপারেশন এন পি এন এর উল্টো। আশা করছি এন পি এন বুঝতে পারলে পি এন পি অপারেশন আপনাদের বুঝতে সমস্যা হবে না।
ট্রাঞ্জিস্টরের ব্যবহার কোথায় হয়ে থাকে?
সুইচিং হিসেবেঃ সলিড স্টেট রিলের ক্ষেত্রে আমরা দেখে থাকবো।
এমপ্লিফায়ার হিসেবেঃ কারেন্ট বা ভোল্টেজ কে এমপ্লিফায়ার হিসেবে ব্যবহার করা হয়ে থাকে।
রেগুলেটর হিসেবঃ কারেন্ট, ভোল্টেজ, পাওয়ার ইত্যাদি রেগুলেট হিসেবে ব্যবহার করতে হয়।
বাফার হিসেবেঃ যেমনঃ ইম্পিড্যান্স ম্যাচিং করতে।
একনজরে পর্যালোচনা
একটি ট্রানজিস্টর বেস, ইমিটার এবং কালেক্টর থাকে।
বেস স্তরটি অনেক পাতলা হয়ে থাকে, ইমিটার মাঝারি এবং কালেক্টর স্তরটি সবচেয়ে বেশি প্রসস্ত হয়ে থাকে।
ইমিটারে সবচেয়ে বেশি ডোপিং করা হয় যেন সবচেয়ে বেশি মেজরিটি ক্যারিয়ার বেস স্তরে সরবরাহ করতে পারে।
ট্রানজিস্টর বেস-ইমিটার জাংশন সবসময় ফরওয়ার্ড বায়াস এবং বেস কালেক্টর জাংশন সর্বদা রিভার্স বায়াস প্রদান করে থাকে।
বেস-ইমিটার জাংশনের রেজিস্ট্যান্স বেস কালেক্টর জাংশনের তুলনায় কম হয়ে থাকে তাই বেস-ইমিটারে জাংশনে খুব অল্প পরিমানে ফরোয়ার্ড বায়াস আর বেস-কালেক্টরে উচ্চ রিভার্স বায়াস প্রয়োগ করা হয়।
নিউ
ডায়োডের লেগ সনাক্ত / এনোড-ক্যাথোড সনাক্তকরণ পদ্ধতি
ডায়োডের লেগ সনাক্ত বা এনোড – ক্যাথোড সনাক্তকরণ পদ্ধতি অনেক সহজ। যে কেও ডায়োড দেখলেই বুঝতে পারবে কোন প্রান্ত এনোড এবং কোন প্রান্ত ক্যাথোড। এজন্য নিচের চিত্র মন দিয়ে দেখলেই পারবেন।
ডায়োডের যে অংশে সাদা দাগ রয়েছে সে অংশ হচ্ছে ডায়োডের ক্যাথোড প্রান্ত আর যে অংশে সাদা দাগ নেই সে অংশ হচ্ছে ডায়োডের ক্যাথোড প্রান্ত যা চিত্রে দেখানো হয়েছে।
ডায়োড ভালো না খারাপ টেস্ট পদ্ধতিঃ
ডায়োড টেস্ট করার পদ্ধতি একদম পানির মত সহজ। একটু মন দিয়ে লক্ষ্য করলে যে কেউ এটি পারবে। ডায়োডের টেস্ট করার জন্য
ডিজিটাল বা এনালগ যে কোন মাল্টিমিটার হলেই চলবে। তবে ডিজিটাল/এনালগ মাল্টিমিটারে ডায়োড/রেজিস্ট্যান্স সিলেক্টর আছে কিনা তা নিশ্চিত হতে হবে।
বাজারে যে মাল্টিমিটার পাওয়া যায় তার বেশিরভাগ গুলোতেই
ডায়োড, রেজিস্ট্যান্স অপশন থাকে। মিটারের ওহম বা রেজিস্ট্যান্স মাপার অপশন দিয়ে ডায়োড পরিমাপ করা যাবে এই পদ্ধতিতেই । তাহলে ধাপগুলো একটু দেখে নিনঃ
প্রথমেই মাল্টিমিটারের সিলেক্টরকে ডায়োডে/রেজিস্ট্যান্সে নিয়ে নিতে হবে। বুঝার সুবিধার্থে নিচে চিত্র দেওয়া হলো।
