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1907 में थर्मिओनिक ट्रायोड निर्वात नली का आविष्कार किया गया, इसने प्रवर्धित आकाशवानी तकनीक और लंबी दूरी की दूरभाषण को सक्षम किया था। हालाँकि, ट्रायोड एक नाजुक उपकरण था जिसने पर्याप्त मात्रा में बिजली की खपत की थी। 1909 में, भौतिक विज्ञानी विलियम एक्ल्स ने क्रिस्टल डायोड दोलक की खोज की थी।<ref>{{Cite book | url=https://books.google.com/books?id=YiJaEAUj258C&q=Eccles+Oscillator+Galena&pg=PA430 | title=Concise Encyclopedia of Building and Construction Materials| isbn=9780262132480| last1=Moavenzadeh| first1=Fred| year=1990}}</ref> ऑस्ट्रो-हंगेरियन भौतिक विज्ञानी जूलियस एडगर लिलियनफेल्ड ने 1925 में कनाडा में क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र (FET) के लिए एक स्वीकृत दायर किया,<ref>{{Cite book | url=https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?FT=D&date=19270719&DB=&CC=CA&NR=272437A&KC=A&locale=en_EP# | title=Specification of electric current control mechanism patent application| last1=Lilienfeld| first1=Julius Edgar| year=1927}}</ref> जिसका उद्देश्य ट्रायोड के लिए एक ठोस-राज्य प्रतिस्थापन होना था। लिलिएनफेल्ड ने भी संयुक्त राज्य अमेरिका में<ref>Vardalas, John (May 2003) [http://www.todaysengineer.org/2003/May/history.asp Twists and Turns in the Development of the Transistor] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150108082709/http://www.todaysengineer.org/2003/May/history.asp |date=January 8, 2015 }} ''IEEE-USA Today's Engineer''.</ref><ref>Lilienfeld, Julius Edgar, "Method and apparatus for controlling electric current" {{US patent|1745175}} January 28, 1930 (filed in Canada 1925-10-22, in US October 8, 1926).</ref> और 1928 में समान एक स्वीकृत दायर किए थे।<ref>{{cite web|title=Amplifier For Electric Currents|publisher=United States Patent and Trademark Office| url=http://www.google.com/patents?id=jvhAAAAAEBAJ&printsec=abstract#v=onepage&q&f=false}}</ref><ref>{{cite web| title=Device For Controlling Electric Current|publisher=United States Patent and Trademark Office| url=http://www.google.com/patents?id=52BQAAAAEBAJ&printsec=abstract#v=onepage&q&f=false}}</ref> हालांकि, लिलियनफेल्ड ने अपने उपकरणों के बारे में कोई शोध लेख प्रकाशित नहीं किया और न ही उनके स्वीकृत ने एक कार्यशील प्रतिमान के किसी विशिष्ट उदाहरण का हवाला दिया था। चूंकि उच्च गुणवत्ता वाली अर्धचालक सामग्री का उत्पादन अभी भी दशकों दूर था, लिलियनफेल्ड के ठोस-राज्य प्रवर्धक विचारों को 1920 और 1930 के दशक में व्यावहारिक उपयोग नहीं मिला होगा, भले ही ऐसा उपकरण बनाया गया हो।<ref name="todaysengineer.org">{{cite web|title=Twists and Turns in the Development of the Transistor|publisher=Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.|url=http://www.todaysengineer.org/2003/May/history.asp|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20150108082709/http://www.todaysengineer.org/2003/May/history.asp|archive-date=January 8, 2015}}</ref> 1934 में, जर्मन आविष्कारक आस्कर हैल ने यूरोप में इसी तरह के उपकरण का एक स्वीकृत कराया था।<ref>[http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=GB&NR=439457&KC=&FT=E Heil, Oskar, "Improvements in or relating to electrical amplifiers and other control arrangements and devices"], Patent No. GB439457, European Patent Office, filed in Great Britain 1934-03-02, published December 6, 1935 (originally filed in Germany March 2, 1934).</ref> | 1907 में थर्मिओनिक ट्रायोड निर्वात नली का आविष्कार किया गया, इसने प्रवर्धित आकाशवानी तकनीक और लंबी दूरी की दूरभाषण को सक्षम किया था। हालाँकि, ट्रायोड एक नाजुक उपकरण था जिसने पर्याप्त मात्रा में बिजली की खपत की थी। 1909 में, भौतिक विज्ञानी विलियम एक्ल्स ने क्रिस्टल डायोड दोलक की खोज की थी।