Transistör Nedir? Transistörler Nasıl Çalışır?

Elektronik devrelerde kullanılan transistör, gelişen teknoloji için oldukça önemli bir devre elemanıdır. Bu içeriğimizde sizlere transistör nedir? transistörler nasıl çalışır? gibi soruların cevaplarını derledik.

Transistör Nedir?

Transistör, yarı iletken devre elemanlarıdır. Girişine uygulanan sinyalleri yükselterek akım ve gerilim kazancı sağlayan devre elemanıdır. Elektronik olarak da kontrol edilebilen, devrelerde anahtarlama ve yükselteç görevini üstlenirler.

Transistörlerin üç veya daha fazla bacakları vardır. Bu bacaklardan bir tanesine uygulanan elektrik sinyali ile diğer bacaklar arasındaki akım ve gerilim kontrol edilebilir. Kontrolü sağlayan bu bacak bir nevi vana işlevi görür. İstenilen miktarda akımın geçişine izin verir.

Transistör doyum bölgesinde sürekli iletimde, kesim bölgesinde ise sürekli yalıtımdadır. Anahtarlama olarak görev yaptığında kesim ve doyum bölgelerini kullanır. Yükselteç olarak görev yaptığında ise bu iki bölge dışında kalan aktif bölgeyi kullanır. Bunun olması içinde V_BE gerilimi sıfırdan farklı olmalı ve kollektör akımı transistörü sürekli iletimde tutmayacak değerde olmalıdır.

Transistörler Ne İşe Yarar?

Transistörlerin icadıyla elektronikte yeni bir çağ başlamıştır. Transistörler günümüzde elektronik devrelerde, gömülü sistemlerde, bilgisayar devrelerinde, amfi devrelerinde ve daha bir çok alanda kullanılmaktadır. Transistörün gelişen teknoloji ile mikro boyutlara ulaşması, kullanıldığı alanlardaki boyutunun azalması, mikro boyutlarda yeni ürünlerin tasarımına yol açmıştır. Bu sayede;

• Devre elemanlarının boyutunun ve ağırlığının azalması,
• Düşük gerilim ile çalışması ve enerji tasarrufu sağlaması,
• Bir çok transistörün bir entegre içerisinde olması,
• Mekanik darbelerden etkilenmemesi sağlanmıştır.

Transistör Nasıl Çalışır?

Temel olarak NPN ve PNP olmak üzere iki tip transistör vardır. Uç isimleri ise emiter (E), beyz (B) ve kollektör (C)’dür.

Beyz (taban) ucu tetikleme görevini üstlenir. Tetikleme olabilmesi içinde beyz gerilimi emiter geriliminde daha negatif değilse akım cihazdan akmaz bu nedenle 0,7 V’tan daha fazla ters polarizasyonda bir voltaj kaynağı vermek gerekir. Beyz, emiter ile kollektör arasındaki akım geçişini kontrol eder. Bu sayede transistör anahtarlama olarak kullanılabilir.

Emiter(yayıcı) ucu transistörün negatif ucudur. Akım taşıyıcıların harekete başladığı bölgedir.

Kollektör(toplayıcı) ucu ise transistörün pozitif ucudur. Emiter tarafından sağlanan yüklerin toplanmasını sağlayan bölgedir.

İlginizi Çekebilir: Diyot Nedir? Nasıl Çalışır?

Transistör Çeşitleri Nelerdir?

Temel olarak transistörler yapılarınna göre sınıflandırılır. Her transistör tipinin kendine has özellikleri, avantajları ve dezavantajları vardır. Transistör üretimi için kullanılan yarı iletken malzemeler Silikon, Germanyum ve Galyum-Arsenittir.

Transistör çeşitleri şu şekilde sınıflandırabiliriz;

• Yüzey Birleşmeli Transistör (BJT)
  • PNP Transistörler
  • NPN Transistörler
• Alan Etkili Transistör (FET)
  • Birleşim Alan Etkili Transistörler (JFET)
  • Metal Oksit Yarıiletken Alan Etkili Transistörler (MOSFET)

Yüzey Birleşmeli Transistör (BJT)

Yüzey birleşmeli transistörler hakkında önceki paragraflarda bilgi vermiştik. Alan etkili transistörler ile arasındaki farkları şu maddeler ile sıralayabiliriz;

• BJT transistör akım ile akım kontrolü sağlarken, FET transistör gerilim ile akım kontrolü sağlar.
• BJT transistör çabuk bozulurken, FET transistör uzun ömürlüdürler.
• BJT transistör sıcaklıktan çabuk etkilenirken, FET transistör sıcaklıktan daha az etkilenir.
• BJT transistör hobi devre uygulamalrında kullanılırken, FET transistör ticari ve elektronik uygulamalarda kullanılır.

