Junction Transistor Questions in Hindi

(C) एक ट्रांजिस्टर में,एमिटर क्षेत्र भारी रूप से डोप्ड होता है क्योंकि इसका प्राथमिक कार्य बेस में बड़ी संख्या में चार्ज वाहकों को इंजेक्ट करना है।
बेस क्षेत्र बहुत हल्के रूप से डोप्ड होता है और इसे पतला रखा जाता है ताकि चार्ज वाहकों का पुनर्संयोजन (recombination) कम से कम हो,जिससे उनमें से अधिकांश कलेक्टर तक पहुँच सकें।
कलेक्टर क्षेत्र एमिटर और बेस की तुलना में मध्यम रूप से डोप्ड होता है।
इसलिए,एमिटर भारी रूप से डोप्ड है और बेस हल्के रूप से डोप्ड है।

(B) कलेक्टर धारा $(I_C)$ और उत्सर्जक धारा $(I_E)$ के अनुपात को कॉमन-बेस करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर कहा जाता है,जिसे $\alpha$ द्वारा दर्शाया जाता है। दिया गया है: $\alpha = \frac{I_C}{I_E} = 0.98$।
कलेक्टर धारा $(I_C)$ और आधार धारा $(I_B)$ के अनुपात को कॉमन-एमिटर करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर कहा जाता है,जिसे $\beta$ द्वारा दर्शाया जाता है।
$\alpha$ और $\beta$ के बीच का संबंध इस सूत्र द्वारा दिया जाता है: $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$।
दिए गए मान को प्रतिस्थापित करने पर: $\beta = \frac{0.98}{1 - 0.98} = \frac{0.98}{0.02} = 49$।
अतः,कलेक्टर धारा और आधार धारा का अनुपात $49$ होगा।

(B) कॉमन-एमिटर ट्रांजिस्टर कॉन्फ़िगरेशन के लिए धारा लाभ $\beta_{dc}$ को संग्राहक धारा $(i_c)$ और आधार धारा $(i_b)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
गणितीय रूप से,$\beta_{dc} = \frac{i_c}{i_b} = \frac{\text{संग्राहक धारा}}{\text{आधार धारा}}$।

(A) हम जानते हैं कि धारा लाभ मापदंडों $\alpha_{dc}$ और $\beta_{dc}$ के बीच का संबंध $\beta_{dc} = \frac{\alpha_{dc}}{1 - \alpha_{dc}}$ द्वारा दिया जाता है।
इस समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने पर,हमें $1 - \alpha_{dc} = \frac{\alpha_{dc}}{\beta_{dc}}$ प्राप्त होता है।
अब,हमें व्यंजक $\frac{\beta_{dc} - \alpha_{dc}}{\alpha_{dc} \cdot \beta_{dc}}$ का मान ज्ञात करना है।
इसे $\frac{\beta_{dc}}{\alpha_{dc} \cdot \beta_{dc}} - \frac{\alpha_{dc}}{\alpha_{dc} \cdot \beta_{dc}} = \frac{1}{\alpha_{dc}} - \frac{1}{\beta_{dc}}$ के रूप में लिखा जा सकता है।
संबंध $\beta_{dc} = \frac{\alpha_{dc}}{1 - \alpha_{dc}}$ से,हमें $\frac{1}{\beta_{dc}} = \frac{1 - \alpha_{dc}}{\alpha_{dc}} = \frac{1}{\alpha_{dc}} - 1$ प्राप्त होता है।
इसलिए,$\frac{1}{\alpha_{dc}} - \frac{1}{\beta_{dc}} = 1$ है।
अतः,व्यंजक का मान $1$ है।

(A) ट्रांजिस्टर को एम्पलीफायर के रूप में कार्य करने के लिए,इसे सक्रिय (active) क्षेत्र में होना चाहिए।
सक्रिय क्षेत्र में,उत्सर्जक-आधार जंक्शन अग्र-अभिनत (forward-biased) होता है,जो आवेश वाहकों को उत्सर्जक से आधार में प्रवाहित होने देता है।
आधार-संग्राहक जंक्शन पश्च-अभिनत (reverse-biased) होता है,जो संग्राहक को उत्सर्जक से इंजेक्ट किए गए अधिकांश आवेश वाहकों को एकत्र करने की अनुमति देता है।
इसलिए,सही विन्यास यह है कि उत्सर्जक-आधार जंक्शन अग्र-अभिनत हो और आधार-संग्राहक जंक्शन पश्च-अभिनत हो।

(D) दिया गया है कि उत्सर्जक धारा में परिवर्तन $\Delta I_{E} = 8.0 \,mA$ है।
संग्राहक धारा में परिवर्तन $\Delta I_{C} = 7.9 \,mA$ है।
हम जानते हैं कि धारा लाभ $\alpha$, संग्राहक धारा में परिवर्तन और उत्सर्जक धारा में परिवर्तन का अनुपात है:
$\alpha = \frac{\Delta I_{C}}{\Delta I_{E}} = \frac{7.9}{8.0} = 0.9875 \approx 0.99$.
हम यह भी जानते हैं कि $\alpha$ और $\beta$ के बीच का संबंध $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ द्वारा दिया जाता है।
वैकल्पिक रूप से, धाराओं का सीधे उपयोग करने पर: $\beta = \frac{\Delta I_{C}}{\Delta I_{B}}$।
चूंकि $\Delta I_{E} = \Delta I_{C} + \Delta I_{B}$, इसलिए $\Delta I_{B} = \Delta I_{E} - \Delta I_{C} = 8.0 \,mA - 7.9 \,mA = 0.1 \,mA$।
अतः, $\beta = \frac{7.9 \,mA}{0.1 \,mA} = 79$।
इस प्रकार, $\alpha = 0.99$ और $\beta = 79$ है।

