Pinch-Off and Saturation MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Pinch-Off and Saturation - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संकुचन के बाद JFET में अपवाहिका धारा लगभग स्थिरांक हो जाती है।

वर्णन:

शॉक्ले का समीकरण निम्न रूप में दिया गया है:

जहाँ,

VGS = गेट से स्रोत वोल्टेज 

IDSS = अपवाहिका से स्रोत संतृप्त धारा 

VP = संकुचन धारा 

P - चैनल JFET के लिए शॉक्ले के समीकरण और विशेषता वक्र के अनुसार, अपवाहिका धारा ID एक बढ़ते हुए धनात्मक गेट-स्रोत वोल्टेज (VGS) के साथ कम होता है। 

VGS = VP होने पर अपवाहिका धारा शून्य हो जाती है। सामान्य संचालन के लिए, VGS, VP और 0 के बीच कहीं भी अभिनत होता है। 

P - चैनल वाले जंक्शन क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के लिए विशेषता वक्र नीचे दर्शाया गया हैं। 

स्थिति I: यदि VDS = 0 और VGS = 0 है, तो उपकरण बिना किसी धारा के साथ निष्क्रिय होगी अर्थात् IDS = 0

स्थिति II:

• अब VDS को ऋणात्मक लेते हैं जबकि VGS, 0 है। 
• इस अवस्था पर धारा स्रोत से अपवाहिका (पारंपरिक दिशा के अनुसार) तक प्रवाहित होती है क्योंकि p - अधःस्तर में छिद्र अपवाहिका की ओर बढ़ती है जबकि स्रोत से इसे प्रतिकर्षित किया जाता है। 
• इस धारा का मान केवल चैनल - प्रतिरोध द्वारा प्रतिबंधित किया जाता है और VDS (ओह्मिक क्षेत्र) में कमी के साथ बढ़ता हुआ दिखाई देता है। 
• हालाँकि जब एकबार संकुचन (VDS = VP) होता है, तो धारा IDS विशिष्ट स्तर IDSS पर संतृप्त होती है, जिसके दौरान उपकरण एक स्थिरांक धारा स्रोत के रूप में कार्य करता है। 

स्थिति III:

• अगला, माना कि VGS = धनात्मक है जबकि VDS ऋणात्मक है। 
• यहाँ प्रदर्शित प्रभाव उस तथ्य के साथ स्थिति II के प्रभाव के समरूप है कि संतृप्त तीव्र दर पर होती है क्योंकि VGS अधिक और अधिक धनात्मक हो जाता है। 
• यहाँ धारा प्रवाहित होना बंद या समाप्त हो जाती है क्योंकि VDS का मान VP के बराबर है, परिणामस्वरूप उपकरण बंद अवस्था में चला जाता है। 

अवधारणा :

संतृप्ति में MOSFET में अपवाहिका धारा को इसके द्वारा दिया जाता है:

गणना:

चूंकि गेट और अपवाहिका लघु परिपथित होते हैं, इसलिए ट्रांजिस्टर संतृप्ति मोड में होता है।

     .....(i)

इसके अलावा V0 = VGS

अब अपवाहिका धारा इस प्रकार दिया जाता है:

.....(ii)

अब समीकरण (i) और (ii) को बराबर करके

V0 = 3.35 V

प्रयुक्त सूत्र:

पिंच ऑफ वोल्टेज (VP) =

अनुप्रयोग:

दिया गया,

a = 3 × 10-4 cm

ND = 1015 electron/cm3

ϵ = 12ϵ0

q = 1.6 × 10-19 C

उपरोक्त अवधारणा से,

VP =

जहां,

इसे हल करने के बाद,

VP = 6.8 V

संकुचन वोल्टेज:

जिस वोल्टेज पर चैनल संकुचित होगा यानी स्रोत से लेकर अपवाहिका तक आगे गति नहीं होगी और धारा व्यावहारिक रूप से स्थिर रहेगी इसे 'संकुचन वोल्टेज' कहा जाता है।

VP = VGS _{(विच्छेद)} = VGS (ऑफ)

संकुचन संतृप्ति के लिए स्थिति:

VDS = VGS - VP

VGS के विभिन्न मानों के लिए JFET की अपवाहिका विशेषताओं को निम्न रूप में दिखाया गया है:

FET को एम्पलीफायर के रूप में संचालित करने के लिए यह संतृप्ति क्षेत्र में संचालित होता है।

विच्छेद: I_D = 0

रैखिक: I_D रैखिक रूप से बढ़ता है

संतृप्ति: I_D स्थिरांक है

ध्यान दें:

1) In ≤ IDSS सदैव

2) यह भी एक 'वोल्टेज परिवर्तनीय प्रतिरोधक' के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है

संकल्पना:

n-चैनल JFET की ज्यामितीय संरचना इस प्रकार है:

