BJT AMPLIFIER-1-VfPvIEGZ9c8

BJT एम्पलीफायर बेसिक इलेक्ट्रॉनिक्स में फिर से आपका स्वागत है।
BJT या यहां तक कि अन्य ट्रांजिस्टर(transistor) के प्रमुख अनुप्रयोगों में से एक प्रवर्धन है।
 इस व्याख्यान में हमBJT की सहायता से सिग्नल को बढ़ाने के पीछे मूल विचार देखेंगे।
 इसके बाद हम प्रतिरोधी वैल्यू(value)का चयन करके सरलBJT सर्किट को देखेंगे जिसे एम्पलीफायर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
 चलो शुरू करें।
 अब हम एकBJT एम्पलीफायर सर्किट पर चर्चा करने जा रहे हैं।
 और आइए यहां दिखाए गएBJT एम्पलीफायर के पीछे बुनियादी विचार से शुरू करें।
 यहां एक NPN ट्रांजिस्टर(transistor) है, वोल्टेज स्रोत यहां जुड़ा हुआ है, वोल्टेज सप्लायर(supplier) VCC।
 और प्रतिरोधी RC है जब हम इस NPN ट्रांजिस्टर(transistor) को इसके साथ बदलते हैं तो समकक्ष सर्किट है, हम यहां इस सर्किट को प्राप्त करते हैं।
 निश्चित रूप से मानते हुए कि ट्रांजिस्टर(transistor) इसमें काम कर रहा है सक्रिय मोड या रैखिक क्षेत्र है।
 और इसलिए, हमारे पास एक डायोड और विधुत धारा(current) नियंत्रित विधुत धारा(current) स्रोत है।
 चलिए IC बनाम V BE की plot को देखते हैं।
 अब V BE डायोड में वोल्टेज के समान वोल्टेज है, और इसलिए IE बनाम V BE डायोड iV वक्र(curve) की तरह दिखने वाला है।
 IC के बारे में क्या? IC IE के लिए आनुपातिक है, अल्फा(alpha) गुणा IEके बराबर है।
 असल में, IC लगभग IE है क्योंकि अल्फा(alpha) आम तौर पर एक के लिए बंद होता है।
 और इसलिए, IC बनाम V BE भी डायोड iv वक्र(curve) की तरह दिखने जा रहा है और यह वही है जो हम यहां देखते हैं।
 लगभग 0.6 तक विधुत धारा(current) बहुत छोटा है और फिर यह बंद हो जाता है और यह काफी बड़ा हो जाता है।
 चलिए देखते हैं कि क्या होता है यदि हम आधार(base) पर समय पर निर्भर वोल्टेज लागू करते हैं, जो V BE के समान है।
 तो, वह समय के एक फलन(function) के रूप में VBE है इसलिए, हमारे पास एक साइनसॉइड(sinusoidal) भिन्न VBE है, यह 0 औसत वैल्यू(value)के साथ साइनसॉइड(sinusoidal) नहीं है, इसके कुछ DC मान प्राप्त हुए हैं, जिसके आसपास यह भिन्न होता है।
 और V BE के रूप में कलेक्टर ( collector )विधुत धारा(current) बदलता रहता है।
 उदाहरण के लिए, यह अधिकतम V BE इस अधिकतम IC से मेल खाता है और न्यूनतम V BE इस न्यूनतम IC से मेल खाता है।
 और निश्चित रूप से, अधिकतम से न्यूनतम में भिन्नता है।
 तो, हम सक्रिय रूप से V BE के साथ सक्रिय मोड IC परिवर्तनों में सारांशित करते हैं जैसा कि हमने अभी देखा है।
 सक्रिय मोड में IC द्वारा दिया गया अल्फा(alpha) F गुणा IES और घातीय(exp) ( VBE / VT माइनस 1) है।
 यह एक बहुत छोटा है।
 तो, इस तरह IC बदलता है।
अब, हम इस नोड(node) पर कलेक्टर ( collector )पर आउटपुट वोल्टेज लेते हैं, इस VCC माइनस ICRC ड्रॉप(drop) है।
 और चूंकि IC समय के साथ बदल रहा है VO भी समय के साथ बदल रहा है।
