TEMEL ELEKTRONİK

TRANSİSTÖR

Transistör nedir?
Eklem Transistör yarı iletken malzemeden yapılmış elektronik devre elemanıdır. Her nekadar diyodun yapısına benzesede çalışması ve fonksiyonları diyottan çok farklıdır.
Transistör iki eklemli üç bölgeli bir devre elemanı olup iki ana çeşittir.

  •  NPN
  •  PNP

Transistör NPN

Transistör PNP

Transistör aşağıda belirtildiği gibi değişik şekillerde tanımlanır:

  • Transistörün kolay anlaşılması bakımından tanımı; Transistörün bir sandviçe benzetilmesidir, yarı iletken sandviçi.
  • İkinci bir tanımıda şöyle yapılmaktadır; Transistör, iki elektrodu arasındaki direnci, üçüncü elektroda uygulanan gerilim ile değişen bir devre elemanıdır.
  • Transistörün en çok kullanılan tanımı ise şöyledir; Transistör yan yana birleştirilmiş iki PN diyodundan oluşan bir devre elemanıdır. Birleşme sırasına göre NPN veya PNP tipi transistör oluşur.

Transistörün başlıca çeşitleri şunlardır:

  •  Yüzey birleşmeli (Jonksiyon) transistör
  •  Nokta temaslı transistör
  •  Unijonksiyon transistör
  •  Alan etkili transistör
  •  Foto transistör
  •  Tetrot (dört uçlu) transistör
  •  Koaksiyal transistör

Transistörün kullanım alanları:
Transistör yapısal bakımdan, yükselteç olarak çalışma özelliğine sahip bir devre elemanıdır. Elektroniğin her alanında kullanılmaktadır.
Transistör

  • NPN ve PNP transistörlerin yapısal gösterilimi,
  • Transistör sembolleri

Elektron Lambaları ilk defa 1906'da Dr. Lee de Forest tarafından uygulama sahasına konulmuştur. 1925'te Lilien Field ve 1938'de Hilsch ve Pohl tarafından, lambaların yerine geçecek bir katı amplifikatör elemanı bulma konusunda başarısızlıkla sonuçlanan bazı denemeler yapılmıştır. Çalışmaların amacı, lambalarda olduğu gibi katılarda da elektrostatik alan etkisi ile elektron akışını sağlamaktı. Daha sonraları bu çalışmalar bugünkü transistörlerin temelini teşkiletmiştir.
1931-1940 yılları katı maddeler elektroniği hakkında daha ziyade teorik çalışmalar devri olmuştur. Bu sahada isimleri en çok duyulanlar, L. Brillouin, A. H. Wilson, J. C. Slater, F. Seitz ve W. Schottky'dir.
Yıl 1948, Walter H. Brattain ve John Bardeen kristal redresör yapmak için Bell laboratuarlarında çalışıyorlar. Esas olarak yapılan; çeşitli kristallere temas eden bir ‘catwhisker’ in tek yönde iletken, diğer yönde büyük bir direnç göstermesi ile ilgili bir çalışmadır. Deneyler sırasında Germanyum kristalinin ters akıma daha çok direnç gösterdiği ve daha iyi bir doğrultma işlemi yaptığı gözlemlendi ve böylece germanyum redresörler ortaya çıktı.
Brattain ve Bardeen Germanyum redresör ile yaptıkları deneylerde, Germanyum kristali üzerindeki serbest elektron yoğunluğunun, redresörün her iki yöndeki karakteristiğine olan tesirini incelediler ve bu sırada, catwhisker'e yakın bir başka kontak daha yaparak deneylerini sürdürdüler. Bu sırada ikinci whisker de akım şiddetlenmesinin farkına vardılar ve elektronik tarihinin bir dönüm noktasına tekabül eden transistör böylece keşfedilmiş oldu.
Adını 'Transfer – Resistor' yani taşıyıcı direnç kelimesinden alan transistör'ün geliştirilmesine daha sonra William Shockley de katıldı ve bu üçlü 1956 yılı nobel fizik ödününe layık görüldüler.
İlk yapılan transistörler 'Nokta Kontaklı' transistörlerdi. Nokta kontaklı transistörler iki whisker'li bir kristal diyottan ibarettir. Kristale 'Base', whiskerlerden birine 'Emitter' diğerine de 'Collector'‘ adı verilir. Bu transistörlerde N tipi Germanyum kristali base olarak kullanılmıştır.
Whiskerler fosforlu bronzdan yapılır, daha doğrusu yapılırdı, bu transistörler artık müzelerde veya eski amatörlerin nostaljik malzeme kutularında bulunurlar.
Her iki whisker birbirine çok yakındır ve uçları kıvrık bir yay gibidir, bu kıvrık yay gibi olması nedeni ile kristale birkaç gramlık bir basınç uygular ve bu sayede sabit dururlar.Yani yalnız temas vardır.
Bu transistörlerin Ge kristalleri 0.5 mm kalınlığında ve 1 - 1.5 mm eninde parçalardır. Whisker arası mesafe ise milimetrenin yüzde 3'ü yüzde 5'i kadardır.
Bu ilk transistörler PNP tipinde idi, yani kristal N tipi Whiskerler P tipi idi.
Daha sonraları 'Yüzey Temaslı' transistörler yapıldı. Bu transistörler PNP veya NPN olacak şekilde üç kristal parçası birbirine yapıştırılarak imal edildiler. Yüzey temaslı transistörlerin yapılması ile silisyum transistörler piyasaya çıktı, daha sonraları transistörler kocaman bir aile oluşturdular ve sayıları oldukça arttı.
Transistör'ün daha önceleri kullanılan radyo lambalarına göre üstünlükleri nelerdir?

  • Transistörler çok küçüktür ve çok az enerji isterler.
  • Transistörler çok daha uzun çalışma ömrüne sahiptirler
  • Transistörler her an çalışmaya hazır durumdadır (lambaların flaman gerilimi sorunu)
  • Çalışma voltajları çok daha azdır. Pille bile çalışırlar.
  • Lambalar gibi cam değildir kırılmaz.

