Junction Transistor Questions in Gujarati

(A) $NPN$ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,એમિટર $N-$પ્રકારનું,બેઝ $P-$પ્રકારનું અને કલેક્ટર $N-$પ્રકારનું હોય છે. જ્યારે તેનો ઉપયોગ એમ્પ્લીફાયર તરીકે થાય છે,ત્યારે એમિટર-બેઝ જંકશન ફોરવર્ડ બાયસમાં અને કલેક્ટર-બેઝ જંકશન રિવર્સ બાયસમાં હોય છે. $N-$પ્રકારના એમિટરમાં ઇલેક્ટ્રોન મેજોરિટી ચાર્જ કેરિયર્સ હોવાથી,તેઓ બેઝમાં દાખલ થાય છે. બેઝ વિસ્તાર પાતળો હોવાને કારણે,આમાંથી મોટાભાગના ઇલેક્ટ્રોન બેઝમાંથી પસાર થઈને કલેક્ટર દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે. આમ,ઇલેક્ટ્રોન એમિટરથી બેઝ તરફ અને ત્યારબાદ બેઝથી કલેક્ટર તરફ ગતિ કરે છે.

(C) કોમન એમિટર $(CE)$ ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લીફાયરમાં,ઇનપુટ સિગ્નલ બેઝ અને એમિટર વચ્ચે આપવામાં આવે છે,અને આઉટપુટ કલેક્ટર અને એમિટર વચ્ચે લેવામાં આવે છે.
જ્યારે ઇનપુટ સિગ્નલ વોલ્ટેજ વધે છે,ત્યારે બેઝ કરંટ વધે છે,જેના પરિણામે કલેક્ટર કરંટમાં વધારો થાય છે.
કલેક્ટર સર્કિટમાં લોડ રજિસ્ટર પરના વોલ્ટેજ ડ્રોપને કારણે,આઉટપુટ વોલ્ટેજ ઘટે છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે ઇનપુટ સિગ્નલ વોલ્ટેજ ઘટે છે,ત્યારે કલેક્ટર કરંટ ઘટે છે,જેનાથી આઉટપુટ વોલ્ટેજમાં વધારો થાય છે.
ઇનપુટ અને આઉટપુટ સિગ્નલ વચ્ચેના આ વ્યસ્ત સંબંધને કારણે $\pi$ રેડિયનનો ફેઝ શિફ્ટ જોવા મળે છે,જે $180^o$ ની બરાબર છે.

(A) ઓસિલેટર એ એક એવું સર્કિટ છે જે કોઈપણ ઇનપુટ સિગ્નલ વગર સતત,પુનરાવર્તિત,અલ્ટરનેટિંગ વેવફોર્મ ઉત્પન્ન કરે છે.
તે પોઝિટિવ ફીડબેક ધરાવતા એમ્પ્લીફાયર તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ ગોઠવણીમાં,આઉટપુટ સિગ્નલનો એક ભાગ મૂળ સિગ્નલ સાથે સમાન કળામાં (in phase) ઇનપુટમાં પાછો મોકલવામાં આવે છે.
આ પોઝિટિવ ફીડબેક ઇનપુટને મજબૂત બનાવે છે,જે સર્કિટને અનિશ્ચિત સમય સુધી ઓસિલેશન જાળવી રાખવા દે છે,જો બાર્કહૌસેન માપદંડ (લૂપ ગેઇન $A\beta = 1$ અને ફેઝ શિફ્ટ $360^{\circ}$ અથવા $0^{\circ}$) સંતોષાય તો.

(D) ટ્રાન્ઝિસ્ટરની પ્રમાણભૂત ગોઠવણીમાં (જેમ કે એમ્પ્લીફિકેશન માટે વપરાતો એક્ટિવ રિજન),એમિટર-બેઝ જંકશનને ફોરવર્ડ બાયસ આપવામાં આવે છે જેથી ચાર્જ કેરિયર્સ એમિટરથી બેઝમાં વહી શકે.
તેનાથી વિપરીત,કલેક્ટર-બેઝ જંકશનને રિવર્સ બાયસ આપવામાં આવે છે જેથી બેઝ વિસ્તારમાંથી પસાર થયેલા ચાર્જ કેરિયર્સને કલેક્ટ કરી શકાય.
તેથી,સાચી ગોઠવણી એમિટર-બેઝ જંકશન માટે ફોરવર્ડ બાયસ અને કલેક્ટર-બેઝ જંકશન માટે રિવર્સ બાયસ છે.

(D) આપેલ છે કે કલેક્ટર પ્રવાહ $i_c = 24 \, mA$ છે.
એમિટરથી ઉત્સર્જિત થયેલા $80\%$ ઇલેક્ટ્રોન કલેક્ટર સુધી પહોંચે છે,તેથી સંબંધ છે: $i_c = 0.80 \times i_e$.
$i_c$ ની કિંમત મૂકતા: $24 = 0.80 \times i_e$.
એમિટર પ્રવાહ માટે ઉકેલતા: $i_e = \frac{24}{0.80} = 30 \, mA$.
ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે કિર્ચોફના પ્રવાહના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: $i_e = i_b + i_c$.
બેઝ પ્રવાહ શોધવા માટે સૂત્રને ગોઠવતા: $i_b = i_e - i_c$.
કિંમતો મૂકતા: $i_b = 30 \, mA - 24 \, mA = 6 \, mA$.
આમ,બેઝ પ્રવાહ $6 \, mA$ છે.