 और VO के आयाम को बड़ा बनाया जा सकता है जो IC कैप(cap) गुणा RC है जहां IC कैप IC वेवफ़ॉर्म(waveform) का आयाम है।
 तो, वह वहाँ से वहां है।
 और हम प्रतिरोध वैल्यू(value)और VCC आपूर्तिकर्ता वैल्यू(value)इत्यादि की व्यवस्था कर सकते हैं।
 इसलिए, VO के आयाम IC कैप(cap) गुणा RC को VB कैप(cap) से काफी बड़ा बनाया जा सकता है।
 VB कैप(cap) क्या है जो इस साइनसॉइड(sinusoidal) का आयाम है? इसलिए, हमारे इनपुट वोल्टेज में VB कैप(cap) का आयाम है और आउटपुट आयाम बहुत बड़ा हो सकता है और इस तरह हमारे पास एम्पलीफायर भी है।
 तो, यहBJT एम्पलीफायर का मूल सिद्धांत है।
 यहां ध्यान देने योग्य एक बहुत ही महत्वपूर्ण बात यह है कि VBE और आउटपुट वोल्टेज VO दोनों इनपुट में DC घटक होता है।
 उदाहरण के लिए, V BE 0 के साथ बदल नहीं रहा है, यह कुछ DC वैल्यू(value)के साथ बदल रहा है।
 इसी तरह, IC 0 के साथ बदल नहीं रहा है, यह कुछ DC वैल्यू(value)के साथ बदल रहा है।
 और VO भी वही करेंगे।
 तो, यह बहुत महत्वपूर्ण बात है और हम इसके बारे में एक नोट बनाते हैं।
 अब हम आउटपुट वोल्टेज के आयाम पर इनपुट वोल्टेज V BE के DC घटक के प्रभाव को देखना चाहते हैं।
 तो, यहां V BE है और यह IC है।
 आखिरी स्लाइड में हमारे पास जो कुछ था, उसके अलावा, अब हमारे पास VBE 0.6 से 0.7 वोल्ट तक जा रहा है और यह हमारी IC, IC बनाम V BE है।
 हम 2 वोल्टेज लागू करने जा रहे हैं।
 2 इनपुट वोल्टेज दोनों साइनसॉइड(sinusoidal) 1 और 2. और उनके आयाम समान हैं।
 केवल अंतर यह है कि उनके DC घटक अलग हैं।
 तो, यह वोल्टेज एक, इनपुट वोल्टेज एक इस DC वैल्यू(value)के आसपास केंद्रित है, जबकि इनपुट वोल्टेज 2 इस DC वैल्यू(value)के आसपास केंद्रित है।
 हम इन इनपुट वेवफॉर्म(waveforms) को 1 और 2 को कलेक्टर ( collector )विधुत धारा(current) बनाम टाइम प्लेन(time plain) में मैप(map) कर सकते हैं और यही वह है जो हमने यहां किया है।
 और हम देखते हैं कि दूसरे वेवफॉर्म (waveform)और पहले वेवफॉर्म(waveform) के लिए आयामों के बीच काफी अंतर है।
 और इन 2 मामलों के बीच आयाम में यह परिवर्तन इसलिए नहीं है क्योंकि ये आयाम अलग हैं।
 वास्तव में, ये वही हैं।
 यह पूरी तरह से है क्योंकि इन 2 वेवफॉर्म(waveform) के रूप उनके DC वैल्यू(value) में भिन्न हैं।
 और यदि IC(t) में इन 2 मामलों में एक अलग आयाम है तो V(t) में अलग-अलग आयाम भी होंगे, ऐसा इसलिए है क्योंकि VO का आयाम है, IC गुणा RC का आयाम, या VO कैप(cap) IC कैप (cap)गुणा RC है हमने आखिरी स्लाइड में देखा।
 तो, आइए इन महत्वपूर्ण बिंदुओं को ध्यान दें।
 V BE के आयाम VOबनाम VE के आयाम का गेन(gain) DC या बायस वैल्यू(bias value) पर निर्भर करता है।
 DC वैल्यू(value) जिसके आस-पास इन इनपुट वेवफॉर्म(waveform) केंद्रित हैं जिन्हें VBE के BC या बायस(bias) वैल्यू(value) कहा जाता है।