Peki ama bu lambanın hiç mi üstünlüğü yoktu. Olmaz olur mu?
Lambalar vakumlu oldukları için gürültüsü yoktur. yine lambalar vakumlu oldukları için yüksek empedanslıdırlar.
Fakat son zamanlarda Transistör ailesi çok geliştiği için lamba standartlarından bile daha iyi transistörler yapılmıştır.
FET'ler bu kalitede olan bir transistör ailesidir.
Çeşitli Transistörler
Transistörler esas olarak Bipolar transistörler ve Unipolar transistörler olarak iki kısma ayrılırlar. Bipolar transistörler de PNP ve NPN olarak iki tiptir.
PNP tipinde base negatif emitter ve collektor pozitif kristal yapısındadır. Bu transistörler emitter montajında; emitter + collector - olarak polarize edilirler. Base emittere göre daha negatif olduğunda transistör iletimdedir.
NPN tipinde ise base pozitif, emitter ve collector negatif kristal yapısındadır. Emitter topraklı olarak kullanıldığında, emitter negatif, collector pozitif olarak polarize edilirler. İletimde olması için base, emittere göre daha pozitif olmalıdır. Buradaki gerilim farkı 0.1 volt veya daha fazla olmalıdır.
Piyasada pek çok tip bipolar transistör mevcuttur. Bunların kullanılmaları sırasında mutlaka bacak bağlantılarını içeren bir katalog kullanılmalıdır; çünkü aynı kılıf yapısı içeren iki transistörün bacak bağlantıları ayrı olabilir.
Bipolar transistörler genelde 2 ile başlayan 2N… 2SA…. 2SB….. 2SC…
veya AC… BD… BUX…. BUW… MJ…. ile başlayan isimler alırlar.
Son zamanlarda transistörlarin çeşidi ve sayısı arttığı için bir katalog kullanmak zorunludur.
2N3055 2SA1122 2SB791 2SC1395 AC128 BD135 BUX80 BUW44 MJ3001 gibi….
A ile başlayan transistörler Germanyum. B ile başlayan transistörler Silisyum dur, keza diyotlar için de bu geçerlidir, ikinci harfin anlamları şöyledir:
A : Diyot
C : Alçak frekans transistörü
D : Güç transistörü dür.
F : Yüksek frekans transistörü
Y : Güç Diyodu
Z : Zener Diyot
AC128, BC108, AF139, BF439, AD165, BD135, AA139, BY101 gibi.
Aynı kılıf içinde çift transistör varsa buna Darlington transistör adı verilir MJ3042 gibi.
Bazı darlington transistörler kılıf içinde bir de diyot ihtiva ederler.
Bir P tipi transistör push-pull olarak kullanıldığında, karakteristikleri benzer olan bir N tipi transistörle beraber kullanılır, buna 'Complementary' tamamlayıcı transistör adı verilir. MJ 2955 ile 2N3055 gibi.
Piyasada bulunan transistörler plastik veya metal kılıf içindedirler.
En çok kullanılan kılıf şekilleri To-3 To-5 To- 12 To- 72 To- 92 To- 220'dir.
Npn ve Pnp Tipi Transistörler
Yukarıda belirtilen değişik işlevli bütün transistörlerin esası Yüzey Birleşmeli Transistör 'dür.
Bu nedenle, yüzey birleşmeli transistörlerin incelenmesi, transistörlerin yapısı, karakteristikleri ve çalışma prensipleri hakkındaki gerekli bilgileri verecektir.
Trasistörler, temel yapısı bakımından aşağıda gösterilmiş oduğu gibi; iki gruba ayrılır:
NPN tipi transistörler
Transistör

PNP tipi transistörler
Transistör
Yine her iki tip transistörün de N-P-N ve P-N-P bölgeleri şöyle adlandırılır:

  • Emetör; "E" ile gösterilir.
  • Beyz; "B" ile gösterilir.
  • Kollektör; "C" ile gösterilir.

Bölgeler şu özelliklere sahiptir:
Emetör bölgesi (Yayıcı): Akım taşıyıcıların harekete başladığı bölge.
Beyz bölgesi (Taban): Transistörün çalışmasını etkileyen bölge.
Kollektör bölgesi (Toplayıcı): Akım taşıyıcıların toplandığı bölge.
Bu bölgelere irtibatlandırılan bağlantı iletkenleri de, elektrot, ayak veya bağlantı ucu olarak tanımlanır.
Transistör yapısında baz kalınlığının önemi:
Akım taşıyıcılarının Beyz bölgesini kolayca geçebilmesi için, baz 'ın mümkün olduğunca ince yapılması gerekir.

Npn ve Pnp Tipi Transistörlerin Polarılması ve Çalışması
Transistörde Polarma Nedir?
Transistörün asıl görevi, değişik frekanslardaki AC işaretleri yükseltmektir.
Transistörün bu görevi yerine getirebilmesi için, önce Emiter, Beyz ve Collectorün DC gerilim ile beslenmesi gerekir. Uygulanan bu DC gerilime Polarma Gerilimi denir.
Transistörün polarılması:
Transistörün çalışmasını sağlayacak şekilde, Emiter, Beyz ve Collectorünün belirli değerdeki ve işaretteki (±), DC gerilim ile beslenmesine transistörün polarılması (kutuplandırılması) denir.
N Tipi Transistörün Polarılması
NPN transistör şu iki diyodun yan yana gelmesi şeklinde düşünülür:

  •  "NP" Emiter - Beyz diyodu
  •  "PN" Beyz - Collector diyodu

Bir NPN transistörü çalıştırabilmek için, Şekil 4.2 'de görüldüğü gibi, uygulanan polarma gerilimi iki şekilde tanımlanabilir:
1. Diyot bölümlerine göre tanımlama;www.diyot.net

  •  Emiter - Beyz diyodu, doğru polarılır.
  •  Beyz - Collector diyodu ise, ters polarılır.

2. Polarma geriliminin, Emiter, Beyz ve Collectorün kristal yapısına uygulandığına göre;

  •  Emiter ve Beyz 'e kristal yapısına uygun polarma gerilimi uygulanır.
  •  Collectore ise, kristal yapısının tersi polarma gerilimi uygulanır.

Buna göre şekil 1 'den takip edilirse,NPN tipi transistörde uygulanan polarma gerilim:

  •  Emiter N tipi kristaldir : Kristal yapıya uygun, negatif (-) gerilim.
  •  Beyz P tipi kristaldir : Kristal yapıya uygun, pozitif (+) gerilim.
  •  Collector N tipi kristaldir : Kristal yapıya ters, pozitif (+) gerilim.

Transistör
Şekil 1- Bir NPN transistörün polarılması ve akım yönleri
a) Bölgesel gösterilimdeki bağlantı şekli.
b) Sembolik gösterilimdeki bağlantı şekli.
NOT:

  • Şekil 1 'de görüldüğü gibi, beyz 'in polarma gerilimi ile ilgili tipik bir durum var.
    Beyz 'e VEB kaynağının pozitif kutbu, VCB kaynağının ise, negatif kutbu bağlanmıştır. Bu durumda beyz polarma gerilimi ne olacaktır?
    Yukarıda belirtildği gibi, Emiter-Beyz diyodu iletimde, olduğu için, VEB kaynağının pozitif kutbu etken olacaktır. Yani Beyz 'in polarma gerilimi, pozitiftir. PNP transistör için de benzer şekilde düşünülür.
  • Transistörün gerek polarma konusu, gerekse de çalışma prensibi açıklanırken, anlatım kolaylığı bakımından iki DC besleme kaynağı kullanılmaktadır.

    Uygulamada ise, tek besleme kaynağı kullanılmaktadır.

Npn Transistörün Çalışması
Yukarıda tanımlanmış olduğu gibi polarma gerilimi uygulanmış olan bir NPN transistörde aşağıdaki gelişmeler olur.
1. N Bölgesindeki Gelişmeler
Şekil 2 'den takip edilirse;
Emiter ve collectorü oluşturan N bölgesindeki, çoğunluk taşıyıcılar, elektronlar şu şekilde etkilenir;

  •  VCB besleme kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisinde kalan, gerek emiter, 
    gerekse de collector bölgesi elektronları VCB kaynağına doğru akar. Bu akış IC collector
    akımını yaratır.
  •  Aynı anda VEB kaynağının negatif kutbundan ayrılan elektronlar da emitere geçer. Bu geçiş
    IE emiter akımını yaratır.
  •  P bölgesinden geçemekte olan elektronlardan bir miktarıda VEB besleme kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle VEB 'ye doğru akar. Bu akış IB beyz akımını yaratır.
  •  Son olarkada VCB 'nin negatif kutbundaki elektronlar, VEB 'nin pozitif kutbuna geçiş 
    yaparak akım yolunu tamamlar. Böylece devrede bir akım doğar.

