Junction Transistor Questions in Hindi

(C) कथन $I$ गलत है क्योंकि एक ट्रांजिस्टर में,तीनों क्षेत्रों में डोपिंग का स्तर अलग-अलग होता है। उत्सर्जक (emitter) भारी डोप्ड होता है,आधार (base) हल्का डोप्ड होता है और संग्राहक (collector) मध्यम डोप्ड होता है।
कथन $II$ सही है क्योंकि संग्राहक को सबसे बड़ा (मोटा) बनाया जाता है ताकि संचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी को नष्ट किया जा सके,और आधार को बहुत पतला बनाया जाता है ताकि उत्सर्जक से आने वाले अधिकांश आवेश वाहक (charge carriers) संग्राहक तक पहुँच सकें।
इसलिए,कथन $I$ गलत है और कथन $II$ सही है।

(C) दी गई कलेक्टर धारा $I_C = 24\,mA$ है।
धारा लाभ $\alpha$,कलेक्टर धारा और एमिटर धारा का अनुपात है,जो $80\% = 0.8$ दिया गया है।
हम जानते हैं कि $I_C = \alpha I_E$,इसलिए $I_E = \frac{I_C}{\alpha}$।
मान रखने पर: $I_E = \frac{24\,mA}{0.8} = 30\,mA$।
ट्रांजिस्टर के लिए किरचॉफ के धारा नियम के अनुसार,$I_E = I_B + I_C$,इसलिए $I_B = I_E - I_C$।
$I_B = 30\,mA - 24\,mA = 6\,mA$।
$n-p-n$ ट्रांजिस्टर में,एमिटर धारा ट्रांजिस्टर में प्रवेश करती है,जबकि कलेक्टर और बेस धाराएं ट्रांजिस्टर से बाहर निकलती हैं। हालाँकि,प्रश्न बेस धारा के परिमाण और बेस टर्मिनल के सापेक्ष दिशा के बारे में पूछता है। चूंकि $I_E = I_B + I_C$,इसलिए बेस धारा $I_B$ आवेश वाहकों के पुनर्संयोजन की भरपाई के लिए बेस क्षेत्र में प्रवेश करती है। अतः,धारा $6\,mA$ है और यह बेस में प्रवेश करती है।

(D) इनपुट सर्किट में,बेस-एमिटर लूप के लिए किरचॉफ के वोल्टेज नियम $(KVL)$ को लागू करने पर:
$V_{BB} - I_b R_b - V_{BE} = 0$
मान लीजिए कि ट्रांजिस्टर सक्रिय क्षेत्र (active region) में है और $V_{BE} \approx 0.7 \text{ V}$ है। यदि हम संतृप्ति (saturation) स्थिति के लिए गणना करते हैं,तो $V_{CE} = 0 \text{ V}$ लेने पर:
आउटपुट लूप के लिए $KVL$ लागू करने पर:
$V_{CC} - I_c R_c - V_{CE} = 0$
$1 \text{ V} - I_c (1 \times 10^3 \text{ } \Omega) - 0 = 0$
$I_c = \frac{1}{1000} \text{ A} = 1 \text{ mA} = 1000 \text{ } \mu\text{A}$.
चूँकि $\beta = \frac{I_c}{I_b}$,इसलिए संतृप्ति के लिए आवश्यक आधार धारा:
$I_b = \frac{I_c}{\beta} = \frac{1000 \text{ } \mu\text{A}}{100} = 10 \text{ } \mu\text{A}$.

(A) कॉमन एमिटर $(CE)$ ट्रांजिस्टर 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:
$\Delta I_C = 16\,mA - 5\,mA = 11\,mA = 11 \times 10^{-3}\,A$
$\Delta I_B = 200\,\mu A - 100\,\mu A = 100\,\mu A = 100 \times 10^{-6}\,A$
सूत्र का उपयोग करते हुए:
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B} = \frac{11 \times 10^{-3}\,A}{100 \times 10^{-6}\,A} = \frac{11 \times 10^{-3}}{10^{-4}} = 11 \times 10^1 = 110$
अतः,ट्रांजिस्टर का करंट गेन $110$ है।

(C) करंट गेन $\beta$ को $I_C$ बनाम $I_B$ ग्राफ के ढाल (slope) के रूप में परिभाषित किया गया है: $\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$.
ग्राफ से,दो बिंदु $(100\,\mu A, 10\,mA)$ और $(200\,\mu A, 20\,mA)$ लेने पर:
$\beta = \frac{(20 - 10) \times 10^{-3} \, A}{(200 - 100) \times 10^{-6} \, A} = \frac{10 \times 10^{-3}}{100 \times 10^{-6}} = 100$.
पावर गेन $A_P$ का सूत्र $A_P = \beta^2 \times \frac{R_C}{R_B}$ है।
मान रखने पर: $A_P = (100)^2 \times \frac{1 \times 10^3 \, \Omega}{10 \times 10^3 \, \Omega} = 10000 \times 0.1 = 1000 = 10^3$.
इसे $10^x$ के साथ तुलना करने पर,हमें $x = 3$ प्राप्त होता है।