(B) ट्रांजिस्टर में,करंट गेन पैरामीटर्स को $\beta = \frac{I_C}{I_B}$ और $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
चूंकि $I_E = I_B + I_C$,हम लिख सकते हैं $\alpha = \frac{I_C}{I_B + I_C}$।
अंश और हर को $I_C$ से विभाजित करने पर,हमें प्राप्त होता है $\alpha = \frac{1}{\frac{I_B}{I_C} + 1} = \frac{1}{\frac{1}{\beta} + 1} = \frac{\beta}{1 + \beta}$।
इससे,हम प्राप्त कर सकते हैं $\frac{1}{\alpha} = \frac{1 + \beta}{\beta} = \frac{1}{\beta} + 1$,जिसका अर्थ है $\frac{1}{\beta} = \frac{1}{\alpha} - 1$।
दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर,संबंध $\alpha = \frac{\beta}{1 - \beta}$ गलत है।

(B) एक ट्रांजिस्टर के लिए,$ \beta $-करंट गेन और $ \alpha $-करंट गेन इस सूत्र द्वारा संबंधित होते हैं:
$\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$
दिया गया है कि $ \alpha $-करंट गेन $ 0.98 $ है।
सूत्र में मान रखने पर:
$\beta = \frac{0.98}{1 - 0.98} = \frac{0.98}{0.02} = 49$
अतः,ट्रांजिस्टर का $ \beta $-करंट गेन $ 49 $ है।

(A) ट्रांजिस्टर के तीन भागों,अर्थात् उत्सर्जक (Emitter),आधार (Base) और संग्राहक (Collector) में:
$\rightarrow$ उत्सर्जक मध्यम आकार का और भारी डोपिंग वाला होता है।
$\rightarrow$ आधार पतले आकार का और हल्की डोपिंग वाला होता है।
$\rightarrow$ संग्राहक बड़े आकार का और मध्यम डोपिंग वाला होता है।
अतः,उत्सर्जक मध्यम आकार का और भारी डोपिंग वाला होता है।

(A) कॉमन एमिटर $(CE)$ कॉन्फ़िगरेशन में ट्रांजिस्टर की इनपुट विशेषताएँ इनपुट करंट और इनपुट वोल्टेज के बीच के संबंध का वर्णन करती हैं।
विशेष रूप से,यह वह वक्र है जो कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज $(V_{CE})$ को स्थिर रखते हुए बेस करंट $(I_{B})$ को बेस-एमिटर वोल्टेज $(V_{BE})$ के विरुद्ध प्लॉट करके प्राप्त किया जाता है।
यह ग्राफ दर्शाता है कि आउटपुट वोल्टेज के विभिन्न निश्चित मानों के लिए इनपुट वोल्टेज बढ़ने पर बेस करंट कैसे बदलता है।

(A) ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का फ्रीक्वेंसी रिस्पॉन्स कर्व यह दर्शाता है कि वोल्टेज गेन सभी आवृत्तियों पर समान नहीं होता है।
निम्न आवृत्तियों पर,कपलिंग और बाईपास कैपेसिटर का रिएक्टेंस उच्च होता है,जो गेन को कम कर देता है।
उच्च आवृत्तियों पर,ट्रांजिस्टर के आंतरिक जंक्शन कैपेसिटेंस और स्ट्रे कैपेसिटेंस महत्वपूर्ण हो जाते हैं,जो सिग्नल को शंट करके कम प्रतिबाधा (low impedance) प्रदान करते हैं,जिससे गेन कम हो जाता है।
मध्य आवृत्ति सीमा में,ये प्रभाव नगण्य होते हैं और एम्पलीफायर एक स्थिर और अधिकतम वोल्टेज गेन प्रदान करता है।
इसलिए,वोल्टेज गेन निम्न और उच्च दोनों आवृत्तियों पर कम होता है और मध्य आवृत्ति सीमा में स्थिर रहता है।

(A) कॉमन एमिटर $(CE)$ एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन में,ट्रांजिस्टर को इस तरह से बायस किया जाता है कि एमिटर-बेस जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड हो और कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस्ड हो।
इनपुट $ac$ सिग्नल को एम्पलीफाई करने के लिए,इसे इनपुट साइड पर $dc$ बायस वोल्टेज पर सुपरइम्पोज़ किया जाता है।
इसलिए,इनपुट $ac$ सिग्नल को फॉरवर्ड बायस्ड एमिटर-बेस जंक्शन पर लागू किया जाता है ताकि एमिटर से कलेक्टर तक चार्ज वाहकों के प्रवाह को नियंत्रित किया जा सके।

(A) दिया गया है: करंट गेन $\beta = 50$,$V_{CE} = 2 \ V$,और $R_{C} = 4 \ k\Omega$.
कलेक्टर करंट $I_{C}$ आउटपुट सर्किट लूप द्वारा निर्धारित किया जाता है: $I_{C} = \frac{V_{CE}}{R_{C}} = \frac{2 \ V}{4 \times 10^{3} \ \Omega} = 0.5 \times 10^{-3} \ A = 0.5 \ mA$.
बेस करंट $I_{B}$ करंट गेन सूत्र द्वारा कलेक्टर करंट से संबंधित है: $\beta = \frac{I_{C}}{I_{B}}$.
$I_{B}$ के लिए सूत्र को व्यवस्थित करने पर: $I_{B} = \frac{I_{C}}{\beta} = \frac{0.5 \times 10^{-3} \ A}{50} = 0.01 \times 10^{-3} \ A = 10 \times 10^{-6} \ A = 10 \ \mu A$.
अतः,$I_{B} = 10 \ \mu A$ और $I_{C} = 0.5 \ mA$ है।