এবার আমরা ডায়োডের ফরোয়ার্ড টেস্ট করবো অর্থাৎ ডায়োডের এনোডের সাথে মাল্টিমিটারের পজেটিভ প্রুব এবং ক্যাথোডের সাথে নেগেটিভ প্রুভ যুক্ত করতে হবে চিত্রের ন্যায়।
এখানে 0.23v রিডিং দেখাচ্ছে যার অর্থ হলো ডায়োডটি আনুমানিক 0.23 ভোল্ট ড্রপ করবে যেটা আনলোড অবস্থায় দেখতে পাচ্ছি আর এই অবস্থায় ডায়োডের মধ্য দিয়ে খুব কম পরিমানে কারেন্ট প্রবাহিত হবে(1mA/2mA)।
সিলিকন ডায়োডের ক্ষেত্রে লোড অবস্থায় ভোল্টেজ ড্রপ ০.৭ পর্যন্ত হবে এবং জার্মেনিয়ামের ক্ষেত্রে ০.৩ পর্যন্ত হবে।
ওহমমিটার দিয়ে মাপলে আনুমানিক একটা রেজিস্ট্যান্স দেখাবে যেটা খুবই কম। এটা ডায়নামিক রোধ যা সার্কিটে চালু অবস্থায় কারেন্ট প্রবাহের উপর নির্ভর করে এই রোধ কমতে থাকে। এক্ষেত্রে কারেন্ট প্রবাহ যত বাড়বে রোধ তত কমতে এটাই মূলত ডায়োডের ধর্ম।
বিশেষ দ্রষ্টব্যঃ এনালগ মাল্টিমিটারের ক্ষেত্রে উল্টো করে ধরতে হবে অর্থাৎ লাল প্রোবের জায়গায় কালো প্রোব এবং কালো প্রোবের জায়গায় লাল প্রোব ধরতে হবে।
তবে কিছু কিছু এনলাগ মাল্টিমিটার এখন ডিজিটাল মাল্টিমিটারকে অনুসরণ করে তৈরি করা হয়। সেক্ষেত্রে ম্যানুয়াল দেখে নিতে হবে কোন প্রোবটি কি।
এখন আমরা ডায়োডের রিভার্স টেস্ট করবো অর্থাৎ এর জন্য আগের প্রক্রিয়ার উল্টো করবো। এর মানে এখন লাল প্রোব ধরবো ডায়োডের সাদা(ক্যাথোডে) অংশে এবং কালা প্রোব ধরবো বিপরীত অংশে(এনোডে)।
চিত্রে মাল্টিমিটারের ডিসপ্লে তে দেখা যাচ্ছে যে ০ মান অর্থাৎ কোন পরিমান ভোল্টেজ প্রবাহিত হচ্ছে না। এটাই স্বাভাবিক যেহেতু ডায়োড শুধুমাত্র একমুখী ডিভাইস তাই এই ডায়োডটি ভালো বলে ধরে নেওয়া হয়। ওহমে মাপলে এক্ষেত্রে কোণ মান দেখাবে না।
ট্রাঞ্জিস্টরের লেগ সনাক্ত / বেজ সহজে বের করার পদ্ধতি:
আমরা যে ট্রাঞ্জিস্টর বাজার থেকে কিনে থাকি সেই ট্রাঞ্জিস্টরের মডেল নাম্বার জানা থাকলে খুব সহজে গুগোল থেকে সার্চ করে আমরা ট্রাঞ্জিস্টরটির বেজ, ইমিটার, কালেক্টর জানতে পারবো।
এই সহজ পদ্ধতির একটি সমস্যা আছে, বিভিন্ন প্রস্তুতকারক কোম্পানি প্যাকেজভেদে ট্রাঞ্জিস্টরের পিনআউট অনেক সময় ভিন্ন রকম হয়। নিচের চিত্র দেখলে বুঝতে পারবেনঃ
চিত্রে আমরা দেখতে পাচ্ছি যে BC547 ট্রাঞ্জিস্টর এবং 2N2222 ট্রাঞ্জিস্টর দুটির দুই রকমের পিন আউট। আমরা যারা নতুন আজ করি তাদের ক্ষেত্রে এটি বিশাল এক দরনের সমস্যা আর যদি ভুলভাবে লাগিয়ে ফেলি তাহলে তো কাজ করবেই না।