Transistör
(--->) : N bölgesindeki ve dış devredeki elektron akış yönü
(++>) : P bölgesindeki pozitif elektrik yükü (oyuk) akış yönü
(—>) : Dış devredeki akım yönü.
iyon: Verici katkı maddesi atomu (N bölgesindeki etkisiz pozitif iyon)
iyon: Alıcı katkı maddesi atomu (P bölgesinde etkisiz negatif iyon)
"+" : Pozitif elektrik yükü (oyuk)(P bölgesindeki akım taşıyıcılar)
"-" : Elektron (N bölgesindeki akım taşıyıcılar
Şekil 2 - NPN transistörde elektron ve pozitif elektrik yüklerinin hareketleri

2. P Bölgesindeki Gelişmeler
NPN transistörde beyz P tipi kristaldir.
P tipi kristaldeki "+" yükler (oyuklar) şu şekilde aktif rol oynamaktadır:

  •  P tipi kristaldeki katkı maddesi atomlarının dış yörüngesinde üç elektron var. Bir elektronu
    katkı maddesi atomlarına veren Ge ve Si atomları, pozitif elektrik yükü (oyuk) haline
     gelir ve bunlar çoğunluktadır.
  •  Şekil 2 'de görüldüğü gibi VEB besleme kaynağının pozitif (+) kutbunun itme kuvveti
    etkisi ve negatif kutbunun da çekme kuvveti etkisiyle, beyzden emitere doğru bir pozitif
    elektrik yükü (oyuk) hareketi başlar. Diğer bir ifadeyle, emiterden beyz 'e doğru elektron
    hareketi başlar.
  •  Yine collectorde. Azınlık taşıyıcılar durumunda olan çok az sayıdaki "+" yükler (oyuklar), 
    VCB kaynağının pozitif kutbunun itme kuvveti ve negatif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle 
    Şekil 2 de görüldüğü gibi beyz elektroduna doğru hareket eder. Böylece çok küçük bir
    akım doğar. Bu akım, beyz collector diyodunun ters yön (kaçak) akımı olup ihmal
    edilebilecek kadar küçüktür.

ÖZETLE:www.diyot.net
Yukarıda açıklanan hususların sonucu olarak, Şekil 3 'te özelliği olan elektrik yükleri gösterilmek suretiyle özet bir görüntü verilmiştir.

  • Şekilde büyük ok ile gösterilmiş olduğu gibi, emiter ve collector bölgesindeki elektronların büyük bölümü collector elektroduna doğru ve küçük bir bölümü de yalnızca emiterden beyz elektroduna doğru akmaktadır. Elektron akışı dış devrede de devam eder.
    Bu akış IE, IB ve IC akımlarını yaratır.

    IE = IB + IC 'dir.

    Bu bağıntı her çeşit devre kuruluşunda ve her transistör için geçerlidir.
    Ancak IB akımı IC akımı yanında çok küçük kaldığından (IB=0.02 IC), pratik hesaplamalarda IB ihmal edilir.
    IE = IC olarak alınır.
  • Katkı maddelerine ait, "+" ve "-" iyonların bir etkinliği olmadığından daire içerisine alınmıştır
  • Serbest elektronların çok hızlı hareket etmesi nedeniyle NPN transistördeki akım iletimide hızlı olmaktadır. Bu nedenle NPN transistörler yüksek frekanslarda çalışmaya daha uygundur.
  • Ayrıca, Şekil 3 'te, bir NPN transistörün, ters yönde bağlı iki NP ve PN diyot şeklinde düşünülebileceği de gösterilmiştir. Böylece, ters bağlı iki diyot devresinden akımın nasıl aktığıda kendiliğinden açıklanmış olmaktadır.

Transistör
Şekil 3 - NPN trnasistörde akım iletimini sağlayan elektronların akış yönleri ve transistörün ters bağlı iki diyot halindeki görüntüsü
Pnp Tipi Transistörün Polarılması
PNP transistörün, NPN transistöre göre, yapımında olduğu gibi, polarma geriliminde de terslik vardır. Şekil 4 'te bir PNP transistöre polarma geriliminin uygulanışı gösterilmiştir.
Şekilden de anlaşıldığı gibi, PNP transistörde de, NPN 'de olduğu gibi polarma geriliminin yönleri iki şekilde tanımlanır:
1 - Diyot bölümlerine göre tanımlama

  •  Emiter - Beyz diyodu, doğru polarılır.
  •  Collector - Beyz diyodu, ters polarılır.

2 - Polarma geriliminin kristal yapıya uygunluğuna göre tanımlama:

  •  Emiter P tipi kristaldir: Kristal yapısına uygun, pozitif (+) gerilim uygulanır.
  •  Beyz N tipi kristaldir: Kristal yapısına uygun, negatif (-) gerilim uygulanır.
  •  Collector P tipi kristaldir: Kristal yapısına ters, negatif (-) gerilim uygulanır.

Polarma durumuna göre devreden akan akımların yönü de Şekil 4 'te gösterilmiş olduğu gibidir.
Daima IE = IB + IC 'dir.
Transistör
Şekil 4 - PNP tipi transistörün polarılması ve akım yönleri
a. Jonksiyonel gösterilimdeki bağlantı
b. Sembolik gösterilimdeki bağlantı

Pnp Transistörün Çalışması
PNP transistörde, NPN transistördeki elektron yerine, pozitif elektrik yükleri (oyuklar), ve pozitif elektrik yükleri yerine de elektronlar geçmektedir.
Bu durumda, Şekil 4.6 'dan da anlaşılacağı gibi, PNP transistördeki akım iletimi pozitif elektrik yükleri ile açıklanmaktadır.
Şekil 5 'den takip edilirse PNP transistörün çalışması şu şekilde olmaktadır:

  •  VEB besleme kaynağının pozitif kutbunun itme, negatif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle, emiterdeki pozitif elektrik yükleri (oyuklar) atomdan atoma yer değiştirerek bayze doğru akar.
  •  Bu hareketlenme sırasında pozitif elektrik yükleri (oyuklar) collectore bağlı VCB besleme kaynağının negatif kutbunun çekme kuvveti etkisi altında kalır.
    VCB gerilimi VEB 'ye göre daima daha büyük seçildiğinden; pozitif elektrik yüklerinin
    (oyukların) %98 - %99 gibi büyük bir bölümü collector elektroduna doğru, %1 - %2 gibi
    küçük bir bölümü de beyz elektroduna doğru akım iletimi sağlar.

Transistör
(++>) : P bölgesindeki pozitif elektrik yükü (oyuk) yolları
(-->) : N bölgesindeki ve dış devredeki elektron yolları
(— >) : Dış devredeki akım yönü.
http://www.diyot.net/Transistor1_dosyalar/pozitif_iyon.jpg: Verici katkı maddesi atomu
"+" : Pozitif elektrik yükü (oyuk)
http://www.diyot.net/Transistor1_dosyalar/negatif_iyon.jpg: Alıcı katkı maddesi atomu
"-" : Elektron
Şekil 5 - PNP transistörde pozitif elketrik yüklerinin ve elektronların hareketi
Bu arada, bir miktar pozitif elektrik yükü de, beyzdeki serbest elektronlar ile birleşerek nötr hale gelir.