<ref>{{Cite book | url=https://books.google.com/books?id=YiJaEAUj258C&q=Eccles+Oscillator+Galena&pg=PA430 | title=Concise Encyclopedia of Building and Construction Materials| isbn=9780262132480| last1=Moavenzadeh| first1=Fred| year=1990}}</ref> ऑस्ट्रो-हंगेरियन भौतिक विज्ञानी जूलियस एडगर लिलियनफेल्ड ने 1925 में कनाडा में क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र (FET) के लिए एक स्वीकृत दायर किया,<ref>{{Cite book | url=https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?FT=D&date=19270719&DB=&CC=CA&NR=272437A&KC=A&locale=en_EP# | title=Specification of electric current control mechanism patent application| last1=Lilienfeld| first1=Julius Edgar| year=1927}}</ref> जिसका उद्देश्य ट्रायोड के लिए एक ठोस-राज्य प्रतिस्थापन होना था। लिलिएनफेल्ड ने भी संयुक्त राज्य अमेरिका में<ref>Vardalas, John (May 2003) [http://www.todaysengineer.org/2003/May/history.asp Twists and Turns in the Development of the Transistor] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150108082709/http://www.todaysengineer.org/2003/May/history.asp |date=January 8, 2015 }} ''IEEE-USA Today's Engineer''.</ref><ref>Lilienfeld, Julius Edgar, "Method and apparatus for controlling electric current" {{US patent|1745175}} January 28, 1930 (filed in Canada 1925-10-22, in US October 8, 1926).</ref> और 1928 में समान एक स्वीकृत दायर किए थे।<ref>{{cite web|title=Amplifier For Electric Currents|publisher=United States Patent and Trademark Office| url=http://www.google.com/patents?id=jvhAAAAAEBAJ&printsec=abstract#v=onepage&q&f=false}}</ref><ref>{{cite web| title=Device For Controlling Electric Current|publisher=United States Patent and Trademark Office| url=http://www.google.com/patents?id=52BQAAAAEBAJ&printsec=abstract#v=onepage&q&f=false}}</ref> हालांकि, लिलियनफेल्ड ने अपने उपकरणों के बारे में कोई शोध लेख प्रकाशित नहीं किया और न ही उनके स्वीकृत ने एक कार्यशील प्रतिमान के किसी विशिष्ट उदाहरण का हवाला दिया था। चूंकि उच्च गुणवत्ता वाली अर्धचालक सामग्री का उत्पादन अभी भी दशकों दूर था, लिलियनफेल्ड के ठोस-राज्य प्रवर्धक विचारों को 1920 और 1930 के दशक में व्यावहारिक उपयोग नहीं मिला होगा, भले ही ऐसा उपकरण बनाया गया हो।<ref name="todaysengineer.org">{{cite web|title=Twists and Turns in the Development of the Transistor|publisher=Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.|url=http://www.todaysengineer.org/2003/May/history.asp|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20150108082709/http://www.todaysengineer.org/2003/May/history.asp|archive-date=January 8, 2015}}</ref> 1934 में, जर्मन आविष्कारक आस्कर हैल ने यूरोप में इसी तरह के उपकरण का एक स्वीकृत कराया था।<ref>[http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=GB&NR=439457&KC=&FT=E Heil, Oskar, "Improvements in or relating to electrical amplifiers and other control arrangements and devices"], Patent No. GB439457, European Patent Office, filed in Great Britain 1934-03-02, published December 6, 1935 (originally filed in Germany March 2, 1934).</ref> | ||
== | ==<big>द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र</big> == | ||
[[File:Bardeen Shockley Brattain 1948.JPG|thumb|left|1948 में बेल लैब्स में जॉन बार्डीन, विलियम शॉक्ले और वाल्टर ब्रेटन। बार्डेन और ब्रेटन ने 1947 में पॉइंट-कॉन्टैक्ट प्रतिरोधान्तरित्र और शॉक्ले द बिपोलर जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र 1948 में आविष्कार किया।]] | [[File:Bardeen Shockley Brattain 1948.JPG|thumb|left|1948 में बेल लैब्स में जॉन बार्डीन, विलियम शॉक्ले और वाल्टर ब्रेटन। बार्डेन और ब्रेटन ने 1947 में पॉइंट-कॉन्टैक्ट प्रतिरोधान्तरित्र और शॉक्ले द बिपोलर जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र 1948 में आविष्कार किया।]] | ||
