Temel Elektronik

guclusat

Tanınmış Üye
Süper Moderatör
Transistör sözcüğü tek başına kullanıldığı zaman; üç bacaklı,
bacaklarına emitör, kollektör ve beyz denilen elemandır
dersek pek doğru söylemiş sayılmayız....
Biraz doğru söylemiş oluruz.
Evet, transistör bir devre elemanıdır.
Bazı durumlarda 2, 3 yada 4 bacaklı olabilir.
Bacakları farklı isimler alabilir.
Kesin olan bir şey ise transistörün yapısına göre akım yada
gerilim kazancı sağlayan, başka bir değişle YÜKSELTME işi
yapan bir devre elemanıdır.
Transistörler aynı zamanda katı-hal "solid-state" devre
elemanlarıdır.
Transistör yapımlarında silisyum, germanyum yada uygun
karışımlar kullanılmaktadır.
Transitör bir grubun genel adıdır.
Bu grup içinde BJT, FET, MOSFET.....vardır.

İlk olarak BJT (Bipolar Junction Transistor) konusunu
anlatacağım. Neden Bipolar "çift kutuplu" denmektedir?
Çünkü BJT içinde hem çoğunluk taşıyıcılar hem de azınlık
taşıyıcıları görev yaptığı için. Neden junction "yüzey birleşimli".
Buradaki "yüzeyi" ben koydum. Sebebi ise transistör ilk icat
edildiğinde yarı iletken maddeler bir nokta olarak birbirlerine
değermiş. Bu nedenle onlara "Nokta Değmeli Transistör"
denirmiş. Artık transistörler bir tost görüntüsünde olup yarı
iletkenler birbirlerine yüzey olarak yapışık şekilde üretilmektedir.

İki tip BJT transistör vardır. Birisi NPN, diğeri PNP transistör.
Bunları şekilleri ve sembolleri aşağıda görülmektedir.

Sekil1_jpe.jpg

Birinci şekilde de görüldüğü gibi NPN transistör, N, P ve N
tipi yarı iletkenlerden oluşmuştur. Daha kalın olan N maddesi
kollektör ( Collector ), kollektöre göre daha ince olan N
maddesi emitör ( Emitter ) ve çok ince olan " yaklaşık
0,002mm" P maddesi ise beyz (Base) olarak adlandırılır.
PNP transistör ise daha kalın olan P maddesi kollektör
( Collector ), kollektöre göre daha ince olan P maddesi emitör
( Emitter ) ve çok ince olan " yaklaşık 0,002mm" N maddesi
ise beyz (Base) den oluşur.

Buradaki C,B ve E harflerinin anlamları ise
C TOPLAYICI,
B TABAN ve
E YAYICI dır.



Transistör İçindeki Hareketler.

BJT transistörün çalışmasını taşıyıcının 1; püskürtülmesi
(injection), 2; sürüklenmesi (diffusion) birleşme ve
3; toplanması (collection) olarak kısaca anlatabiliriz.
Aşağıda NPN bir BJT transistörün içinde oluşan akımlar ve
nasıl oluştuğunu gösteren şekle bakalım.

Sekli2_jpe.jpg

E-B bağlantısı VEE bataryası ile doğru bayaslanmıştır.
C-B bağlantısı ile VCC bataryası ile ters bayaslanmıştır.

1; Püskürtülme
NPN transistör içinde Elektronlar, emitör bölgesi içinde
Çoğunluk taşıyıcılarıdır. E-B bölgesine uygulanan doğru
bayas ile, (Emitor N tipi madde, buraya VEE bataryasının
negatig ucu bağlanmış, Beyz P tipi madde ve buraya da
VEE bataryasının pozitif ucu bağlanmış.) elektronlar VEE
bataryasının negatif ucundan emitöre girerek beyze doğru
püskürtülürler. Emitörden beyz bölgesine püskürtülen
elektronlar, emitör akımını oluşturur ve IE olarak adlandırılır.

2; Sürüklenme
Beyz bölgesin giren elektronlar burada azınlık taşıyıcısı
oldukları için hareketleri bir sürüklenmedir. Beyz bölgesi çok
ince olduğundan, emitörden beyze doğru püskürtülen
elektronların ancak bir kısmı buradaki boşluklarla birleşir.
Her boşluk-elektron birleşmesinden dolayı yeni bir boşluk
oluşur. Böylece az miktarda elektron beyz bölgesinden VEE
bataryasının pozitif terminaline gider. Bu elektron akışı IB
beyz akımını oluşturur.