  •  Aynı zamanda collector bölgesindeki azınlık taşıyıcılar durumunda bulunan az sayıdaki elektronlar da VCB 'nin etkisiyle beyz elektroduna doğru hareket eder. Bu hareket, ters yön (kaçak) akımını yaratır.

Dış devredeki gelişmeler:
Şekilde gösterildiği gibi, emiterden VEB besleme kaynağının "+" kutbuna ve oradan da beyz'e ve VCB besleme kaynağının üzerinden collectore, elektron akışı başlar.
Kağıt üzerinde gösterilen akım yönü de, yine şekildeki gibi, besleme kaynağının "+" kutbundan "-" kutbuna doğru olmaktadır.
ÖZETLE:
Bir PNP transistördeki akım iletimi, Şekil 6 'da gösterildiği gibi, pozitif elektrik yükleri (oyuklar) ile sağlanmaktadır.
Şekil 6 'da ayrıca transistörü oluşturan iki diyodun sembolik bağlantısıda gösterilmiştir...
Transistör
Şekil 6- PNP transistörde akım iletimini sağlayan pozitif elektrik yüklerinin (oyuk) akış yönleri ve transistörün ters bağlı iki diyot halindeki görüntüsü
Akım ve Gerilim Yönleri
Akım Yönleri
NPN Transistörde akım yönleri

  • Emiterde; Transistörden dış devreye doğru, yani emiterdeki ok yönündedir.
  • Beyz ve Collectorde; Dış devreden transistöre doğrudur.

PNP Transistörde akım yönleri:

  • Emiterde; Dış devreden transistöre doğrudur, yani okun gösterdiği yöndedir.
  • Beyz ve Collectorde; Transistörden dış devreye doğrudur.

Gerilim Yönleri:
Burada gerilim yönünden amaç, polarma geriliminin "+" veya "-" oluşudur.
NPN Transistörde gerilim yönleri:

  • Emitere: Negatif (-) gerilim uygulanır.
  • Beyze: Pozitif (+) gerilim uygulanır.
  • Collectore: Pozitif (+) gerilim uygulanır.

PNP Transistörde gerilim yönleri:

  • Emitere: Pozitif (+) gerilim uygulanır.
  • Beyze: Negatif (-) gerilim uygulanır.
  • Collectore: Negatif (-) gerilim uygulanır.

NOT:
Uluslararası kabule göre, bir iletkendeki elektron akış yönü ile akım yönü birbirine göre terstir.
Uluslararası elektroteknik kuruluşu (IEC) tarafından yapılan kabule göre;www.diyot.net
Elektrik ve Elektronik devrelerindeki AKIM YÖNÜ, besleme kaynağının pozitif kutbundan (+), Negatif kutbuna (-) doğru olan yöndür.
Diyot sembollerindeki ve transistörlerin emiterindeki akım yönünü gösteren oklar da "+" dan "-" 'y doğrudur.
Elektron yönü sadece teorik açıklamalar sırasında gösterilmektedir.
Kirchoff kanununa göre , yapılan devre hesaplamalarında "+" ve "-" akım yönlerinin gösterilmesi gerekebilir.
Bura da, besleme kaynağının pozitif kutbundan negatif kutbuna doğru olan yön, "+" akım yönü, bunun tersi olan yön ise "-" akım yönü olarak gösterilir.
Transistörlerin Multimetre İle Sağlamlık Kontrolü
Transistörlerin ayrıntılı kontrolü transistörmetrelerle yapılır. Transistörmetreler daha çok labaratuvarlarda kullanılır.
Bir transistörün en kolay kontrol şekli multimetre ile yapılır, Ancak, bu halde transistöre herhangi bir zarar verilmemesi için multimetrenin içinde bulunan pilin 1.5V 'dan büyük olmamasına veya devreden akacak akımın 1 mA 'den fazla olmamasına dikkat edilmelidir.
" Transistör devrede iken ölçüm yapılmaz."
Şekil 7 'de PNP ve NPN tipi transistörlerin multimetre ile kontrolü sırasında uçların tutuluş şekilleri gösterilmiştir. Tablo 1 'de ise, yapılacak kontrolün esasları ve multimetrede aşağı yukarı okunması gereken değerler verilmiştir.
Tablo 1 'e uygun olarak yapılan kontrollerede, direncin büyük okunması gerekirken küçük okunuyorsa veya küçük olması gerekirken büyük değerlerle karşılaşıyorsanız transistör bozuk demektir.
Ölçmelerde, multimetrenin içerisindeki pil vasıtası ile büyük dirençlerin okunması sırasında ters polarma, küçük dirençlerin okunması sırasında doğru polarma uygulaması yapılmaktadır.
1.5V 'luk multimetre ile yapılan kontrol sırasında transistörden akacak akım kısa bir müddet için 1mA 'i geçmeyeceğinden, günlük hayata girmiş transistörlerde herhangi bir bozukluğa yol açmayacaktır. Fakat, yayılım yoluyla yapılan alaşım transistörleri gibi hassas transistörlerin kontrolü sırasında, emniyet tedbiri olarak VCE collector geriliminin sıfırdan başlayarak gerekli gerilime kadar ayarlanması tavsiye edilmektedir. Bu bakımdan böyle transistörlerin transistörmetre ile kontrolü uygun olmaktadır veya 100-200 ohm 'luk seri direnç kullanılır.
Transistör
Transistörün Ohmmetre ile kontrolü


Transistör Tipi

Ohmmetre uçlarının tutuluş şekli

Transistör sağlam ise Ohmmetre 'nin göstereceği değerler

PNP

(+) ucu beyze, (-) ucu sıra ile kollektör ve emitere (Şekil 4.8 (a))

50 Kohm 'dan büyük

 

(-) ucu beyze, (+) ucu sıra ile kollektör ve emitere (Şekil 4.8 (b))

500 Ohm 'dan küçük

NPN

(-) ucu beyze, (+) ucu sıra ile kollektör ve emitere (Şekil 4.8 (c))

50 Kohm 'dan büyük

 

(+) ucu beyze, (-) ucu sıra ile kollektör ve emitere (Şekil 4.8 (d))

500 Ohm 'dan küçük

Transistörlerde Yükseltme İşleminin Gerçekleştirilmesi
Transistörler yapısı gereği, akım yükseltme özelliğine sahiptir.
Uygun, bir devre dizaynıyla gerilim ve güç yükseltmesi de yapar.
Tabi bu işlemlerde de asıl olan akımdır. Bu nedenle, önce akımın nasıl yükseltildiğinin bilinmesi gerekir.....
Transistör yükseltme işlemi nasıl yapılmaktadır?
Örnek olarak şekil 8 'de görüldüğü gibi bir NPN tipi transistör alınmıştır. Transis törün çalışabilmesi için elektrotlarına, şu gerilimler uygulnıyor:
Emiter: (-)gerilim,
Beyz: (+)gerilim,
Collectore: (+)gerilim.
TransistörTransistör
Şekil 8 - Emiteri ortak yükselteç

