Junction Transistor Questions in Hindi

(B) कॉमन बेस कॉन्फ़िगरेशन में, इनपुट करंट एमीटर करंट $(I_e)$ होता है और आउटपुट करंट कलेक्टर करंट $(I_c)$ होता है।
करंट गेन $(\alpha)$ को कलेक्टर करंट में परिवर्तन और एमीटर करंट में परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है: $\alpha = \frac{\Delta I_c}{\Delta I_e}$.
चूंकि $I_e = I_c + I_b$ और बेस करंट $(I_b)$ हमेशा धनात्मक होता है, इसलिए $I_c < I_e$, जिसका अर्थ है कि $\alpha < 1$.
अतः, $Assertion$ सही है।
ट्रांजिस्टर में कलेक्टर-बेस जंक्शन को वास्तव में रिवर्स बायस्ड रखा जाता है ताकि एमीटर से इंजेक्ट किए गए अधिकांश चार्ज कैरियर कलेक्टर पर एकत्र हो सकें, जो प्रवर्धन के लिए आवश्यक है।
अतः, $Reason$ भी सही है।
हालाँकि, यह तथ्य कि कलेक्टर रिवर्स बायस्ड है, यह बताता है कि ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर के रूप में कैसे काम करता है, लेकिन यह करंट गेन के एक से कम होने का सीधा कारण नहीं है (जो कॉमन बेस कॉन्फ़िगरेशन की परिभाषा के कारण है जहाँ $I_c < I_e$).
इसलिए, दोनों सही हैं, लेकिन $Reason$, $Assertion$ की सही व्याख्या नहीं है।

(A) कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन का इनपुट इम्पीडेंस $Z_{in} = \left| \frac{\Delta V_{BE}}{\Delta i_B} \right|_{V_{CE} = \text{constant}}$ के रूप में परिभाषित होता है।
कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर में, धारा के प्रवाह के लिए बेस-एमिटर जंक्शन को फॉरवर्ड बायस किया जाता है।
चूंकि बेस-एमिटर जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड होता है, इसलिए बेस-एमिटर वोल्टेज $\Delta V_{BE}$ में थोड़े से बदलाव के लिए बेस करंट $\Delta i_B$ अपेक्षाकृत अधिक होता है।
चूंकि $Z_{in} = \frac{\Delta V_{BE}}{\Delta i_B}$ होता है, इसलिए वोल्टेज में कम बदलाव और करंट में अधिक बदलाव के कारण इनपुट इम्पीडेंस कम प्राप्त होता है।
अतः, कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण, कथन की सही व्याख्या है।

(B) ट्रांजिस्टर को आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की मूल संवैधानिक इकाई माना जाता है। यह इंटीग्रेटेड सर्किट $(ICs)$,माइक्रोप्रोसेसरों और मेमोरी उपकरणों के लिए एक मूलभूत निर्माण खंड के रूप में कार्य करता है,जो इलेक्ट्रॉनिक स्विच या एम्पलीफायर के रूप में कार्य करता है।

(N/A) नहीं,ऊर्जा संरक्षण के नियम का उल्लंघन नहीं होता है। आउटपुट $AC$ सिग्नल की ऊर्जा में वृद्धि $DC$ पावर सप्लाई (बैटरी) में संग्रहीत ऊर्जा की कीमत पर होती है।
जब एक एम्पलीफायर का उपयोग किया जाता है,तो $DC$ स्रोत कमजोर इनपुट सिग्नल को बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है। इसलिए,आउटपुट सिग्नल की ऊर्जा,इनपुट $AC$ सिग्नल की ऊर्जा और $DC$ सप्लाई से ली गई ऊर्जा के योग के बराबर होती है।
अतः,ऊर्जा संरक्षण का नियम पूरी तरह से बना रहता है।

(A-D) दी गई कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर सर्किट में, इनपुट सर्किट में बेस-एमिटर जंक्शन और प्रतिरोध $R_1$ होता है।
जब $R_1$ को बढ़ाया जाता है, तो ओम के नियम $(I_B = V_{in} / R_1)$ के अनुसार बेस करंट $I_B$ घट जाता है।
आउटपुट कलेक्टर करंट $I_C$, बेस करंट से $I_C = \beta I_B$ संबंध द्वारा संबंधित है, जहाँ $\beta$ ट्रांजिस्टर का करंट गेन है।
चूँकि $I_B$ घटता है, इसलिए कलेक्टर करंट $I_C$ भी घट जाता है।
एमीटर कलेक्टर के साथ श्रेणीक्रम में है, इसलिए इसका पाठ्यांक घट जाएगा।
वोल्टमीटर आउटपुट सर्किट में प्रतिरोध $R_2$ के सिरों पर जुड़ा हुआ है। $R_2$ के सिरों पर वोल्टेज $V_{out} = I_C R_2$ द्वारा दिया जाता है।
जैसे ही $I_C$ घटता है, $R_2$ पर वोल्टेज ड्रॉप $V_{out}$ घट जाता है।
अतः, एमीटर और वोल्टमीटर दोनों के पाठ्यांक घट जाएंगे।