(A) दिया गया है,कलेक्टर धारा में परिवर्तन,$ \Delta I_{C} = 0.49 \,mA $.
उत्सर्जक धारा में परिवर्तन,$ \Delta I_{E} = 0.50 \,mA $.
हम जानते हैं कि आधार (base) धारा में परिवर्तन $ \Delta I_{B} = \Delta I_{E} - \Delta I_{C} $ द्वारा दिया जाता है।
मान रखने पर,$ \Delta I_{B} = 0.50 \,mA - 0.49 \,mA = 0.01 \,mA $.
धारा लाभ $ \beta $ को कलेक्टर 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}} $.
मान रखने पर,$ \beta = \frac{0.49 \,mA}{0.01 \,mA} = 49 $.
अतः,धारा लाभ $ \beta $ का मान $ 49 $ है।

(D) ट्रांजिस्टर का एम्पलीफायर के रूप में उपयोग करने के लिए,इनपुट सर्किट (उत्सर्जक-आधार जंक्शन) को फॉरवर्ड बायस्ड होना चाहिए ताकि धारा प्रवाहित हो सके,और आउटपुट सर्किट (संग्राहक-आधार जंक्शन) को रिवर्स बायस्ड होना चाहिए ताकि उच्च प्रतिरोध और वोल्टेज लाभ प्राप्त हो सके।
इसलिए,उत्सर्जक-आधार जंक्शन फॉरवर्ड बायस्ड होता है और संग्राहक-आधार जंक्शन रिवर्स बायस्ड होता है।

(C) करंट गेन $\alpha$ (कॉमन-बेस) और $\beta$ (कॉमन-एमिटर) के बीच का संबंध निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है: $\alpha = \frac{\beta}{1 + \beta}$।
चूंकि $\beta = 100$ दिया गया है,हम इस मान को सूत्र में प्रतिस्थापित करते हैं:
$\alpha = \frac{100}{1 + 100} = \frac{100}{101}$।
विभाजन करने पर,हमें $\alpha \approx 0.99$ प्राप्त होता है।

(B) एक $n-p-n$ ट्रांजिस्टर दो $p-n$ जंक्शनों से बना होता है।
$n-p-n$ ट्रांजिस्टर में,एमिटर-बेस जंक्शन एक $p-n$ जंक्शन है और कलेक्टर-बेस जंक्शन भी एक $p-n$ जंक्शन है।
बेस सामान्य $p$-प्रकार का क्षेत्र है।
$n-p-n$ ट्रांजिस्टर के लिए,एमिटर $n$-प्रकार का,बेस $p$-प्रकार का और कलेक्टर $n$-प्रकार का होता है।
इसका मतलब है कि एमिटर-बेस डायोड की $n$-साइड एमिटर पर और $p$-साइड बेस पर होती है।
कलेक्टर-बेस डायोड की $n$-साइड कलेक्टर पर और $p$-साइड बेस पर होती है।
इसलिए,दो डायोड इस तरह जुड़े होते हैं कि उनके कैथोड ($n$-साइड) बाहर की ओर हों और उनके एनोड ($p$-साइड) बेस पर एक साथ जुड़े हों।
दिए गए चित्रों को देखने पर,विकल्प $B$ सही ढंग से दो डायोड दिखाता है जिनके एनोड बेस $B$ पर जुड़े हैं और कैथोड क्रमशः एमिटर $E$ और कलेक्टर $C$ की ओर इंगित करते हैं।

(D) एक कॉमन एमिटर $(CE)$ एम्पलीफायर में,इनपुट सिग्नल $(V_i)$ को ट्रांजिस्टर के बेस $(B)$ और एमिटर $(E)$ टर्मिनलों के बीच लागू किया जाता है।
सर्किट आरेख में दिखाए अनुसार,इनपुट सिग्नल को एक कैपेसिटर $(C_1)$ के माध्यम से बेस से जोड़ा जाता है,जबकि एमिटर इनपुट और आउटपुट दोनों सर्किट के लिए कॉमन होता है और आमतौर पर ग्राउंड किया जाता है।
इसलिए,इनपुट वोल्टेज को बेस-एमिटर जंक्शन पर लागू किया जाता है।

(A) एम्पलीफिकेशन के लिए आवश्यक सक्रिय क्षेत्र (active region) में ट्रांजिस्टर को कार्य करने के लिए,उत्सर्जक-आधार जंक्शन का फॉरवर्ड बायस्ड होना और आधार-संग्राहक जंक्शन का रिवर्स बायस्ड होना आवश्यक है।
फॉरवर्ड बायस्ड उत्सर्जक-आधार जंक्शन में,आवेश वाहक (charge carriers) उत्सर्जक से आधार में प्रवेश करते हैं।
रिवर्स बायस्ड आधार-संग्राहक जंक्शन में,ये वाहक संग्राहक द्वारा एकत्र किए जाते हैं,जिससे धारा नियंत्रण और सिग्नल एम्पलीफिकेशन संभव हो पाता है।