(B) $NPN$ ટ્રાન્ઝિસ્ટર વહન કરે (એક્ટિવ રિજનમાં કાર્ય કરે) તે માટે,એમિટર-બેઝ જંકશન ફોરવર્ડ બાયસ્ડ હોવું જોઈએ અને કલેક્ટર-બેઝ જંકશન રિવર્સ બાયસ્ડ હોવું જોઈએ.
$NPN$ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,બેઝ $P$-ટાઈપનો હોય છે અને એમિટર તથા કલેક્ટર $N$-ટાઈપના હોય છે.
$1$. એમિટર-બેઝ જંકશનને ફોરવર્ડ બાયસ કરવા માટે,$N$-ટાઈપ એમિટરનું પોટેન્શિયલ $P$-ટાઈપ બેઝ કરતા ઓછું હોવું જોઈએ (એટલે કે,એમિટર બેઝની સાપેક્ષમાં નેગેટિવ હોવું જોઈએ).
$2$. કલેક્ટર-બેઝ જંકશનને રિવર્સ બાયસ કરવા માટે,$N$-ટાઈપ કલેક્ટરનું પોટેન્શિયલ $P$-ટાઈપ બેઝ કરતા વધારે હોવું જોઈએ (એટલે કે,કલેક્ટર બેઝની સાપેક્ષમાં પોઝિટિવ હોવું જોઈએ).
તેથી,જ્યારે કલેક્ટર પોઝિટિવ હોય અને એમિટર બેઝની સાપેક્ષમાં નેગેટિવ હોય ત્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર વહન કરે છે.

(D) ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે,$\alpha$ (કોમન-બેઝ કરંટ ગેઈન) એ કલેક્ટર કરંટ $(I_C)$ અને એમિટર કરંટ $(I_E)$ નો ગુણોત્તર છે,એટલે કે $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$. કારણ કે $I_E = I_C + I_B$,તેથી $I_C < I_E$ થાય,અને પરિણામે $\alpha < 1$ મળે છે.
$\beta$ (કોમન-એમિટર કરંટ ગેઈન) એ કલેક્ટર કરંટ $(I_C)$ અને બેઝ કરંટ $(I_B)$ નો ગુણોત્તર છે,એટલે કે $\beta = \frac{I_C}{I_B}$. બેઝ કરંટ $I_B$ એ કલેક્ટર કરંટ $I_C$ ની સરખામણીમાં ખૂબ જ નાનો હોવાથી,$\beta$ સામાન્ય રીતે $1$ કરતા ઘણો મોટો હોય છે.
તેથી,સાચો સંબંધ $\alpha < 1$ અને $\beta > 1$ છે.

(B) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં, કોમન એમિટર $(CE)$ કન્ફિગ્યુરેશન સૌથી વધુ વપરાય છે કારણ કે તે ઉચ્ચ કરંટ ગેઈન $(\beta)$ અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ગેઈન બંને પ્રદાન કરે છે, જેના પરિણામે ઉચ્ચ પાવર ગેઈન મળે છે。
કોમન બેઝ $(CB)$ કન્ફિગ્યુરેશનમાં, કરંટ ગેઈન $(\alpha)$ $1$ કરતા ઓછો હોય છે。
કોમન કલેક્ટર $(CC)$ કન્ફિગ્યુરેશનમાં, કરંટ ગેઈન ઊંચો હોય છે, પરંતુ વોલ્ટેજ ગેઈન $1$ કરતા ઓછો હોય છે。
તેથી, એમ્પ્લીફિકેશનના હેતુઓ માટે કોમન એમિટર કન્ફિગ્યુરેશન પસંદ કરવામાં આવે છે。

(B) કોમન-બેઝ કરંટ ગેઇન $\alpha$ અને કોમન-એમિટર કરંટ ગેઇન $\beta$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$
અહીં $\alpha = 0.98$ આપેલ છે,તેથી સૂત્રમાં કિંમત મૂકતા:
$\beta = \frac{0.98}{1 - 0.98}$
$\beta = \frac{0.98}{0.02}$
$\beta = 49$
આમ,$\beta$ નું મૂલ્ય $49$ છે.