जहाँ,

a = चैनल की आधी चौड़ाई।

h = प्रेरित अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई।

अंतरिक्ष आवेश चौड़ाई निम्न द्वारा दी जाती है:

जहाँ
V_GS = गेट-से-स्रोत वोल्टेज

V_bi = अंतर्निहित विभव बाधा।

एक उत्क्रमित-पक्षपाती p⁺n संधि के लिए, V_GS ऋणात्मक होना चाहिए।

जब ‘h = a’ होता है, तो p⁺n संधि में कुल विभव को आंतरिक पिंच-ऑफ वोल्टेज कहा जाता है, जिसे V_po द्वारा दर्शाया जाता है।

----(1)

V_po = V_bi - V_p ----(2)

जहाँ V_p ­= गेट-से-स्रोत वोल्टेज जिसे पिंच ऑफ प्राप्त करने के लिए लगाया जाना चाहिए।

गणना:

दिया गया है,

V_bi ≈ 0 (∵ V_GS =0 के लिए चैनल की आधी चौड़ाई दी गई है)

अर्थात a = 3μm

V_p = पिंच ऑफ वोल्टेज के साथ, जब V_GS = V_p, ‘h’ ‘a’ के बराबर होगा।

समीकरण (1) का उपयोग करके, हमें मिलता है,

----(3)

अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई = h

जब अवक्षय चौड़ाई इस प्रकार प्राप्त की जाती है;

ऊपर दिए गए समीकरण में समीकरण (3) से V_p का मान प्रतिस्थापित करने पर, हमें मिलता है;

यदि a = 3 μm

इसलिए, h = 1.5 μm

इसलिए, चैनल की आधी चौड़ाई = a - h

= 3 - 1.5 = 1.5 μm

इसलिए, विकल्प (3) सही है।

प्रयुक्त सूत्र:

पिंच ऑफ वोल्टेज (VP) =

अनुप्रयोग:

दिया गया,

a = 3 × 10-4 cm

ND = 1015 electron/cm3

ϵ = 12ϵ0

q = 1.6 × 10-19 C

उपरोक्त अवधारणा से,

VP =

जहां,

इसे हल करने के बाद,

VP = 6.8 V

संकुचन के बाद JFET में अपवाहिका धारा लगभग स्थिरांक हो जाती है।

वर्णन:

शॉक्ले का समीकरण निम्न रूप में दिया गया है:

जहाँ,

VGS = गेट से स्रोत वोल्टेज 

IDSS = अपवाहिका से स्रोत संतृप्त धारा 

VP = संकुचन धारा 

P - चैनल JFET के लिए शॉक्ले के समीकरण और विशेषता वक्र के अनुसार, अपवाहिका धारा ID एक बढ़ते हुए धनात्मक गेट-स्रोत वोल्टेज (VGS) के साथ कम होता है। 

VGS = VP होने पर अपवाहिका धारा शून्य हो जाती है। सामान्य संचालन के लिए, VGS, VP और 0 के बीच कहीं भी अभिनत होता है। 

P - चैनल वाले जंक्शन क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के लिए विशेषता वक्र नीचे दर्शाया गया हैं। 

स्थिति I: यदि VDS = 0 और VGS = 0 है, तो उपकरण बिना किसी धारा के साथ निष्क्रिय होगी अर्थात् IDS = 0

स्थिति II:

• अब VDS को ऋणात्मक लेते हैं जबकि VGS, 0 है। 
• इस अवस्था पर धारा स्रोत से अपवाहिका (पारंपरिक दिशा के अनुसार) तक प्रवाहित होती है क्योंकि p - अधःस्तर में छिद्र अपवाहिका की ओर बढ़ती है जबकि स्रोत से इसे प्रतिकर्षित किया जाता है। 
• इस धारा का मान केवल चैनल - प्रतिरोध द्वारा प्रतिबंधित किया जाता है और VDS (ओह्मिक क्षेत्र) में कमी के साथ बढ़ता हुआ दिखाई देता है। 
• हालाँकि जब एकबार संकुचन (VDS = VP) होता है, तो धारा IDS विशिष्ट स्तर IDSS पर संतृप्त होती है, जिसके दौरान उपकरण एक स्थिरांक धारा स्रोत के रूप में कार्य करता है। 

स्थिति III:

• अगला, माना कि VGS = धनात्मक है जबकि VDS ऋणात्मक है। 
• यहाँ प्रदर्शित प्रभाव उस तथ्य के साथ स्थिति II के प्रभाव के समरूप है कि संतृप्त तीव्र दर पर होती है क्योंकि VGS अधिक और अधिक धनात्मक हो जाता है। 
• यहाँ धारा प्रवाहित होना बंद या समाप्त हो जाती है क्योंकि VDS का मान VP के बराबर है, परिणामस्वरूप उपकरण बंद अवस्था में चला जाता है। 