[[File:Replica-of-first-transistor.jpg|thumb|upright=1.4|पहले काम करने वाले प्रतिरोधान्तरित्र की प्रतिकृति, एक बिंदु-संपर्क प्रतिरोधान्तरित्र का आविष्कार 1947 में किया गया था]] | [[File:Replica-of-first-transistor.jpg|thumb|upright=1.4|पहले काम करने वाले प्रतिरोधान्तरित्र की प्रतिकृति, एक बिंदु-संपर्क प्रतिरोधान्तरित्र का आविष्कार 1947 में किया गया था]] | ||
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1948 में बार्डीन ने MOSFET के पूर्वज का एकस्वीकृत कराया, एक इंसुलेटेड-गेटFET जिसमें एक उलटा परत होता है। बारडीन के पेटेंट के साथ-साथ व्युत्क्रम परत की अवधारणा आज सीएमओएस तकनीक का आधार बनती है।<ref>{{cite book | author=Howard R. Duff | title=AIP Conference Proceedings | chapter=John Bardeen and transistor physics | date=2001 | volume=550 | pages=3–32 | doi=10.1063/1.1354371 | doi-access=free }}</ref> | 1948 में बार्डीन ने MOSFET के पूर्वज का एकस्वीकृत कराया, एक इंसुलेटेड-गेटFET जिसमें एक उलटा परत होता है। बारडीन के पेटेंट के साथ-साथ व्युत्क्रम परत की अवधारणा आज सीएमओएस तकनीक का आधार बनती है।<ref>{{cite book | author=Howard R. Duff | title=AIP Conference Proceedings | chapter=John Bardeen and transistor physics | date=2001 | volume=550 | pages=3–32 | doi=10.1063/1.1354371 | doi-access=free }}</ref> | ||
== | ==<big>MOSFET (मॉस प्रतिरोधान्तरित्र)</big> == | ||
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| footer = [[ | | footer = [[मोहम्मद अटाला]] (बाएं) और [[डॉन कहंग]] (दाएं) ने 1959 में बेल लैब्स में [[एमओएसएफईटी]] (एमओएस ट्रांजिस्टर) का आविष्कार किया। | ||
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अर्धचालक कंपनियों ने प्रारम्भ में अर्धचालक उद्योग के प्रारंभिक वर्षों में जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र पर ध्यान केंद्रित किया था। जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र अपेक्षाकृत भारी उपकरण था जिसका बड़े पैमाने पर उत्पादन करना मुश्किल था, और, इसे कई विशिष्ट अनुप्रयोगों तक सीमित कर दिया था। क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र (FET) को जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र के संभावित विकल्प के रूप में सिद्धांतित किया गया था, लेकिन शोधकर्ताओं को प्रांरम्भ में FET को ठीक से काम करने के लिए नहीं मिला, मुख्य रूप से परेशानी सतह राज्य बाधा के कारण जो बाहरी विद्युत क्षेत्र को सामग्री में प्रवेश करने से रोकता था।<ref name="Moskowitz">{{cite book |last1=Moskowitz |first1=Sanford L. |title=Advanced Materials Innovation: Managing Global Technology in the 21st century |date=2016 |publisher=[[John Wiley & Sons]] |isbn=9780470508923 |page=168 |url=https://books.google.com/books?id=2STRDAAAQBAJ&pg=PA168}}</ref> | अर्धचालक कंपनियों ने प्रारम्भ में अर्धचालक उद्योग के प्रारंभिक वर्षों में जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र पर ध्यान केंद्रित किया था। जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र अपेक्षाकृत भारी उपकरण था जिसका बड़े पैमाने पर उत्पादन करना मुश्किल था, और, इसे कई विशिष्ट अनुप्रयोगों तक सीमित कर दिया था। क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र (FET) को जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र के संभावित विकल्प के रूप में सिद्धांतित किया गया था, लेकिन शोधकर्ताओं को प्रांरम्भ में FET को ठीक से काम करने के लिए नहीं मिला, मुख्य रूप से परेशानी सतह राज्य बाधा के कारण जो बाहरी विद्युत क्षेत्र को सामग्री में प्रवेश करने से रोकता था।<ref name="Moskowitz">{{cite book |last1=Moskowitz |first1=Sanford L. |title=Advanced Materials Innovation: Managing Global Technology in the 21st century |date=2016 |publisher=[[John Wiley & Sons]] |isbn=9780470508923 |page=168 |url=https://books.google.com/books?id=2STRDAAAQBAJ&pg=PA168}}</ref> | ||