(D) इनपुट अनुभाग में:
$V_i = I_B R_B + V_{BE}$
दिया गया है $V_i = 10\, V$,$R_B = 400\, k\Omega = 400 \times 10^3\, \Omega$,और $V_{BE} = 0\, V$.
$10 = I_B (400 \times 10^3) + 0$
$I_B = \frac{10}{400 \times 10^3} = 0.025 \times 10^{-3}\, A = 25 \times 10^{-6}\, A = 25\, \mu A$
आउटपुट अनुभाग में:
$V_{CC} = I_C R_C + V_{CE}$
दिया गया है $V_{CC} = 10\, V$,$R_C = 3\, k\Omega = 3 \times 10^3\, \Omega$,और $V_{CE} = 0\, V$.
$10 = I_C (3 \times 10^3) + 0$
$I_C = \frac{10}{3 \times 10^3} = 3.33 \times 10^{-3}\, A = 3.33\, mA = 3333\, \mu A$
धारा लाभ (current gain) $\beta$ की गणना:
$\beta = \frac{I_C}{I_B} = \frac{3.33 \times 10^{-3}}{25 \times 10^{-6}} = \frac{3333}{25} = 133.32$

(N/A) चित्र $(2)$ में दिए गए ग्राफ से, ऑपरेटिंग बिंदु $Q$ के लिए, $I_B = 30 \, \mu A$, $I_C = 4 \, mA = 4 \times 10^{-3} \, A$, और $V_{CE} = 8 \, V$ है।
आउटपुट सर्किट के लिए:
$V_{CC} = I_C R_C + V_{CE}$
$16 = (4 \times 10^{-3}) R_C + 8$
$R_C = \frac{8}{4 \times 10^{-3}} = 2 \times 10^3 \, \Omega = 2 \, k\Omega$.
इनपुट सर्किट के लिए:
$V_{BB} = I_B R_B + V_{BE}$
$16 = (30 \times 10^{-6}) R_B + 0.7$
$R_B = \frac{15.3}{30 \times 10^{-6}} = 0.51 \times 10^6 \, \Omega = 510 \, k\Omega$.
वोल्टेज गेन $A_V = \beta \frac{R_C}{R_{in}}$। इनपुट प्रतिरोध $R_{in} \approx \frac{V_{BE}}{I_B} = \frac{0.7}{30 \times 10^{-6}} \approx 23.33 \, k\Omega$ मानते हुए।
$A_V = \left( \frac{I_C}{I_B} \right) \left( \frac{R_C}{R_{in}} \right) = \left( \frac{4 \times 10^{-3}}{30 \times 10^{-6}} \right) \left( \frac{2000}{23333} \right) \approx 133.33 \times 0.0857 \approx 11.43$.
पावर गेन $A_P = A_V \times \beta = 11.43 \times 133.33 \approx 1524$.

(C) $AC$ करंट गेन $\beta_{ac}$ को स्थिर कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज $V_{CE}$ पर कलेक्टर करंट में परिवर्तन $\Delta I_{C}$ और बेस करंट में परिवर्तन $\Delta I_{B}$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
ग्राफ से,$V_{CE} = 10\, V$ पर,कलेक्टर करंट $I_{C} = 4.0\, mA$ बेस करंट $I_{B} = 30\, \mu A$ के अनुरूप है।
इस ऑपरेटिंग पॉइंट के आसपास $\beta_{ac}$ ज्ञात करने के लिए,हम $I_{B} = 20\, \mu A$ और $I_{B} = 40\, \mu A$ के लिए निकटवर्ती वक्रों पर विचार करते हैं।
$V_{CE} = 10\, V$ पर:
$I_{B} = 20\, \mu A$ के लिए,$I_{C} = 3.0\, mA$ है।
$I_{B} = 40\, \mu A$ के लिए,$I_{C} = 6.0\, mA$ है।
अतः,बेस करंट में परिवर्तन $\Delta I_{B} = 40\, \mu A - 20\, \mu A = 20\, \mu A = 20 \times 10^{-6}\, A$ है।
कलेक्टर करंट में परिवर्तन $\Delta I_{C} = 6.0\, mA - 3.0\, mA = 3.0\, mA = 3.0 \times 10^{-3}\, A$ है।
$AC$ करंट गेन $\beta_{ac} = \frac{\Delta I_{C}}{\Delta I_{B}} = \frac{3.0 \times 10^{-3}}{20 \times 10^{-6}} = \frac{3000}{20} = 150$।

(A) प्रभावी ट्रांजिस्टर क्रिया के लिए,आधार क्षेत्र का बहुत पतला और हल्के ढंग से डोप किया हुआ होना आवश्यक है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि उत्सर्जक से इंजेक्ट किए गए अधिकांश आवेश वाहक आधार में पुनर्संयोजन (recombination) के बिना संग्राहक तक पहुँच सकें।

(D) लोड प्रतिरोध $R_C$ के पार वोल्टेज ड्रॉप ओम के नियम के अनुसार इस प्रकार दिया जाता है:
$V_L = I_C \times R_C$
यहाँ वोल्टेज ड्रॉप $V_L = 0.8 \; V$ और लोड प्रतिरोध $R_C = 800 \; \Omega$ दिया गया है।
इन मानों को समीकरण में रखने पर:
$0.8 \; V = I_C \times 800 \; \Omega$
$I_C = \frac{0.8}{800} \; A$
$I_C = 0.001 \; A$
चूंकि $1 \; A = 1000 \; mA$,इसलिए:
$I_C = 0.001 \times 1000 \; mA = 1 \; mA$.
अतः,कलेक्टर धारा $1 \; mA$ है।