 अब अभ्यास में हम कह सकते हैं कि यह दूसरे वेवफॉर्म(waveform) से बेहतर दिखता है और इसलिए, हम DC वैल्यू(value) को इस के बजाय चुनने दें, लेकिन इनपुट वोल्टेज के बायस(bias) मान को सेट करना वास्तव में संभव नहीं है, सटीक वांछित वैल्यू(value) जिसे हम उदाहरण के लिए 0.673 वोल्ट चाहते हैं।
 हमारे पास बस उस तरह का वोल्टेज आपूर्तिकर्ता नहीं है।
 और यहां तक ​​कि अगर हम उदाहरण के लिए वांछित इनपुट बायस(bias) सेट(set) कर सकते हैं, तो कुछ तरीकों से हम इसे उस मान पर सेट करने में कामयाब होते हैं, फिर भी एक समस्या है, क्योंकि डिवाइस भिन्नता के लिए एक उपकरण है।
 तापमान आदि में बदलाव आया है और इन सभी चीजों से गेन(gain) में परिवर्तन होगा।
 इसलिए, हम कुछ गेन(gain) के साथ सर्किट का निर्माण कर रहे हैं और इसे बनाने के बाद हम पाएंगे कि गेन(gain) कुछ और है और हम वास्तव में नहीं जानते कि वास्तव में क्या गलत हुआ।
 स्पष्ट रूप से हमें एक बेहतर बायस(bias) विधि की आवश्यकता है, इस प्रकार का चरम फ़िल्टर(filter) और इसी तरह।
 सटीक DC मान वास्तव में हमारी मदद नहीं कर रहा है।
 अंत में, हम यह भी ध्यान दें कि एक विशिष्ट VBE पर ट्रांजिस्टर(transistor) को बायस(bias) करना विशिष्ट I C पर बायस(bias) के बराबर है और यह केवल इसलिए है क्योंकि इस इनपुट वक्र के DC मान और DC के IC बनाम t वक्र।
 DC मान के बीच मैपिंग है।
 तो, यह एक महत्वपूर्ण अवलोकन है और वास्तव में, हम t का उपयोग करने जा रहे हैं जब हम एम्पलीफायर का अध्ययन करते हैं।
 इस स्लाइड को छोड़ने से पहले हमें इस बिंदु को और अधिक विस्तार से देखें।
 डिवाइस से डिवाइस विविधता का हमारा क्या मतलब है हमारा मतलब यह है कि IC बनाम V BE है, यह वक्र है जो डिवाइस से डिवाइस में बदल जाएगा, और क्योंकि डिवाइसों के डोपिंग घनत्व(doping densities) या ज्यामिति( geometry) इत्यादि में भिन्नताएं हैं।
 तो, इस वक्र के बजाय मान लीजिए कि हमारे पास एक अलग वक्र था, हम कुछ ऐसा कहने दें, जो इनपुट और आउटपुट के बीच मैपिंग को बदल देगा और हम थोड़ी देर के लिए एक पूरी तरह से अलग कलेक्टर ( collector )विधुत धारा(current) बनाम समय प्राप्त करेंगे।
 इसी प्रकार, उदाहरण के लिए तापमान में कोई बदलाव है, तो आप सर्किट को 25 डिग्री(degrees) पर संचालित करने की उम्मीद कर रहे हैं और यह वास्तव में 40 डिग्री(degree) पर चल रहा है।
 फिर क्या होता है, तो यह वक्र(curve) शिफ्ट(shift) करने जा रहा है, यह पता चला है कि उच्च तापमान पर यह बदलाव उस दिशा में होगा।
 और एक बार फिर से उसी इनपुट वोल्टेज का परिणाम कुछ अन्य IC(t) में होगा, और यही कारण है कि अगर हम इस इनपुट बायस(bias) को ठीक से सेट कर सकते हैं, तो हम अभी भी एक समस्या है और एक बेहतर बायस(bias) विधि के लिए बुला रहे हैं।
 आइए हम एक और यथार्थवादीBJT एम्पलीफायर सर्किट पर विचार करें, जिसमें हमने इस आधार(base) प्रतिरोध RB को जोड़ा है और इससे डायोड विधुत धारा(diode current) को सीमित करने में मदद मिलती है।
 यदि डायोड विधुत धारा(diode current) बढ़ता है तो यह वोल्टेज ड्रॉप(drop) भी बढ़ता है और इसलिए, यदि Vi बड़ा है 5 वोल्ट की तरह , तो बेस (base) एमिटर(emitter) वोल्टेज अभी भी 0.7 की तरह सीमित है।