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हालांकि कई उद्योग हर साल एक अरब से अधिक व्यक्तिगत रूप से पैक (असतत के रूप में जाना जाता है) एमओएस प्रतिरोधान्तरित्र का उत्पादन करती हैं,<ref>[https://web.archive.org/web/20081206043949/http://www.globalsources.com/gsol/I/FET-MOSFET/a/9000000085806.htm FETs/MOSFETs: Smaller apps push up surface-mount supply]. globalsources.com (April 18, 2007)</ref> प्रतिरोधान्तरित्र का विशाल बहुमत अब डायोड के साथ एकीकृत परिपथ (अक्सर आईसी, माइक्रोचिप्स या बस चिप्स के लिए छोटा), पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक परिपथ का उत्पादन करने के लिए प्रतिरोधक, कैपेसिटर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटक में उत्पादित किया जाता है। एक लॉजिक गेट में लगभग बीस प्रतिरोधान्तरित्र होते हैं जबकि एक उन्नत सूक्ष्मप्रक्रमक, 2021 तक, 39 बिलियन प्रतिरोधान्तरित्र ( MOSFET) का उपयोग कर सकता है।<ref>{{cite web |last1=October 2019 |first1=Niels Broekhuijsen 23 |title=AMD's 64-Core EPYC and Ryzen CPUs Stripped: A Detailed Inside Look |url=https://www.tomshardware.com/news/amd-64-core-epyc-cpu-die-design-architecture-ryzen-3000 |website=Tom's Hardware |date=October 23, 2019 |language=en}}</ref> | हालांकि कई उद्योग हर साल एक अरब से अधिक व्यक्तिगत रूप से पैक (असतत के रूप में जाना जाता है) एमओएस प्रतिरोधान्तरित्र का उत्पादन करती हैं,<ref>[https://web.archive.org/web/20081206043949/http://www.globalsources.com/gsol/I/FET-MOSFET/a/9000000085806.htm FETs/MOSFETs: Smaller apps push up surface-mount supply]. globalsources.com (April 18, 2007)</ref> प्रतिरोधान्तरित्र का विशाल बहुमत अब डायोड के साथ एकीकृत परिपथ (अक्सर आईसी, माइक्रोचिप्स या बस चिप्स के लिए छोटा), पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक परिपथ का उत्पादन करने के लिए प्रतिरोधक, कैपेसिटर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटक में उत्पादित किया जाता है। एक लॉजिक गेट में लगभग बीस प्रतिरोधान्तरित्र होते हैं जबकि एक उन्नत सूक्ष्मप्रक्रमक, 2021 तक, 39 बिलियन प्रतिरोधान्तरित्र ( MOSFET) का उपयोग कर सकता है।<ref>{{cite web |last1=October 2019 |first1=Niels Broekhuijsen 23 |title=AMD's 64-Core EPYC and Ryzen CPUs Stripped: A Detailed Inside Look |url=https://www.tomshardware.com/news/amd-64-core-epyc-cpu-die-design-architecture-ryzen-3000 |website=Tom's Hardware |date=October 23, 2019 |language=en}}</ref> | ||
प्रतिरोधान्तरित्र की कम लागत, सुनम्यता और विश्वसनीयता ने इसे एक सर्वव्यापी उपकरण बना दिया है। प्रतिरोधान्तरित्रित मेक्ट्रोनिक परिपथ ने उपकरणों और मशीनरी को नियंत्रित करने में विद्युत यांत्रिक उपकरणों को बदल दिया है। मानक सूक्ष्म नियंत्रक का उपयोग करना अक्सर आसान और सस्ता होता है और उसी प्रकार्य को नियंत्रित करने के लिए एक समान यांत्रिक प्रणाली को अभिकल्पना करने की तुलना में नियंत्रण कार्य करने के लिए अभिकलित्र क्रमादेश लिखना होता | प्रतिरोधान्तरित्र की कम लागत, सुनम्यता और विश्वसनीयता ने इसे एक सर्वव्यापी उपकरण बना दिया है। प्रतिरोधान्तरित्रित मेक्ट्रोनिक परिपथ ने उपकरणों और मशीनरी को नियंत्रित करने में विद्युत यांत्रिक उपकरणों को बदल दिया है। मानक सूक्ष्म नियंत्रक का उपयोग करना अक्सर आसान और सस्ता होता है और उसी प्रकार्य को नियंत्रित करने के लिए एक समान यांत्रिक प्रणाली को अभिकल्पना करने की तुलना में नियंत्रण कार्य करने के लिए अभिकलित्र क्रमादेश लिखना होता है | ||
== सरलीकृत ऑपरेशन == | == सरलीकृत ऑपरेशन == | ||
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छवि, परिपथ में एक विशिष्ट द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र का प्रतिनिधित्व करती है। धारा के आधार पर उत्सर्जक और संग्राही सीमावर्ती के बीच एक चार्ज प्रवाह होता है। क्योंकि आंतरिक रूप से आधार और उत्सर्जक संपर्क एक अर्धचालक डायोड की तरह व्यवहार करते हैं, आधार और उत्सर्जक के बीच वोल्टता पात विकसित होता है जबकि आधार धारा मौजूद होता है। इस वोल्टेज की मात्रा उस सामग्री पर निर्भर करती है जिस पर प्रतिरोधान्तरित्र बनाया जाता है और इसे वी <sub>इन</sub> (''वी''<sub>बीेई )</sub> के रूप में संदर्भित किया जाता है।<ref name="Pulfrey">{{Cite book|last=Pulfrey|first=David L.