(D) दिया गया है:
वोल्टेज गेन $(A_v)$ = $300$
करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर $(\beta)$ = $60$
कलेक्टर प्रतिरोध $(R_C)$ = $5 \, k\Omega$
हम जानते हैं कि कॉमन एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में वोल्टेज गेन $(A_v)$ का सूत्र है:
$A_v = \beta \times \frac{R_C}{R_B}$
बेस प्रतिरोध $(R_B)$ ज्ञात करने के लिए सूत्र को व्यवस्थित करने पर:
$R_B = \beta \times \frac{R_C}{A_v}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$R_B = 60 \times \frac{5 \, k\Omega}{300}$
$R_B = 60 \times \frac{5}{300} \, k\Omega$
$R_B = \frac{300}{300} \, k\Omega$
$R_B = 1 \, k\Omega$
अतः, बेस प्रतिरोध $1 \, k\Omega$ है।

(D) कॉमन एमिटर एम्पलीफायर के लिए,वोल्टेज गेन $(A_v)$ का सूत्र है: $A_v = \beta \times \frac{R_C}{R_B}$,जहाँ $\beta$ करंट एम्पलीफिकेशन फैक्टर है,$R_C$ कलेक्टर प्रतिरोध है और $R_B$ बेस प्रतिरोध है।
दिया गया है कि वोल्टेज गेन $(A_v)$ और करंट एम्पलीफिकेशन फैक्टर $(\beta)$ का अनुपात $4$ है,इसलिए: $\frac{A_v}{\beta} = 4$.
$A_v$ का मान सूत्र में रखने पर: $\frac{\beta \times (R_C / R_B)}{\beta} = 4$.
इसे सरल करने पर: $\frac{R_C}{R_B} = 4$.
अतः,कलेक्टर प्रतिरोध और बेस प्रतिरोध का अनुपात $4 : 1$ है।

(C) एक मानक बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर $(BJT)$ में,तीनों क्षेत्रों को प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए विशिष्ट भौतिक आयामों के साथ डिज़ाइन किया जाता है।
$1$. $Base$ $(Y)$ को बहुत पतला और हल्का डोप किया जाता है ताकि अधिकांश आवेश वाहक (charge carriers) संग्राहक तक पहुँच सकें।
$2$. $Collector$ $(Z)$ को आकार में सबसे बड़ा बनाया जाता है ताकि उत्सर्जक से एकत्रित शक्ति द्वारा उत्पन्न ऊष्मा का निपटान किया जा सके।
$3$. $Emitter$ $(X)$ मध्यम आकार का होता है,जो आधार से बड़ा लेकिन संग्राहक से छोटा होता है,और बड़ी संख्या में आवेश वाहक प्रदान करने के लिए इसे भारी डोप किया जाता है।
इसलिए,आकारों का क्रम $Collector > Emitter > Base$ है,जो $Z > X > Y$ के अनुरूप है।

(D) ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का पावर गेन $(A_p)$,करंट गेन $(\beta)$ और वोल्टेज गेन $(A_v)$ के गुणनफल के बराबर होता है।
$A_p = \beta \times A_v$
वोल्टेज गेन $(A_v)$ को करंट गेन $(\beta)$ और आउटपुट प्रतिरोध $(R_c)$ तथा इनपुट प्रतिरोध $(R_b)$ के अनुपात के गुणनफल के रूप में परिभाषित किया जाता है:
$A_v = \beta \times \frac{R_c}{R_b}$
दिया गया है:
$\beta = 100$
$R_c = 3 \ k\Omega$
$R_b = 2 \ k\Omega$
$A_v$ की गणना करने पर:
$A_v = 100 \times \frac{3 \ k\Omega}{2 \ k\Omega} = 100 \times 1.5 = 150$
अब,पावर गेन $(A_p)$ की गणना करने पर:
$A_p = \beta \times A_v = 100 \times 150 = 15000$
अतः,पावर गेन $15000$ है।

(C) दिया गया है कि संग्राहक धारा $I_C = 0.98 I_E$ है।
हम जानते हैं कि उत्सर्जक धारा,आधार धारा और संग्राहक धारा का योग होती है: $I_E = I_B + I_C$।
$I_C$ का मान रखने पर,हमें प्राप्त होता है $I_E = I_B + 0.98 I_E$।
$I_B$ ज्ञात करने के लिए पदों को व्यवस्थित करने पर: $I_B = I_E - 0.98 I_E = 0.02 I_E$।
अब,हमें आधार धारा और संग्राहक धारा का अनुपात ज्ञात करना है: $\frac{I_B}{I_C} = \frac{0.02 I_E}{0.98 I_E}$।
अनुपात को सरल करने पर: $\frac{I_B}{I_C} = \frac{2}{98} = \frac{1}{49}$।
अतः,अनुपात $1: 49$ है।

(B) ट्रांजिस्टर के कॉमन-एमिटर $(CE)$ कॉन्फ़िगरेशन में,आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नल के सापेक्ष $180^{\circ}$ से फेज-शिफ्ट हो जाता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि इनपुट सिग्नल बेस-एमिटर जंक्शन पर लगाया जाता है और आउटपुट कलेक्टर-एमिटर जंक्शन से लिया जाता है,जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल की पोलरिटी उलट जाती है।