(B) ट्रांजिस्टर के लिए,करंट गेन $\alpha$ को कलेक्टर करंट $(I_C)$ और एमिटर करंट $(I_E)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है,अर्थात $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$। चूंकि $I_E = I_C + I_B$ और $I_B > 0$ होता है,इसलिए $I_C < I_E$ होता है,जिसका अर्थ है कि $\alpha < 1$ है।
करंट गेन $\beta$ को कलेक्टर करंट $(I_C)$ और बेस करंट $(I_B)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है,अर्थात $\beta = \frac{I_C}{I_B}$।
चूंकि बेस करंट $I_B$ आमतौर पर कलेक्टर करंट $I_C$ की तुलना में बहुत छोटा होता है,इसलिए अनुपात $\beta = \frac{I_C}{I_B}$ हमेशा $1$ से अधिक होता है।
इसलिए,सही संबंध $\beta > 1$ और $\alpha < 1$ है।

(C) दिया गया है कि कलेक्टर करंट और एमिटर करंट का अनुपात $\alpha = \frac{I_{C}}{I_{E}} = 0.95$ है।
कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर के लिए,करंट गेन $\beta$ को कलेक्टर करंट और बेस करंट के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है,जिसका सूत्र $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ है।
सूत्र में $\alpha$ का मान रखने पर:
$\beta = \frac{0.95}{1 - 0.95} = \frac{0.95}{0.05}$.
$\beta = \frac{95}{5} = 19$.
अतः,करंट गेन $19$ है।

(C) ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $(A_v)$, करंट गेन $(\beta)$ और लोड प्रतिरोध $(R_L)$ तथा इनपुट प्रतिरोध $(R_{in})$ के अनुपात के गुणनफल के बराबर होता है।
सूत्र: $A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_{in}}$
दिया गया है:
$AC$ करंट गेन $(\beta)$ = $64$
लोड प्रतिरोध $(R_L)$ = $5400 \ \Omega$
इनपुट प्रतिरोध $(R_{in})$ = $540 \ \Omega$
मान रखने पर:
$A_v = 64 \times \frac{5400}{540}$
$A_v = 64 \times 10$
$A_v = 640$
अतः, वोल्टेज गेन $640$ है।

(D) ट्रांजिस्टर 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,$A_p = A_v \times A_i$ होता है।
इसलिए,पावर गेन और वोल्टेज गेन का अनुपात $\frac{A_p}{A_v} = A_i$ होगा।
कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में,करंट गेन को $\beta = \frac{I_c}{I_b}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
अतः,यह अनुपात $\beta$ के बराबर है।

(C) कॉमन एमिटर $(CE)$ एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन में $n-p-n$ ट्रांजिस्टर का उपयोग करते समय:
$1$. बेस-एमिटर जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड होता है ताकि धारा प्रवाहित हो सके, और कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस्ड होता है。
$2$. इनपुट सिग्नल बेस और एमिटर के बीच लगाया जाता है, जबकि आउटपुट कलेक्टर और एमिटर के बीच लिया जाता है。
$3$. इनपुट प्रतिबाधा आमतौर पर कम होती है, और आउटपुट प्रतिबाधा उच्च होती है。
$4$. इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच $180^{\circ}$ का कला अंतर होता है。
इसलिए, विकल्प $C$ सही कथन है।

(C) यह दिया गया है कि उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों का $90 \%$ कलेक्टर तक पहुँचता है,करंट गेन $\alpha$ (कॉमन बेस) को कलेक्टर धारा और उत्सर्जक धारा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। चूँकि उत्सर्जक धारा $(I_E)$ का $90 \%$ कलेक्टर $(I_C)$ तक पहुँचता है,इसलिए $I_C = 0.9 \ I_E$। अतः,$\alpha = \frac{I_C}{I_E} = 0.9$।
करंट गेन $\beta$ (कॉमन एमिटर) का $\alpha$ के साथ संबंध $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ सूत्र द्वारा दिया जाता है।
$\alpha$ का मान रखने पर: $\beta = \frac{0.9}{1 - 0.9} = \frac{0.9}{0.1} = 9$।
अतः,$\alpha = 0.9$ और $\beta = 9$।

(C) दिया गया है: संग्राहक धारा $I_C = 8 \ mA$।
चूंकि उत्सर्जक से $80 \%$ इलेक्ट्रॉन संग्राहक तक पहुँचते हैं,धारा लाभ $\alpha$ संग्राहक धारा और उत्सर्जक धारा का अनुपात है,जो $0.8$ है।
अतः,$\alpha = \frac{I_C}{I_E} = 0.8$।
हम उत्सर्जक धारा $I_E$ को $I_E = \frac{I_C}{\alpha} = \frac{8 \ mA}{0.8} = 10 \ mA$ के रूप में ज्ञात कर सकते हैं।
आधार धारा $I_B$ का मान $I_E - I_C = 10 \ mA - 8 \ mA = 2 \ mA$ है।
धारा लाभ $\beta$ की गणना $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha} = \frac{0.8}{1 - 0.8} = \frac{0.8}{0.2} = 4.0$ के रूप में की जाती है।
इसलिए,$\alpha = 0.8$ और $\beta = 4.0$।

(B) ट्रांजिस्टर का पावर गेन $(A_p)$, करंट गेन $(\beta)$ और वोल्टेज गेन $(A_v)$ का गुणनफल होता है।
$A_p = \beta \times A_v$
वोल्टेज गेन $(A_v)$ को करंट गेन $(\beta)$ और लोड रेजिस्टेंस $(R_L)$ तथा इनपुट इम्पीडेंस $(R_i)$ के अनुपात के गुणनफल के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i}$
दिया गया है:
करंट गेन $(\beta)$ = $8$
इनपुट इम्पीडेंस $(R_i)$ = $25 \, k\Omega$
लोड रेजिस्टेंस $(R_L)$ = $75 \, k\Omega$
सबसे पहले, वोल्टेज गेन की गणना करें:
$A_v = 8 \times \frac{75 \, k\Omega}{25 \, k\Omega} = 8 \times 3 = 24$
अब, पावर गेन की गणना करें:
$A_p = \beta \times A_v = 8 \times 24 = 192$
नोट: गणना के अनुसार पावर गेन $192$ प्राप्त होता है।

