ट्रांजिस्टर के बारे में निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है?

Question

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is D: आधार क्षेत्र, उत्सर्जक और संग्राहक की तुलना में बहुत पतला होता है।. एक बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) में, आधार क्षेत्र को उत्सर्जक और संग्राहक क्षेत्रों की तुलना में अत्यंत पतला बनाया जाता है। यह विशिष्ट संरचनात्मक डिज़ाइन यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि उत्सर्जक द्वारा इंजेक्ट किए गए अधिकांश आवेश वाहक (charge carriers) न्यूनतम पुनर्संयोजन (recombination) के साथ आधार से होते हुए संग्राहक में पहुँच जाएं।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) में, आधार क्षेत्र को उत्सर्जक और संग्राहक क्षेत्रों की तुलना में अत्यंत पतला बनाया जाता है। यह विशिष्ट संरचनात्मक डिज़ाइन यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि उत्सर्जक द्वारा इंजेक्ट किए गए अधिकांश आवेश वाहक (charge carriers) न्यूनतम पुनर्संयोजन (recombination) के साथ आधार से होते हुए संग्राहक में पहुँच जाएं।

Working Principle: उत्सर्जक को अत्यधिक डोप (heavily doped) किया जाता है ताकि आवेश वाहकों की उच्च सांद्रता प्रदान की जा सके। आधार हल्का डोप किया हुआ और बहुत पतला होता है ताकि उत्सर्जक से इंजेक्ट किए गए अधिकांश वाहक पुनर्संयोजन होने से पहले ही संग्राहक-आधार जंक्शन की अवक्षय परत (depletion layer) को पार करने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्राप्त कर लें। यदि आधार मोटा होता, तो पुनर्संयोजन आवेश वाहकों को नष्ट कर देता, जिससे ट्रांजिस्टर का करंट गेन ($\beta$) कम हो जाता।

Key Formulas: $I_E = I_B + I_C$ — मौलिक धारा संबंध जहाँ उत्सर्जक धारा, आधार और संग्राहक धाराओं का योग होती है।; $$\beta = \frac{I_C}{I_B}$$ — करंट गेन कारक, जो संग्राहक धारा और आधार धारा का अनुपात दर्शाता है।

Key Points: उत्सर्जक को अधिकतम आवेश वाहक प्रदान करने के लिए अत्यधिक डोप किया जाता है।; संग्राहक भौतिक रूप से सबसे बड़ा क्षेत्र है ताकि संचालन के दौरान उत्पन्न होने वाली गर्मी को फैलाया जा सके।; पुनर्संयोजन को कम करने के लिए आधार को पतला (आमतौर पर $10^{-6}$ मीटर) होना चाहिए।

Advantages: पतले आधार क्षेत्र के कारण उच्च करंट गेन दक्षता।; आधुनिक इंटीग्रेटेड सर्किट के लिए उपयुक्त कॉम्पैक्ट आकार।

Disadvantages: तापमान के उतार-चढ़ाव के प्रति संवेदनशील।; फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर की तुलना में सीमित स्विचिंग गति।

Applications: डिजिटल लॉजिक सर्किट में इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग।; ऑडियो और रेडियो सिस्टम में सिग्नल एम्पलीफिकेशन।

Additional Info: सामान्य संचालन के लिए उत्सर्जक-आधार जंक्शन फॉरवर्ड-बायस्ड होता है, जबकि संग्राहक-आधार जंक्शन रिवर्स-बायस्ड होता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि उत्सर्जक मध्यम आकार का होता है; विकल्प B गलत है क्योंकि डोपिंग स्तर और आकार अलग-अलग होते हैं; विकल्प C गलत है क्योंकि संग्राहक गर्मी अपव्यय के लिए सबसे बड़ा क्षेत्र है।

Answer: D सही है — आधार क्षेत्र को बहुत पतला (अक्सर $1 \mu m$ से कम) बनाया जाता है ताकि उत्सर्जक से संग्राहक तक आवेश वाहकों का कुशल स्थानांतरण सुनिश्चित हो सके।

Exam Tip: डोपिंग के लिए हमेशा 'E-B-C' म्नेमोनिक याद रखें: उत्सर्जक (भारी), आधार (हल्का), संग्राहक (मध्यम); और आकार के लिए: संग्राहक > उत्सर्जक > आधार।

Examoogle · Answer

Option A: उत्सर्जक (Emitter) क्षेत्र, आधार (base) और संग्राहक (collector) की तुलना में बहुत पतला होता है।

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Option B: तीनों क्षेत्रों - उत्सर्जक, आधार और संग्राहक का आकार समान होता है।

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Option C: संग्राहक क्षेत्र, उत्सर्जक और आधार की तुलना में बहुत पतला होता है।

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