(B) કોમન બેઝ કન્ફિગ્યુરેશનમાં,કરંટ ગેઇન $\alpha$ એ કલેક્ટર કરંટ $I_C$ અને એમિટર કરંટ $I_E$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
આપેલ છે: $\alpha = \frac{I_C}{I_E} = 0.96$.
કોમન એમિટર કન્ફિગ્યુરેશનમાં કરંટ ગેઇન,જેને $\beta$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,તે $\alpha$ સાથે નીચે મુજબ સંબંધિત છે:
$\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$.
આપેલ કિંમત મૂકતા:
$\beta = \frac{0.96}{1 - 0.96} = \frac{0.96}{0.04}$.
$\beta = 24$.
તેથી,કોમન એમિટર કન્ફિગ્યુરેશનમાં મહત્તમ કરંટ ગેઇન $24$ થશે.

(C) આપેલ છે: કરંટ ગેઈન $\alpha = 0.96$ અને એમિટર કરંટ $I_e = 7.2 \, mA$.
કોમન-બેઝ કન્ફિગ્યુરેશનમાં,કરંટ ગેઈન $\alpha$ ને $\alpha = \frac{I_c}{I_e}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તેથી,કલેક્ટર કરંટ $I_c = \alpha \times I_e = 0.96 \times 7.2 \, mA = 6.912 \, mA$.
ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે કિર્ચોફના કરંટના નિયમ મુજબ,$I_e = I_c + I_b$.
આમ,બેઝ કરંટ $I_b = I_e - I_c$.
$I_b = 7.2 \, mA - 6.912 \, mA = 0.288 \, mA$.
બે દશાંશ સ્થળ સુધી રાઉન્ડ ઓફ કરતા,$I_b \approx 0.29 \, mA$.

(D) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,કલેક્ટરને એમિટરથી આવતા મોટાભાગના ચાર્જ કેરિયર્સને એકત્રિત કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં નોંધપાત્ર ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે,તેથી આ ગરમીને અસરકારક રીતે દૂર કરવા માટે કલેક્ટરને સૌથી મોટા સપાટી વિસ્તાર સાથે બનાવવામાં આવે છે.
બેઝ એ મધ્યનો ભાગ છે,જે ખૂબ જ પાતળો અને હળવો ડોપ્ડ હોય છે જેથી ચાર્જ કેરિયર્સ એમિટરથી કલેક્ટર સુધી ન્યૂનતમ પુનઃસંયોજન સાથે પસાર થઈ શકે.
એમિટર મધ્યમ કદનું અને ભારે ડોપ્ડ હોય છે જેથી તે ચાર્જ કેરિયર્સનો પુરવઠો પૂરો પાડી શકે.
કદની સરખામણી કરતા: કલેક્ટર $({l_3})$ સૌથી મોટું છે,બેઝ $({l_2})$ સૌથી નાનું છે,અને એમિટર $({l_1})$ મધ્યમ કદનું છે.
તેથી,સાચો સંબંધ ${l_3} > {l_1} > {l_2}$ છે.

(D) આપેલ છે કે કલેક્ટર પ્રવાહ $i_C = 10 \,mA$ છે.
ઉત્સર્જકમાંથી ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોનમાંથી $90\%$ કલેક્ટર સુધી પહોંચતા હોવાથી,આપણી પાસે સંબંધ $i_C = 0.90 \times i_E$ છે.
$i_C$ ની કિંમત મૂકતા,આપણને મળે $10 = 0.90 \times i_E$.
તેથી,$i_E = \frac{10}{0.9} \approx 11.11 \,mA$. વિકલ્પો મુજબ નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,$i_E = 11 \,mA$.
ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે કિર્ચોફના પ્રવાહના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,$i_E = i_B + i_C$.
કિંમતો મૂકતા,$11 = i_B + 10$.
આમ,$i_B = 11 - 10 = 1 \,mA$.

(A) કોમન એમિટર કન્ફિગ્યુરેશનમાં કરંટ ગેઈન $\beta$ એ કલેક્ટર કરંટમાં થતા ફેરફાર $\Delta I_C$ અને બેઝ કરંટમાં થતા ફેરફાર $\Delta I_B$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
સૂત્ર: $\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$
આપેલ છે: $\beta = 80$ અને $\Delta I_B = 250 \ \mu A$.
કલેક્ટર કરંટમાં થતો ફેરફાર $\Delta I_C$ શોધવા માટે,આપણે સૂત્રને ફરીથી ગોઠવીએ:
$\Delta I_C = \beta \times \Delta I_B$
$\Delta I_C = 80 \times 250 \ \mu A$
તેથી,કલેક્ટર કરંટમાં થતો ફેરફાર $80 \times 250 \ \mu A$ છે.

(B) બાયપોલર જંકશન ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,એમીટરને વધુ પ્રમાણમાં ડોપ કરવામાં આવે છે જેથી તે મોટી સંખ્યામાં ચાર્જ કેરિયર્સ પૂરા પાડી શકે. કલેક્ટરને મધ્યમ પ્રમાણમાં ડોપ કરવામાં આવે છે જેથી તે પાવર ડિસીપેશનને સંભાળી શકે. બેઝને ખૂબ જ પાતળો બનાવવામાં આવે છે અને તેને સૌથી ઓછો ડોપ કરવામાં આવે છે જેથી એમીટરમાંથી આવતા મોટાભાગના ચાર્જ કેરિયર્સ બેઝમાં રિકમ્બાઇન થયા વિના કલેક્ટર સુધી પહોંચી શકે. તેથી,બેઝ એ સૌથી ઓછો ડોપ્ડ વિસ્તાર છે.