(D) ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर के कॉमन एमिटर $(CE)$ कॉन्फ़िगरेशन में,इनपुट सिग्नल को बेस और एमिटर के बीच लगाया जाता है,जबकि आउटपुट को कलेक्टर और एमिटर के बीच लिया जाता है।
जब इनपुट सिग्नल वोल्टेज बढ़ता है,तो बेस करंट बढ़ता है,जिससे कलेक्टर करंट भी बढ़ जाता है।
कलेक्टर सर्किट में जुड़े लोड रेजिस्टर $R_L$ पर वोल्टेज ड्रॉप के कारण $(V_{out} = V_{CC} - I_C R_L)$,कलेक्टर करंट $I_C$ में वृद्धि होने से आउटपुट वोल्टेज $V_{out}$ में कमी आती है।
चूंकि इनपुट वोल्टेज में वृद्धि होने पर आउटपुट वोल्टेज में कमी आती है,इसलिए आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नल के सापेक्ष उल्टा (inverted) होता है।
एक उल्टा सिग्नल $180^\circ$ या $\pi^c$ रेडियन के कलांतर (phase difference) के बराबर होता है।

(C) दिया गया है कि कलेक्टर करंट $(I_C)$ और एमिटर करंट $(I_E)$ का अनुपात करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर $\alpha$ है।
अतः,$\alpha = \frac{I_C}{I_E} = 0.96$.
करंट गेन $\beta$ और $\alpha$ के बीच का संबंध निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$.
$\alpha$ का मान रखने पर:
$\beta = \frac{0.96}{1 - 0.96} = \frac{0.96}{0.04}$.
$\beta = \frac{96}{4} = 24$.
अतः,करंट गेन $\beta$ का मान $24$ है।

(C) दिया गया है कि करंट गेन $\alpha = 0.8$ है।
सबसे पहले,कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन के लिए करंट गेन $\beta$ की गणना $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ संबंध का उपयोग करके करते हैं।
$\alpha$ का मान रखने पर: $\beta = \frac{0.8}{1 - 0.8} = \frac{0.8}{0.2} = 4$.
कलेक्टर करंट में परिवर्तन $(\Delta I_C)$ और बेस करंट में परिवर्तन $(\Delta I_B)$ के बीच का संबंध $\Delta I_C = \beta \times \Delta I_B$ है।
$\Delta I_B = 3 \mu A$ दिया गया है,इसलिए $\Delta I_C = 4 \times 3 \mu A = 12 \mu A$।
अतः,कलेक्टर करंट में $12 \mu A$ का परिवर्तन होगा।

(B) दिया गया है: करंट गेन $(\beta)$ = $62$, कलेक्टर प्रतिरोध $(R_C)$ = $5 \text{ k}\Omega = 5000 \text{ }\Omega$, इनपुट प्रतिरोध $(R_i)$ = $500 \text{ }\Omega$, इनपुट वोल्टेज $(V_i)$ = $0.01 \text{ V}$.
सबसे पहले, एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $(A_v)$ ज्ञात करें:
$A_v = \beta \times \frac{R_C}{R_i} = 62 \times \frac{5000}{500} = 62 \times 10 = 620$.
आउटपुट वोल्टेज $(V_o)$ वोल्टेज गेन और इनपुट वोल्टेज का गुणनफल होता है:
$V_o = A_v \times V_i = 620 \times 0.01 \text{ V} = 6.2 \text{ V}$.
अतः, सही विकल्प $B$ है।

(C) दिया गया है:
इनपुट प्रतिरोध,$R_i = 1.8 \text{ k}\Omega = 1800 \Omega$
लोड प्रतिरोध,$R_L = 9 \text{ k}\Omega = 9000 \Omega$
धारा लाभ,$\beta = 70$
इनपुट वोल्टेज,$V_i = 6 \text{ mV} = 6 \times 10^{-3} \text{ V}$
चरण $1$: इनपुट धारा $(I_b)$ की गणना करें:
$I_b = \frac{V_i}{R_i} = \frac{6 \times 10^{-3}}{1800} = \frac{1}{3} \times 10^{-5} \text{ A}$
चरण $2$: आउटपुट धारा $(I_c)$ की गणना करें:
$I_c = \beta \times I_b = 70 \times \frac{1}{3} \times 10^{-5} = \frac{7}{3} \times 10^{-4} \text{ A}$
चरण $3$: आउटपुट वोल्टेज $(V_o)$ की गणना करें:
$V_o = I_c \times R_L = (\frac{7}{3} \times 10^{-4}) \times 9000 = 7 \times 3 \times 10^{-1} = 2.1 \text{ V}$
वैकल्पिक रूप से,वोल्टेज लाभ $A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i} = 70 \times \frac{9000}{1800} = 70 \times 5 = 350$.
$V_o = A_v \times V_i = 350 \times 6 \text{ mV} = 2100 \text{ mV} = 2.1 \text{ V}$.