  • Jonksiyonel bağlantı devresi
  • Sembolik bağlantı devresi

Şekil 8 'de, emiter ucu giriş ve çıkış devrelerinde ortak olduğu için, bu yükselteç "Emiteri ortak bağlantılı yükselteç" olarak taımlanır. En çok kullanılan yükselteç şeklidir.
Transistörün bu şekilde çıkışında bir yük direnci bulunmadan çalıştırılmasına kısa devrede çalışma denmektedir.
Yükseltme İşleminin Sağlanması

  • Transistör içerisinde emiterden beyz ve collectöre doğru bir elektron akışı vardır..
  • Elektronların küçük bir kısmı da VBE kaynağının oluşturduğu giriş devresi üzerinden, büyük bir kısmıda VCE kaynağının oluşturduğu çıkış devresi üzerinden devresini tamamlar...
  • Giriş ve çıkışta dolaşan elektronların miktarı, trans. büyüklüğüne bağlı olduğu gibi, VBE ve VCE kaynak gerilimlerinin büyüklüğüede bağlıdır.
  • Emiterdeki elektronları harekete geçirmek için "Silisyum" transistörde en az 0.6V, "Germanyum" transistörde ise 0.2V olması gerekir.
  • Elektroları çekebilmesi için VCE gerilimi VBE 'ye göre oldukça büyük seçilir.
  • Giriş devresinden dolaşan elektronlar "IB" beyz akımını, çıkış devresinden dolaşan elektronlarda "IC" collectör akımını oluşturur.
  • Buradaki IB ve IC akımları DC akımlardır... Eğer girişe AC gerilim uygulanırsa, ve IC 'de AC olarak değişir.
  • IB ve IC akımları devrelerini tamamlarken emiter elektrodu üzerinde birleştiğinden Ie akımı, IB ve IC 'nin toplamı olur............

    Herzaman geçerli kural: IE = IB + IC

    Sonuçta:
    IB akımı giriş akımı, IC akımı da çıkış akımı olarak değerlendirilirse, IB gibi küçük değerli bir akımdan, IC gibi büyük değerli bir akıma ulaşılmaktadır.........
    Bu olay "Transistörün akım yükselteci olarak çalıştığını göstermektedir."

    Emiteri ortak bağlantıda akım kazancı formülü: β = IC/IB 'dir...Beta:(β)
    IB ve Ic akımları değişse de, β (Beta) akım kazancı sabit kalmaktadır.

Akım kazancı nasıl oluyorda sabit kalıyor?
Şekil 8 'e göre; VBE gerilimi büyütüldüğünde; iki aşamalı şu gelişmeler olmaktadır:

  • Emiter - Beyz diyodu daha büyük bir gerilim ile polarılmış olduğundan, daha çok elektron harekete geçer. Bu elektronların, Beyz girişi üzerinden devre tamamlayan miktarı da artacağından IB akımı büyür.
  • Diğer taraftan, büyük hareketlilik kazanan emiter elektronları, mevcut olan VCE çekme kuvveti etkisiyle beyz 'i daha çok sayıda geçerek collectore ulaşır. Böylece daha büyük IC akımı oluşur.

IB ve IC deki artış aynı oranda olmaktadır.
Dolayısıyla da, β=IC/IB değeri sabit kalmaktadır.
VBE küçültüldüğünde de IB ve IC aynı oranda küçüldüğünden, β (Beta) yine sabit kalır.
Görüldüğü gibi, gerek IB, gerekse de IC akımının büyüyüp küçülmesinde yalnızca VBE giriş gerilimi etkin olmaktadır...
VCE besleme kaynağının akım kazancına etkisi nedir?
VCE gerilimi büyütüldüğünde, devreden akan elektron miktarında, diğer bir deyimle IC akımında, önemli bir artış olmamaktadır.
Nedeni;
VCE gerilimi, esas olarak, VBE geriliminin emiterde hareketlendirdiği elektronları çekmektedir. Emiterde ne kadar çok elektron hareketlenmişse, VCE 'de o kadar çok elekrtron çekmektedir. Bunlara collectordeki belirli sayıdaki elektronlarda eklenmektedir. Ancak, collectorde daha az katkı maddesi kullanıldığından açığa çıkan elektron sayısı da daha azdır. Bunlarda IC akımını fazla etkileyememektedir.
VCE 'nin büyütülmesi, çekilen elektron sayısını çok az artırabilmektedir.
Ancak, VCE 'nin, transistör kataloğunda verilen değeri de geçmemesi gerekir.
VCE 'nin belirli bir değeri geçmesi halinde, ters polarmalı durumunda olan, Beyz-collector diyodu delineceğinden, transistör yanar.
Transistörün, IC, VCE ve RCE İle İlgili Tanımı:
Bu tanımlama, IC, VCE ve RCE arasındaki bağıntıyı açıklayan, diğer bir deyimle, transistörün yükseltici sırrını ortaya koyan bir tanımlamadır.
Transistör, iki elektrodu arasındaki direnci, üçüncü elektroduna uygulanan gerilim ile değiştirilebilen üç elektrotlu bir devre elemanıdır.
Şöyleki;
Ohm kanununa göre, çıkış devresinde şu bağıntı yazılabilecektir:
VCE=IC*RCE
VCE belirli bir değer de sabit tutulduğu halde, VBE ve dolayısıyla da IB değişince IC 'de değiştiğinden, yukarıdaki bağıntıya göre, RCE direnci de değişir.
Burada:
Transistörün iki elektrodu arasındaki direnç: RCE 'dir.
Üçüncü elektroda uygulanan gerilim ise: VBE 'dir.
Teorik hesaplamalarda: IC maksimum değerine ulaşınca, RCE=0 olduğu kabul edilir. RCE=0 olunca, VCE 'de "0" olur.
Benzer durum giriş direncinde de olmaktadır:
Diyot karakteristik eğrisinden de bilindiği gibi, VBE 'nin biraz büyütülmesi halinda IB akımı çok çabuk büyümektedir.
Buradan şu sonuç çıkmaktadır:
VBE giriş gerilimi büyütülünce; RBE giriş direnci küçülür.
Özet olarak: Giriş gerilimi büyüdükçe, hem giriş direnci hem de çıkış direnci küçülür.
Akım Kazancının Bulunması
Akım kazancı, yükselteç olarak çalışmakta olan bir transistörün, çıkışındaki akımın girişindeki akıma oranıdır.
Şekil 9 'da görüldüğü gibi, yükselteçlerin üç bağlantı şekli vardır.
Bu bağlantı şekillerindeki akım kazançları şöyle ifade edilir:


1. Emiteri ortak bağlantı.

Akım kazancı

BETA, β = IC/IB

2. Beyzi ortak bağlantı.

Akım kazancı

ALFA, α = IC/IE

3. Collectorü ortak bağlantı.

Akım kazancı

GAMA, γ = IE/IC

Transistör

Transistör

Transistör

Şekil 9 - Transistördeki üç bağlantı halinde bağlantı uçlarının durumu.
Akım Kazançlarının Dönüştürülmesi
Her üç bağlantı şeklinde de akımlar arasında şu bağlantı vardır:
IE=IC+IB veya IC=IE-IB
Bu bağlantı ile yukarıdaki bağıntılardan yararlanılarak, α,  β, γ birbirlerine dönüştürülür.

  •  α 'nın β cinsinden yazılması:

1/α = IE/IC = IC+IB/IC = 1+IB/IC = 1+1/β 'dan    α = β/β+1   olur...

  •  β 'nın α cinsinden yazılması:

Yukarıdaki "α, β" bağıntısından,    β = α/1-α     olur...