Beyz bölgesinin çok dar olduğunu, bu nedenle çok az
boşluk-elektron birleşimi (recombination) oluştuğunu ve bu
nedenle de beyz akımının çok küçük değerde olduğunu az
önce söylemiştim. Bu akım aynı zamanda kollektor kesim
akımı ( Collector Cut-Off current) ICO olarak da adlandırılır.

3; Toplanma
Beyz bölgesinde boşluk-elektron birleşmesi yapamayan
oldukça çok sayıdaki elektron beyz içinde pozitif biaslı
kollektöre doğru sürüklenerek çekilirler. N tipi kollektör ters
biaslı olduğu için buradaki elektronlar VCC bataryasının
pozitif ucu tarafından çekilmiş ve kollektör içinde bolca boşluk
oluşmuştur. İşte beyzden gelen elektronlar kollektördeki bu
boşluklarla birleşir. Her birleşme sunucu açığa bir elektron
çıkar. Bu elektronlarda kollektör terminaline bağlı VCC
bataryasının pozitif ucu tarafından çekilerek toplanır. Beyz
içinde sürüklenen elektronların kollektör tarafından
çekilebilmesi için VCC geriliminin, VEE geriliminden daha
büyük olması yada başka bir değişle kollektör deki pozitif
gerilim değerinin beyz deki pozitif gerilim değerinden daha
büyük olması gereklidir. (VCC > VEE) Bu şekilde oluşan
akıma Kollektör Akımı, IC denir.

Şimdi aklınıza şöyle bir sonuç gelebilir. Eğer VEE gerilimini
yeteri kadar büyütürsem beyz bölgesindeki elektronların
hepsi beyze bağlı VEE bataryasının pozitif ucu tarafından
çekilir ve kollektöre hiç elektron gitmez ve IC akımı oluşmaz.
Yada başka bir değişle VEE bataryasının değerini değiştirerek
IC akımını değiştiririm, yani beyz emitöre göre daha pozitif
olduğunda IC akımı azalır, beyz emitöre göre daha az pozitif
olduğunda IC akımı artar.
Bu doğrumudur? Eğer beyz maddesi en az emitör kadar
kalın olursa doğrudur.
Gerçekte beyz o kadar incedir ki;
E-B arasına uygulanan gerilim, yani beyzde ki pozitiflik
emitör tarafından çok yoğun elektron gelmesini sağlar.
Fakat beyz çok ince olduğu için üzerinde az miktarda
elektron-boşluk birleşmesi olur. IB akımını bu elektron-boşluk
birleşmesi sağladığı için her zaman IB beyz akımı IC kollektör
akımından az olacaktır. Yani buradaki püf noktası beyzin
emitör ve kollektöre göre çok ince olmasıdır.

PNP transistör içindeki olayları çok kısa olarak açıklamak
yeterli olacaktır. PNP transistör içinde çoğunluk taşıyıcısı
BOŞLUKLAR dır. Bağlanan bataryaların kutupları ters, akım
yönleri de ters dir.
Yani NPN bir transistörde beyz emitöre göre pozitif,
kollektöre göre negatif, kollektör ise hem base hem de
emitöre göre pozitif olur. Akım yönleri ise kollektörden içeri
doğru, beyz den içeri doğru ve emitörden dışarı doğrudur.
PNP bir transistör de beyz emitöre göre negatif, kollektöre
göre pozitif, kollektör ise hem base hem de emitöre göre
daha negatif olur. Akım yönleri ise kollektörden dışarı doğru,
beyz den dışarı doğru ve emitörden içeri doğrudur.

Yukarıdaki paragrafta söylediğimi bir formül olarak yazarsak;

IE=IC+IB ,

Olup transistör üzerinden geçen akımın denklemidir.

Hatırlanması gereken yada unutulmaması gereken bir
noktada, dikkat edilirse E-B bağlantısı bir diyot gibi. Yani
PN birleşimi. Şimdi bir hatırlama yapalım. Bir PN birleşimden
akım geçebilmesi için eşik voltajının aşılması gerekir. Bu
voltaj değeri silisyum için yaklaşık 0,6V, germanyum için
yaklaşık 0.2 volt dur. Transistörden akım geçirilebilmesi için
beyz-emitör voltajının aşılması gereklidir.
 
Yukarı