(B) हम जानते हैं कि एक ट्रांजिस्टर के करंट गेन पैरामीटर्स $\alpha_{dc}$ और $\beta_{dc}$ के बीच का संबंध $\beta_{dc} = \frac{\alpha_{dc}}{1 - \alpha_{dc}}$ द्वारा दिया जाता है।
इसे पुनर्व्यवस्थित करने पर,हमें $\frac{1}{\beta_{dc}} = \frac{1 - \alpha_{dc}}{\alpha_{dc}} = \frac{1}{\alpha_{dc}} - 1$ प्राप्त होता है।
इसका अर्थ है कि $\frac{1}{\alpha_{dc}} - \frac{1}{\beta_{dc}} = 1$ है।
समान हर (denominator) लेने पर,हमें $\frac{\beta_{dc} - \alpha_{dc}}{\alpha_{dc} \times \beta_{dc}} = 1$ प्राप्त होता है।

(A) उत्सर्जक धारा $I_e$ को $I_e = \frac{n_e \times e}{t}$ द्वारा दिया जाता है।
चूंकि $2 \%$ इलेक्ट्रॉन आधार में पुनर्संयोजित होते हैं,इसलिए संग्राहक (collector) तक पहुँचने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या उत्सर्जक इलेक्ट्रॉनों का $98 \%$ होती है।
अतः,संग्राहक धारा $I_c = 0.98 \ I_e$ है।
धारा लाभ $\alpha$ को $\alpha = \frac{I_c}{I_e} = \frac{0.98 \ I_e}{I_e} = 0.98$ के रूप में परिभाषित किया गया है।
धारा लाभ $\beta$ को $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ के रूप में परिभाषित किया गया है।
$\alpha$ का मान रखने पर: $\beta = \frac{0.98}{1 - 0.98} = \frac{0.98}{0.02} = 49$.
इसलिए,मान $\alpha = 0.98$ और $\beta = 49$ हैं।

(B) कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $(A_v)$,करंट गेन $(\beta)$ और लोड प्रतिरोध $(R_L)$ तथा इनपुट प्रतिरोध $(R_{in})$ के अनुपात का गुणनफल होता है।
$A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_{in}}$
दिया गया है:
$\beta = 78$
$R_L = 6.5 \text{ k}\Omega = 6.5 \times 10^3 \Omega$
$R_{in} = 1.3 \text{ k}\Omega = 1.3 \times 10^3 \Omega$
मान रखने पर:
$A_v = 78 \times \frac{6.5 \times 10^3}{1.3 \times 10^3}$
$A_v = 78 \times 5$
$A_v = 390$

(B) एक $n-p-n$ ट्रांजिस्टर में दो $n$-प्रकार के क्षेत्रों (एमिटर और कलेक्टर) के बीच एक $p$-प्रकार का बेस होता है।
यह संरचना दो $p-n$ जंक्शन बनाती है: एमिटर-बेस जंक्शन और कलेक्टर-बेस जंक्शन।
$n-p-n$ ट्रांजिस्टर में,बेस $p$-प्रकार का होता है और एमिटर तथा कलेक्टर दोनों $n$-प्रकार के होते हैं।
जब इसे दो डायोड के रूप में दर्शाया जाता है,तो $p$-प्रकार का बेस दोनों डायोड के एनोड के लिए सामान्य टर्मिनल के रूप में कार्य करता है।
इसलिए,दो डायोड इस प्रकार जुड़े होते हैं कि उनके एनोड बेस टर्मिनल $(B)$ पर जुड़े हों,जबकि उनके कैथोड क्रमशः एमिटर $(E)$ और कलेक्टर $(C)$ टर्मिनल की ओर हों।
यह विन्यास उन दो डायोड द्वारा सही ढंग से दर्शाया गया है जिनके एनोड बेस टर्मिनल से जुड़े होते हैं।

(B) दिया गया है: कलेक्टर वोल्टेज ड्रॉप $V_C = 0.6 \text{ V}$,प्रतिरोध $R_C = 600 \Omega$,करंट गेन $\beta = 20$.
सबसे पहले,ओम के नियम का उपयोग करके कलेक्टर करंट $I_C$ की गणना करें: $I_C = \frac{V_C}{R_C} = \frac{0.6}{600} = 0.001 \text{ A} = 1 \text{ mA}$.
कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में करंट गेन के सूत्र का उपयोग करते हुए: $\beta = \frac{I_C}{I_B}$.
मान रखने पर: $20 = \frac{1 \text{ mA}}{I_B}$.
अतः,$I_B = \frac{1}{20} \text{ mA} = 0.05 \text{ mA}$.

(D) दिया गया है: धारा प्रवर्धन गुणांक $\beta = 50$,इनपुट प्रतिरोध $R_i = 1 \text{ k}\Omega = 10^3 \Omega$,इनपुट वोल्टेज $V_i = 0.01 \text{ V}$।
इनपुट सर्किट के लिए ओम के नियम का उपयोग करते हुए,बेस धारा $I_B$ इस प्रकार है:
$I_B = \frac{V_i}{R_i} = \frac{0.01 \text{ V}}{10^3 \Omega} = 10^{-5} \text{ A}$।
कलेक्टर धारा $I_C$ और बेस धारा $I_B$ के बीच संबंध $I_C = \beta \times I_B$ है।
मान रखने पर:
$I_C = 50 \times 10^{-5} \text{ A} = 500 \times 10^{-6} \text{ A} = 500 \mu\text{A}$।