  •  α 'nın γ cinsinden yazılması:

α = IC/IE = IE-IB/IE = 1-IB/IE = 1-1/γ = γ-1/γ 'dan    α = γ-1/γ     olur...

  •  γ 'nın α cinsinden yazılması:

Yukarıdaki "α, γ" bağıntısından,      γ = 1/1-α      olur...

  •  ß 'nın γ cinsinden yazılması:

β = IC/IB = IE-IB/IB = IE/IB-1 = γ-1  'den        β = γ-1    olur...

  •  γ 'nın β cinsinden yazılması:

Yukarıdaki "β, γ" bağıntısından          γ = β+1       olur...
Özet bir tablo yapılırsa dönüşümler şöyle sıralanır:


α = β/β+1

α = γ-1/γ

β = α/1-α

β = γ-1

γ = 1/1-α

γ = β+1

 

Transistörün Dört Bölge Karakteristiği
Dört bölge karakteristiklerinde, DC 'de ve yüksüz olarak çalıştırılan transistörün giriş ve çıkış akımları ile gerilimleri arasındaki bağıntılara ait karakteristik eğrileri hep birlikte görüntülenir.
Dört bölge karakteristik eğrilerinden yararlanılarak şu statik karakteristik değerleri hesaplanabilmektedir.

  • Giriş direnci
  • Çıkışdirenci
  • Akım kazancı
  • Giriş-çıkış gerilim (zıt reaksiyon) bağıntısı

Bunlar transistörün yapısıyla ilgili karakteristik değerlerdir.
Dört bölge karakteristiği, transistör çıkışında yük direnci yokken çıkarıldığından bunlara kısa devre karakteristikleri de denir.
Transistörün "Beyz" 'i , "Emiteri" ve "Collectoru" ortak bağlantılı haldeki kısa devre karakteristikleri ile, yükte çalışma sırasında konu edilen yük doğrusu ayrıca "Temel yükselteç devreleri" bölümünde daha detaylı anlatılmıştır.
Burada, ön bilgi olarak, emiteri ortak yükselteçe ait örnek verilecektir..
Dört Bölge Karakteristik Eğrisinin Bölgeleri:
Şekil 10 'dan takip edilirse; Şekil 8 'de verilmiş olan emiteri ortak yükseltece ait dört bölge karakteristik eğrisi, şu bölgelerden oluşmaktadır.

    • Bölge Karakteristik Eğrisi (VCE - IC):
      VCE çıkış gerilimindeki değişime göre, IC çıkış akımındaki değişimi gösterir.
      RC=VCE/IC bağıntısı ile Çıkış direncini belirler.
    • Bölge Karakteristik Eğrisi (IB - IC):
      IB giriş akımındaki değişime göre, IC çıkış akımındaki değişimi gösterir.
      β=IC/IB bağıntısı ile Akım kazancını belirler.
    • Bölge Karakteristik Eğrisi (VBE - IB):
      VBE giriş gerilimindeki değişime göre, IB giriş akımındaki değişimi gösterir.
      Rg=VBE/IB bağıntısı ile Giriş direncini belirler.

Bölge Karakteristik Eğrisi (VBE- VCE):
"VBE - VCE" bağıntısı VBE giriş gerilimindeki değişime göre, VCE çıkış gerilimindeki değişim miktarını gösterir. Bu değişim, gerilim transfer oranı olarak tanımlanır.
Aslında bu iki gerilimin biri biri üzerinde önemli bir etkisi bulunmamaktadır.
Bu bilgiler daha çok teorik çalışmalar için gereklidir
Transistör
Şekil 10 - Emiteri ortak bağlantılı yükseltecin dört bölge karakterisitiği
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 hallerde çok hassas bir anahtarlama yapılması gerekir.
Bu devrelerde, transistörden anahtar olarak yararlanılmaktadır. Transistör ile nano saniye 'lik yani 10-9 saniyelik (sn) bir çalışma hızı sağlanmaktadır.
Transistörden, iki şekilde anahtar olarak yararlanılabilmektedir.

  • Normal çalışmada
  • Doyma halindeki çalışmada

Transistörün doyma halinde çalışması, kısa bir an için, taşıyabileceği maksimum akımda görev yapması demektir.
Transistörün Normal Çalışmada Anahtar Görevi Yapması
Şekil 11 'de bir NPN transistörün anahtar olarak çalışmasını gösteren iki devre verilmiştir.
Bu devreler, 6 Volt 'luk besleme kaynaklı ve emiteri ortak bağlantılı, lamba yakan bir transistörden oluşmaktadır.
Transistör
Şekil 11 - Normal çalışmada transistörden anahtar olarak yararlanma
a) IB akımı kumandasıyla çalışma
b) VBE gerilimi kumandasıyla çalışma
Şekil 11 (a) 'daki devre:
IB akımının değişmesi yoluyla çalıştırılan bir devredir:
R reostası ile IB akımının ayarı yapılmaktadır.
R direnci yeterince küçültülüp IB akımı yeterince büyültüldüğünde, IC akımı lambayı yakacak seviyeye ulaşacaktır.
Şekil 11 (b) 'deki devre:
VBE gerilimini kontrol etmek suretiyle çalıştırılan bir devredir.
VBE gerilimi, S reostası üzerindeki gerilim düşümü ile sağlamaktadır.
"S" reostası, "0" 'dan yani en üst noktadan başlatılarak, yavaş yavaş büyütüldüğünde, beyz-emiter arasına uygulanan gerilimde büyür. Bu gerilim, örneğin, silikon transistörde 0.6V 'u geçince transistör iletime geçer ve lamba yanar.
Bu çalışma şeklinde, transistör kesikli çalışan bir yükselteç olarak görev yapmıştır.
Transistörün gerçek anlamda anahtar olarak çalışması, doyma halindeki çalışmadır...

Transistörün Yükselteç Olarak Çalıştırılması
Yükselteç olarak çalıştırılan bir transistörden, şu üç işlemin gerçekleştirilmesinde yararlanılır:

    • Akım kazancını sağlamak
    • Gerilim kazancını sağlamak
    • Güç kazancını sağlamak

Buradaki kazancın anlamı:
Transistör girişine verilen akım, gerilim veya gücün çıkıştan daha büyük değerlerde elde edilmesidir. Bunu sağlamak için de belirli devrelerin oluşturulması gerekir.
Kazancın sayısal değerinin bulunması da, çıkıştaki akım, gerilim ve güç değerlerinin, girişteki akım, gerilim ve güç değerlerine oranlanması suretiyle elde edilir.
Karakteristik eğrileri, transistörün üreticileri tarafından hazırlanan tanıtım kitaplarında (katalog) verilir.
Transistör, hem DC hem de AC yükselteç olarak çalışabilir. Bu nedenle, transistörü gereği gibi inceleyebilmek için, ayrı ayrı DC ve AC 'deki çalışma hallerinin incelenmesi gerekir.
DC çalışmada girişteki ve çıkıştaki akım ve gerilim değerleri arasındaki bağıntılara Statik Karakteristikleri,
AC çalışmadaki akım ve gerilim bağıntılarına da Dinamik Karakteristikleri denir.
Transistör yükselteç olarak şu üç bağıntı şeklinde çalıştırılabilmektedir.