संकुचन वोल्टेज:

जिस वोल्टेज पर चैनल संकुचित होगा यानी स्रोत से लेकर अपवाहिका तक आगे गति नहीं होगी और धारा व्यावहारिक रूप से स्थिर रहेगी इसे 'संकुचन वोल्टेज' कहा जाता है।

VP = VGS _{(विच्छेद)} = VGS (ऑफ)

संकुचन संतृप्ति के लिए स्थिति:

VDS = VGS - VP

VGS के विभिन्न मानों के लिए JFET की अपवाहिका विशेषताओं को निम्न रूप में दिखाया गया है:

FET को एम्पलीफायर के रूप में संचालित करने के लिए यह संतृप्ति क्षेत्र में संचालित होता है।

विच्छेद: I_D = 0

रैखिक: I_D रैखिक रूप से बढ़ता है

संतृप्ति: I_D स्थिरांक है

ध्यान दें:

1) In ≤ IDSS सदैव

2) यह भी एक 'वोल्टेज परिवर्तनीय प्रतिरोधक' के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है

संकल्पना:

n-चैनल JFET की ज्यामितीय संरचना इस प्रकार है:

जहाँ,

a = चैनल की आधी चौड़ाई।

h = प्रेरित अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई।

अंतरिक्ष आवेश चौड़ाई निम्न द्वारा दी जाती है:

जहाँ
V_GS = गेट-से-स्रोत वोल्टेज

V_bi = अंतर्निहित विभव बाधा।

एक उत्क्रमित-पक्षपाती p⁺n संधि के लिए, V_GS ऋणात्मक होना चाहिए।

जब ‘h = a’ होता है, तो p⁺n संधि में कुल विभव को आंतरिक पिंच-ऑफ वोल्टेज कहा जाता है, जिसे V_po द्वारा दर्शाया जाता है।

----(1)

V_po = V_bi - V_p ----(2)

जहाँ V_p ­= गेट-से-स्रोत वोल्टेज जिसे पिंच ऑफ प्राप्त करने के लिए लगाया जाना चाहिए।

गणना:

दिया गया है,

V_bi ≈ 0 (∵ V_GS =0 के लिए चैनल की आधी चौड़ाई दी गई है)

अर्थात a = 3μm

V_p = पिंच ऑफ वोल्टेज के साथ, जब V_GS = V_p, ‘h’ ‘a’ के बराबर होगा।

समीकरण (1) का उपयोग करके, हमें मिलता है,

----(3)

अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई = h

जब अवक्षय चौड़ाई इस प्रकार प्राप्त की जाती है;

ऊपर दिए गए समीकरण में समीकरण (3) से V_p का मान प्रतिस्थापित करने पर, हमें मिलता है;

यदि a = 3 μm

इसलिए, h = 1.5 μm

इसलिए, चैनल की आधी चौड़ाई = a - h

= 3 - 1.5 = 1.5 μm

इसलिए, विकल्प (3) सही है।

प्रयुक्त सूत्र:

पिंच ऑफ वोल्टेज (VP) =

अनुप्रयोग:

दिया गया,

a = 3 × 10-4 cm

ND = 1015 electron/cm3

ϵ = 12ϵ0

q = 1.6 × 10-19 C

उपरोक्त अवधारणा से,

VP =

जहां,

इसे हल करने के बाद,

VP = 6.8 V

संकुचन के बाद JFET में अपवाहिका धारा लगभग स्थिरांक हो जाती है।

वर्णन:

शॉक्ले का समीकरण निम्न रूप में दिया गया है:

जहाँ,

VGS = गेट से स्रोत वोल्टेज 

IDSS = अपवाहिका से स्रोत संतृप्त धारा 

VP = संकुचन धारा 

P - चैनल JFET के लिए शॉक्ले के समीकरण और विशेषता वक्र के अनुसार, अपवाहिका धारा ID एक बढ़ते हुए धनात्मक गेट-स्रोत वोल्टेज (VGS) के साथ कम होता है। 

VGS = VP होने पर अपवाहिका धारा शून्य हो जाती है। सामान्य संचालन के लिए, VGS, VP और 0 के बीच कहीं भी अभिनत होता है। 

P - चैनल वाले जंक्शन क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के लिए विशेषता वक्र नीचे दर्शाया गया हैं। 

स्थिति I: यदि VDS = 0 और VGS = 0 है, तो उपकरण बिना किसी धारा के साथ निष्क्रिय होगी अर्थात् IDS = 0

स्थिति II:

• अब VDS को ऋणात्मक लेते हैं जबकि VGS, 0 है। 
• इस अवस्था पर धारा स्रोत से अपवाहिका (पारंपरिक दिशा के अनुसार) तक प्रवाहित होती है क्योंकि p - अधःस्तर में छिद्र अपवाहिका की ओर बढ़ती है जबकि स्रोत से इसे प्रतिकर्षित किया जाता है। 
• इस धारा का मान केवल चैनल - प्रतिरोध द्वारा प्रतिबंधित किया जाता है और VDS (ओह्मिक क्षेत्र) में कमी के साथ बढ़ता हुआ दिखाई देता है। 
• हालाँकि जब एकबार संकुचन (VDS = VP) होता है, तो धारा IDS विशिष्ट स्तर IDSS पर संतृप्त होती है, जिसके दौरान उपकरण एक स्थिरांक धारा स्रोत के रूप में कार्य करता है। 

स्थिति III:

• अगला, माना कि VGS = धनात्मक है जबकि VDS ऋणात्मक है। 
• यहाँ प्रदर्शित प्रभाव उस तथ्य के साथ स्थिति II के प्रभाव के समरूप है कि संतृप्त तीव्र दर पर होती है क्योंकि VGS अधिक और अधिक धनात्मक हो जाता है। 
• यहाँ धारा प्रवाहित होना बंद या समाप्त हो जाती है क्योंकि VDS का मान VP के बराबर है, परिणामस्वरूप उपकरण बंद अवस्था में चला जाता है। 

संकुचन वोल्टेज:

जिस वोल्टेज पर चैनल संकुचित होगा यानी स्रोत से लेकर अपवाहिका तक आगे गति नहीं होगी और धारा व्यावहारिक रूप से स्थिर रहेगी इसे 'संकुचन वोल्टेज' कहा जाता है।

VP = VGS _{(विच्छेद)} = VGS (ऑफ)

संकुचन संतृप्ति के लिए स्थिति:

VDS = VGS - VP

VGS के विभिन्न मानों के लिए JFET की अपवाहिका विशेषताओं को निम्न रूप में दिखाया गया है:

FET को एम्पलीफायर के रूप में संचालित करने के लिए यह संतृप्ति क्षेत्र में संचालित होता है।

विच्छेद: I_D = 0

रैखिक: I_D रैखिक रूप से बढ़ता है

संतृप्ति: I_D स्थिरांक है

ध्यान दें:

1) In ≤ IDSS सदैव

2) यह भी एक 'वोल्टेज परिवर्तनीय प्रतिरोधक' के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है

संकल्पना:

n-चैनल JFET की ज्यामितीय संरचना इस प्रकार है:

जहाँ,

a = चैनल की आधी चौड़ाई।

h = प्रेरित अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई।

अंतरिक्ष आवेश चौड़ाई निम्न द्वारा दी जाती है:

जहाँ
V_GS = गेट-से-स्रोत वोल्टेज

V_bi = अंतर्निहित विभव बाधा।

एक उत्क्रमित-पक्षपाती p⁺n संधि के लिए, V_GS ऋणात्मक होना चाहिए।

जब ‘h = a’ होता है, तो p⁺n संधि में कुल विभव को आंतरिक पिंच-ऑफ वोल्टेज कहा जाता है, जिसे V_po द्वारा दर्शाया जाता है।

----(1)

V_po = V_bi - V_p ----(2)

जहाँ V_p ­= गेट-से-स्रोत वोल्टेज जिसे पिंच ऑफ प्राप्त करने के लिए लगाया जाना चाहिए।

गणना:

दिया गया है,

V_bi ≈ 0 (∵ V_GS =0 के लिए चैनल की आधी चौड़ाई दी गई है)

अर्थात a = 3μm

V_p = पिंच ऑफ वोल्टेज के साथ, जब V_GS = V_p, ‘h’ ‘a’ के बराबर होगा।

समीकरण (1) का उपयोग करके, हमें मिलता है,

----(3)

अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई = h

जब अवक्षय चौड़ाई इस प्रकार प्राप्त की जाती है;

ऊपर दिए गए समीकरण में समीकरण (3) से V_p का मान प्रतिस्थापित करने पर, हमें मिलता है;

यदि a = 3 μm

इसलिए, h = 1.5 μm

इसलिए, चैनल की आधी चौड़ाई = a - h

= 3 - 1.5 = 1.5 μm

इसलिए, विकल्प (3) सही है।

अवधारणा :

संतृप्ति में MOSFET में अपवाहिका धारा को इसके द्वारा दिया जाता है:

गणना:

चूंकि गेट और अपवाहिका लघु परिपथित होते हैं, इसलिए ट्रांजिस्टर संतृप्ति मोड में होता है।

     .....(i)

इसके अलावा V0 = VGS

अब अपवाहिका धारा इस प्रकार दिया जाता है:

.....(ii)

अब समीकरण (i) और (ii) को बराबर करके

V0 = 3.35 V