(C) कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन:
इस विन्यास में,एमिटर टर्मिनल सर्किट के इनपुट और आउटपुट दोनों पक्षों के लिए सामान्य होता है।
इनपुट सिग्नल को बेस-एमिटर जंक्शन पर लगाया जाता है।
आउटपुट को कलेक्टर-एमिटर जंक्शन पर प्राप्त किया जाता है।
बायसिंग:
उचित संचालन के लिए,बेस-एमिटर जंक्शन फॉरवर्ड-बायस्ड होना चाहिए,न कि रिवर्स-बायस्ड जैसा कि विकल्प $B$ में उल्लेख किया गया है। इसलिए,विकल्प $B$ गलत है।
कला संबंध (Phase Relationship):
आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज के सापेक्ष उल्टा होता है,जिसका अर्थ है कि वे $180^{\circ}$ कला अंतर पर होते हैं। अतः,विकल्प $D$ गलत है।
इम्पीडेंस विशेषताएँ:
इनपुट इम्पीडेंस आमतौर पर कम से मध्यम होता है,उच्च नहीं,और आउटपुट इम्पीडेंस आमतौर पर मध्यम से उच्च होता है। इस प्रकार,विकल्प $A$ गलत है।
संक्षेप में,कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि इसमें फेज इन्वर्जन के साथ इनपुट सिग्नल को एम्पलीफाई करने की क्षमता होती है,जो विकल्प $C$ को सटीक विवरण बनाता है।

(D) ट्रांजिस्टर का धारा लाभ $(\beta)$ कलेक्टर धारा में परिवर्तन $(\Delta I_C)$ और आधार धारा में परिवर्तन $(\Delta I_B)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$
यहाँ $\beta = 50$ और कलेक्टर धारा में परिवर्तन $\Delta I_C = 350 \mu A$ दिया गया है।
आधार धारा में परिवर्तन $(\Delta I_B)$ के लिए सूत्र को व्यवस्थित करने पर:
$\Delta I_B = \frac{\Delta I_C}{\beta}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$\Delta I_B = \frac{350 \mu A}{50} = 7 \mu A$.
अतः,आधार धारा में $(\frac{350}{50}) \mu A$ का परिवर्तन किया जाना चाहिए।

(A) दिया गया इनपुट सिग्नल: $V_i = 2 \cos \left(12 t + \frac{\pi}{3}\right)$.
वोल्टेज गेन $A_v = 126$.
कॉमन एमिटर $(C.E.)$ एम्पलीफायर में,आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नल के सापेक्ष $\pi$ रेडियन $(180^\circ)$ का कलांतर (phase difference) रखता है।
आउटपुट वोल्टेज $V_o$ को $V_o = A_v \times V_i$ द्वारा दिया जाता है,जिसमें $\pi$ का कलांतर जोड़ा जाता है।
$V_o = 126 \times 2 \cos \left(12 t + \frac{\pi}{3} + \pi\right)$.
$V_o = 252 \cos \left(12 t + \frac{4 \pi}{3}\right)$.

(D) एम्पलीफायर का पावर गेन,वोल्टेज गेन और करंट गेन का गुणनफल होता है।
$\text{Power Gain} = \text{Voltage Gain} \times \text{Current Gain}$
इसलिए,पावर गेन और वोल्टेज गेन का अनुपात करंट गेन के बराबर होता है।
कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में,करंट गेन को $\beta$ द्वारा दर्शाया जाता है।
अतः,$\frac{\text{Power Gain}}{\text{Voltage Gain}} = \beta$.

(C) ट्रांजिस्टर में,एमिटर-बेस जंक्शन हमेशा फॉरवर्ड-बायस होता है ताकि चार्ज कैरियर बेस में प्रवेश कर सकें।
$n-p-n$ ट्रांजिस्टर में,एमिटर $n$-प्रकार का होता है,इसलिए यह बेस में इलेक्ट्रॉन (मेजोरिटी कैरियर) इंजेक्ट करता है।
$p-n-p$ ट्रांजिस्टर में,एमिटर $p$-प्रकार का होता है,इसलिए यह बेस में होल्स (मेजोरिटी कैरियर) इंजेक्ट करता है।
अतः,संचालन में मुख्य अंतर यह है कि एमिटर द्वारा बेस क्षेत्र में किस प्रकार के चार्ज कैरियर इंजेक्ट किए जाते हैं: $p-n-p$ होल्स इंजेक्ट करता है,जबकि $n-p-n$ इलेक्ट्रॉन इंजेक्ट करता है।

(D) हम जानते हैं कि धारा लाभ $\alpha$ और $\beta$ के बीच का संबंध $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ है।
वैकल्पिक रूप से,हम मूलभूत धारा संबंध $I_E = I_C + I_B$ का उपयोग कर सकते हैं।
दोनों पक्षों को $I_C$ से विभाजित करने पर,हमें $\frac{I_E}{I_C} = 1 + \frac{I_B}{I_C}$ प्राप्त होता है।
इसका अर्थ है कि $\frac{1}{\alpha} = 1 + \frac{1}{\beta}$।
पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर,हमें $\frac{1}{\alpha} - \frac{1}{\beta} = 1$ प्राप्त होता है।
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $\frac{1}{0.98} - \frac{1}{49} \approx 1.0204 - 0.0204 = 1$।