 और इस प्रकार ट्रांजिस्टर(transistor) संरक्षित है।
 यदि विधुत धारा(current) एम्पेरेस(amperes) की तरह बहुत बड़ा हो गया है, तो इस डिवाइस में उत्पन्न गर्मी ट्रांजिस्टर(transistor) को नष्ट कर देगी।
 इसलिए, आखिरी की तुलना में ये अधिक यथार्थवादी एम्पलीफायर सर्किट हैं और देखते हैं कि यह कैसे काम करता है।
 हम इस ट्रांजिस्टर(transistor) के लिए IC बनाम VCEप्लॉट किए गए हैं।
 VCEक्या है? VCE VO के समान है जो हमने यहां उल्लेख किया है।
 और यहां लोड(load) लाइन है जो इस प्रतिरोध RC द्वारा लगाया गया है।
 और हमने इसे पहले देखा है।
 कलेक्टर ( collector )विधुत धारा(current) 0 होने पर संशोधित करने के लिए, VCE VCC के बराबर है, और यह भी इस आकृति से स्पष्ट होना चाहिए।
 यदि यहां कोई विधुत धारा(current) नहीं है, तो VO या VCE VCC के समान है क्योंकि वहां कोई वोल्टेज ड्रॉप(drop) नहीं है।
 दूसरी तरफ, यदि VCE=0 है तो यह 0 वोल्ट था तो यह विधुत धारा(current) VCC - 0 / RC होगा जो VCC / RC है, जो यहां दिखाया गया है।
 और ट्रांजिस्टर(transistor) के लिए हमारे पास वक्र का यह परिवार है जो IB 1 से संबंधित है, 1 IB 2 के अनुरूप है और इसी तरह।
 और निश्चित रूप से IB 2, IB 1 से बड़ा है।
 IB 3 IB 2 से बड़ा है।
 इत्यादि जब Vi < 0.7 वोल्ट्स है बेस एमिटर जंक्शन (base emitter junction) फॉरवर्ड बायस(forward bias) नहीं है और इसलिए, यह डायोड विधुत धारा(current) से छोटा है।
 यहां RB और VB में कोई वोल्टेज ड्रॉप(drop) नहीं है, फिर Vi के समान है।
 यदि डायोड बंद है तो ट्रांजिस्टर(transistor) कट ऑफ(cutoff)क्षेत्र में है जैसा कि यहां बताया गया है और इसलिए, कोई संग्राहकधारा(Collector current)नहीं था, VO को VCC तक खींच लिया जाता है।
 तो, V BE तब Vi के समान है जो अभी तक 0.7 वोल्ट नहीं है और V BC के बराबर हैVi माइनस VCC है, और यह निश्चित रूप से एक रिवर्स बायस(reverse bias) है।
 इस आंकड़े में VO कहां है आधार धारा(base current) 0 है; इसका मतलब है, हम X-अक्ष के साथ मिलकर एक IC वक्र है, यहां और वह वह जगह है जहां हम हैं।
 ऑपरेटिंग पॉइंट तब इस ICVCEवक्र और लोड लाइन जो कि यहां का प्रतिच्छेदन(intersection) है।
 तो हमारे VCE, VCC के समान है।
 इस आंकड़े में VO कहां हैं, हम ट्रांजिस्टर(transistor) के लिए वोल्टेज पर सभी बारी 0.7 वोल्ट तक नहीं पहुंच पाए हैं और VO तब VCC है जो यहां 5 वोल्ट है।
 यह Vi है और वह VO है।
 जब Vi 0.7 वोल्ट से अधिक हो जाता है तोBJT चालू(turn on ) हो जाता है, और यह रैखिक क्षेत्र में प्रवेश करता है।
 IB के लिए हमारे पास क्या है, IB यह विधुत धारा(current) Vi है, Viइस वोल्टेज ड्रॉप(drop) को घटाता है, जिसे हम RB द्वारा विभाजितVi माइनस 0.7 के बारे में बताएंगे।