(C) ट्रांजिस्टर के कॉमन एमिटर $(CE)$ कॉन्फ़िगरेशन के लिए:
दिया गया है: वोल्टेज गेन $(A_v)$ = $150$, करंट गेन $(\beta)$ = $50$, बेस प्रतिरोध $(R_B)$ = $850 \Omega$.
$CE$ एम्पलीफायर में वोल्टेज गेन का सूत्र इस प्रकार है:
$A_v = \beta \times \left( \frac{R_C}{R_B} \right)$
सूत्र में दिए गए मानों को रखने पर:
$150 = 50 \times \left( \frac{R_C}{850} \right)$
कलेक्टर प्रतिरोध $(R_C)$ के लिए समीकरण को हल करने पर:
$\frac{R_C}{850} = \frac{150}{50}$
$\frac{R_C}{850} = 3$
$R_C = 3 \times 850 = 2550 \Omega$
अतः, कलेक्टर सर्किट में प्रतिरोध $2550 \Omega$ है।

(D) एक कॉमन एमिटर $(CE)$ एम्पलीफायर के लिए,वोल्टेज गेन $(A_v)$ करंट गेन $(\beta)$ और आउटपुट लोड प्रतिरोध $(R_o)$ तथा इनपुट प्रतिरोध $(R_i)$ के अनुपात का गुणनफल होता है।
दिया गया है:
$\beta = 40$
$R_i = 2 \ k\Omega$
$R_o = 10 \ k\Omega$
सूत्र का उपयोग करते हुए:
$A_v = \beta \times \left( \frac{R_o}{R_i} \right)$
$A_v = 40 \times \left( \frac{10 \ k\Omega}{2 \ k\Omega} \right)$
$A_v = 40 \times 5$
$A_v = 200$

(D) एक $n-p-n$ ट्रांजिस्टर में,उत्सर्जक धारा $(I_E)$,संग्राहक धारा $(I_C)$ और आधार धारा $(I_B)$ के बीच संबंध $I_E = I_B + I_C$ होता है।
यह दिया गया है कि उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों का $95\%$ संग्राहक तक पहुँचता है,इसलिए $I_C = 0.95 \times I_E$ है।
चूंकि $I_C = 10 \text{ mA}$ दिया गया है,हम $I_E$ की गणना इस प्रकार कर सकते हैं:
$I_E = \frac{I_C}{0.95} = \frac{10}{0.95} \approx 10.53 \text{ mA}$।
अब,आधार धारा की गणना करने पर:
$I_B = I_E - I_C = 10.53 \text{ mA} - 10 \text{ mA} = 0.53 \text{ mA}$।

(C) दिया गया है: करंट गेन $\beta = 80$, कलेक्टर प्रतिरोध $R_C = 5 \text{ k}\Omega$, बेस प्रतिरोध $R_B = 1 \text{ k}\Omega$, इनपुट वोल्टेज $V_I = 2 \text{ mV} = 2 \times 10^{-3} \text{ V}$.
कॉमन एमिटर ट्रांजिस्टर के लिए वोल्टेज गेन $A_V$ का सूत्र इस प्रकार है:
$A_V = \frac{V_O}{V_I} = \beta \times \frac{R_C}{R_B}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$V_O = V_I \times \beta \times \frac{R_C}{R_B}$
$V_O = (2 \times 10^{-3} \text{ V}) \times 80 \times \frac{5 \text{ k}\Omega}{1 \text{ k}\Omega}$
$V_O = 2 \times 10^{-3} \times 80 \times 5$
$V_O = 800 \times 10^{-3} \text{ V}$
$V_O = 0.8 \text{ V}$.

(D) कॉमन एमिटर विन्यास में ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $A_V$,आउटपुट वोल्टेज $V_O$ और इनपुट वोल्टेज $V_I$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$A_V = \frac{V_O}{V_I} = \frac{V_C}{V_B}$
चूंकि $V_C = I_C R_C$ और $V_B = I_B R_B$,हम लिख सकते हैं:
$A_V = \frac{I_C R_C}{I_B R_B}$
पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर,हमें प्राप्त होता है:
$A_V = \left(\frac{I_C}{I_B}\right) \left(\frac{R_C}{R_B}\right)$
यह दिया गया है कि धारा प्रवर्धन गुणांक $\beta = \frac{I_C}{I_B}$,इस मान को समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर:
$A_V = \beta \cdot \frac{R_C}{R_B}$

(A) एक $p-n-p$ ट्रांजिस्टर में,उत्सर्जक (emitter) को भारी रूप से डोपित किया जाता है ताकि धारा प्रवाह के लिए बड़ी संख्या में आवेश वाहक (charge carriers) प्रदान किए जा सकें। आधार (base) बहुत पतला और हल्के रूप से डोपित होता है ताकि अधिकांश वाहक संग्राहक (collector) तक पहुँच सकें। संग्राहक मध्यम रूप से डोपित होता है और इसका भौतिक क्षेत्रफल उत्सर्जक की तुलना में बड़ा होता है ताकि संचालन के दौरान उत्पन्न होने वाली गर्मी को समाप्त किया जा सके।

(D) ट्रांजिस्टर में उत्सर्जक धारा $(I_E)$,संग्राहक धारा $(I_C)$ और आधार धारा $(I_B)$ के बीच संबंध इस समीकरण द्वारा दिया जाता है:
$I_E = I_B + I_C$
दिया गया है:
$I_E = 9.85 \,mA$
$I_C = 9.5 \,mA$
आधार धारा $(I_B)$ ज्ञात करने के लिए,हम सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करते हैं:
$I_B = I_E - I_C$
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$I_B = 9.85 \,mA - 9.5 \,mA = 0.35 \,mA$
अतः,आधार धारा $0.35 \,mA$ है।

(A) दिया गया है: उत्सर्जक धारा, $I_{E} = 6.6 \, mA$.
धारा प्रवर्धन कारक, $\beta = 59$.
हम जानते हैं कि उत्सर्जक धारा $(I_{E})$, संग्राहक धारा $(I_{C})$ और आधार धारा $(I_{B})$ के बीच संबंध $I_{E} = I_{C} + I_{B}$ होता है।
चूंकि $I_{C} = \beta I_{B}$, हम लिख सकते हैं $I_{E} = \beta I_{B} + I_{B} = I_{B}(\beta + 1)$.
इसलिए, आधार धारा $I_{B} = \frac{I_{E}}{\beta + 1}$ होगी।
मान रखने पर: $I_{B} = \frac{6.6 \, mA}{59 + 1} = \frac{6.6 \, mA}{60} = 0.11 \, mA$.