(C) संतृप्ति क्षेत्र में, कलेक्टर-उत्सर्जक वोल्टेज $V_{CE}$ लगभग $0 \, V$ होता है।
आउटपुट लूप सर्किट से:
$V_{CC} = I_C R_{out} + V_{CE}$
चूंकि संतृप्ति पर $V_{CE} = 0 \, V$ है:
$3 = I_C (200)$
$I_C = \frac{3}{200} = 0.015 \, A = 15 \, mA$
संबंध $\beta = \frac{I_C}{I_B}$ का उपयोग करके, हम संतृप्ति के लिए आवश्यक आधार धारा $I_B$ ज्ञात करते हैं:
$I_B = \frac{I_C}{\beta} = \frac{15 \times 10^{-3}}{200} = 75 \times 10^{-6} \, A = 75 \, \mu A$
अब, इनपुट लूप पर किरचॉफ का वोल्टेज नियम $(KVL)$ लागू करने पर:
$V_{BB} = I_B R_{in} + V_{BE}$
$V_{BB} = (75 \times 10^{-6} \, A)(100 \times 10^3 \, \Omega) + 0.7 \, V$
$V_{BB} = 7.5 \, V + 0.7 \, V = 8.2 \, V$
अतः, $V_{BB}$ का आवश्यक मान $8.2 \, V$ है।

(B) कॉमन एमिटर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $A_v$ आउटपुट वोल्टेज और इनपुट वोल्टेज के अनुपात के रूप में परिभाषित होता है।
इसकी गणना निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके की जाती है:
$A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i}$
दिया गया है:
इनपुट प्रतिरोध $R_i = 3 \, \Omega$
लोड प्रतिरोध $R_L = 24 \, \Omega$
करंट गेन $\beta = 0.6$
सूत्र में मान रखने पर:
$A_v = 0.6 \times \frac{24}{3}$
$A_v = 0.6 \times 8$
$A_v = 4.8$
अतः,वोल्टेज गेन $4.8$ है।

(B) कॉमन एमिटर एम्पलीफायर का पावर गेन $(A_p)$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है: $A_p = \beta^2 \times \frac{R_o}{R_i}$, जहाँ $\beta$ करंट गेन है, $R_o$ आउटपुट प्रतिरोध है, और $R_i$ इनपुट प्रतिरोध है।
दिया गया है: $A_p = 10^6$, $R_i = 100\, \Omega$, और $R_o = 10\, k\Omega = 10^4\, \Omega$.
सूत्र में मान रखने पर:
$10^6 = \beta^2 \times \frac{10^4}{10^2}$
$10^6 = \beta^2 \times 10^2$
$\beta^2 = \frac{10^6}{10^2} = 10^4$
$\beta = \sqrt{10^4} = 100$.
अतः, कॉमन एमिटर करंट गेन $\beta$ का मान $100$ है।

(D) धारा लाभ $\alpha$ को कलेक्टर धारा $(I_{C})$ और उत्सर्जक धारा $(I_{E})$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है: $\alpha = \frac{I_{C}}{I_{E}}$.
धारा लाभ $\beta$ को कलेक्टर धारा $(I_{C})$ और आधार धारा $(I_{B})$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है: $\beta = \frac{I_{C}}{I_{B}}$.
ट्रांजिस्टर के लिए किरचॉफ के धारा नियम के अनुसार,उत्सर्जक धारा आधार और कलेक्टर धाराओं का योग होती है: $I_{E} = I_{B} + I_{C}$.
$\alpha$ के व्यंजक में $I_{E}$ का मान रखने पर: $\alpha = \frac{I_{C}}{I_{B} + I_{C}}$.
अंश और हर को $I_{C}$ से विभाजित करने पर: $\alpha = \frac{1}{\frac{I_{B}}{I_{C}} + 1}$.
चूंकि $\frac{1}{\beta} = \frac{I_{B}}{I_{C}}$,इसलिए इस मान को समीकरण में रखने पर: $\alpha = \frac{1}{\frac{1}{\beta} + 1} = \frac{1}{\frac{1+\beta}{\beta}} = \frac{\beta}{1+\beta}$.
अतः,सही संबंध $\alpha = \frac{\beta}{1+\beta}$ है।

(A) कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन के लिए करंट गेन $\beta$ को स्थिर कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज $V_{CE}$ पर कलेक्टर करंट में परिवर्तन $\Delta I_C$ और बेस करंट में परिवर्तन $\Delta I_B$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$
दिए गए ग्राफ से,आइए दो वक्रों के बीच के परिवर्तन पर विचार करें,उदाहरण के लिए,एक्टिव रीजन में $I_B = 10 \ \mu A$ से $I_B = 20 \ \mu A$ तक।
$I_B = 10 \ \mu A$ पर,कलेक्टर करंट $I_C = 2 \ mA = 2 \times 10^{-3} \ A$ है।
$I_B = 20 \ \mu A$ पर,कलेक्टर करंट $I_C = 4 \ mA = 4 \times 10^{-3} \ A$ है।
इसलिए,$\Delta I_C = (4 - 2) \ mA = 2 \ mA = 2 \times 10^{-3} \ A$ है।
और $\Delta I_B = (20 - 10) \ \mu A = 10 \ \mu A = 10 \times 10^{-6} \ A$ है।
अब,करंट गेन की गणना करते हुए:
$\beta = \frac{2 \times 10^{-3}}{10 \times 10^{-6}} = \frac{2}{10} \times 10^3 = 0.2 \times 1000 = 200$ है।
अतः,अनुमानित करंट गेन $200$ है।