|url=https://books.google.com/books?id=y9dYENs2SVUC&q=how+do+transistors+work|title=Understanding Modern Transistors and Diodes|date=January 28, 2010|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-1-139-48467-1|language=en}}</ref> | छवि, परिपथ में एक विशिष्ट द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र का प्रतिनिधित्व करती है। धारा के आधार पर उत्सर्जक और संग्राही सीमावर्ती के बीच एक चार्ज प्रवाह होता है। क्योंकि आंतरिक रूप से आधार और उत्सर्जक संपर्क एक अर्धचालक डायोड की तरह व्यवहार करते हैं, आधार और उत्सर्जक के बीच वोल्टता पात विकसित होता है जबकि आधार धारा मौजूद होता है। इस वोल्टेज की मात्रा उस सामग्री पर निर्भर करती है जिस पर प्रतिरोधान्तरित्र बनाया जाता है और इसे वी <sub>इन</sub> (''वी''<sub>बीेई )</sub> के रूप में संदर्भित किया जाता है।<ref name="Pulfrey">{{Cite book|last=Pulfrey|first=David L.|url=https://books.google.com/books?id=y9dYENs2SVUC&q=how+do+transistors+work|title=Understanding Modern Transistors and Diodes|date=January 28, 2010|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-1-139-48467-1|language=en}}</ref> | ||
== | ==<big>प्रतिरोधान्तरित्र एक स्विच के रूप में</big>== | ||
[[File:Transistor as switch.svg|thumb|upright=1.2|BJT एक इलेक्ट्रॉनिक स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है, ग्राउंड-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में]] | [[File:Transistor as switch.svg|thumb|upright=1.2|BJT एक इलेक्ट्रॉनिक स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है, ग्राउंड-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में]] | ||
प्रतिरोधान्तरित्र को आमतौर पर अंकीय परिपथ में इलेक्ट्रॉनिक स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है, जो या तो चालू या बंद स्थिति में हो सकता हैl दोनों उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों जैसे स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति और कम-शक्ति अनुप्रयोगों जैसे लॉजिक गेट्स के लिए उपयोग किये जाते है। इस अनुप्रयोगके लिए महत्वपूर्ण मापदण्ड में वर्तमान स्विच, वोल्टेज नियंत्रित, और स्विचिंग गति शामिल है, जो वृद्धि और गिरावट के समय की विशेषता है।<ref name="Pulfrey" /> | प्रतिरोधान्तरित्र को आमतौर पर अंकीय परिपथ में इलेक्ट्रॉनिक स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है, जो या तो चालू या बंद स्थिति में हो सकता हैl दोनों उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों जैसे स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति और कम-शक्ति अनुप्रयोगों जैसे लॉजिक गेट्स के लिए उपयोग किये जाते है। इस अनुप्रयोगके लिए महत्वपूर्ण मापदण्ड में वर्तमान स्विच, वोल्टेज नियंत्रित, और स्विचिंग गति शामिल है, जो वृद्धि और गिरावट के समय की विशेषता है।<ref name="Pulfrey" /> | ||
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अनुप्रयोगों को स्विच करने के लिए द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र के उपयोग के लिए प्रतिरोधान्तरित्र को पूर्वाग्रह करने की आवश्यकता होती है ताकि वह बंद स्तिथि और संतृप्ति क्षेत्र में अपने अंतक क्षेत्र के बीच संचालित हो, इसके लिए पर्याप्त आधार ड्राइव प्रवाह की आवश्यकता होती है। जैसा कि प्रतिरोधान्तरित्र वर्तमान लाभ प्रदान करता है, यह संग्राही में अपेक्षाकृत बड़े प्रवाह के स्विचिंग को आधार सीमावर्ती में बहुत छोटे धारा द्वारा स्विच करने की सुविधा देता है। इन धाराओं का अनुपात प्रतिरोधान्तरित्र के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है, और यहां तक कि एक विशेष प्रकार के लिए, संग्राही वर्तमान के आधार पर भिन्न होता है। प्रकाश-स्विच परिपथ के उदाहरण में, जैसा कि दिखाया गया है, प्रतिरोधान्तरित्र को संतृप्त करने के लिए पर्याप्त आधार वर्तमान प्रदान करने के लिए रोकनेवाला को चुना जाता है।<ref name="Pulfrey" />आधार प्रतिरोधक मान की गणना आपूर्ति वोल्टेज, प्रतिरोधान्तरित्र C-E जंक्शन वोल्टता पात, संग्राही धारा और प्रवर्धन गुणक बीटा से की जाती है।