(B) दिया गया है: लोड प्रतिरोध $R_C = 5 \ k\Omega = 5 \times 10^3 \ \Omega$.
आधार-उत्सर्जक वोल्टेज $V_{BE} = 0.02 \ V$.
संग्राहक धारा $I_C = 2 \ mA = 2 \times 10^{-3} \ A$.
आउटपुट वोल्टेज $V_{CE}$ का मान $V_{CE} = I_C \times R_C$ द्वारा दिया जाता है।
मान रखने पर: $V_{CE} = (2 \times 10^{-3} \ A) \times (5 \times 10^3 \ \Omega) = 10 \ V$.
वोल्टेज लाभ $A_v$ आउटपुट वोल्टेज और इनपुट वोल्टेज का अनुपात है: $A_v = \frac{V_{CE}}{V_{BE}}$.
लाभ की गणना करने पर: $A_v = \frac{10 \ V}{0.02 \ V} = 500$.

(D) ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का फ्रीक्वेंसी रिस्पॉन्स कर्व यह दर्शाता है कि वोल्टेज गेन केवल मध्यम आवृत्ति रेंज में ही स्थिर रहता है।
बहुत कम आवृत्तियों पर,कपलिंग कैपेसिटर के रिएक्टेंस के कारण गेन कम हो जाता है।
बहुत उच्च आवृत्तियों पर,ट्रांजिस्टर के आंतरिक जंक्शन कैपेसिटेंस के कारण गेन कम हो जाता है।
इसलिए,गेन उच्च और निम्न दोनों आवृत्तियों पर कम होता है और मध्यम आवृत्तियों पर स्थिर रहता है।

(B) दिया गया है: करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर, $\beta = 100$
कलेक्टर करंट, $I_C = 2.2 \text{ mA} = 2.2 \times 10^{-3} \text{ A}$
हम जानते हैं कि $CE$ कॉन्फ़िगरेशन में कलेक्टर करंट और बेस करंट के बीच का संबंध इस प्रकार है:
$\beta = \frac{I_C}{I_B}$
बेस करंट $(I_B)$ के लिए सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करने पर:
$I_B = \frac{I_C}{\beta}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$I_B = \frac{2.2 \times 10^{-3} \text{ A}}{100} = 2.2 \times 10^{-5} \text{ A}$
माइक्रोएम्पियर $(\mu A)$ में बदलने पर:
$I_B = 2.2 \times 10^{-5} \times 10^6 \mu A = 22 \mu A$
अतः, बेस करंट $22 \mu A$ है।

(B) ट्रांजिस्टर में, उत्सर्जक (emitter) को आधार (base) में आवेश वाहकों को इंजेक्ट करने के लिए भारी रूप से डोप किया जाता है, जबकि संग्राहक (collector) को हल्के से डोप किया जाता है और उन्हें एकत्र करने के लिए इसका क्षेत्रफल बड़ा होता है।
यदि उत्सर्जक और संग्राहक के कनेक्शन आपस में बदल दिए जाते हैं, तो संग्राहक (जो हल्के से डोप है) उत्सर्जक के रूप में कार्य करता है और उत्सर्जक (जो भारी डोप है) संग्राहक के रूप में कार्य करता है।
डोपिंग स्तर और भौतिक संरचना में यह विसंगति ट्रांजिस्टर के करंट गेन $(\beta)$ को काफी कम कर देती है।
परिणामस्वरूप, एक निश्चित आधार धारा के लिए, संग्राहक धारा काफी कम हो जाती है, और जंक्शन के प्रभावी संचालन में परिवर्तन के कारण आधार धारा भी कम हो जाती है।
इसलिए, सही अवलोकन यह है कि आधार धारा घट जाती है।

(D) ट्रांजिस्टर का इनपुट प्रतिरोध $R_{\text{in}}$,आधार-उत्सर्जक वोल्टेज में परिवर्तन $(\Delta V_{BE})$ और आधार धारा में परिवर्तन $(\Delta I_b)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया है:
$\Delta I_b = 60 \mu A = 60 \times 10^{-6} \ A$
$\Delta V_{BE} = 1.2 \ V$
सूत्र का उपयोग करते हुए:
$R_{\text{in}} = \frac{\Delta V_{BE}}{\Delta I_b}$
$R_{\text{in}} = \frac{1.2}{60 \times 10^{-6}}$
$R_{\text{in}} = \frac{1.2 \times 10^6}{60}$
$R_{\text{in}} = \frac{1200000}{60} = 20000 \ \Omega$
अतः,इनपुट प्रतिरोध $20000 \ \Omega$ है।