(A) उत्सर्जक धारा $(I_E)$,संग्राहक धारा $(I_C)$ और आधार धारा $(I_B)$ के बीच संबंध $I_E = I_C + I_B$ है।
छोटे परिवर्तनों के लिए,इसे $\Delta I_E = \Delta I_C + \Delta I_B$ के रूप में लिखा जा सकता है।
दिया गया है कि $\Delta I_E = 4\, mA$ और $\Delta I_C = 3.5\, mA$,इसलिए आधार धारा में परिवर्तन:
$\Delta I_B = \Delta I_E - \Delta I_C = 4\, mA - 3.5\, mA = 0.5\, mA$।
धारा लाभ $\beta$ को संग्राहक धारा में परिवर्तन और आधार धारा में परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है:
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B} = \frac{3.5\, mA}{0.5\, mA} = 7$।
अतः,$\beta$ का मान $7$ है।

(A) कथन $I$ गलत है क्योंकि ट्रांजिस्टर एक एकल क्रिस्टल उपकरण है जिसमें विशिष्ट डोपिंग प्रोफाइल और क्षेत्र (एमिटर,बेस,कलेक्टर) होते हैं। दो $PN$ जंक्शन डायोड को बैक-टू-बैक जोड़ने से एक कार्यात्मक ट्रांजिस्टर नहीं बनता है क्योंकि इसमें मोनोलिथिक ट्रांजिस्टर संरचना में निहित आवश्यक चार्ज कैरियर इंजेक्शन और नियंत्रण तंत्र का अभाव होता है।
कथन $II$ सही है। कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन के लिए करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर $\beta$ (या $h_{fe}$) को कलेक्टर करंट $(i_c)$ और बेस करंट $(i_b)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है,जिसे $\beta = \frac{i_c}{i_b}$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।

(D) $CE$ ट्रांजिस्टर का एक्टिव क्षेत्र वह रैखिक क्षेत्र है जहाँ आउटपुट करंट इनपुट करंट के सीधे समानुपाती होता है। यह रैखिकता इसे ट्रांजिस्टर को एम्पलीफायर के रूप में संचालित करने के लिए सबसे उपयुक्त क्षेत्र बनाती है।

(B) दिया गया है: $\alpha = \frac{I_{C}}{I_{E}}$ और $\beta = \frac{I_{C}}{I_{B}}$.
हम जानते हैं कि उत्सर्जक धारा (emitter current),संग्राहक धारा (collector current) और आधार धारा (base current) का योग होती है: $I_{E} = I_{C} + I_{B}$.
$\alpha$ के व्यंजक में $I_{E}$ का मान रखने पर:
$\alpha = \frac{I_{C}}{I_{C} + I_{B}}$.
अंश और हर को $I_{B}$ से विभाजित करने पर:
$\alpha = \frac{I_{C}/I_{B}}{(I_{C}/I_{B}) + (I_{B}/I_{B})} = \frac{\beta}{\beta + 1}$.
अब,$\beta$ के लिए समीकरण को व्यवस्थित करने पर:
$\alpha(\beta + 1) = \beta$
$\alpha \beta + \alpha = \beta$
$\alpha = \beta - \alpha \beta$
$\alpha = \beta(1 - \alpha)$
$\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$.

(C) दिया गया है:
कलेक्टर प्रतिरोध $R_C = 1000 \, \Omega$
कलेक्टर प्रतिरोध पर वोल्टेज ड्रॉप $\Delta V_C = 0.6 \, V$
करंट गेन $\beta = 24$
ओम के नियम के अनुसार कलेक्टर करंट $I_C$:
$I_C = \frac{\Delta V_C}{R_C} = \frac{0.6 \, V}{1000 \, \Omega} = 0.6 \times 10^{-3} \, A = 6 \times 10^{-4} \, A$
कलेक्टर करंट $I_C$ और बेस करंट $I_B$ के बीच संबंध:
$I_C = \beta \times I_B$
अतः,बेस करंट $I_B$:
$I_B = \frac{I_C}{\beta} = \frac{6 \times 10^{-4} \, A}{24} = 0.25 \times 10^{-4} \, A$
माइक्रोएम्पियर $(\mu A)$ में बदलने पर:
$I_B = 0.25 \times 10^{-4} \times 10^6 \, \mu A = 25 \, \mu A$.

(B) इनपुट प्रतिरोध $r_i$ की गणना बेस-एमिटर वोल्टेज में परिवर्तन और बेस करंट में परिवर्तन के अनुपात के रूप में की जाती है:
$r_i = \frac{\Delta V_{BE}}{\Delta I_B} = \frac{10 \, mV}{10 \, \mu A} = \frac{10 \times 10^{-3} \, V}{10 \times 10^{-6} \, A} = 1000 \, \Omega = 1 \, k\Omega$.
करंट गेन $\beta$ कलेक्टर करंट में परिवर्तन और बेस करंट में परिवर्तन का अनुपात है:
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B} = \frac{1.5 \, mA}{10 \, \mu A} = \frac{1.5 \times 10^{-3} \, A}{10 \times 10^{-6} \, A} = 150$.
कॉमन-एमिटर एम्पलीफायर के लिए वोल्टेज गेन $A_V$, करंट गेन और लोड प्रतिरोध $R_L$ तथा इनपुट प्रतिरोध $r_i$ के अनुपात का गुणनफल होता है:
$A_V = \beta \times \frac{R_L}{r_i} = 150 \times \frac{5000 \, \Omega}{1000 \, \Omega} = 150 \times 5 = 750$.

(D) वोल्टेज गेन $A_v$,करंट गेन $\beta$ और रेजिस्टेंस गेन का गुणनफल होता है।
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B} = \frac{(15 - 5) \times 10^{-3} \text{ A}}{(300 - 100) \times 10^{-6} \text{ A}} = \frac{10 \times 10^{-3}}{200 \times 10^{-6}} = 50$.
वोल्टेज गेन $A_v = \beta \times \frac{R_o}{R_i} = 50 \times \frac{60 \ \Omega}{200 \ \Omega} = 50 \times 0.3 = 15$.