(D) यह दिया गया है कि उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों का $80 \%$ संग्राहक तक पहुँचता है, जिसका अर्थ है कि संग्राहक धारा $I_c$, उत्सर्जक धारा $I_e$ का $80 \%$ है।
$I_c = 0.80 \times I_e$
यहाँ $I_c = 28 \,mA$ दिया गया है, इसलिए $28 = 0.80 \times I_e$।
$I_e = \frac{28}{0.80} = 35 \,mA$।
ट्रांजिस्टर धाराओं के संबंध $I_e = I_c + I_b$ का उपयोग करके, हम आधार धारा $I_b$ ज्ञात कर सकते हैं।
$I_b = I_e - I_c = 35 \,mA - 28 \,mA = 7 \,mA$।

(B) सही विकल्प $B$ है।
अवधारणा: करंट गेन $\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$ द्वारा दिया जाता है।
दिया गया है: $\Delta I_C = 1.5 \ mA = 1.5 \times 10^{-3} \ A$ और $\Delta I_B = 20 \ \mu A = 20 \times 10^{-6} \ A$.
$\beta$ की गणना: $\beta = \frac{1.5 \times 10^{-3}}{20 \times 10^{-6}} = \frac{1500}{20} = 75$.
वोल्टेज गेन $A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i}$ द्वारा दिया जाता है।
दिया गया है: लोड प्रतिरोध $R_L = 2 \ k\Omega = 2000 \ \Omega$ और इनपुट प्रतिरोध $R_i = 150 \ \Omega$.
मान रखने पर: $A_v = 75 \times \frac{2000}{150} = 75 \times \frac{40}{3} = 25 \times 40 = 1000$.

(A) ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर के कॉमन एमिटर $(CE)$ कॉन्फ़िगरेशन में,इनपुट सिग्नल को बेस-एमिटर जंक्शन पर लगाया जाता है और आउटपुट को कलेक्टर-एमिटर जंक्शन से लिया जाता है।
जब इनपुट सिग्नल वोल्टेज बढ़ता है,तो बेस करंट बढ़ता है,जिससे कलेक्टर करंट में वृद्धि होती है।
कलेक्टर सर्किट में जुड़े लोड रेजिस्टर $R_C$ के पार वोल्टेज ड्रॉप के कारण,कलेक्टर वोल्टेज कम हो जाता है।
इस प्रकार,इनपुट वोल्टेज में वृद्धि के परिणामस्वरूप आउटपुट वोल्टेज में कमी आती है,और इसके विपरीत भी होता है।
यह व्युत्क्रम संबंध इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच $180^{\circ}$ या $\pi$ रेडियन के कलांतर (phase shift) को दर्शाता है।

(D) एक $n-p-n$ ट्रांजिस्टर में,उत्सर्जक $n$-प्रकार का,आधार $p$-प्रकार का और संग्राहक $n$-प्रकार का होता है।
$1$. इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक में बहुसंख्यक आवेश वाहक होते हैं और वे उत्सर्जक से आधार की ओर गति करते हैं।
$2$. आधार में,इलेक्ट्रॉन होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं,लेकिन चूंकि आधार बहुत पतला और कम डोपिंग वाला होता है,इसलिए अधिकांश इलेक्ट्रॉन संग्राहक क्षेत्र में चले जाते हैं।
$3$. संग्राहक रिवर्स-बायस्ड होता है,जो आधार से आने वाले इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है।
$4$. होल आधार में बहुसंख्यक आवेश वाहक होते हैं,लेकिन वे मुख्य धारा बनाने के लिए आधार से संग्राहक की ओर बड़ी संख्या में नहीं जाते हैं; बल्कि,संग्राहक धारा मुख्य रूप से उत्सर्जक से आधार के माध्यम से संग्राहक तक इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के कारण होती है।
$5$. कथन $D$ गलत है क्योंकि इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक से संग्राहक की ओर जाते हैं,न कि संग्राहक से आधार की ओर।

(C) कॉमन एमिटर $(CE)$ कॉन्फ़िगरेशन में ट्रांजिस्टर की आउटपुट विशेषताएँ आउटपुट करंट $(I_C)$ और आउटपुट वोल्टेज $(V_{CE})$ के बीच के संबंध को दर्शाती हैं,जबकि इनपुट करंट $(I_B)$ को स्थिर रखा जाता है।
इस कॉन्फ़िगरेशन में,कलेक्टर करंट $I_C$ को $y$-अक्ष पर और कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज $V_{CE}$ को $x$-अक्ष पर बेस करंट $I_B$ के विभिन्न निश्चित मानों के लिए आलेखित किया जाता है।
इसलिए,सही आलेख स्थिर $I_B$ पर $I_C$ बनाम $V_{CE}$ को आलेखित करके प्राप्त किया जाता है।

(B) कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में ट्रांजिस्टर का आउटपुट प्रतिरोध $(R_o)$ स्थिर आधार धारा पर कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज में परिवर्तन $(\Delta V_{CE})$ और कलेक्टर धारा में परिवर्तन $(\Delta I_C)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$R_o = \frac{\Delta V_{CE}}{\Delta I_C}$
दिया गया है:
$\Delta V_{CE} = 0.4 \, V$
$\Delta I_C = 0.04 \, mA = 0.04 \times 10^{-3} \, A$
मान रखने पर:
$R_o = \frac{0.4}{0.04 \times 10^{-3}} = \frac{0.4}{4 \times 10^{-5}} = 0.1 \times 10^5 \, \Omega = 10,000 \, \Omega = 10 \, k\Omega$

