Transistörler

Yirminci yüzyılın en önemli buluşlarından biri olarak kabul edilen ve elektronik devrelerin can damarı olan transistörler, 1947 yılında icat edildi. Dünyanın en büyük telefon şirketi olan Bell kuruluşlarının araştırma laboratuvarlarında, Willian Shockley başkanlığında John Bardeen ve Walter Brattain’den oluşan ekip, teknolojide yepyeni bir çığır açan bu buluşlarından dolayı, 1956 yılında Nobel Ödülü’nü paylaştı.

BJT Transistörler

Transistör imalatında kullanılan yarı iletkenler, birbirlerine yüzey birleşimli olarak üretilmektedir. Bu nedenle “bipolar jonksiyon transistör” olarak adlandırılır. Bipolar transistörler de PNP ve NPN olarak iki tiptir. PNP tipinde base negatif emiter ve kollektör pozitif kristal yapısındadır. NPN tipinde ise base pozitif, emiter ve kollektör negatif kristal yapısındadır. İletimde olması için base, emittere göre daha pozitif olmalıdır. Buradaki gerilim farkı 0.7 (silisyum) – 0.3 (germanyum) volt veya daha fazla olmalıdır.

PNP ve NPN Tipi Transistörlerin Yapısı

BJT transistörler katkılandırılmış P ve N tipi malzeme kullanılarak üretilir. Transistörler NPN ve PNP olmak üzere iki temel yapıda üretilir. NPN transistörde 2 adet N tipi yarı iletken madde arasına 1 adet P tipi yarı iletken madde konur. PNP tipi transistor de ise 2 adet P tipi yarı iletken madde arasına 1 adet N tipi yarı iletken madde konur. Dolayısıyla transistör 3 adet katmana veya terminale sahiptir. Transistörün her bir terminaline işlevlerinden ötürü; emiter (emitter), beyz (base) ve kolektör (collector) adları verilir. Bu terminaller; genelde E, B ve C harfleri ile sembolize edilir.

PNP ve NPN Tipi Transistörlerde Akım ve Gerilim Yönleri

 PNP ve NPN transistörlerin akım ve gerilim yönleri yukarıdaki resimde verilmiştir. IE akımı, IC+IB’ye eşittir. Akım yönü artıdan eksiye doğrudur. Gerilim yönleri ise bir önceki bölümdeki öngerilimlendirmeye göre yapılmalıdır.

Transistörlerin Yükselteç Olarak Kullanılması 

  • IB: Beyz akımı,
  • IC: Kollektör akımı,
  • IE: Emiter akımı,
  • VBE: Beyz-emiter arasındaki gerilim,
  • VCB: Kollektör-beyz arasındaki gerilim,
  • VCE: Kollektör-emiter arasındaki gerilimi gösterir.

 

 

Transistörlerin Çalışma Kararlılığını Etkileyen Faktörler

Bir transistöre kararlı bir çalışma yaptırabilmek için öncelikle karakteristik değerlerine uygun bir devre düzeni kurmak gerekir. Bunu için de daha önceden belirtilmiş olduğu gibi, katalog değerlerine ve karakteristik eğrilerinde verilen bilgilere uyulmalıdır.

 Transistörün kararlı çalışmasını etkileyen faktörler:

  • Sıcaklık

Aşırı ısınan transistörün çalışma dengesi bozulur, gücü düşer. Daha da çok ısınırsa yanar. Isınan transistörlerde elektron sayısı anormal artacaktır. Bu artış nedeniylede belirli giriş değerleri için alınması gereken çıkış değerleri değişir. Bu da kararlı çalışmayı önler. Daha çok ısınma hâlinde ise kristal yapı bozulur. Bu durumda transistörün yanmasına neden olur. Isınma transistörün kendi çalışmasından kaynaklandığı gibi sıcak bir ortamda bulunmasından dolayı da olabilir.

  • Frekans

Her transistör, her frekansta çalışmaz. Bu konuda yine katalog bilgilere bakmak gerekir. Örneğin: NPN transistörler, PNP transistörlere göre yüksek frekanslarda çalışmaya daha uygundur. Nedeni de NPN transistörlerde elektrik yükü taşıyıcıları elektronlardır. PNP transistörlerde ise taşıyıcılar pozitif elektrik yükleridir. Elektronlar, pozitif elektrik yüklerine göre çok daha hızlı ve serbest hareket edebildiklerinden yüksek frekanslar için NPN transistörler daha uygundur.