এই ক্ষেত্রে হবিস্টদের প্রতি আমার অনুরোধ অবশ্যই মাল্টিমিটার দিয়ে ট্রাঞ্জিস্টরের লেগ বের করবার। শুধু ট্রাঞ্জিস্টরের ক্ষেত্রে নয় বরং যেসকল ইকুয়েপমেন্ট টেস্ট করা যায় সেগুলো নিয়ে কাজ করার পূর্বে অবশ্যই টেস্ট করে নিবেন।
আমরা NPN এবং PNP উভয় ক্ষেত্রে ট্রাঞ্জিস্টরের বেজ, ইমিটার, কালেক্টর নির্নয় করবো। এক্ষেত্রে কাজের সুবিধার্থে আমরা প্রথমে মাল্টিমিটার দিয়ে ট্রাঞ্জিস্টরের বেজ নির্ণয় করবো। এর পরে কালেক্টর ও ইমিটার নির্ণয় করবো। নতুনদের বুঝার সুবিধার্থে আমরা ধাপে ধাপে তা বর্ণনা করেছি।
এন পি এন ট্রাঞ্জিস্টরের ক্ষেত্রে বেজ বের করার সহজ পদ্ধতি
বেজ নির্ণয়
উপরোক্ত ডায়োডের ক্ষেত্রে যেভাবে সিলেক্টর সেট করা হয়েছিলো সেইভাবেই সেট করা থাকবে অর্থাৎ সিলেক্টর নবকে
ডায়োড /ওহমে রাখতে হবে।
এবার ট্রাঞ্জিস্টরের তিনটি প্রান্তের যেকোন এক প্রান্তকে বেজ হিসেবে ধরে অনুমান করে পরীক্ষা করি।
মাল্টিমিটারের পজিটিভ প্রোব(লাল রঙের প্রোব)যে প্রান্তকে বেজ অনুমান করা হয়েছে তার সাথে লাগিয়ে এবং নেগেটিভ প্রোব(কালো রঙের প্রোব) অন্য দুইটি প্রান্তে লাগিয়ে দেখতে হবে।
একই পরীক্ষা ট্রাঞ্জিস্টরের অপর দুটি লেগের ক্ষেত্রে করতে হবে অর্থাৎ অপর দুটি লেগ কে বেজ অনুমান করে উপরোক্ত নিয়মে লাগাতে হবে। নিচের ছবিটি লক্ষ্য করুন-
যদি উভয় লেগের ক্ষেত্রে কিছু রেজিস্ট্যান্স দেখায় তাহলে আমাদের বুঝতে হবে ঐ কমন লেগটিই ট্রাঞ্জিস্টরের বেজ । শর্ট হলে রেজিস্ট্যান্স শূন্য দেখাবে।
পি এন পি ট্রাঞ্জিস্টরের ক্ষেত্রে বেজ বের করার সহজ পদ্ধতি
বেজ নির্ণয়
আগের মতোই ট্রাঞ্জিস্টরের সিলেক্টর নবকে রেজিস্ট্যান্স/ডায়োড মাপার জন্য সেট করতে হবে।
এবার ট্রাঞ্জিস্টরের তিনটি প্রান্তের যেকোন একটিকে পিএনপি ট্রাঞ্জিস্টরের বেজ অনুমান করতে হবে এবং তা পরীক্ষা করতে হবে।
এর জন্য মাল্টিমিটারের নেগেটিভ প্রোব (কালো রঙের) যে প্রান্তকে বেজ অনুমান করা হয়েছে তার সাথে লাগিয়ে এবং পজেটিভ প্রোব(লাল রঙের প্রোব) অন্য দুইটি প্রান্তে লাগিয়ে দেখতে হবে।
একই দরনের পরীক্ষা অপর দুটি লেগের ক্ষেত্রেও করতে হবে।অর্থাৎ অপর দুটি লেগ কে বেজ অনুমান করে উপরোক্ত নিয়মে লাগাতে হবে।
যদি উভয় লেগের ক্ষেত্রে কিছু রেজিস্ট্যান্স দেখায় তাহলে আমাদের বুঝতে হবে ঐ কমন লেগটিই ট্রাঞ্জিস্টরের বেজ । শর্ট হলে রেজিস্ট্যান্স শূন্য দেখাবে।
উভয় ট্রাঞ্জিস্টরের ক্ষেত্রে কালেক্টর এবং ইমিটার নির্ণয়
বেজ নির্ণয় করতে পারলে এটি বেশ সহজ কাজ। এটিও আমরা ডিজিটাল মাল্টিমিটার দিয়ে সিলেক্টর নবকে ডায়োড/রেজিস্ট্যান্স অবস্থানে রেখে খুব সহজে বের করতে পারি।
1. বেজ থেকে উভয় লেগের রেজিস্ট্যান্স তুলনা করতে হবে মাল্টিমিটার দিয়ে।
2. যে লেগের রেজিস্ট্যান্স বেশি হবে সেটি উক্ত ট্রাঞ্জিস্টরের ইমিটার
3. অপরদিকে যে লেগের রেজিস্ট্যান্স কম দেখাবে সেটি কালেক্টর
এনালগ মাল্টিমিটার দিয়ে এটি সনাক্ত করা বেশ কঠিন এবং দুরূহ কাজ কারন এই রেজিস্ট্যান্সের মান মাত্র কয়েক ওহম হয়ে থাকে। যার ফলে এনালগ মাল্টিমিটার দিয়ে কাটার পরিবর্তন তেমন বুঝা যায় না।
এছাড়া এখনকার সব এনালগ মাল্টিমিটারে ট্রাঞ্জিস্টর পরীক্ষা করার আলাদা অপশন আছে।
আমরা যে ট্রাঞ্জিস্টরের দিয়ে পরীক্ষা করেছি সেটির ফলাফল:
আমরা ট্রাঞ্জিস্টরের একটি প্রান্তে(মাজখানের পায়ে) লাল প্রোব ধরার পর বাকি ২ পায়েই রেজিস্ট্যান্স পেয়েছি এর মানে এটি এন পি এন (NPN) টাইপ ট্রাঞ্জিস্টর এবং মাঝ খানের পা টি বেজ ।
মাজখানের বেজ থেকে বাম দিকের লেগে মাল্টিমিটার ধরে যে রিডিং পাওয়া গেছে এবং মাঝখানে বেজ থেকে ডান দিকের লেগে মাল্টিমিটারে ধরে রিডিং পাওয়া গেছে তাদের মাঝে তুলনা করতে হবে।
তাহলে আমাদের ভ্যালু অনুসারে বেজ টু বাম সাইটের লেগ=৬৪৯ এবং বেজ টু ডান সাইডের লেগ = ৬৫৫ অর্থাৎ বাম সাইডের লেগ কালেক্টর এবং ডান সাইডের লেগ ইমিটার।
ট্রাঞ্জিস্টর ভালো না খারাপ টেস্টিং পদ্ধতিঃ
মিটারের কাটাটি যদি অন্য দুইটি লিডের কোনটির ক্ষেত্রে না নড়ে তাহলে ট্রানজিস্টরটি ওপেন যেটা নষ্ট।মিটারের কাটাটি যদি সব টেস্টের ক্ষেত্রে নড়ে তাহলে ট্রানজিস্টরটি শর্ট নষ্ট।
মিটারের কাটাটি যদি কোনো একটি টেস্টের ক্ষেত্রটি হাল্কা নড়ে তাহলে ট্রানজিস্টরটি লিক নষ্ট।
ডায়োড ও ট্রানজিস্টর লেগ নির্ণয় ভিডিওঃ
ডায়োড ও ট্রানজিস্টর লেগ নির্ণয় সম্পর্কে আজকে এই পর্যন্ত। আপনাদের ডায়োড ও ট্রানজিস্টর লেগ নির্ণয় বিষয়ে কোন প্রশ্ন থাকলে আমাদেরকে কমেন্টে জিজ্ঞাস করতে পারেন।
আশা করছি আমাদের ডায়োড ও ট্রানজিস্টর লেগ নির্ণয় লেখা নতুন হবিস্টদের উপকারে আসবে তাহলে আমাদের সার্থকতা।