NPN Transistör

NPN transistörler iki N tipi yarı iletken madde arasına ince bir P tipi yarı iletken maddenin yerleştirilmesiyle elde edilir. Bu P tipi yarı iletken madde beyz tabakasını oluşturmaktadır. Beyz tabakası, elektron geçişini kontrol eder. NPN transistörde elektronların hareket yönü transistörde akım oluşmasından dolayı yayıcıdan toplayıcı bölgeye doğrudur.

NPN transistörün devre şeması yandaki şekilde gösterilmiştir. V_BB besleme kaynağı beyz ucunu pozitif yükler. V_CC besleme kaynağı da emiter ucunu negatif yükle yükleyerek elektronların yukarı doğru sıkışmasını sağlar. Sıkışan elektronlar pozitif yüklü olan beyz tarafından çekilir. Beyz katmanı ince olduğu için elektronların büyük bir kısmı kollektöre geçer. V_CC ile pozitif yükle beslenen kollektör negatif elektronları çeker. Bu sayede kalıcı bir elektron geçişi sağlanmış olur. V_BB besleme kaynağının beyz beslemesi devam ettiği sürece emiterden kollektöre elektron geçişi devam eder. Akım ise bunun tam tersidir. Kollektör akımı(I_C) emiter akımından(I_E) büyük olduğu için akım kollektörden emitere doğru akar. Emiter akımı ise beyz ve kollektör akımının toplamına(I_E=I_B+I_C) eşittir.

PNP Transistör

PNP transistörler NPN transistörler ile aynıdır. Tek farkı iki P tipi yarı iletken madde arasına ince bir N tipi yarı iletken maddenin yerleştirilmesiyle elde edilir. Bu N tipi yarı iletken malzeme beyz tabakasını oluşturmaktadır.

PNP transistörün devre şeması yandaki şekilde gösterilmiştir. V_BB besleme kaynağı beyz ucunu negatif yükler. V_CC besleme kaynağı da emiter ucunu pozitif yükle yükleyerek elektronların yukarı doğru sıkışmasını sağlar. Sıkışan elektronlar negatif yüklü olan beyz tarafından çekilir. Beyz katmanı ince olduğu için elektronların büyük bir kısmı kollektöre geçer. V_CC ile negatif yükle beslenen kollektör pozitif elektronları çeker. Bu sayede kalıcı elektron geçişi sağlanmış olur. V_BB besleme kaynağının negatif beyz beslemesi devam ettiği sürece kollektörden emitere elektron geçişi devam eder. Akım ise bunun tam tersidir. Emiter akımı(I_E) Kollektör akımından(I_C) büyük olduğu için akım emiterden kollektöre doğru akar. Kollektör akımı ise beyz ve emiter akımının toplamına(I_C=I_E+I_B) eşittir.

Alan Etkili Transistörler(FET)

Temel olarak üç terminalleri vardır. Üç terminal şunlardır; Gate(G), Source(S) ve Drain(D)

FET’lerin gate bacakları normal transistörlerin base bacağına, source bacakları emiter bacağına ve drain bacakları ise kollektör bacaklarına benzetilir. Alan etkili transistörler çalışmak için şarj taşıyıcılarına ihtiyaç duyduklarından BJT transistörlerinden farklı olarak tek kutuplu devre elemanlarıdır.

Birleşim Alan Etkili Transistörler (JFET)

En eski ve basit bir transistör türüdür. JFET’ler yükseltici, anahtarlama ve direnç olarak kullanılır. JFET’ler voltaj kontrollü cihazlardır. Tetikleme akımına ihtiyaç duymazlar. Gate ve source bacakları arasına uygulanan voltaj, transistörün gate ve drain bacakları arasındaki elektrik akımının kontrolünü sağlar. JFET tansistörlerin N-kanal ve P-kanal çeşitleri mevcuttur.

Metal Oksit Yarıiletken Alan Etkili Transistörler (MOSFET)

MOSFET transistörler en sık kullanılan ve en yaygın olan çeşitlerindendir. Metal oksit adı geçit bölgesinin ince bir metal oksit katman ile ayrıldığını gösterir. Mosfet’in dört adet terminali vardır. Bunlar; drenaj, kaynak, geçit ve gövdedir. En önemli özelliği yüksek giriş empedansı ve düşük çıkış empedansı olmasıdır. Anahtarlama ve güç devrelerinde kullanılır.

Sonuç

Transistörler, teknolojinin gelişmesinde aktif rol oynayan devre elemanıdır. Şuanda bu yazıyı telefonunuzdan, bilgisayarınızdan veya tabletinizden okuyor olmanızı sağlayan bu devre elemanı her geçen gün teknolojiye katkı sağlamaya devam etmektedir. Bizlerde bu içeriğimizde siz değerli okuyucularımıza değer katmak için transistör nedir? transistör nasıl çalışır? bu soruların cevabını vermeye çalıştık. Konu ile ilgili görüşlerinizi ve sorularınızı bize yorum olarak iletebilirsiniz.