(D) एक ट्रांजिस्टर दो अवस्थाओं के बीच टॉगल करके स्विच के रूप में कार्य करता है: $Cut-off$ अवस्था और $Saturation$ अवस्था।
$Cut-off$ अवस्था में,ट्रांजिस्टर $OFF$ होता है (कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है)।
$Saturation$ अवस्था में,ट्रांजिस्टर $ON$ होता है (अधिकतम धारा प्रवाहित होती है)।
इसलिए,स्विच के रूप में कार्य करने के लिए,इसे $Saturation$ और $Cut-off$ दोनों अवस्थाओं में संचालित किया जाना चाहिए।

(A) ट्रांजिस्टर में,धारा का प्रवाह आवेश वाहकों द्वारा होता है। $n-p-n$ ट्रांजिस्टर में,बहुसंख्यक आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं,जबकि $p-n-p$ ट्रांजिस्टर में,बहुसंख्यक आवेश वाहक होल होते हैं।
इलेक्ट्रॉनों की गतिशीलता होल की तुलना में अधिक होती है क्योंकि वे हल्के होते हैं और क्रिस्टल जाली के साथ कम परस्पर क्रिया करते हैं।
इस उच्च गतिशीलता के कारण,इलेक्ट्रॉन आधार क्षेत्र (base region) से तेजी से गुजर सकते हैं,जो $p-n-p$ ट्रांजिस्टर की तुलना में $n-p-n$ ट्रांजिस्टर में उच्च धारा चालन की अनुमति देता है।
इसलिए,अभिकथन $A$ और कारण $R$ दोनों सत्य हैं,और $R$,$A$ की सही व्याख्या है।

(A) दिया गया है: बेस करंट में परिवर्तन $\Delta i_{B} = 100 \,\mu A = 100 \times 10^{-6} \,A = 0.1 \,mA$.
कलेक्टर करंट में परिवर्तन $\Delta i_{C} = 10 \,mA$.
लोड प्रतिरोध $R_{L} = 2 \,k \Omega = 2000 \,\Omega$.
इनपुट प्रतिरोध $R_{in} = 1 \,k \Omega = 1000 \,\Omega$.
सबसे पहले, करंट गेन $\beta$ की गणना करें:
$\beta = \frac{\Delta i_{C}}{\Delta i_{B}} = \frac{10 \,mA}{0.1 \,mA} = 100$.
पावर गेन $A_{P}$ का सूत्र इस प्रकार है:
$A_{P} = \beta^{2} \times \frac{R_{L}}{R_{in}}$.
मान रखने पर:
$A_{P} = (100)^{2} \times \frac{2000 \,\Omega}{1000 \,\Omega} = 10000 \times 2 = 20000$.
$A_{P} = 2 \times 10^{4}$.
इसे $x \times 10^{4}$ के साथ तुलना करने पर, हमें $x = 2$ प्राप्त होता है।

(B) $CE$ विन्यास में धारा लाभ $\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$ द्वारा दिया जाता है।
ग्राफ से,हम कलेक्टर धारा में परिवर्तन $\Delta I_C$ और आधार धारा में परिवर्तन $\Delta I_B$ की गणना करने के लिए दो बिंदु चुन सकते हैं।
आइए बिंदु $(I_B = 100\,\mu A, I_C = 5\,mA)$ और $(I_B = 200\,\mu A, I_C = 10\,mA)$ लें।
$\Delta I_C = (10 - 5)\,mA = 5\,mA = 5 \times 10^{-3}\,A$.
$\Delta I_B = (200 - 100)\,\mu A = 100\,\mu A = 100 \times 10^{-6}\,A$.
अतः,$\beta = \frac{5 \times 10^{-3}}{100 \times 10^{-6}} = \frac{5000}{100} = 50$.
वोल्टेज लाभ $A_V = \beta \times \frac{R_C}{R_{in}}$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ $R_C = 2\,k\Omega$ और $R_{in} = 0.50\,k\Omega$ दिया गया है।
$A_V = 50 \times \frac{2\,k\Omega}{0.50\,k\Omega} = 50 \times 4 = 200$.

(B) स्मॉल सिग्नल करंट गेन (करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर) $\beta_{ac}$ को नियत कलेक्टर-उत्सर्जक वोल्टेज $(V_{CE})$ पर कलेक्टर करंट में परिवर्तन और आधार करंट में परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया है:
कलेक्टर करंट में परिवर्तन,$\Delta I_C = 6\,mA - 4\,mA = 2\,mA = 2 \times 10^{-3}\,A$
आधार करंट में परिवर्तन,$\Delta I_B = 25\,\mu A - 20\,\mu A = 5\,\mu A = 5 \times 10^{-6}\,A$
करंट गेन का सूत्र है:
$\beta_{ac} = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$
मान रखने पर:
$\beta_{ac} = \frac{2 \times 10^{-3}}{5 \times 10^{-6}}$
$\beta_{ac} = \frac{2}{5} \times 10^3$
$\beta_{ac} = 0.4 \times 1000 = 400$
अतः,करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर $400$ है।