(D) हम जानते हैं कि एक ट्रांजिस्टर के लिए,धारा प्रवर्धन गुणांक $\alpha_{DC} = \frac{I_C}{I_E}$ और $\beta_{DC} = \frac{I_C}{I_B}$ के रूप में परिभाषित होते हैं।
इन मानों को व्यंजक में रखने पर:
$\frac{1}{\alpha_{DC}} - \frac{1}{\beta_{DC}} = \frac{I_E}{I_C} - \frac{I_B}{I_C}$
चूंकि $I_E = I_C + I_B$,इसलिए $I_E - I_B = I_C$ होता है।
अतः,$\frac{I_E - I_B}{I_C} = \frac{I_C}{I_C} = 1$।

(B) उत्सर्जक में प्रवेश करने वाला कुल आवेश $q = n \times e = 200 \times 1.6 \times 10^{-19} \ C = 3.2 \times 10^{-17} \ C$ है।
उत्सर्जक धारा $I_e$ की गणना $I_e = \frac{q}{t} = \frac{3.2 \times 10^{-17} \ C}{10^{-8} \ s} = 3.2 \times 10^{-9} \ A$ के रूप में की जाती है।
यह दिया गया है कि $1 \%$ इलेक्ट्रॉन आधार में खो जाते हैं,इसलिए आधार धारा $I_b = 0.01 \times I_e$ होगी।
संग्राहक धारा (collector current) $I_c$ शेष धारा है,इसलिए $I_c = I_e - I_b = 0.99 \times I_e$ होगा।
धारा प्रवर्धन गुणांक $\beta$ को $\beta = \frac{I_c}{I_b} = \frac{0.99 \times I_e}{0.01 \times I_e} = 99$ के रूप में परिभाषित किया गया है।

(B) एम्पलीफायर का पावर गेन, वोल्टेज गेन और करंट गेन के गुणनफल के बराबर होता है।
$\text{Power Gain} = \text{Voltage Gain} \times \text{Current Gain}$
दिया गया है:
वोल्टेज गेन $(A_v)$ = $40$
इनपुट इम्पीडेंस $(Z_i)$ = $100 \ \Omega$
आउटपुट इम्पीडेंस $(Z_o)$ = $400 \ \Omega$
सबसे पहले, हम करंट गेन $(\beta)$ की गणना करते हैं:
$\text{Current Gain} = \frac{\text{Output Current}}{\text{Input Current}} = \frac{V_o / Z_o}{V_i / Z_i} = \left( \frac{V_o}{V_i} \right) \times \left( \frac{Z_i}{Z_o} \right)$
$\text{Current Gain} = A_v \times \left( \frac{Z_i}{Z_o} \right) = 40 \times \left( \frac{100}{400} \right) = 40 \times 0.25 = 10$
अब, पावर गेन की गणना करते हैं:
$\text{Power Gain} = 40 \times 10 = 400$

(D) करंट गेन $\beta$ को कलेक्टर करंट में परिवर्तन और बेस करंट में परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है:
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_b} = \frac{5 \text{ mA}}{0.2 \text{ mA}} = 25$
कॉमन एमिटर एम्पलीफायर के लिए वोल्टेज गेन $A_v$ का सूत्र है:
$A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i}$
यहाँ $A_v = 75$,$R_i = 2 \text{ k}\Omega$,और $\beta = 25$ दिया गया है,इसलिए लोड प्रतिरोध $R_L$ ज्ञात करने के लिए:
$75 = 25 \times \frac{R_L}{2 \text{ k}\Omega}$
$R_L$ के लिए समीकरण को हल करने पर:
$R_L = \frac{75 \times 2 \text{ k}\Omega}{25}$
$R_L = 3 \times 2 \text{ k}\Omega = 6 \text{ k}\Omega$
अतः,लोड प्रतिरोध $6 \text{ k}\Omega$ है।

(A) उत्सर्जक धारा, संग्राहक धारा और आधार धारा के बीच का संबंध इस समीकरण द्वारा दिया जाता है: $\Delta I_{E} = \Delta I_{C} + \Delta I_{B}$।
दिए गए मान $\Delta I_{E} = 8.0 \,mA$ और $\Delta I_{C} = 7.8 \,mA$ हैं।
इन मानों को समीकरण में रखने पर: $8.0 \,mA = 7.8 \,mA + \Delta I_{B}$।
इसलिए, $\Delta I_{B} = 8.0 \,mA - 7.8 \,mA = 0.2 \,mA$।
माइक्रोएम्पियर में बदलने पर: $0.2 \,mA = 0.2 \times 1000 \mu A = 200 \mu A$।

(B) धारा लाभ $\beta_{dc}$ और धारा अनुपात $\alpha_{dc}$ के बीच का संबंध इस सूत्र द्वारा दिया जाता है: $\beta_{dc} = \frac{\alpha_{dc}}{1 - \alpha_{dc}}$.
दिया गया है $\alpha_{dc} = \frac{69}{70}$।
मान प्रतिस्थापित करने पर: $\beta_{dc} = \frac{69/70}{1 - 69/70} = \frac{69/70}{1/70} = 69$।
अतः,धारा लाभ $\beta_{dc}$ का मान $69$ है।