<ref>{{Cite web|title=Transistor Base Resistor Calculator|url=https://kaizerpowerelectronics.dk/calculators/transistor-base-resistor-calculator/|url-status=live}}</ref> | अनुप्रयोगों को स्विच करने के लिए द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र के उपयोग के लिए प्रतिरोधान्तरित्र को पूर्वाग्रह करने की आवश्यकता होती है ताकि वह बंद स्तिथि और संतृप्ति क्षेत्र में अपने अंतक क्षेत्र के बीच संचालित हो, इसके लिए पर्याप्त आधार ड्राइव प्रवाह की आवश्यकता होती है। जैसा कि प्रतिरोधान्तरित्र वर्तमान लाभ प्रदान करता है, यह संग्राही में अपेक्षाकृत बड़े प्रवाह के स्विचिंग को आधार सीमावर्ती में बहुत छोटे धारा द्वारा स्विच करने की सुविधा देता है। इन धाराओं का अनुपात प्रतिरोधान्तरित्र के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है, और यहां तक कि एक विशेष प्रकार के लिए, संग्राही वर्तमान के आधार पर भिन्न होता है। प्रकाश-स्विच परिपथ के उदाहरण में, जैसा कि दिखाया गया है, प्रतिरोधान्तरित्र को संतृप्त करने के लिए पर्याप्त आधार वर्तमान प्रदान करने के लिए रोकनेवाला को चुना जाता है।<ref name="Pulfrey" />आधार प्रतिरोधक मान की गणना आपूर्ति वोल्टेज, प्रतिरोधान्तरित्र C-E जंक्शन वोल्टता पात, संग्राही धारा और प्रवर्धन गुणक बीटा से की जाती है।<ref>{{Cite web|title=Transistor Base Resistor Calculator|url=https://kaizerpowerelectronics.dk/calculators/transistor-base-resistor-calculator/|url-status=live}}</ref> | ||
== | ==<big>प्रतिरोधान्तरित्र एक प्रवर्धक के रूप में</big>== | ||
[[File:NPN common emitter AC.svg|thumb|upright=1.2|एम्पलीफायर परिपथ, वोल्टेज-डिवाइडर पूर्वाग्रह परिपथ के साथ सामान्य-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन]] | [[File:NPN common emitter AC.svg|thumb|upright=1.2|एम्पलीफायर परिपथ, वोल्टेज-डिवाइडर पूर्वाग्रह परिपथ के साथ सामान्य-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन]] | ||
उभयनिष्ठ उत्सर्जक प्रवर्धक को अभिकल्पना किया गया है ताकि वोल्टेज ( V<sub>in</sub> ) में एक छोटा सा परिवर्तन प्रतिरोधान्तरित्र के आधार के माध्यम से छोटे प्रवाह को बदल दे, जिसका वर्तमान प्रवर्धन परिपथ के गुणों के साथ संयुक्त होता है, जिसका अर्थ है कि V<sub>in</sub> में छोटे दोलन से V<sub>out</sub> में बड़े बदलाव होते हैं।<ref name="Pulfrey" /> | उभयनिष्ठ उत्सर्जक प्रवर्धक को अभिकल्पना किया गया है ताकि वोल्टेज ( V<sub>in</sub> ) में एक छोटा सा परिवर्तन प्रतिरोधान्तरित्र के आधार के माध्यम से छोटे प्रवाह को बदल दे, जिसका वर्तमान प्रवर्धन परिपथ के गुणों के साथ संयुक्त होता है, जिसका अर्थ है कि V<sub>in</sub> में छोटे दोलन से V<sub>out</sub> में बड़े बदलाव होते हैं।<ref name="Pulfrey" /> | ||
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Latest revision as of 08:49, 23 August 2022
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प्रतिरोधान्तरित्र एक अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत संकेतों और शक्ति को बढ़ाने या बदलने के लिए किया जाता है। प्रतिरोधान्तरित्र आधुनिक इलेक्ट्रानिकी के बुनियादी निर्माण खंडों में से एक है।[1] यह अर्धचालक स्थूल से बना होता है, आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक परिपथ से जुड़ने के लिए कम से कम तीन सीमावर्ती होते हैं। प्रतिरोधान्तरित्र के सीमावर्ती की एक जोड़ी पर लगाया जाने वाला वोल्टेज या धारा दूसरे जोड़े के सीमावर्ती के माध्यम से धारा को नियंत्रित करता है। क्योंकि नियंत्रित (आउटपुट) शक्ति नियंत्रण (इनपुट) शक्ति से अधिक हो सकती है, प्रतिरोधान्तरित्र संकेत को बढ़ा सकता है। कुछ प्रतिरोधान्तरित्र व्यक्तिगत रूप से कोष्ठित किए जाते हैं, लेकिन कई और एकीकृत परिपथ में सन्निहित पाए जाते हैं।
ऑस्ट्रो-हंगेरियन भौतिक विज्ञानी जूलियस एडगर लिलियनफेल्ड ने 1926 में क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र (FET) की अवधारणा का प्रस्ताव रखा था, लेकिन उस समय वास्तव में कार्यशील उपकरण का निर्माण संभव नहीं था।[2] बिंदु-संपर्क प्रतिरोधान्तरित्र पहला काम करने वाला उपकरण था जिसका आविष्कार अमेरिकी भौतिकविदों जॉन बार्डीन और वाल्टर ब्रैटन ने 1947 में बेल लैब्स में विलियम शॉक्ले के तहत काम करते हुए किया था। तीनों ने अपनी उपलब्धि के लिए भौतिकी में 1956 का नोबेल पुरस्कार साझा किया था।[3] प्रतिरोधान्तरित्र का सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार मेटल-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट प्रतिरोधान्तरित्र (मॉसफेट) है, जिसका आविष्कार 1959 में बेल लैब्स में मोहम्मद अटला और डावन काहंग द्वारा किया गया था।[4][5][6]प्रतिरोधान्तरित्र ने इलेक्ट्रॉनिक के क्षेत्र में क्रांति ला दी, और अन्य चीजों के अलावा छोटे और सस्ते आकाशवानी, परिगणक और संगणक के लिए मार्ग प्रशस्त किया था।