(B) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં, પાવર ગેઈન એ કરંટ ગેઈન $(\beta)$ અને વોલ્ટેજ ગેઈન $(A_v)$ નો ગુણાકાર છે.
$Common \text{ } Emitter$ $(CE)$ કન્ફિગરેશનમાં, કરંટ ગેઈન $(\beta)$ અને વોલ્ટેજ ગેઈન બંને $1$ કરતા ઘણા વધારે હોય છે.
$CE$ કન્ફિગરેશન ઉચ્ચ કરંટ ગેઈન અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ગેઈન બંને પ્રદાન કરતું હોવાથી, તે ઉચ્ચ પાવર ગેઈન આપે છે.
તેથી, જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ $Common \text{ } Emitter$ કન્ફિગરેશનમાં કરવામાં આવે છે ત્યારે તે સારું પાવર એમ્પ્લીફિકેશન આપે છે.

(D) આપેલ છે: ટ્રાન્સફર રેશિયો (કરંટ ગેઇન) $\beta = 50$,ઇનપુટ અવરોધ $R_i = 1 \; k\Omega = 1000 \; \Omega$,અને પીક ઇનપુટ વોલ્ટેજ $V_i = 0.01 \; V$.
સૌ પ્રથમ,ઓહ્મના નિયમનો ઉપયોગ કરીને પીક ઇનપુટ પ્રવાહ $i_b$ શોધો: $i_b = \frac{V_i}{R_i} = \frac{0.01 \; V}{1000 \; \Omega} = 10^{-5} \; A$.
કલેક્ટર પ્રવાહ $i_c$ અને બેઝ પ્રવાહ $i_b$ વચ્ચેનો સંબંધ $\beta = \frac{i_c}{i_b}$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,કલેક્ટર પ્રવાહનું પીક મૂલ્ય $i_c = \beta \times i_b = 50 \times 10^{-5} \; A = 500 \times 10^{-6} \; A = 500 \; \mu A$ થાય.

(B) કોમન-એમિટર કરંટ ગેઈન $\beta$ અને કોમન-બેઝ કરંટ ગેઈન $\alpha$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\alpha = \frac{\beta}{1 + \beta}$.
અહીં $\beta = 99$ આપેલ છે.
સૂત્રમાં કિંમત મૂકતા:
$\alpha = \frac{99}{1 + 99} = \frac{99}{100} = 0.99$.
તેથી,$\alpha$ નું મૂલ્ય $0.99$ છે.

(D) કોમન એમિટર $(CE)$ એમ્પ્લીફાયર કન્ફિગરેશનમાં,ટ્રાન્ઝિસ્ટરને એક્ટિવ રીજનમાં કાર્યરત કરવું આવશ્યક છે.
એક્ટિવ રીજન માટે,બેઝ-એમિટર જંકશન ફોરવર્ડ-બાયસ્ડ હોવું જોઈએ અને કલેક્ટર-બેઝ જંકશન રિવર્સ-બાયસ્ડ હોવું જોઈએ.
તેથી,વિધાન $(a)$ સાચું છે.
વધુમાં,$CE$ એમ્પ્લીફાયરમાં,ઇનપુટ સિગ્નલ બેઝ-એમિટર સર્કિટમાં આપવામાં આવે છે,જે બેઝ-એમિટર જંકશન પર લાગુ $DC$ બાયસ વોલ્ટેજ સાથે શ્રેણીમાં હોય છે.
તેથી,વિધાન $(c)$ પણ સાચું છે.
આમ,$(a)$ અને $(c)$ બંને સાચા છે.

(A) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,બેઝ વિસ્તારને ઇમિટર અને કલેક્ટર વિસ્તારોની તુલનામાં જાણીજોઈને ખૂબ જ પાતળો અને ઓછો ડોપ્ડ રાખવામાં આવે છે.
આ ડિઝાઇન એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે ઇમિટરથી બેઝમાં દાખલ થયેલા મોટાભાગના ચાર્જ કેરિયર્સ બેઝમાંથી પસાર થઈને કલેક્ટર વિસ્તાર સુધી પહોંચી શકે,તે પહેલાં કે તેઓનું પુનઃસંયોજન (recombination) થાય.
તેથી,$PNP$ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,$N$-ટાઈપ બેઝની પહોળાઈ $P$-ટાઈપ ઇમિટર અને કલેક્ટર વિસ્તારોની પહોળાઈ કરતા ઘણી નાની હોય છે.

(C) કોમન એમિટર એમ્પ્લીફાયરનો વોલ્ટેજ ગેઇન $(A_v)$ એ કરંટ ગેઇન $(\beta)$ અને રેઝિસ્ટન્સ ગેઇનનો ગુણાકાર છે.
સૌ પ્રથમ,$\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ સંબંધનો ઉપયોગ કરીને કરંટ ગેઇન $\beta$ ની ગણતરી કરો:
$\beta = \frac{0.99}{1 - 0.99} = \frac{0.99}{0.01} = 99$.
ત્યારબાદ,રેઝિસ્ટન્સ ગેઇનની ગણતરી કરો,જે લોડ અવરોધ $(R_L)$ અને ઇનપુટ ઇમ્પિડન્સ $(R_i)$ નો ગુણોત્તર છે:
રેઝિસ્ટન્સ ગેઇન $= \frac{R_L}{R_i} = \frac{10 \ k\Omega}{1 \ k\Omega} = 10$.
અંતે,વોલ્ટેજ ગેઇનની ગણતરી કરો:
$A_v = \beta \times \text{રેઝિસ્ટન્સ ગેઇન} = 99 \times 10 = 990$.

(B) આપેલ સર્કિટ આકૃતિમાં,$NPN$ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો એમિટર ટર્મિનલ ગ્રાઉન્ડ સાથે જોડાયેલ છે,જે ઇનપુટ સર્કિટ (બેઝ અને એમિટર વચ્ચે) અને આઉટપુટ સર્કિટ (કલેક્ટર અને એમિટર વચ્ચે) બંને માટે સામાન્ય છે. કારણ કે એમિટર એ ઇનપુટ અને આઉટપુટ વચ્ચેનો સામાન્ય ટર્મિનલ છે,તેથી આ ગોઠવણીને કોમન એમિટર એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,$Emitter$ (એમિટર્સ) એવો વિભાગ છે જેનું ભારે ડોપિંગ કરવામાં આવે છે. ભારે ડોપિંગનો હેતુ મોટા પ્રમાણમાં મેજોરિટી ચાર્જ કેરિયર્સ પૂરા પાડવાનો છે,જે પછી $Base$ (બેઝ) વિસ્તારમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. $Base$ હળવું ડોપિંગ ધરાવે છે અને પાતળો હોય છે,જ્યારે $Collector$ (કલેક્ટર) મધ્યમ ડોપિંગ ધરાવે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) આપેલ છે,કરંટ એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\alpha = 0.8$.
કોમન એમિટર કોન્ફિગરેશન માટે,કરંટ ગેઇન $\beta$ એ $\alpha$ સાથે $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ સૂત્ર દ્વારા સંબંધિત છે.
$\alpha$ ની કિંમત મૂકતા:
$\beta = \frac{0.8}{1 - 0.8} = \frac{0.8}{0.2} = 4$.
આપણે જાણીએ છીએ કે 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:
$\beta = \frac{\Delta I_c}{\Delta I_b}$.
આપેલ છે કે $\Delta I_b = 6 \, mA$,તેથી $\Delta I_c$ ની ગણતરી નીચે મુજબ કરી શકાય:
$\Delta I_c = \beta \times \Delta I_b = 4 \times 6 \, mA = 24 \, mA$.
આમ,કલેક્ટર કરંટમાં થતો ફેરફાર $24 \, mA$ છે.

(A) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,પ્રવાહો વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta i_e = \Delta i_c + \Delta i_b$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $\alpha = \frac{\Delta i_c}{\Delta i_e} = 0.98$ અને $\Delta i_e = 2\, mA$.
પ્રથમ,કલેક્ટર પ્રવાહમાં ફેરફારની ગણતરી કરો: $\Delta i_c = \alpha \times \Delta i_e = 0.98 \times 2 = 1.96\, mA$.
હવે,બેઝ પ્રવાહમાં ફેરફારની ગણતરી કરો: $\Delta i_b = \Delta i_e - \Delta i_c$.
$\Delta i_b = 2\, mA - 1.96\, mA = 0.04\, mA$.

(B) $NPN$ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,એમિટર પ્રવાહ $(I_E)$ એ બેઝ પ્રવાહ $(I_B)$ અને કલેક્ટર પ્રવાહ $(I_C)$ નો સરવાળો છે,જે $I_E = I_B + I_C$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
એમિટરથી દાખલ થયેલા ઇલેક્ટ્રોનનો એક નાનો ભાગ બેઝ વિસ્તારમાં હોલ્સ સાથે પુનઃસંયોજન પામે છે,તેથી બેઝ પ્રવાહ $(I_B)$ શૂન્ય હોતો નથી.
તેથી,કલેક્ટર પ્રવાહ $I_C = I_E - I_B$ દ્વારા મળે છે.
કારણ કે $I_B > 0$ છે,તેથી સાબિત થાય છે કે $I_C < I_E$.