    • Emiteri ortak bağlantılı yükselteç
    • Beyz 'i ortak bağlantılı yükselteç
    • Kollektörü ortak bağlantılı yükselteç

Ortak bağlantı deyimi, girişte ve çıkışta ortak olan uç (elektrot) anlamında kullanılmıştır.
Transistörün DC Yükselteç Olarak Çalıştırılması www.diyot.net
Şekil 11 'de Emiteri ortak bağlantılı bir DC yükselteç devresi verilmiştir. Bu yükselteç devresi ile transistörün statik karakteristikleri incelenmektedir.
Statik karakteristikleri incelerken yukarıda da belirtildiği gibi giriş ve çıkıştaki DC akım ve gerilim değerlerinden yararlanılır.
Transistör
Şekil 11 - Transistörün statik karakteristiklerini tanımlamak üzere kurulan yükselteç devresi
Girişteki akım ve gerilimdeki değişmeler girişe seri bağlanan mikro ampermetre (µA) ve paralel bağlanan küçük değerler ölçebilen voltmetre (mV) ve çıkıştaki değişmeler de, çıkışa bağlanan mili Ampermetre ve normal bir Voltmetre ile ölçülür.
Şekil 11 're dikkat edilirse, transistör çıkışında başka bir eleman bulunmaksızın yapılan DC ölçümlerdir.
Uygulanan bu tür ölçme yöntemi ile hesaplanan statik karakteristik değerlerine ve çizilen eğrilere Kısadevre Karakteristikleri 'de denir.
Şekil 11 'deki ölçü aletleri ile, şu değerler ölçülmektedir:
Girişe ait:
Beyz akımı, IB
Beyz - Emiter arası gerilim, VBE
Çıkışa ait:
Kollektör akımı, IC
Kollektör - Emiter arası gerilim, VCE
Ölçülen bu değerler ile şu karakteristik değerler hesaplanmaktadır:

    •  Akım kazancı: Kİ(β) = IC/IB
    •  Giriş direnci: Rg = VBE/IB
    •  Çıkış direnci: RÇ = VCE/IC
    •  Eğim: S = ΔIC/ΔVBE
    •  Transfer oranı: µ = VBE/VCE (%0,01-0,001) dir.

Buradan ilk üçlü, "Kİ, Rg ve RÇ" her transistör için, her devrede bilinmesi gereken karakteristik değerlerdir. Son iki "S ve µ" değerleri ise transistör üzerinde daha derinlemesine çalışma yapılması gerektiğinde, ihtiyaç duyulan değerlerdir.
Yukarıdaki karakteristik değerler, Şekil 10 'de verilmiş olan dört bölge karakteristik eğrisinden yararlanılarak da hesaplanabilmektedir.

    • Bölge karakteristik eğrisi: (VCE,IC)
    • Bölge karakteristik eğrisi: (IB,IC)
    • Bölge karakteristik eğrisi: (VBE,IB)
    • Bölge karakteristik eğrisi: (VBE,VCE)

Bu karakteristik eğrilerinin değişik noktalarındaki, küçük değişim (Δ) değerleri ile yapılacak olan hesaplamalar, Kİ, Rg ve RÇ değerleri, hakkında daha doğru bilgi verir.
Şöyle ki;
Kİ(β) = ΔIC/ΔIB bağıntısı, karakteristik eğrisi doğrusal olduğundan her noktada aynı değeri verir.
Rg = ΔVBE/ΔIB bağıntısı, eğrisel olan karakteristik eğrisinin farklı noktalarında farklı değerler verir, en iyi noktayı seçmek gerekir.
Karakteristik eğrisinden de anlaşılmaktadır ki, IB beyz akımı büyüdükçe transistörün Rg giriş direnci küçülmektedir.
RÇ = RCE = ΔVCE/ΔIC bağıntısı da, IC büyüdükçe daha küçük RÇ verir.
Görülmektedir ki, DC yükselteç devresinde ölçülen değerler ile elde edilen sonuçlar, transistör hakkında önemli bilgi vermektedir.
Transistörün Gerilim ve Güç Kazançlarını Bulmak İçin:
Şekil 12 'de görüldüğü gibi, giriş devresine paralel olarak bir RB direnci, çıkış devresine de yine paralel bir RL yük direnci bağlanır. Bunların üzerinde oluşan gerilim düşümlerinin ve sarf olan güçlerin oranı gerilim ve güç kazancını verir.
Gerilim kazancı: KV = VRL/VRB
Güç kazancı: KP = PRL/PRB = IC.VRL/IB.VRB = β.KV
Görüldüğü gibi güç kazancı ile gerilim kazancının çarpımına eşit olmaktadır.
Transistör
Şekil 12 - Girişe RB direnci çıkışada RL yük direnci bağlanan DC ve AC yükselteç
Transistörün AC Yükselteç Olarak Çalıştırılması
Transistör Şekil 12 'de görüldüğü gibi girişine, AC işaret gerilimi uygulandığında da AC yükselteç olarak çalışır.
AC yükselteçler de iki ana gruba ayrılır:

    • Ses frekansı yükselteçleri
    • Yüksek frekans (Radyo frekansı) yükselteçleri

Yüksek frekans yükselteçleri özel yapılı yükselteçlerdir.
AC yükselteç olarak inceleme konusu, günlük hayatta daha çok karşılaşılan ses frekansı yükselteçleridir.
AC işaret gerilimi, genelde sinüzoidal olarak değişen bir gerilim olarak düşünülür. Bu gerilim, girişteki ve çıkıştaki DC polarma gerilimini büyültüp küçülterek sinüzoidal olarak değişmesini sağlar.
AC çalışmada, yalnızca AC değerler önemli olduğundan, giriş ve çıkışta ampermetre ve voltmetre olarak AC ölçü aletleri kullanılır.
AC ölçü aletleri efektif değer ölçtüğünden, gerekli hesaplamalarda efektif değerler ile yapılır.
Örneğin:
Akım kazancı: KİAC(βAC) = ICef/IBef
Gerilim kazancı: KVAC = VCEef/VBEef = (ICef/IBef).(RL/RB) = βAC.RL/RB
Güç kazancı: KPAC = βAC.KVAC    şeklinde ifade edilirler.
Alçak frekans (ses frekansı) yükselteçlerinde: βDC = βAC olarak alını.
Giriş ve çıkış dirençleri de DC ve AC 'de aynı özelliklere sahiptir.
NOT:
Şekil 11 ve Şekil 12 'te verilmiş olan devreler deney ve bilgi edinme devreleri olduğu için, anlatım kolaylığı bakımından iki besleme kaynağı kullanılmıştır.
Uygulamada ise tek besleme kaynağı kullanılır.
Transistörün Çalışma Kararlılığını Etkileyen Faktörler
Bir transistöre kararlı bir çalışma yaptırabilmek için, öncelikle karakteristik değerlerine uygun bir devre düzeni kurmak gerekir. Bunu içinde, daha önceden de 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.Buda kararlı çalışmayı önler.
      Daha çok ısınma halinde 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 ine katalog bilgilere bakmak gerekir.
      Örneğin: NPN transistörler, PNP transistörlere göre yüksek frekanslarda çalışmaya daha uygundur. Nedeni de NPN transistörlerde elektrik yükü taşıyıcıları ELEKTRONLAR dır.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. Bunara, "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.
    • Aşırı Toz ve Kirlenme
      Transistörlerin toza karşı ve özelliklede metalik işlemlerin yapıldığı ortamlarda çok iyi korunması gerekir.. Aşırı toz ve kirlenme elektrotlar arası yalıtkanlığı zayıflatacağından kaçak akımların artmasına neden olacaktır. Bu da transistörün kararlı çalışmasını engelleyecektir. Eğer metal ve karbon (kömür) tozlarıyla karışık bir tozlanma varsa, transistör elektrotlarının kısa devre olma ihtimalide mevcuttur.
      Tozlu ortamda çalıştırılması zorunlu olan transistörlerin ve bütün elektronik devrelerin toza karşı iyi korunmaları ve zaman zaman devrenin enerjisi kesilmek suretiyle, yumuşak bir fırça ve aspiratör tozların temizlenmesi gerekir.
      Tozların temizlenmesi sırasında, elektrik süpürgesiyle üfleyerek temizlik kesinlikle yapılmamalıdır. Zira bu durumda yapışkan tozlar daha da çok yapışıp kirliliği arttıracağı gibi, buradan kalkan tozlar diğer cihaz ve devrelere konacağından başka devrelerinde tozlanmasına neden olacaktır.
    • Nem
      Transistörler ve bütün elektronik devreler, neme karşıda çok iyi korunmalıdır. Gerek su buharı, gerekse de bazı yağ ve boya buharları, doğrudan kendileri elektrotlar arasında kısa devre yapabileceği gibi, tozlarında yapışıp yoğunlaşmasına neden olacağından, cihazların kararlı çalışmasını engelleyecektir.
    • Sarsıntı
      Sarsıntılı ortamda kullanılan cihazlarda, daima bağlantıların kopması ihtimali vardır. Aşırı sarsıntı iç gerilmeleri de arttıracağından kristal yapının bozulması da mümkündür.
      Sarsıntılı ortamlarda çalıştırılacak cihazlara üreticiler tarafından özel sarsıntı testi uygulanır. Bu gibi çalıştırmalarda, üreticisinden sarsıntı testleri hakkında bilgi almak gerekir
    • Elektriksel ve Magnetik Alan Etkisi
      Gerek elektriksel alan, gerekse de magnetik alan serbest elektronların artmasına ve onların yönlerinin sapmasına neden olur. Bu da kararlı çalışmayı önler. Bu gibi ortamlarda kullanılacak cihazlar faraday kafesiyle ve anti magnetik koruyucularla korunmalıdır.
    • Işın Etkisi
      Röntgen ışınları, Lazer ve benzeri çok yüksek frekanslı ışınlarda kararlı çalışmayı etkiler. Bu gibi yerlerde kullanılacak cihazlarda özel koruma altına alınmalıdır.
    • Kötü Lehim (Soğuk Lehim)
      Transistörün ve bütün elektronik devre elemanlarının çok ustaca lehimlenmesi gerekir. Soğuk lehim olduğu taktirde, dışarıdan bakıldığında lehimliymiş gibi görünmesine rağmen, elektriksel iletimin iyi olmamasına neden olacağından bütün bir sistemin kararlı çalışmasını engelleyecektir.
      Bu tür arızaların bulunması da çok zordur. Ayrıca aşırı ısıtılarak lehim yapılması da devre elemanlarını bozar.
      Belirli bir lehim pratiği olmayanların, transistör ve benzeri elektronik devre elemanlarının lehimini yapmaması gerekir.

Transistörlerin Çalışma Noktasının Stabilize Edilmesi
Stabilize etmek ne demektir?
Stabilize 'nin tam Türkçe karşılığı "kararlı çalışma" dır.
Transistörün çalışma noktasının stabilize edilmesi:
Transistörün girişine ve çıkışına uygulanan polarma gerilimi ve akımının çalışma süresince aynı kalması için gerekli önlemlerin alınmasıdır.
Daha kısa bir söylemle, "transistörün kararlı çalışmasının sağlanmasıdır."
Her transistörün bir yük doğrusu ve Q çalışma noktası vardır.
Örneğin:
Emiteri ortak bir yükselteçte, giriş polarma gerilimi ve akımı, belirli bir VBE ve IB, çıkış polarma gerilimi ve akımı, VCE ve IC olsun.
Bu değerler yük doğrusu üzerinde belirli bir Q noktasını gösterir. Bu nokta çalışma noktasıdır.
Çalışma sırasında Q noktasının değişmemesi yani stabil olması istenir.
Stabil çalışmayı zorlaştıran iki etken vardır:

    • Isınan transistörün IC kollektör akımının artması
    • Bir devredeki transistör yerine başka bir transistörün kullanılması halinde, akım kazancı farklı olursa devre aynı devre olduğu halde, çıkış akımı değişeceğinden stabilite bozulacaktır.

Isınınca, IC akımının anormal artmasını önlemek için:
Transistör
Şekil 13- Emiteri ortak yükselteç

Örnek olarak;

Şekil 13 'te emiteri ortak bir yükselteç verilmiştir.
IC akımı artınca, RC direnci üzerindeki gerilim düşümü artacağından, B noktasındaki gerilim küçülecektir.
Dolayısıyla IB akımı küçülür.
IC=βIB bağıntısından, IC akımı küçülecek ve denge sağlanacaktır.
Transistörlerin Katalog Bilgileri
Bir transistör hakkında bilgi edinmek gerektiğinde üzerindeki ve katalogdaki bilgilerden yararlanılır.
Daha geniş bilgi içinde, üretici firmadan yayınlanan tanıtım kitabına bakılır.
Transistör Üzerindeki Harf ve Rakamların Okunması
Transistör üzerinde genellikle şu bilgiler bulunur:

    •  Üretici firmanın adı ve sembolü,
    •  Kod numarası: (2N 2100 vb...). Transistör bu numara ile tanıtılır.
    •  Ayak bağlantıları (E,B,C) veya işareti.
    •  Küçük transistörlerin genellikle kollektör veya emiter tarafında bir nokta veya tırnak bulunur.

Katalog Kullanımı ve Karşılıklarının Bulunması
Transistörü tanıtıcı bir yayında veya katalogda küçük değişikliklerle şu bilgiler bulunur:
Kod no: AD 159, 2N 2100 gibi,
Tipi: NPN veya PNP
Türü: Si veya Ge,
Akım kazancı: β(hFE),
Maksimum kollektör akımı: (ICm),
Maksimum dayanma gücü: (PCm),
Maksimum Kollektör - Emiter gerilimi: VCEm veya VCm,
Maksimum Kollektör - Beyz gerilimi: VCBm veya VCm,
Maksimum Emiter - Beyz gerilimi: VEBm,
Maksimum çalışma (kesim) Frekansı: fm,
Maksimum Jonksiyon sıcaklığı: TJm,
Yerine göre, bu bilgilere ek olarak şunlarda verilir.
Beyz açık iken Kollektör - Emiter arası kaçak akımı: ICE
Emiter açık iken Kollektör - Beyaz arası kaçak akımı: ICB - ICO Termistörün karşılıkları
Cinsi: Sesa, alaşım, yayılım transistörü gibi vs.
Transistör
www.diyot.net

POPÜLER KONULAR

PRATİK BİLGİLER

SAĞLAMLIK KONTROLÜ - TESTİ

POPÜLER PROJELER

TEKNOLOJİ SİTELERİ

POPÜLER SİTELER