(B) कॉमन एमिटर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $A_v$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$A_v = \frac{v_{\text{out}}}{v_{\text{in}}} = \beta \frac{R_{\text{out}}}{R_{\text{in}}}$
दिया गया है:
$\beta = 100$
$R_{\text{in}} = 1 \text{ k}\Omega = 10^3 \, \Omega$
$R_{\text{out}} = 10 \text{ k}\Omega = 10^4 \, \Omega$
$v_{\text{in}} = 1 \text{ mV} = 10^{-3} \, \text{V}$
मान रखने पर:
$v_{\text{out}} = v_{\text{in}} \times \beta \times \frac{R_{\text{out}}}{R_{\text{in}}}$
$v_{\text{out}} = 10^{-3} \times 100 \times \frac{10 \times 10^3}{1 \times 10^3}$
$v_{\text{out}} = 10^{-3} \times 100 \times 10$
$v_{\text{out}} = 1 \, \text{V}$

(B) ट्रांजिस्टर का पावर गेन, करंट गेन और वोल्टेज गेन के गुणनफल के रूप में परिभाषित होता है।
कॉमन एमिटर $(CE)$ विन्यास में, करंट गेन $(\beta)$ और वोल्टेज गेन दोनों काफी अधिक होते हैं।
कॉमन बेस $(CB)$ विन्यास में, करंट गेन $(\alpha)$ का मान $1$ से कम होता है, जिसके परिणामस्वरूप पावर गेन कम होता है।
कॉमन कलेक्टर $(CC)$ विन्यास में, वोल्टेज गेन $1$ से कम होता है, जिससे $CE$ विन्यास की तुलना में पावर गेन कम प्राप्त होता है।
इसलिए, कॉमन एमिटर विन्यास में पावर गेन सबसे अधिक होता है।

(C) एक ट्रांजिस्टर में,बेस को बहुत पतला और हल्का डोप किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि एमिटर से बेस में इंजेक्ट किए गए अधिकांश चार्ज कैरियर कलेक्टर तक पहुंच सकें।
यदि बेस को भारी रूप से डोप किया जाता,तो बेस में मेजॉरिटी चार्ज कैरियर की संख्या अधिक होती।
इससे एमिटर से आने वाले चार्ज कैरियर और बेस के मेजॉरिटी चार्ज कैरियर के बीच पुनर्संयोजन (recombination) की दर बढ़ जाती।
बेस को हल्का डोप रखने से,पुनर्संयोजन की दर काफी कम हो जाती है,जिससे अधिकांश चार्ज कैरियर कलेक्टर तक पहुंच पाते हैं,जिससे ट्रांजिस्टर का करंट गेन बढ़ जाता है।

(D) कॉमन एमिटर $(CE)$ कॉन्फ़िगरेशन में करंट गेन $\beta$ को कलेक्टर करंट में परिवर्तन $(\Delta I_C)$ और बेस करंट में परिवर्तन $(\Delta I_B)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया है:
बेस करंट में परिवर्तन,$\Delta I_B = 200 \ \mu A - 100 \ \mu A = 100 \ \mu A = 100 \times 10^{-6} \ A$.
कलेक्टर करंट में परिवर्तन,$\Delta I_C = 16.5 \ mA - 9 \ mA = 7.5 \ mA = 7.5 \times 10^{-3} \ A$.
सूत्र का उपयोग करते हुए:
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$
मान रखने पर:
$\beta = \frac{7.5 \times 10^{-3} \ A}{100 \times 10^{-6} \ A}$
$\beta = \frac{7.5 \times 10^{-3}}{10^{-4}}$
$\beta = 7.5 \times 10^{1} = 75$.
अतः,करंट गेन $\beta$ का मान $75$ है।

(D) कॉमन एमिटर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $A_v = 1000$ दिया गया है।
कॉमन एमिटर एम्पलीफायर में इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच $\pi$ रेडियन $(180^{\circ})$ का फेज शिफ्ट होता है।
इनपुट सिग्नल $v_i = (0.004 \, V) \sin(\omega t + \pi/2)$ है।
आउटपुट सिग्नल का आयाम $V_0 = A_v \times V_i = 1000 \times 0.004 \, V = 4 \, V$ होगा।
$\pi$ के फेज शिफ्ट के कारण,आउटपुट सिग्नल $v_o = 4 \sin(\omega t + \pi/2 + \pi) = 4 \sin(\omega t + 3\pi/2)$ होगा।
चूंकि $\sin(\theta + 3\pi/2) = -\cos(\theta) = \sin(\theta - \pi/2)$,इसलिए आउटपुट सिग्नल $v_o = 4 \sin(\omega t - \pi/2) \, V$ होगा।

(C) कॉमन बेस $(CB)$ कॉन्फ़िगरेशन में,करंट गेन $\alpha$ को कलेक्टर करंट में परिवर्तन $(\Delta I_C)$ और एमिटर करंट में परिवर्तन $(\Delta I_E)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$\alpha = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_E}$
दिया गया है:
$\alpha = 0.98$
$\Delta I_E = 5.00 \,mA$
कलेक्टर करंट में परिवर्तन $(\Delta I_C)$ ज्ञात करने के लिए:
$\Delta I_C = \alpha \times \Delta I_E$
$\Delta I_C = 0.98 \times 5.00 \,mA$
$\Delta I_C = 4.90 \,mA$
अतः,कलेक्टर करंट में परिवर्तन $4.9 \,mA$ है।

(D) एम्पलीफायर का पावर गेन $(A_p)$,वोल्टेज गेन $(A_v)$ और करंट गेन $(A_i)$ के गुणनफल के रूप में परिभाषित होता है।
गणितीय रूप से,$A_p = A_v \times A_i$.
दिया गया है:
पावर गेन $(A_p)$ = $7.5$
वोल्टेज गेन $(A_v)$ = $2.5$
सूत्र में मान रखने पर:
$7.5 = 2.5 \times A_i$
$A_i = \frac{7.5}{2.5} = 3$.
अतः,करंट गेन का मान $3$ है।