  •  Limitsel karakteristik değerleri

Her transistörün ayrı çalışma değerleri vardır. Bu çalışma değerlerinden bazılarının kesinlikle aşılmaması gerekir. Bunlara, “limitsel karakteristik” denir. Limitsel karakteristik değerleri şöyle sıralanır:

  •  Maksimum kollektör gerilimi
  •  Maksimum kollektör akımı
  • Maksimum dayanma gücü
  •  Maksimum kollektör
  • Beyz jonksiyon sıcaklığı
  •  Maksimum çalışma (kesim) frekansı

Limitsel değerler gerek birbirlerine, gerekse de giriş değerlerine bağlıdır. Yukarıda sıralanan maksimum değerlerin ne olmasının gerektiği transistör kataloglarından ve karakteristik eğrilerinden saptanır.

  • Polarma yönü

Polarma gerilimini uygularken ters polarma bağlantısı yapmamaya özellikle dikkat edilmelidir. Böyle bir durumda, transistör çalışmayacağı gibi normalden fazla uygulanacak olan ters polarma gerilimleri jonksiyon diyotlarının delinmesine yani kristal yapının bozulmasına neden olacaktır.

Transistörün Anahtarlama Elemanı Olarak Çalıştırılması 

Sayıcılar (counters), bilgisayarlar (computers), ateşleme devreleri (trigger circuit) gibi bir kısım devrenin çok hızlı çalışması (on) ve sukunete geçmesi (off) gerekebilir. Bu gibi hâllerde çok hassas bir anahtarlama yapılması gerekir. Bu devrelerde, transistörden anahtar olarak yararlanılmaktadır. Transistör ile nano saniyelik yani 10-9 saniyelik (sn.) bir çalışma hızı sağlanmaktadır.

Transistörün açık olduğu durum (Cutoff), kapalı olduğu durum (Doyum-Saturation) olarak isimlendirilir. Transistörün doyum hâlinde çalışması, kısa bir an için taşıyabileceği maksimum akımda görev yapması demektir.

 

 

 

 SMD (Yüzey Montajlı) Transistörler 

Yüzey montajlı transistörler genelikle çok yer kaplamadığı için tercih edilir. Tüm güçleri mevcuttur. Soğutucu, yüksek güçlü olanların üzerine yapıştırılır ya da bakır plaket soğutucu olarak kullanılır.

Analog ve Dijital Ölçü Aletleriyle Transistörün Sağlamlık Kontrolunun Yapılması 

Transistörün sağlamlık kontrolünün yapılabilmesi için aşağıdaki işlem basamakları adım adım takip edilmelidir.

İşlem basamakları:

  •  Ölçümünü yapacağınız transistörün ayaklarınırastgele numaralandırınız.
  •  Dijital avometreyi diyot konumuna (veya analog avometreyi X l konumuna) alınız.
  • Aşağıda anlatıldığı gibi verilen tabloları doldurunuz.

Önce eksi probu 1 nu.lı ayağa tutunuz. Artı probu 2 nu.lı ayağa değdirerek ekranda okuduğunuz değeri tabloya kaydediniz. Eksi probu ayırmadan artı probu 2. ayaktan alıp 3. ayağa değdirerek okuduğunuz değeri tabloya kaydediniz. Eksi probu 2. ayağa tutunuz. Artı probu 1. ve 3. ayaklara değdiriniz. Eksi probu 3. ayağa, artı probu önce 1. sonra 2. ayağa değdiriniz. Her defasında okuduğunuz değeri tablodaki ilgili yere kaydediniz. Propların yerini değiştirerek işlemleri tekrarlayınız

Okunan iki değer tabloda dikey ya da yatay olarak kesiştiğinde hangi satır ya da sütuna geliyorsa orası beyz, yüksek değer emiter, düşük değer kolektördür. Eğer bir ya da hiç değer okunamıyor, okunan değerler çapraz çıkmışsa ve ayaklar arasında kısa devre varsa transistör bozuktur.

 

 

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir