Junction Transistor Questions in Gujarati

(B) આપેલ છે:
કોમન એમિટર કરંટ ગેઈન, $\beta = 20$
એમિટર કરંટ, $I_E = 7 \text{ mA}$
આપણે જાણીએ છીએ કે કોમન એમિટર મોડમાં એમિટર કરંટ અને કલેક્ટર કરંટ વચ્ચેનો સંબંધ $I_E = I_C + I_B$ છે.
વળી, $\beta = I_C / I_B$, જેનો અર્થ છે કે $I_B = I_C / \beta$.
પ્રથમ સમીકરણમાં $I_B$ ની કિંમત મૂકતા:
$I_E = I_C + (I_C / \beta) = I_C(1 + 1/\beta) = I_C((\beta + 1) / \beta)$.
$I_C$ માટે સૂત્ર બનાવતા:
$I_C = I_E \times (\beta / (\beta + 1))$.
કિંમતો મૂકતા:
$I_C = 7 \times (20 / (20 + 1)) = 7 \times (20 / 21)$.
$I_C = 7 \times (20 / 21) = 20 / 3 \text{ mA}$.

(A) કોમન-એમિટર ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લીફાયર ગોઠવણીમાં, ઇનપુટ પ્રવાહ એ બેઝ કરંટ $(I_B)$ છે અને આઉટપુટ પ્રવાહ એ કલેક્ટર કરંટ $(I_C)$ છે.
કરંટ ગેઇન, જેને $\beta$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, તે કલેક્ટર-એમિટર વોલ્ટેજને અચળ રાખીને કલેક્ટર કરંટમાં થતા ફેરફાર અને બેઝ કરંટમાં થતા ફેરફારના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
ગાણિતિક રીતે, $\beta = \Delta I_C / \Delta I_B$.

(A) આપેલ છે:
$d.c. \text{ કરંટ ગેઈન } (\beta) = 20$
$\text{એમિટર કરંટ } (I_E) = 7 \text{ mA}$
આપણે જાણીએ છીએ કે કરંટ ગેઈન $(\beta)$ અને કલેક્ટર કરંટ $(I_C)$ વચ્ચેનો સંબંધ $I_C = \beta I_B$ છે, જ્યાં $I_B$ એ બેઝ કરંટ છે.
વળી, $I_E = I_B + I_C$.
સમીકરણમાં $I_B = I_C / \beta$ મૂકતા:
$I_E = I_C / \beta + I_C$
$I_E = I_C (1/\beta + 1)$
$I_E = I_C (1 + \beta) / \beta$
$I_C$ માટે સૂત્ર બનાવતા:
$I_C = I_E \times \beta / (1 + \beta)$
$I_C = 7 \times 20 / (1 + 20)$
$I_C = 140 / 21$
અંશ અને છેદને $7$ વડે ભાગતા:
$I_C = 20 / 3 \text{ mA}$.

(A) આપેલ છે: $\alpha = 0.9$ અને બેઝ પ્રવાહમાં ફેરફાર $\Delta I_B = 0.4 \text{ mA}$.
સૌ પ્રથમ, $CE$ કોન્ફિગ્યુરેશન માટે કરંટ ગેઇન $\beta$ ની ગણતરી નીચેના સંબંધનો ઉપયોગ કરીને કરીએ: $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$.
$\alpha$ ની કિંમત મૂકતા: $\beta = \frac{0.9}{1 - 0.9} = \frac{0.9}{0.1} = 9$.
કલેક્ટર પ્રવાહમાં ફેરફાર $\Delta I_C$ અને બેઝ પ્રવાહમાં ફેરફાર $\Delta I_B$ વચ્ચેનો સંબંધ છે: $\Delta I_C = \beta \times \Delta I_B$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta I_C = 9 \times 0.4 \text{ mA} = 3.6 \text{ mA}$.
તેથી, કલેક્ટર પ્રવાહમાં ફેરફાર $3.6 \text{ mA}$ થશે.

(D) કરંટ ગેઇન $\beta$ એ કલેક્ટર કરંટમાં થતા ફેરફાર $\Delta I_C$ અને બેઝ કરંટમાં થતા ફેરફાર $\Delta I_B$ ના ગુણોત્તર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B} = \frac{5 \text{ mA}}{0.2 \text{ mA}} = 25$.
વોલ્ટેજ ગેઇન $A_V$ નું સૂત્ર $A_V = \beta \times \frac{R_L}{R_{in}}$ છે, જ્યાં $R_L$ એ લોડ અવરોધ છે અને $R_{in}$ એ ઇનપુટ અવરોધ છે.
આપેલ છે કે $A_V = 75$, $\beta = 25$, અને $R_{in} = 2 \text{ k}\Omega$.
કિંમતો મૂકતા: $75 = 25 \times \frac{R_L}{2 \text{ k}\Omega}$.
$3 = \frac{R_L}{2 \text{ k}\Omega}$.
$R_L = 3 \times 2 \text{ k}\Omega = 6 \text{ k}\Omega$.