(D) कॉमन-एमिटर ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन में,करंट गेन (जिसे $\beta$ द्वारा दर्शाया जाता है) को कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज $(V_{CE})$ को स्थिर रखते हुए कलेक्टर धारा में परिवर्तन $(\Delta I_{C})$ और बेस धारा में परिवर्तन $(\Delta I_{B})$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
गणितीय रूप से,$\beta = \frac{\Delta I_{C}}{\Delta I_{B}}$.
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(D) दिया गया है: $\beta = 20$, $I_{E} = 7 \,mA$.
हम जानते हैं कि कॉमन एमिटर मोड में करंट गेन को $\beta = \frac{I_{C}}{I_{B}}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
साथ ही, एमिटर करंट, कलेक्टर करंट और बेस करंट के बीच संबंध $I_{E} = I_{C} + I_{B}$ है, जिसका अर्थ है $I_{B} = I_{E} - I_{C}$।
गेन सूत्र में $I_{B}$ का मान रखने पर: $\beta = \frac{I_{C}}{I_{E} - I_{C}}$।
समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने पर: $20 = \frac{I_{C}}{7 - I_{C}}$।
$20(7 - I_{C}) = I_{C}$।
$140 - 20I_{C} = I_{C}$।
$140 = 21I_{C}$।
$I_{C} = \frac{140}{21} = \frac{20}{3} \,mA$।

(B) दिया गया है: इनपुट प्रतिरोध $R_{i} = 1000 \Omega$,इनपुट सिग्नल वोल्टेज $v_{i} = 5 mV = 5 \times 10^{-3} V$,और करंट गेन $\beta = 60$ है।
सबसे पहले,ओम के नियम का उपयोग करके इनपुट धारा $I_{b}$ की गणना करें: $I_{b} = \frac{v_{i}}{R_{i}} = \frac{5 \times 10^{-3} V}{1000 \Omega} = 5 \times 10^{-6} A$.
कॉमन एमिटर एम्पलीफायर में आउटपुट धारा कलेक्टर धारा $I_{c}$ होती है।
संबंध $I_{c} = \beta \times I_{b}$ का उपयोग करने पर,हमें प्राप्त होता है: $I_{c} = 60 \times 5 \times 10^{-6} A = 300 \times 10^{-6} A$.
अतः,आउटपुट धारा का शिखर मान $3 \times 10^{-4} A$ है।

(B) फीडबैक वाले एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $A_f = \frac{A}{1 - A\beta}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $A$ ओपन-लूप वोल्टेज गेन है और $\beta$ फीडबैक फैक्टर है।
एक ऑसिलेटर के लिए निरंतर दोलन उत्पन्न करने हेतु,बार्कहौसेन (Barkhausen) मानदंड का पालन होना आवश्यक है।
बार्कहौसेन मानदंड के अनुसार,लूप गेन इकाई (unity) के बराबर होना चाहिए,जिसे $A\beta = 1$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।

(C) दिया गया है: $\alpha = 0.8$ और $\Delta I_B = 6 \text{ mA}$.
सबसे पहले, हम कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन के लिए करंट गेन $\beta$ की गणना $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ संबंध का उपयोग करके करेंगे।
$\alpha$ का मान रखने पर: $\beta = \frac{0.8}{1 - 0.8} = \frac{0.8}{0.2} = 4$.
कलेक्टर करंट में परिवर्तन $\Delta I_C$ और बेस करंट में परिवर्तन $\Delta I_B$ के बीच का संबंध $\Delta I_C = \beta \times \Delta I_B$ है।
मान रखने पर: $\Delta I_C = 4 \times 6 \text{ mA} = 24 \text{ mA}$.
अतः, कलेक्टर करंट में परिवर्तन $24 \text{ mA}$ है।

(D) एक ट्रांजिस्टर में,एमिटर धारा बेस धारा और कलेक्टर धारा का योग होती है: $I_{e} = I_{b} + I_{c}$।
चूंकि $I_{b}$ और $I_{c}$ दोनों धनात्मक धाराएं हैं,इसलिए $I_{c} < I_{e}$ और $I_{b} < I_{e}$ होता है।
कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में करंट गेन को $\beta = \frac{I_{c}}{I_{b}}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
ट्रांजिस्टर के लिए,$I_{c}$ आमतौर पर $I_{b}$ से बहुत बड़ा होता है (क्योंकि बेस क्षेत्र बहुत पतला और कम डोप्ड होता है),जो $\beta > 1$ बनाता है।
इसलिए,$I_{c} > I_{b}$ वह मूलभूत कारण है कि करंट गेन $\beta$,$1$ से अधिक क्यों होता है।

(D) दिया गया है: कलेक्टर धारा $(i_c)$ और एमिटर धारा $(i_e)$ का अनुपात $\alpha = \frac{i_c}{i_e} = 0.98$ है।
कलेक्टर धारा $i_c = 3 \text{ mA}$ है।
हम जानते हैं कि एमिटर धारा,कलेक्टर धारा और आधार धारा का योग होती है: $i_e = i_c + i_b$।
इस मान को अनुपात में रखने पर: $\frac{i_c}{i_c + i_b} = 0.98$।
समीकरण को व्यवस्थित करने पर: $\frac{i_c + i_b}{i_c} = \frac{1}{0.98} = \frac{100}{98}$।
$1 + \frac{i_b}{i_c} = \frac{100}{98} \implies \frac{i_b}{i_c} = \frac{100}{98} - 1 = \frac{2}{98} = \frac{1}{49}$।
अतः,$i_b = \frac{i_c}{49} = \frac{3 \text{ mA}}{49} = \frac{3000 \mu\text{A}}{49} \approx 61.22 \mu\text{A}$।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,आधार धारा लगभग $60 \mu\text{A}$ होगी।