Genel Elektronik

2020 Transistör nedir?

Transistor nedir ?
Transistor nedir ?

Transistör nedir Ne Değildir ?

Yazımıza başlamadan transistör ne demektir bir tanımını yapalım:

ULN 2003 Transistör
ULN 2003 Transistör

Transistör, yan yana birleştirilmiş iki adet PN diyotundan oluşan, girişine uygulanan düşük seviye elektrik sinyallerini yükselterek akımdan ve gerilimden kazanç sağlayan, ihtiyaç halinde anahtarlama elemanı olarak da kullanılabilen yarı iletken bir devre elemanıdır.

Transistör ne işe yarar?

Yükseltici olarak çalışırken bir ucundan bir giriş akımı alır ve diğer uçlarında çok daha büyük bir çıkış akımı üretir. Diğer bir deyişle akımın seviyesini yükseltir. Bu akımı yükseltme durumu işitme cihazları gibi cihazlarda kullanılır. Bir işitme cihazı, etrafınızdaki dünyadan gelen sesleri toplayan ve onları elektrik akımlarına dönüştüren küçük bir mikrofona sahiptir. Bu akım bir transistör vasıtasıyla güçlendirilir ve hoparltöre verilir ve sesler daha yüksek seviyede duyulabilir.

Anahtar olarak çalışırken de bir transistörün bir kısmından akan küçük bir elektrik akımı, başka bir parçasından daha büyük bir akım akışı sağlayabilir. Diğer bir deyişle, küçük akım daha büyük olana anahtarlanır.

Transistörler, normalde kumda bulunan kimyasal bir element olan silikondan yapılır. Silikon bir yarıiletkendir. Silikonu doping denen bir işlemden geçirirsek ona farklı bir şekle sokabiliriz. Silikon, arsenik, fosfor veya antimon kimyasal elementleri ile çözülürse, silikon, bir elektrik akımı taşıyabilen bazı “serbest” elektronlar kazanır – böylece elektronlar dışarı akacaktır- Elektronlar negatif yüke sahip olduğundan, silikon n-tipine (negatif tip) dönüşür. Silikonu bor, galyum ve alüminyum gibi diğer yabancı maddelerde çözersek elektronların sayısı azalır ve silikon p-tipine (pozitif tip) dönüşür.

Transistör çalışma prensibi

Daha önceden diyotlarla ilgili yazımızda da incelemiştik. Bu üretilen p tipi ve n tipi maddeyi birleştirirsek ve +’dan –‘ye pozitif bir gerilimi uygularsak akım geçişi oluyordu ve diyotu elde etmiş oluyorduk. (Tam tersi durumda diyot iletmiyordu)

Diyot ile transistör benzetimi
Diyot ile transistör benzetimi

Transistör elde etmemiz için ise iki tane diyot’un p uçlarını birleştirmeliyiz.

Diyot ile transistör benzetimi
Diyot ile transistör benzetimi

Bu durumda bir npn transistör elde etmiş oluyoruz. Ve güç kaynaklarını aşağıdaki gibi bağladığımızda da şöyle bir akış elde ediyoruz.

Diyot ile transistör benzetimi
Diyot ile transistör benzetimi

Böylelikle de akımın seviyesini artırıp bir lambayı daha parlak yakma şansımız oluyor.

Diyot ile transistör benzetimi
Diyot ile transistör benzetimi

Ya da bir mikrofondan verilen sesi hoparlörden daha güçlü olarak alabiliyoruz.

Transistörün yükselteç olarak kullanılmasına örnek
Transistörün yükselteç olarak kullanılmasına örnek

Transistör çeşitleri

Transistörün iç yapısı ve transistörün bacaklarının yapısı şöyledir.

Transistör iç Yapısı
Transistör iç Yapısı

Yukarıdaki devredeki gibi npn veya pnp’den oluşturulmuş yapıya BJT denir. (Bipolar junction transistor) BJT’lerin kollektör, emiter ve base olmak üzere 3 adet bacağı bulunur. Base kutubu tetiklendiği zaman kollektör ve emiter arasında direnç değeri azalır ve akım geçirir hale gelir. Kollektör ve emiter arasından geçen akımın miktarı bese kutbuna uygulanan akımın miktarına bağlıdır.

Yukarıdaki gösterimdeki ok sembolü akımın yönünü göstermektedir. NPN ve PNP transistörler arasındaki fark akımın yönüdür. Diğer bir transistör türü ise Mosfet’tir.

Tüm tristörler elektronların hareketini kontrol etme prensibine göre çalışırlar. Örneğin FET’lerin (field effect transistor) BJT’lere göre farklı bir bacak yapısı vardır. FET’lerin bacaklarına Source, Drain ve Gate denir. Bir FET’de, n-tipi ve p-tipi silikon tabakaları biraz farklı bir şekilde düzenlenir ve metal ve oksit katmanları ile kaplanır. Böylelikle MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adı verilen cihaz elde edilmiş olur.

Mosfet iç yapısı
Mosfet iç yapısı
Mosfet İç Yapısı
Mosfet İç Yapısı

N-tipi source’da ve drain’de ekstra elektronlar olsa da, bunlar arasında p-tipi gate’teki delikler nedeniyle bir akış olmaz. Ancak, gate’e pozitif bir gerilim uygularsak, elektronların source’dan drain’e kadar ince bir kanalda akmasını sağlayan bir elektrik alanı yaratılır. Bu alan tekisi akımın akışını sağlar ve transistör on konumuna gelir. MOSFET’in tek kutuplu bir transistör olduğunu, çünkü çalışmasında sadece bir tür elektriksel yükün (“polarite”) söz konusu olduğunu söyleyebiliriz.

BJT ve Fet haricindeki diğer transistör çeşitleri şunlardır:

  • Heterojunction bipolar transistör
  • Unijunction transistör
  • Dual-kapılı FET
  • Çığ transistör
  • İnce filmli transistör
  • Darlington transistör
  • Balistik transistör
  • FinFET
  • Floating gate transistör
  • Ters T etkili transistör
  • Spin transistörü
  • Foto transistör
  • Yalıtım kapılı bipolar transistör
  • Tek elektronlu transistor
  • Nanofluidic transistör
  • Trigate transistör
  • İyon duyarlı FET
  • Hızlı ters epitaxal diyot FET (FREDFET)
  • Elektrolit-Oksit-Yarıiletken FET (EOSFET)

Transistör nerelerde kullanılır?

Yaygın uygulamaları analog ve dijital anahtarlar, güç regülatörleri, sinyal yükselticileri ve ekipman kontrol cihazlarından oluşur. Transistörler aynı zamanda elektronik devrelerin ve veri elektroniğinin yapı birimleridir. Tekrar tekrar tekrar çalışan mikroişlemciler her çipte bir milyardan fazla transistörden oluşur. Bilgisayarlardan, ayarlayıcılara ve uçaklara kadar yaklaşık her yerde karşımıza çıkarlar.

Transistör ile ilgili video

Etiketler

Onur NP

Arduino Stm32 gibi Mikrodenetleyici PLC Otomasyon sistemleri ve Genel elektronik projeleri üzerine örnek paylaşımlar yapmaktayım Endüstriyel ve Kişisel proejelerinize Ücretli olarak destek verebilirim.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu
Call Now ButtonAra
Kapalı
Kapalı