(B) કરંટ ગેઇન $\beta$ એ કલેક્ટર કરંટમાં થતા ફેરફાર $(\Delta I_C)$ અને બેઝ કરંટમાં થતા ફેરફાર $(\Delta I_B)$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B} = \frac{5 \text{ mA}}{0.2 \text{ mA}} = 25$.
વોલ્ટેજ ગેઇન $A_V$ નું સૂત્ર $A_V = \beta \times \frac{R_L}{R_{in}}$ છે, જ્યાં $R_L$ એ લોડ અવરોધ છે અને $R_{in}$ એ ઇનપુટ અવરોધ છે.
આપેલ છે કે $A_V = 75$, $\beta = 25$, અને $R_{in} = 2 \text{ k}\Omega$.
કિંમતો મૂકતા: $75 = 25 \times \frac{R_L}{2 \text{ k}\Omega}$.
$3 = \frac{R_L}{2 \text{ k}\Omega}$.
$R_L = 3 \times 2 \text{ k}\Omega = 6 \text{ k}\Omega$.
તેથી, લોડ અવરોધ $6 \text{ k}\Omega$ છે.

(A) કોમન એમિટર ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લીફાયરમાં:
$1$. વોલ્ટેજ ગેઇન $A_V$ એ આઉટપુટ વોલ્ટેજ અને ઇનપુટ વોલ્ટેજના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
$A_V = \frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{I_c R_L}{I_b r_i} = \beta \frac{R_L}{r_i}$, જ્યાં $\beta = \frac{I_c}{I_b}$ એ a.c. પ્રવાહ ગેઇન છે.
$2$. પાવર ગેઇન $A_P$ એ પ્રવાહ ગેઇન અને વોલ્ટેજ ગેઇનનો ગુણાકાર છે.
$A_P = \beta \times A_V = \beta \times (\beta \frac{R_L}{r_i}) = \beta^2 \frac{R_L}{r_i}$.
તેથી, વોલ્ટેજ ગેઇન $\beta (R_L/r_i)$ અને પાવર ગેઇન $\beta^2 (R_L/r_i)$ છે.

(A) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં, ઉત્સર્જક પ્રવાહ $(I_E)$ એ કલેક્ટર પ્રવાહ $(I_C)$ અને બેઝ પ્રવાહ $(I_B)$ નો સરવાળો છે, એટલે કે $I_E = I_C + I_B$.
આપેલ છે કે ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોનમાંથી $80\%$ કલેક્ટર સુધી પહોંચે છે, તેથી $I_C = 0.80 \times I_E$.
$I_C = 28 \text{ mA}$ આપેલ હોવાથી, આપણે $I_E$ શોધી શકીએ છીએ:
$I_E = \frac{I_C}{0.80} = \frac{28}{0.80} = 35 \text{ mA}$.
હવે, $I_B = I_E - I_C$ સંબંધનો ઉપયોગ કરતા:
$I_B = 35 \text{ mA} - 28 \text{ mA} = 7 \text{ mA}$.
તેથી, બેઝ પ્રવાહ $7 \text{ mA}$ છે.

(B) બાયપોલર જંકશન ટ્રાન્ઝિસ્ટર $(BJT)$ માં, ત્રણ વિભાગોને તેમના કાર્યોને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે અલગ-અલગ રીતે ડોપ કરવામાં આવે છે:
$1$. $Emitter$ (એમિટર) ને વધુ સંખ્યામાં ચાર્જ કેરિયર્સ પૂરા પાડવા માટે ભારે ડોપિંગ (heavily doped) કરવામાં આવે છે.
$2$. $Base$ (બેઝ) ખૂબ જ પાતળો અને હળવો ડોપ્ડ (lightly doped) હોય છે જેથી એમિટરમાંથી આવતા મોટાભાગના ચાર્જ કેરિયર્સ કલેક્ટર સુધી પહોંચી શકે.
$3$. $Collector$ (કલેક્ટર) એમિટર અને બેઝની તુલનામાં મધ્યમ ડોપિંગ ધરાવે છે.
તેથી, જે ભાગ ભારે ડોપ્ડ છે તે $Emitter$ છે અને જે ભાગ હળવો ડોપ્ડ છે તે $Base$ છે.

(C) કોમન એમિટર ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લીફાયરનો વોલ્ટેજ ગેઇન $(A_v)$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i}$
જ્યાં:
$\beta$ ($AC$ પ્રવાહ ગેઇન) = $65$
$R_L$ (લોડ અવરોધ) = $5400 \text{ }\Omega$
$R_i$ (ઇનપુટ અવરોધ) = $450 \text{ }\Omega$
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$A_v = 65 \times \frac{5400}{450}$
$A_v = 65 \times 12$
$A_v = 780$
તેથી, વોલ્ટેજ ગેઇન $780$ છે.