(A) दिया गया है:
इनपुट प्रतिरोध $R_i = 2 \, k\Omega = 2 \times 10^3 \, \Omega$.
$A$.$C$. करंट गेन $\beta = 20$.
लोड प्रतिरोध $R_L = 5 \, k\Omega$.
ट्रांजिस्टर का ट्रांसकंडक्टेंस $g_m$,आउटपुट करंट में परिवर्तन और इनपुट वोल्टेज में परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित होता है,जिसे निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$g_m = \frac{\beta}{R_i}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$g_m = \frac{20}{2 \times 10^3 \, \Omega}$
$g_m = 10 \times 10^{-3} \, \Omega^{-1}$
$g_m = 0.01 \, \Omega^{-1}$
अतः,ट्रांसकंडक्टेंस $0.01 \, \Omega^{-1}$ है।

(C) ट्रांजिस्टर में उत्सर्जक धारा $(\Delta I_E)$,संग्राहक धारा $(\Delta I_C)$ और आधार धारा $(\Delta I_B)$ के बीच संबंध निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया जाता है:
$\Delta I_E = \Delta I_C + \Delta I_B$
दिया गया है:
$\Delta I_E = 7.89 \, mA$
$\Delta I_C = 7.8 \, mA$
समीकरण में मान रखने पर:
$7.89 \, mA = 7.8 \, mA + \Delta I_B$
$\Delta I_B = 7.89 \, mA - 7.8 \, mA$
$\Delta I_B = 0.09 \, mA$
अतः,आधार धारा में आवश्यक परिवर्तन $0.09 \, mA$ है।

(B) दिया गया है:
$\text{धारा }\, \text{प्रवर्धन }\, \text{गुणांक }\, (\beta) = 60$
$\text{इनपुट }\, \text{प्रतिरोध }\, (R_i) = 1 \, k\Omega = 1000 \, \Omega$
ट्रांजिस्टर का ट्रांसकंडक्टेंस $(g_m)$ धारा प्रवर्धन गुणांक और इनपुट प्रतिरोध के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है:
$g_m = \frac{\beta}{R_i}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$g_m = \frac{60}{1000} \, \Omega^{-1}$
$g_m = 0.06 \, S = 6 \times 10^{-2} \, S$
अतः, ट्रांसकंडक्टेंस $6 \times 10^{-2} \, SI \, \text{इकाइयों}$ में है।

(A) कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $(A_v)$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i}$
जहाँ $\beta$ करंट गेन है,$R_L$ लोड प्रतिरोध है,और $R_i$ इनपुट प्रतिरोध है।
दिया गया है:
$\beta = 50$
$R_L = 9 \, k\Omega = 9000 \, \Omega$
$R_i = 500 \, \Omega$
सूत्र में मान रखने पर:
$A_v = 50 \times \frac{9000}{500}$
$A_v = 50 \times 18$
$A_v = 900$
अतः,एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $900$ है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
ट्रांजिस्टर तीन टर्मिनल वाला एक अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग प्रवर्धन (amplification) और स्विचिंग के लिए किया जाता है। इसे एम्पलीफायर,ऑसिलेटर या मॉड्यूलेटर के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
रेक्टिफायर एक ऐसा उपकरण है जो प्रत्यावर्ती धारा $(AC)$ को दिष्ट धारा $(DC)$ में परिवर्तित करता है। रेक्टिफिकेशन आमतौर पर $P-N$ जंक्शन डायोड का उपयोग करके किया जाता है,ट्रांजिस्टर का नहीं। इसलिए,ट्रांजिस्टर का उपयोग रेक्टिफायर के रूप में नहीं किया जा सकता है।

(B) कॉमन एमिटर $(CE)$ एम्पलीफायर का पावर गेन $(A_p)$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$A_p = \beta^2 \times \frac{R_L}{R_i}$
जहाँ:
$\beta = 6$ (करंट गेन)
$R_L = 24 \, k\Omega$ (लोड प्रतिरोध)
$R_i = 3 \, k\Omega$ (इनपुट प्रतिरोध)
सूत्र में मान रखने पर:
$A_p = (6)^2 \times \left( \frac{24 \, k\Omega}{3 \, k\Omega} \right)$
$A_p = 36 \times 8$
$A_p = 288$
अतः,पावर गेन $288$ है।

(B) दिया गया है:
कॉमन बेस करंट गेन $\alpha = 0.99$
लोड प्रतिरोध $R_L = 4.5 \, k\Omega = 4500 \, \Omega$
डायनेमिक इनपुट प्रतिरोध $R_i = 50 \, \Omega$
कॉमन बेस एम्पलीफायर के लिए वोल्टेज गेन $A_v$ का सूत्र इस प्रकार है:
$A_v = \alpha \cdot \frac{R_L}{R_i}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$A_v = 0.99 \times \frac{4500}{50}$
$A_v = 0.99 \times 90$
$A_v = 89.1$
अतः,एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $89.1$ होगा।