(C) वोल्टेज गेन $A_v$ को आउटपुट सिग्नल वोल्टेज और इनपुट सिग्नल वोल्टेज के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है:
$A_v = \frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{2.5 \ V}{0.02 \ V} = 125$.
हम जानते हैं कि $CE$ एम्पलीफायर के लिए वोल्टेज गेन $A_v = \beta \times \frac{R_c}{R_b}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $\beta$ धारा प्रवर्धन गुणांक है,$R_c$ कलेक्टर प्रतिरोध है,और $R_b$ बेस प्रतिरोध है।
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$125 = \beta \times \frac{2.5 \ k\Omega}{1.5 \ k\Omega}$.
$125 = \beta \times \frac{5}{3}$.
$\beta = 125 \times \frac{3}{5} = 25 \times 3 = 75$.
अतः,धारा प्रवर्धन गुणांक $75$ है।

(A) दिया गया है,कलेक्टर प्रतिरोध $R_C = 800 \Omega$ और उस पर वोल्टेज ड्रॉप $V_R = 0.5 V$ है।
कलेक्टर करंट $I_C = \frac{V_R}{R_C} = \frac{0.5}{800} = 6.25 \times 10^{-4} A = 0.625 \times 10^{-3} A$.
हम जानते हैं कि करंट गेन $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$,इसलिए एमिटर करंट $I_E = \frac{I_C}{\alpha} = \frac{0.625 \times 10^{-3}}{0.96} \approx 6.51 \times 10^{-4} A$.
बेस करंट $I_B = I_E - I_C = I_C \left( \frac{1}{\alpha} - 1 \right) = I_C \left( \frac{1 - \alpha}{\alpha} \right)$.
मान रखने पर: $I_B = 0.625 \times 10^{-3} \times \left( \frac{1 - 0.96}{0.96} \right) = 0.625 \times 10^{-3} \times \left( \frac{0.04}{0.96} \right) = 0.625 \times 10^{-3} \times \frac{1}{24} \approx 0.02604 \times 10^{-3} A = 2.6 \times 10^{-5} A$.

(B) दिया गया है: $\Delta I_b = 20 \ \mu A = 20 \times 10^{-6} \ A$,$\Delta I_c = 2 \ mA = 2 \times 10^{-3} \ A$,और $\Delta V_{BE} = 0.04 \ V$.
इनपुट प्रतिरोध $R_{\text{input}}$ बेस-एमिटर वोल्टेज में परिवर्तन और बेस करंट में परिवर्तन का अनुपात है:
$R_{\text{input}} = \frac{\Delta V_{BE}}{\Delta I_b} = \frac{0.04}{20 \times 10^{-6}} = \frac{0.04 \times 10^6}{20} = 2 \times 10^3 \ \Omega = 2 \ k\Omega$.
$AC$ करंट गेन $\beta$ कलेक्टर करंट में परिवर्तन और बेस करंट में परिवर्तन का अनुपात है:
$\beta = \frac{\Delta I_c}{\Delta I_b} = \frac{2 \times 10^{-3}}{20 \times 10^{-6}} = \frac{2000}{20} = 100$.
अतः,इनपुट प्रतिरोध $2 \ k\Omega$ है और $AC$ करंट गेन $100$ है।

(B) दिया गया है कि, $V_{CE}=7 \, V$, $\beta=100$, $R_C=2 \, k\Omega = 2000 \, \Omega$, और $V_{CC}=15 \, V$ है।
हम जानते हैं कि कॉमन एमिटर सर्किट में करंट गेन इस प्रकार है:
$\beta = \frac{I_C}{I_B} \dots (i)$
आउटपुट लूप (कलेक्टर-एमिटर लूप) में किरचॉफ के वोल्टेज नियम $(KVL)$ का उपयोग करने पर:
$V_{CC} - I_C R_C - V_{CE} = 0$
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$15 - I_C(2000) - 7 = 0$
$8 = I_C(2000)$
$I_C = \frac{8}{2000} \, A = 4 \times 10^{-3} \, A = 4 \, mA \dots (ii)$
अब, समीकरण $(ii)$ से $I_C$ का मान समीकरण $(i)$ में रखने पर:
$100 = \frac{4 \, mA}{I_B}$
$I_B = \frac{4}{100} \, mA = 0.04 \, mA$.

(A) दिया गया है, करंट गेन, $\alpha = 0.96$।
एमिटर करंट, $I_E = 7.2 \,mA = 7.2 \times 10^{-3} \,A$।
हम जानते हैं कि, $\alpha = I_C / I_E$।
इसलिए, $I_C = \alpha \times I_E = 0.96 \times 7.2 \,mA = 6.912 \,mA$।
साथ ही, एमिटर, कलेक्टर और बेस करंट के बीच संबंध $I_E = I_C + I_B$ है।
अतः, $I_B = I_E - I_C = 7.2 \,mA - 6.912 \,mA = 0.288 \,mA \approx 0.29 \,mA$।

(C) $p-n-p$ ट्रांजिस्टर के लिए कॉमन बेस एम्पलीफायर में, करंट गेन $\alpha = 0.96$ है।
दिया गया एमिटर करंट, $I_E = 7.2 \,mA$ है।
हम जानते हैं कि करंट गेन का सूत्र: $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$ होता है।
मान रखने पर: $0.96 = \frac{I_C}{7.2}$।
कलेक्टर करंट की गणना करने पर: $I_C = 0.96 \times 7.2 = 6.912 \,mA$।
हम यह भी जानते हैं कि एमिटर करंट, कलेक्टर करंट और बेस करंट का योग होता है: $I_E = I_C + I_B$।
इसलिए, बेस करंट $I_B = I_E - I_C$ होगा।
$I_B = 7.2 \,mA - 6.912 \,mA = 0.288 \,mA$।
दो दशमलव स्थानों तक पूर्णांकित करने पर, हमें $I_B \simeq 0.29 \,mA$ प्राप्त होता है।