 तो, यह VB से कम 0.7 है और Vi के रूप में मैं बढ़ाता है तो IB भी बढ़ता है और इसलिए, IC भी बढ़ता है, अब अगर IC बढ़ता हूँ तो यहविधुत धारा(current) बढ़ता है VO के साथ क्या होता है यह वोल्टेज ड्रॉप(drop) बढ़ता है और इसलिए, VO जो VCC माइनस वोल्टेज ड्रॉप(drop) है कि यह कम हो जाएगा।
 तो, यही वह कहता है, VO जो VCCमाइनस IC गुणा RC के बराबर है यह गिरना शुरू हो जाता है।
 तो, आइए देखें कि हम इस आंकड़े में कहां हैं, अब हमारे पास सीमित IB, अशून्य IB है और IB वैल्यू(value) बढ़ रहा है क्योंकि Vi बढ़ रहा है।
 तो, अब हम इस वक्र से उस वक्र तक वक्र तक आगे बढ़ रहे हैं।
 और नतीजतन लोड लाइन और ICVCC वक्र(curve) का प्रतिच्छेद (Intersection) भी बदल रहा है।
 तो, यह हमारे आउटपुट वोल्टेज पहले था, जब बेस (base) विधुत धारा(current) IB 1 है तो आउटपुट वोल्टेज यहां है, जब बेस (base) विधुत धारा(current) IB 2 है तो आउटपुट वोल्टेज विधुत धारा(current) है तो, आउटपुट वोल्टेज निश्चित रूप से गिरना शुरू होता है।
 और यह इस आंकड़े में भी स्पष्ट है।
 Vi यहां बढ़ रहा है, IB बढ़ रहा है, IC बढ़ रहा है, और इसलिए, VO गिर रहा है।
 और वह गिरावट यहां देखी जा सकती है।
 चूंकि हम Vi को बढ़ाना जारी रखते हैं, आउटपुट वोल्टेज VO कुछ बिंदु पर VCE sat तक पहुंच जाएगा।
 VCE sat क्या है यह संतृप्ति क्षेत्र में VCEका वैल्यू(value)है।
 तो, यह 0 और 0.2 के बीच है और हम अक्सर इसे लगभग 0.2 के रूप में लेते हैं।
 और जब ऐसा होता है तोBJT संतृप्ति क्षेत्र में प्रवेश करता है जो बेस एमिटर(base emitter) और बेस कलेक्टर जंक्शन(base collector junction) दोनों फॉरवर्ड बायस(forward bias) होते हैं।
 इस आंकड़े में क्या हो रहा है हमारे Vi बढ़ रहा हूं।
 इसलिए, हमारा बेस (base) विधुत धारा(current) भी बढ़ रहा है, और IC, VCEवक्र और लोड लाइन का प्रतिच्छेद (intersect) भी इसलिए स्थानांतरित हो रहा है।
 अब, हम अभी भी रैखिक क्षेत्र में हैं, लेकिन IB के बराबर हैIB 5 के लिए, अब हम संतृप्ति क्षेत्र में प्रवेश करते हैं।
 तो, इस प्रकार ट्रांजिस्टर(transistor) संतृप्ति क्षेत्र में प्रवेश कर चुका है और यदि हम बेस (base) को आगे बढ़ाते हैं तो क्या होता है, आइए हम कहें कि हम ICVCEवक्र पर हैं कि वक्र इस तरह होगा और फिर संतृप्ति क्षेत्र(Saturation region) में यह नीचे आ जाएगा, और फिर प्रतिच्छेदन(intersection) कहीं कहीं होगा।
 और हमने जो भी चर्चा की है VO बनाम Vi वक्र में दर्शाती है।
 यह तब खत्म हो गया जब हम Vi बढ़ते रहते थे ट्रांजिस्टर(transistor) रैखिक क्षेत्र में प्रवेश किया, और अंत में यह संतृप्ति क्षेत्र तक पहुंच गया और फिर यह संतृप्ति क्षेत्र में रहता है।
 संक्षेप में, हमने देखा है कि विस्तारण के लिएBJT का उपयोग कैसे किया जा सकता है।
 हमने एक साधारणBJT सर्किट भी देखा है जो अगली कक्षा में एम्पलीफायर के रूप में काम कर सकता है, हम इस सरल सर्किट के साथ जारी रखेंगे, और फिर महत्वपूर्ण मुद्दों की पहचान करेंगे जिन्हें व्यावहारिक एम्पलीफायर बनाने में विचार किया जाना चाहिए।
 आज के लिए बस इतना ही बाद में मिलते है।