(B) આપેલ સર્કિટ આકૃતિ પરથી,બેઝ-એમીટર લૂપમાં $9 \text{ V}$ ની બેટરી અને બેઝ અવરોધ $R_b$ છે.
બેઝ-એમીટર લૂપ માટે કિર્ચોફનો વોલ્ટેજ નિયમ લાગુ કરતા (આદર્શ ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે બેઝ-એમીટર વોલ્ટેજ $V_{BE} \approx 0 \text{ V}$ ધારીને):
$V_b = i_b \times R_b$
અહીં $V_b = 9 \text{ V}$ અને $i_b = 35 \mu A = 35 \times 10^{-6} \text{ A}$ આપેલ છે.
$R_b = \frac{V_b}{i_b} = \frac{9}{35 \times 10^{-6}} \Omega$
$R_b = \frac{9}{35} \times 10^6 \Omega \approx 0.25714 \times 10^6 \Omega$
$R_b \approx 257.14 \times 10^3 \Omega = 257.14 \text{ k}\Omega$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા,આપણને $257 \text{ k}\Omega$ મળે છે.

(D) ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે,પ્રવાહમાં થતા ફેરફારો વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે: $\Delta I_e = \Delta I_c + \Delta I_b$.
આપેલ છે: $\Delta I_e = 8.0\, mA$ અને $\Delta I_c = 7.8\, mA$.
આ કિંમતોને સમીકરણમાં મૂકતા: $8.0\, mA = 7.8\, mA + \Delta I_b$.
બેઝ પ્રવાહમાં થતા ફેરફાર માટે ગણતરી કરતા: $\Delta I_b = 8.0\, mA - 7.8\, mA = 0.2\, mA$.
પરિણામને માઇક્રોએમ્પિયર $(\mu A)$ માં ફેરવતા: $0.2\, mA = 0.2 \times 10^3\, \mu A = 200\, \mu A$.

(B) કોમન-એમિટર ટ્રાન્ઝિસ્ટર ગોઠવણીમાં,કરંટ ગેઇન $\beta$ ને કલેક્ટર કરંટ $(I_c)$ અને બેઝ કરંટ $(I_b)$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,$\beta = \frac{I_c}{I_b}$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) યુનિપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર એ એક એવું ઉપકરણ છે જેમાં વિદ્યુત પ્રવાહનું વહન માત્ર એક જ પ્રકારના ચાર્જ કેરિયર (ઇલેક્ટ્રોન અથવા હોલ્સ) ને કારણે થાય છે.
$FET$ (ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર) એ યુનિપોલર ઉપકરણ છે કારણ કે તેમાં વિદ્યુત પ્રવાહ માત્ર એક જ પ્રકારના મેજોરિટી ચાર્જ કેરિયર દ્વારા વહન પામે છે.
તેની સરખામણીમાં,$PNP$ અને $NPN$ ટ્રાન્ઝિસ્ટર એ બાયપોલર જંકશન ટ્રાન્ઝિસ્ટર $(BJT)$ છે કારણ કે તેમના વિદ્યુત પ્રવાહના વહનમાં ઇલેક્ટ્રોન અને હોલ્સ બંનેનો સમાવેશ થાય છે.

(A) કોમન એમિટર ગોઠવણીમાં,અલ્ટરનેટિંગ કરંટ ગેઇન $\beta$ (જેને ફોરવર્ડ કરંટ ગેઇન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ને કલેક્ટર કરંટમાં થતા ફેરફાર $\Delta I_C$ અને બેઝ કરંટમાં થતા ફેરફાર $\Delta I_B$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જ્યારે કલેક્ટર-એમિટર વોલ્ટેજ $V_{CE}$ અચળ રાખવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,આને આ રીતે દર્શાવવામાં આવે છે: $\beta = \left( \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B} \right)_{V_{CE}}$.
તે બે પ્રવાહોનો ગુણોત્તર હોવાથી,$\beta$ એ પરિમાણરહિત રાશિ છે. બેઝ કરંટમાં થોડો ફેરફાર કરવાથી કલેક્ટર કરંટમાં ઘણો મોટો ફેરફાર થાય છે,જે ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લીફિકેશનનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત છે.

(B) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,એમિટર કરંટ $i_e$ એ બેઝ કરંટ $i_b$ અને કલેક્ટર કરંટ $i_c$ નો સરવાળો છે:
$i_e = i_b + i_c$
બંને બાજુ $i_c$ વડે ભાગતા:
$\frac{i_e}{i_c} = \frac{i_b}{i_c} + 1$
આપણે જાણીએ છીએ કે $\alpha = \frac{i_c}{i_e}$ (તેથી $\frac{i_e}{i_c} = \frac{1}{\alpha}$) અને $\beta = \frac{i_c}{i_b}$ (તેથી $\frac{i_b}{i_c} = \frac{1}{\beta}$).
આ કિંમતો મૂકતા:
$\frac{1}{\alpha} = \frac{1}{\beta} + 1$
$\frac{1}{\alpha} = \frac{1 + \beta}{\beta}$
તેથી,$\alpha = \frac{\beta}{1 + \beta}$.

(B) $NPN$ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,એમિટર ઇલેક્ટ્રોનથી ભારે ડોપ્ડ હોય છે. જ્યારે એમિટર-બેઝ જંકશન ફોરવર્ડ બાયસ્ડ હોય છે,ત્યારે પોટેન્શિયલ બેરિયર ઘટે છે. આનાથી એમિટરમાં રહેલા મેજોરિટી ચાર્જ કેરિયર્સ (ઇલેક્ટ્રોન) બેઝ વિસ્તારમાં દાખલ થાય છે. તેથી,ઇલેક્ટ્રોન એમિટરથી બેઝ તરફ ગતિ કરે છે.

(A) ટ્રાન્ઝિસ્ટરના $CB$ મોડમાં આઉટપુટ અવરોધ $(R_{out})$ એ એમીટર પ્રવાહને અચળ રાખીને કલેક્ટર વોલ્ટેજમાં થતો ફેરફાર $(\Delta V_C)$ અને કલેક્ટર પ્રવાહમાં થતા ફેરફાર $(\Delta I_C)$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
આપેલ છે: $\Delta V_C = 0.5\,V$ અને $\Delta I_C = 0.05\,mA = 0.05 \times 10^{-3}\,A$.
સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $R_{out} = \frac{\Delta V_C}{\Delta I_C}$.
કિંમતો મૂકતા: $R_{out} = \frac{0.5}{0.05 \times 10^{-3}} = \frac{0.5}{5 \times 10^{-5}} = 0.1 \times 10^5 = 10^4\,\Omega$.
કારણ કે $10^4\,\Omega = 10 \times 10^3\,\Omega = 10\,k\Omega$.
તેથી, આઉટપુટ અવરોધ $10\,k\Omega$ છે.

(A) ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં,એમિટર પ્રવાહ $I_e$ એ કલેક્ટર પ્રવાહ $I_c$ અને બેઝ પ્રવાહ $I_b$ નો સરવાળો છે,તેથી $\Delta I_e = \Delta I_c + \Delta I_b$.
આપેલ છે: $\Delta I_c = 8.2 \, mA$ અને $\Delta I_e = 8.3 \, mA$.
સૌ પ્રથમ,બેઝ પ્રવાહમાં ફેરફાર શોધો: $\Delta I_b = \Delta I_e - \Delta I_c = 8.3 \, mA - 8.2 \, mA = 0.1 \, mA$.
ફોરવર્ડ કરંટ ગેઈન $h_{fe}$ (જેને $\beta$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ અચળ કલેક્ટર-એમિટર વોલ્ટેજ પર કલેક્ટર પ્રવાહમાં થતા ફેરફાર અને બેઝ પ્રવાહમાં થતા ફેરફારનો ગુણોત્તર છે: $h_{fe} = \frac{\Delta I_c}{\Delta I_b}$.
કિંમતો મૂકતા: $h_{fe} = \frac{8.2 \, mA}{0.1 \, mA} = 82$.

(B) આપેલ છે: કરંટ ગેઈન $\beta = 100$,કલેક્ટર કરંટમાં ફેરફાર $\Delta I_c = 1\, mA$.
આપણે જાણીએ છીએ કે કોમન-એમિટર કોન્ફિગરેશનમાં કરંટ ગેઈન $\beta = \frac{\Delta I_c}{\Delta I_b}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
તેથી,બેઝ કરંટમાં ફેરફાર $\Delta I_b = \frac{\Delta I_c}{\beta} = \frac{1\, mA}{100} = 0.01\, mA$ થશે.
એમિટર,કલેક્ટર અને બેઝ કરંટ વચ્ચેનો સંબંધ $\Delta I_e = \Delta I_c + \Delta I_b$ છે.
કિંમતો મૂકતા,આપણને $\Delta I_e = 1\, mA + 0.01\, mA = 1.01\, mA$ મળે છે.
આમ,એમિટર કરંટમાં ફેરફાર $1.01\, mA$ છે.

(A) કોમન બેઝ $(CB)$ એમ્પ્લીફાયર ગોઠવણીમાં,ઇનપુટ સિગ્નલ એમિટર અને બેઝ વચ્ચે આપવામાં આવે છે અને આઉટપુટ કલેક્ટર અને બેઝ વચ્ચે લેવામાં આવે છે.
બેઝ ઇનપુટ અને આઉટપુટ બંને સર્કિટ માટે સામાન્ય હોવાથી,ઇનપુટ વોલ્ટેજ અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ સિગ્નલ સમાન ફેઝમાં હોય છે.
તેથી,ઇનપુટ સિગ્નલ વોલ્ટેજ અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ વચ્ચેનો ફેઝ તફાવત $0$ છે.

(B) આપેલ છે કે કલેક્ટર પ્રવાહ $I_C = 10\, mA$ છે.
કારણ કે ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોનમાંથી $90\%$ કલેક્ટર સુધી પહોંચે છે,તેથી કલેક્ટર પ્રવાહ એ એમિટર પ્રવાહ $(I_E)$ ના $90\%$ છે.
તેથી,$I_C = 0.90 \times I_E$.
$I_C$ ની કિંમત મૂકતા: $10\, mA = 0.90 \times I_E$.
$I_E$ માટે ઉકેલતા: $I_E = \frac{10}{0.90} = 11.11\, mA$.
સંબંધ $I_E = I_B + I_C$ નો ઉપયોગ કરીને,આપણે બેઝ પ્રવાહ $I_B$ શોધી શકીએ છીએ:
$I_B = I_E - I_C = 11.11\, mA - 10\, mA = 1.11\, mA$.
આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સાચું વિધાન એ છે કે એમિટર પ્રવાહ $11.1\, mA$ છે.