(C) एक ट्रांजिस्टर में,कॉमन बेस करंट गेन $\alpha$ और कॉमन एमिटर करंट गेन $\beta$ के बीच संबंध इस प्रकार है: $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$.
स्थिति $I$: जब $\alpha = \frac{20}{21}$ हो,
$\beta = \frac{20/21}{1 - 20/21} = \frac{20/21}{1/21} = 20$.
स्थिति $II$: जब $\alpha = \frac{100}{101}$ हो,
$\beta = \frac{100/101}{1 - 100/101} = \frac{100/101}{1/101} = 100$.
अतः,$\beta$ का मान $20$ और $100$ के बीच बदलता है।

(B) कॉमन एमिटर सर्किट के आउटपुट लूप के लिए,किरचॉफ का वोल्टेज नियम $(KVL)$ लागू करने पर:
$15 \text{ V} - I_C \times (2 \text{ k}\Omega) - V_{CE} = 0$
दिया गया है $V_{CE} = 7 \text{ V}$,इसलिए:
$15 - I_C \times 2000 - 7 = 0$
$8 = I_C \times 2000$
$I_C = \frac{8}{2000} \text{ A} = 4 \times 10^{-3} \text{ A} = 4 \text{ mA}$
अब,करंट गेन संबंध $\beta = \frac{I_C}{I_B}$ का उपयोग करने पर:
$100 = \frac{4 \text{ mA}}{I_B}$
$I_B = \frac{4 \text{ mA}}{100} = 0.04 \text{ mA}$

(B) दी गई सर्किट में,बेस लूप का समीकरण $V_{CC} = i_B R_1 + V_{BE}$ है।
यहाँ $V_{CC} = 8 \text{ V}$,$V_{BE} = 0.6 \text{ V}$,और $i_C = 5 \text{ mA}$ दिया गया है।
बेस धारा $i_B = \frac{i_C}{\beta} = \frac{5 \times 10^{-3} \text{ A}}{50} = 1 \times 10^{-4} \text{ A}$ होगी।
बेस लूप के समीकरण में मान रखने पर:
$8 = (1 \times 10^{-4}) R_1 + 0.6$
$R_1 = \frac{8 - 0.6}{1 \times 10^{-4}} = \frac{7.4}{10^{-4}} = 74 \times 10^3 \Omega = 74 \text{ k}\Omega$.
अब,कलेक्टर लूप के लिए,$KVL$ के अनुसार समीकरण $V_{CC} = i_C R_2 + V_{CE}$ है।
मान रखने पर:
$8 = (5 \times 10^{-3}) R_2 + 3$
$5 = (5 \times 10^{-3}) R_2$
$R_2 = \frac{5}{5 \times 10^{-3}} = 10^3 \Omega = 1 \text{ k}\Omega$.
अतः,$R_1 = 74 \text{ k}\Omega$ और $R_2 = 1 \text{ k}\Omega$ प्राप्त होते हैं।

(D) दिया गया है,कॉमन-बेस कॉन्फ़िगरेशन में करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर,$\alpha = 0.95$.
हम जानते हैं कि $\alpha$ और $\beta$ (कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में करंट एम्प्लीफिकेशन फैक्टर) के बीच संबंध $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$ है।
$\alpha$ का मान रखने पर:
$\beta = \frac{0.95}{1 - 0.95} = \frac{0.95}{0.05} = 19$.
कॉमन-एमिटर 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:
$\beta = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}$.
यहाँ $\Delta I_B = 2 \mu A$ दिया गया है,इसलिए $\Delta I_C$ की गणना करने पर:
$\Delta I_C = \beta \times \Delta I_B = 19 \times 2 \mu A = 38 \mu A$.

(C) इनपुट धारा $i_i$ का मान $i_i = \frac{V_i}{R_i}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $V_i = 100 \ mV = 0.1 \ V$ और $R_i = 2000 \ \Omega$ है।
$i_i = \frac{0.1}{2000} = 5 \times 10^{-5} \ A$.
आउटपुट धारा $i_o$ का मान $i_o = \beta \times i_i$ द्वारा दिया जाता है।
$i_o = 50 \times 5 \times 10^{-5} = 250 \times 10^{-5} = 2.5 \times 10^{-3} \ A$.
आउटपुट वोल्टेज $V_o$ का मान $V_o = i_o \times R_o$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $R_o = 5000 \ \Omega$ है।
$V_o = 2.5 \times 10^{-3} \times 5000 = 12.5 \ V$.
अतः,आउटपुट वोल्टेज का शिखर मान $12.5 \ V$ है।

(A) कॉमन एमिटर $(CE)$ एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन में,आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नल के सापेक्ष उल्टा (inverted) होता है,जिसका अर्थ है कि उनके बीच $\pi$ रेडियन $(180^{\circ})$ का कलांतर होता है।
ऑसिलेटर के लिए दोलनों को बनाए रखने के लिए,बार्कहौसेन मानदंड के अनुसार लूप के चारों ओर कुल कलांतर $0$ या $2n\pi$ होना चाहिए।
चूंकि $CE$ एम्पलीफायर $\pi$ का कलांतर प्रदान करता है,इसलिए दोलन की स्थिति को पूरा करने के लिए फीडबैक नेटवर्क को अतिरिक्त $\pi$ का कलांतर प्रदान करना होगा।
अतः,$CE$-ट्रांजिस्टर चरण के इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच का कलांतर $\pi$ है।