(B) दिया गया है: $\beta = 50$,$I_B = 40 \, \mu A = 40 \times 10^{-6} \, A$,$V_{CC} = 10 \, V$,$R_C = 2 \, k\Omega = 2000 \, \Omega$.
चरण $1$: कलेक्टर धारा $I_C$ की गणना करें।
$I_C = \beta \times I_B = 50 \times 40 \times 10^{-6} \, A = 2000 \times 10^{-6} \, A = 2 \times 10^{-3} \, A = 2 \, mA$.
चरण $2$: आउटपुट लूप के लिए किरचॉफ का वोल्टेज नियम लागू करें।
$V_{CE} = V_{CC} - I_C R_C$.
चरण $3$: मान प्रतिस्थापित करें।
$V_{CE} = 10 \, V - (2 \times 10^{-3} \, A) \times (2000 \, \Omega) = 10 \, V - 4 \, V = 6 \, V$.
अतः,कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज $V_{CE}$ का मान $6 \, V$ है।

(B) दिए गए परिपथ आरेख में,ट्रांजिस्टर का एमिटर टर्मिनल सीधे ग्राउंड से जुड़ा हुआ है।
चूंकि एमिटर टर्मिनल इनपुट (बेस-एमिटर) और आउटपुट (कलेक्टर-एमिटर) दोनों परिपथों के लिए सामान्य है,इसलिए इस विन्यास को कॉमन एमिटर विन्यास के रूप में जाना जाता है।

(C) जब एम्पलीफायरों को श्रेणीक्रम (series) में जोड़ा जाता है,तो कुल वोल्टेज गेन $(A_v)$ प्रत्येक एम्पलीफायर के व्यक्तिगत वोल्टेज गेन का गुणनफल होता है।
यहाँ $3$ एम्पलीफायर दिए गए हैं,जिनमें से प्रत्येक का वोल्टेज गेन $A_1 = 10$,$A_2 = 10$,और $A_3 = 10$ है।
परिणामी गेन $A_{total} = A_1 \times A_2 \times A_3$ होगा।
$A_{total} = 10 \times 10 \times 10 = 1000$।
अतः,परिणामी गेन $1000$ है।

(A) दिया गया है: करंट गेन $\beta = 50$,लोड प्रतिरोध $R_C = 5 \, k\Omega = 5000 \, \Omega$,लोड पर वोल्टेज $V_C = 5 \, V$.
सबसे पहले,ओम के नियम का उपयोग करके कलेक्टर करंट $I_C$ की गणना करें:
$I_C = \frac{V_C}{R_C} = \frac{5 \, V}{5000 \, \Omega} = 1 \times 10^{-3} \, A = 1 \, mA$.
अब,बेस करंट $I_B$ ज्ञात करने के लिए करंट गेन $\beta$ के संबंध का उपयोग करें:
$\beta = \frac{I_C}{I_B} \implies I_B = \frac{I_C}{\beta}$.
मान रखने पर:
$I_B = \frac{1 \, mA}{50} = 0.02 \, mA$.
अतः,बेस करंट $0.02 \, mA$ है।

(A) आउटपुट $ac$ वोल्टेज $V_{out} = 2.0\,V$ है। कलेक्टर प्रतिरोध $R_C = 2.0\,k\Omega = 2000\,\Omega$ है।
$ac$ कलेक्टर करंट $i_C = V_{out} / R_C = 2.0\,V / 2000\,\Omega = 1.0\,mA$ है।
सिग्नल बेस करंट $i_B = i_C / \beta = 1.0\,mA / 100 = 0.010\,mA$ है।
$dc$ बेस करंट $I_B$ सिग्नल करंट का $10$ गुना है: $I_B = 10 \times 0.010\,mA = 0.10\,mA$।
बेस सर्किट समीकरण $V_{BB} = I_B R_B + V_{BE}$ का उपयोग करते हुए,हम मानक बेस-एमिटर वोल्टेज $V_{BE} = 0.6\,V$ मानते हैं।
$R_B = (V_{BB} - V_{BE}) / I_B = (2.0\,V - 0.6\,V) / 0.10\,mA = 1.4\,V / 0.10\,mA = 14\,k\Omega$।

(B) दिया गया है:
करंट गेन $(\beta)$ = $62$
कलेक्टर प्रतिरोध $(R_C)$ = $5\,k\Omega = 5000\,\Omega$
इनपुट प्रतिरोध $(R_{in})$ = $500\,\Omega$
इनपुट वोल्टेज $(V_{in})$ = $0.01\,V$
कॉमन एमिटर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $(A_v)$ इस प्रकार है:
$A_v = \beta \times \frac{R_C}{R_{in}}$
$A_v = 62 \times \frac{5000}{500} = 62 \times 10 = 620$
आउटपुट वोल्टेज $(V_o)$ इस प्रकार है:
$V_o = A_v \times V_{in}$
$V_o = 620 \times 0.01\,V = 6.2\,V$
अतः,आउटपुट वोल्टेज $6.2\,V$ है।

(A) कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $(A_v)$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है: $A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_{in}}$, जहाँ $\beta$ करंट गेन है, $R_L$ लोड प्रतिरोध है, और $R_{in}$ इनपुट प्रतिरोध है।
दिया गया है: $\beta = 50$, $R_L = 5 \, k\Omega = 5000 \, \Omega$, और इनपुट पीक वोल्टेज $V_{in} = 5 \, mV = 0.005 \, V$.
यह मानते हुए कि इनपुट प्रतिरोध $R_{in} = 1 \, k\Omega$ है (जैसा कि दिए गए संदर्भ में अनुपात द्वारा सूचित किया गया है), वोल्टेज गेन की गणना इस प्रकार की जाती है:
$A_v = 50 \times \frac{5 \, k\Omega}{1 \, k\Omega} = 50 \times 5 = 250$.