(D) $CE$ કોન્ફિગરેશનમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે,વોલ્ટેજ ગેઈન $(A_v)$ નું સૂત્ર $A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i}$ છે,જ્યાં $\beta$ એ કરંટ ગેઈન છે,$R_L$ એ લોડ અવરોધ છે અને $R_i$ એ ઇનપુટ અવરોધ છે.
પાવર ગેઈન $(A_p)$ નું સૂત્ર $A_p = \beta^2 \times \frac{R_L}{R_i}$ છે.
તેથી,પાવર ગેઈન અને વોલ્ટેજ ગેઈનનો ગુણોત્તર:
$\frac{A_p}{A_v} = \frac{\beta^2 \times (R_L / R_i)}{\beta \times (R_L / R_i)} = \beta$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) આપણે જાણીએ છીએ કે એમિટર પ્રવાહ એ કલેક્ટર પ્રવાહ અને બેઝ પ્રવાહનો સરવાળો છે:
$I_{E} = I_{C} + I_{B}$
બંને બાજુને $I_{C}$ વડે ભાગતા:
$\frac{I_{E}}{I_{C}} = 1 + \frac{I_{B}}{I_{C}}$
કારણ કે $\alpha = \frac{I_{C}}{I_{E}}$,તેથી $\frac{1}{\alpha} = \frac{I_{E}}{I_{C}}$ થાય.
કારણ કે $\beta = \frac{I_{C}}{I_{B}}$,તેથી $\frac{1}{\beta} = \frac{I_{B}}{I_{C}}$ થાય.
આ કિંમતોને સમીકરણમાં મૂકતા:
$\frac{1}{\alpha} = 1 + \frac{1}{\beta}$
$\frac{1}{\beta}$ માટે સાદું રૂપ આપતા:
$\frac{1}{\beta} = \frac{1}{\alpha} - 1 = \frac{1 - \alpha}{\alpha}$
તેથી,$\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$.

(D) કોમન એમિટર કોન્ફિગરેશનમાં,કરંટ ગેઈન $A_i$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$A_i = \frac{-h_{fe}}{1 + h_{oe} R_L}$
આપેલ છે:
$h_{fe} = 50$
$h_{oe} = 25 \ \mu A/V = 25 \times 10^{-6} \ S$
$R_L = 1 \ k\Omega = 10^3 \ \Omega$
કિંમતો મૂકતા:
$A_i = \frac{-50}{1 + (25 \times 10^{-6}) \times 10^3}$
$A_i = \frac{-50}{1 + 0.025}$
$A_i = \frac{-50}{1.025}$
$A_i \approx -48.78$

(C) આપેલ છે: ઇનપુટ વોલ્ટેજ $V_{in} = 1 \, mV = 10^{-3} \, V$, કરંટ ગેઈન $\beta = 100$, ઇનપુટ અવરોધ $R_{in} = 1 \, k\Omega = 10^3 \, \Omega$, અને લોડ અવરોધ $R_L = 10 \, k\Omega = 10^4 \, \Omega$.
વોલ્ટેજ ગેઈન $A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_{in}}$.
$A_v = 100 \times \frac{10 \, k\Omega}{1 \, k\Omega} = 100 \times 10 = 1000$.
આઉટપુટ વોલ્ટેજ $V_{out} = A_v \times V_{in}$.
$V_{out} = 1000 \times 10^{-3} \, V = 1 \, V$.

(C) $1$. બેઝ-એમિટર લૂપ માટે કિર્ચોફનો વોલ્ટેજ નિયમ $(KVL)$ લાગુ કરતા:
$V_{BB} - I_B R_B - V_{BE} = 0$
$5 \, V - I_B (8.6 \, k\Omega) - 0.7 \, V = 0$
$I_B = \frac{5 - 0.7}{8.6 \times 10^3} = \frac{4.3}{8.6 \times 10^3} = 0.5 \times 10^{-3} \, A = 0.5 \, mA$.
$2$. કલેક્ટર કરંટ $(I_C)$ ની ગણતરી કરતા:
$I_C = \beta I_B = 100 \times 0.5 \, mA = 50 \, mA = 0.05 \, A$.
$3$. કલેક્ટર-એમિટર લૂપ માટે $KVL$ લાગુ કરતા:
$V_{CC} - I_C R_L - V_{CE} = 0$
$18 \, V - (0.05 \, A)(100 \, \Omega) - V_{CE} = 0$
$18 \, V - 5 \, V - V_{CE} = 0$
$V_{CE} = 13 \, V$.