अधिकांश प्रतिरोधान्तरित्र बहुत शुद्ध सिलिकॉन से और कुछ जर्मेनियम बने होते हैं, लेकिन कुछ अर्धचालक पदार्थों का कभी-कभी उपयोग किया जाता है। एक क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र में केवल एक प्रकार का चार्ज वाहक हो सकता है, या द्विध्रुवीय जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र उपकरणों में दो प्रकार के चार्ज वाहक हो सकते हैं। निर्वात नली की तुलना में, प्रतिरोधान्तरित्र आमतौर पर छोटे होते हैं और उन्हें संचालित करने के लिए कम शक्ति की आवश्यकता होती है। कुछ निर्वात नली में प्रतिरोधान्तरित्र पर बहुत अधिक प्रचालन आवृत्तियों या उच्च प्रचालन वोल्टेज पर फायदे होते हैं। कई निर्माताओं द्वारा मानकीकृत विनिर्देशों के लिए कई प्रकार के प्रतिरोधान्तरित्र बनाए जाते हैं।
इतिहास
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1907 में थर्मिओनिक ट्रायोड निर्वात नली का आविष्कार किया गया, इसने प्रवर्धित आकाशवानी तकनीक और लंबी दूरी की दूरभाषण को सक्षम किया था। हालाँकि, ट्रायोड एक नाजुक उपकरण था जिसने पर्याप्त मात्रा में बिजली की खपत की थी। 1909 में, भौतिक विज्ञानी विलियम एक्ल्स ने क्रिस्टल डायोड दोलक की खोज की थी।[7] ऑस्ट्रो-हंगेरियन भौतिक विज्ञानी जूलियस एडगर लिलियनफेल्ड ने 1925 में कनाडा में क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र (FET) के लिए एक स्वीकृत दायर किया,[8] जिसका उद्देश्य ट्रायोड के लिए एक ठोस-राज्य प्रतिस्थापन होना था। लिलिएनफेल्ड ने भी संयुक्त राज्य अमेरिका में[9][10] और 1928 में समान एक स्वीकृत दायर किए थे।[11][12] हालांकि, लिलियनफेल्ड ने अपने उपकरणों के बारे में कोई शोध लेख प्रकाशित नहीं किया और न ही उनके स्वीकृत ने एक कार्यशील प्रतिमान के किसी विशिष्ट उदाहरण का हवाला दिया था। चूंकि उच्च गुणवत्ता वाली अर्धचालक सामग्री का उत्पादन अभी भी दशकों दूर था, लिलियनफेल्ड के ठोस-राज्य प्रवर्धक विचारों को 1920 और 1930 के दशक में व्यावहारिक उपयोग नहीं मिला होगा, भले ही ऐसा उपकरण बनाया गया हो।[13] 1934 में, जर्मन आविष्कारक आस्कर हैल ने यूरोप में इसी तरह के उपकरण का एक स्वीकृत कराया था।[14]
द्विध्रुवी प्रतिरोधान्तरित्र
17 नवंबर, 1947 से 23 दिसंबर, 1947 तक, न्यू जर्सी के मरे हिल में एटी एंड टी की बेल लैब्स में जॉन बार्डीन और वाल्टर ब्रेटन ने प्रयोग किए और देखा कि जब जर्मेनियम के स्फटिक पर दो गोल्ड पॉइंट कॉन्टैक्ट्स लगाए गए थे, तो सिग्नल इनपुट से अधिक आउटपुट पावर के साथ उत्पन्न हुआ था।[15] ठोस अवस्था भौतिक समूह के नेता विलियम शॉक्ले ने इसमें क्षमता देखी, और अगले कुछ महीनों में अर्धचालकों के ज्ञान का विस्तार करने के लिए काम किया था। प्रतिरोधान्तरित्र शब्द को जॉन आर. पियर्स द्वारा पार प्रतिरोध शब्द के संकुचन के रूप में गढ़ा गया था।[16][17][18]लिलियन हॉडेसन और विकी डाइच के अनुसार, शॉक्ले ने प्रस्तावित किया था कि बेल लैब्स का प्रतिरोधान्तरित्र के लिए पहला एकस्वीकृत क्षेत्र प्रभाव पर आधारित होना चाहिए और उन्हें आविष्कारक के रूप में नामित किया जाना चाहिए। लिलियनफेल्ड के एकस्वीकृत का पता लगाने के बाद, जो वर्षों पहले अस्पष्टता में चला गया था, बेल लैब्स के वकीलों ने शॉक्ले के प्रस्ताव के खिलाफ सलाह दी क्योंकि क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र (FET) का विचार जो "ग्रिड" के रूप में विद्युत क्षेत्र का उपयोग करता था, नया नहीं था।[13]इस उपलब्धि की स्वीकृति में, शॉक्ले, बारडीन और ब्रेटन को संयुक्त रूप से "अर्धचालकों पर उनके शोध और प्रतिरोधान्तरित्र प्रभाव की खोज" के लिए भौतिकी में 1956 का नोबेल पुरस्कार दिया गया था।[19][20]
शॉक्ले की शोध टीम ने प्रारम्भ में अर्धचालक की चालकता को संशोधित करने की कोशिश करके क्षेत्र-प्रभाव प्रतिरोधान्तरित्र (FET) बनाने का प्रयास किया, लेकिन असफल रहा, मुख्य रूप से सतह राज्यों, लटकने वाले बंधन, और जर्मेनियम और तांबा यौगिक सामग्री के साथ समस्याओं के कारण असफल रहा था। काम करने वाले FET के निर्माण में उनकी विफलता के पीछे के रहस्यमय कारणों को समझने की कोशिश में, इसने उन्हें द्विध्रुवी बिंदु-संपर्क और जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र का आविष्कार करने के लिए प्रेरित किया था।[21][22]
1948 में, बिंदु-संपर्क प्रतिरोधान्तरित्र का स्वतंत्र रूप से जर्मन भौतिकविदों हर्बर्ट मातरे और हेनरिक वेलकर द्वारा आविष्कार किया गया था, जबकि वे पेरिस में स्थित एक वेस्टिंगहाउस सहायक कंपनी कॉम्पैनी डेस फ्रीन्स एट साइनाक्स वेस्टिंगहाउस में काम कर रहे थे। मातरे को द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान जर्मन रडार प्रयास में सिलिकॉन और जर्मेनियम से स्फटिक परिशोधक विकसित करने का पिछला अनुभव था। इस ज्ञान का उपयोग करते हुए, उन्होंने 1947 में "हस्तक्षेप" की घटना पर शोध करना शुरू किया था। जून 1948 तक, बिंदु-संपर्कों के माध्यम से बहने वाली धाराओं को देखते हुए, मातरे ने वेल्कर द्वारा उत्पादित जर्मेनियम के नमूनों का उपयोग करके लगातार परिणाम उत्पन्न किए, जैसा कि बार्डीन और ब्रैटैन ने दिसंबर 1947 में पहले ही पूरा किया था। यह महसूस करते हुए कि बेल लैब्स के वैज्ञानिकों ने उनसे पहले ही प्रतिरोधान्तरित्र का आविष्कार कर लिया था, कंपनी फ्रांस के टेलीफोन नेटवर्क में प्रवर्धित उपयोग के लिए इसके "संक्रमण" को उत्पादन में लाने के लिए दौड़ पड़ी और 13 अगस्त, 1948 को अपना पहला प्रतिरोधान्तरित्र एकस्वीकृत आवेदन दायर किया था।[23][24][25]
पहले द्विध्रुवी जंक्शन प्रतिरोधान्तरित्र का आविष्कार बेल लैब्स के विलियम शॉक्ले द्वारा किया गया था, जिसने 26 जून, 1948 को एकस्वीकृत (2,569,347) के लिए आवेदन किया था। 12 अप्रैल, 1950 को, बेल लैब्स केमिस्ट गॉर्डन टील और मॉर्गन स्पार्क्स ने सफलतापूर्वक एक कामकाजी द्विध्रुवी एनपीएन एम्पलीफाइंग जर्मेनियम प्रतिरोधान्तरित्र का उत्पादन किया था। बेल लैब्स ने 4 जुलाई 1951 को एक प्रेस विज्ञप्ति में इस नए "सैंडविच" प्रतिरोधान्तरित्र की खोज की घोषणा की थी।[26][27]
पहला उच्च-आवृत्ति प्रतिरोधान्तरित्र 1953 में फिल्को द्वारा विकसित सतह-अवरोध जर्मेनियम प्रतिरोधान्तरित्रथा, जो 60 मेगाहर्ट्ज तक की आवृत्तियों पर काम करने में सक्षम था।[28] इन्हें इंडियम (III) सल्फेट के जेट के साथ दोनों तरफ से N-टाइप जर्मेनियम बेस में नक़्क़ाशी करके बनाया गया था, जब तक कि यह एक इंच मोटी का कुछ दस-हज़ारवां हिस्सा न हो। ईण्डीयुम इलेक्ट्रोप्लेटेड डिप्रेशन में कलेक्टर और एमिटर का गठन किया था।[29][30]
एटी एंड टी (AT&T) ने पहली बार 1953 में नंबर 4ए टोल क्रॉसबार स्विचिंग प्रणाली के परिपथ में दूरसंचार उपकरण में प्रतिरोधान्तरित्र का इस्तेमाल किया, ताकि अनुवादी कार्ड पर कूटबद्ध क्रम जानकारी से ट्रंक परिपथ का चयन किया जा सके। वेस्टर्न इलेक्ट्रिक नंबर 3A प्रकाश प्रतिरोधान्तरित्र छिद्रित धातु कार्ड से यांत्रिक संकेतन को पढ़ता है।
पहला "प्रतिमान " (प्रोटोटाइप) पॉकेट प्रतिरोधान्तरित्र रेडियो इंटरमेटॉल (1952 में हर्बर्ट मातरे द्वारा स्थापित एक कंपनी) द्वारा 29 अगस्त, 1953 और 6 सितंबर, 1953 के बीच इंटरनेशनेल फनकॉसस्टेलुंग डसेलडोर्फ में दिखाया गया था।[31][32] पहला " प्रस्तुतिकरण" पॉकेट प्रतिरोधान्तरित्र रेडियो रीजेंसी टीआर -1 था, जिसे अक्टूबर 1954 में जारी किया गया था।[20]औद्योगिक विकास इंजीनियरिंग एसोसिएट्स के रीजेंसी डिवीजन, आई डी ई ए के बीच एक संयुक्त उद्यम के रूप में निर्मित और डलास टेक्सास के टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, टी आर -1 का निर्माण इंडियानापोलिस, इंडियाना में किया गया था। यह लगभग पॉकेट-आकार का रेडियो था जिसमें 4 प्रतिरोधान्तरित्र और एक जर्मेनियम डायोड था। औद्योगिक प्रारुप को पेंटर, टीग और पीटरटिल की शिकागो फर्म को आउटसोर्स किया गया था। इसे प्रारम्भ में छह अलग-अलग रंगों में से एक में जारी किया गया था काला, हाथीदांत, मंदारिन लाल, बादल ग्रे, महोगनी और जैतून हरा। अन्य रंग शीघ्र ही अनुसरण करने वाले थे।[33][34][35]
पहला "उत्पादन" ऑल-प्रतिरोधान्तरित्रर कार रेडियो क्रिसलर और फिलको कॉरपोरेशन द्वारा विकसित किया गया था और इसकी घोषणा वॉल स्ट्रीट जर्नल के 28 अप्रैल, 1955 के संस्करण म