Transistör Nedir? Nasıl Çalışır?

Bu yazımızda transistör nedir sorusu ile başlayarak, transistörün nasıl çalıştığını, yapısını çeşitli kaynaklardan derleyerek yazdık. Transistörler, elektroniğin gelişmesinde önemli bir rol oynamaktadır. İlk olarak 1947 yılında Bell’in laboratuvarlarında geliştirilen transistörler sayesinde elektronik alan çok hızlı bir şekilde gelişmeye başladı. Transistörün bulunması ile özellikle elektronik haberleşme alanında çok büyük gelişmeler sağlanmıştır. Günümüz bilgisayar teknolojisinin temelinde de transistör yer almaktadır. 

Transistör Nedir?

Transistör, teknik olarak bir gerilim ya da akım kaynağı ile başka bir akım yada gerilim kaynağını kontrol etmek için kullanılan elektronik devre elemanlarıdır. En çok kullanılan türleri BJT ve FET’lerdir. BJT’ler akım ile çalışırken FET’ler gerilimin oluşturduğu elektrik alanla çalışırlar. FET’ler günümüzde daha çok tümleşik sayısal devrelerde kullanılmaktadır. Transistörler üç bağlantıya sahiptirler. Bunlar bir BJT transitörde Base, Emitter ve Collector iken FET’lerde ise Gate, Drain ve Source dur. 

Transistörler yapısal bakımdan çeşitlilik göstermesine karşın çalışma prensipleri aynıdır. Yapısal olarak temelde 4’e ayrılırlar.

  1. Nokta temaslı transistörler,
  2. Yüzey temaslı transistörler,
  3. Alaşım yöntemiyle yapılan transistörler,
  4. Alaşımlı yayılma yöntemiyle yapılan transistörler.

Transistörler Nasıl Çalışır?

Transistörler genellikle çalışma bölgelerine göre sınıflandırılarak incelenebilir. Transistörün çalışma bölgeleri; kesim, doyum ve aktif bölge olarak adlandırılır. Transistör; kesim ve doyum bölgelerinde bir anahtar işlevi görür. Özellikle sayısal sistemlerin tasarımında transistörün bu özelliğinden yararlanılır ve anahtar olarak kullanılır. Transistörün çok yaygın olarak kullanılan bir diğer özelliği ise yükselteç olarak kullanılmasıdır. Yükselteç olarak kullanılacak bir transistör aktif bölgede çalıştırılır.

transisto-nedir

Transistörün temel çalışma prensibini anlayabilmek için onu bir yukarıdaki resimde gördüğünüz gibi bir musluğa benzetebiliriz. Bu durumda musluğun suyu açmaya kapatmaya ve debisini ayarlamaya yarayan kulpunu BJT’lerde ki Base , FET’lerde ki Gate ucuna benzetebiliriz. Burada musluğun kulpuna uygulanan kuvvetin büyüklüğü suyun (yani akımın) akıp akmayacağını ya da ne kadar debiyle (akım şiddeti) akacağını belirler.

Musluğa her hangi bir kuvvet uygulamadığımızda iç yapısındaki mekanizma suyun (akımın) akmasına engel olur(direnç gösterir). Bu durumda musluğun su tesisatına bağlı olduğu nokta, yani suyun musluğa girdiği nokta BJT’lerde Collector FET’lerde ise Source ucuna karşılık gelir. Suyun musluktan çıktığı nokta ise BJT’lerde Emitter, FET’lerde Drain ucudur. Lavabo giderini ise toprak olarak düşünebiliriz. Bu örnekle bir transistör arasındaki tek fark; muslukta suyun debisinin kontrolü el ile fiziksel bir kuvvetle yapılırken transistörlerde akımın kontrolü yine bir elektriksel kuvvet ile (BJT’lerde akım, FET’lerde  gerilim) yapılmasıdır. 

Transistörlerin İç Yapısında Neler Oluyor?

Transitörlerin çalışma mantığı bu kadar basit olsa da, iç yapısında gerçekleşen olaylar daha karmaşık algılanabilir. Fakat temel fizik bilgisiyle bu olayları anlayabilmek aslında o kadar da zor değildir. Transistörler çalışma yapısı kimya derslerinde öğrendiğimiz atomlar arasındaki bağlar ve fizik dersinde öğrendiğimiz elektrik alan prensiplerine dayanır.

transistor-nasıl-calisir

İster bir anahtar, ister bir yükseltici, isterse de bir üreteç işlevi görsün, bütün transistörler elektrik direncinin değişmesine dayalı olarak çalışır. Base akımı yada Gate gerilimi olamadığında Collector ile Emitter (yada Drain ile Source) arasındaki direnç o kadar yüksektir ki bu iki bağlantı arasında hemen hemen hiçbir akım geçemez. Ama Base bağlantısında küçük bir akım(Gate de küçük bir gerilim) aktarıldığında Collector ile Emitter (Drain ile Source) arasındaki dirençte çok büyük azalma olur. Dolayısıyla arasından akım geçebilir. Böylece transistör küçük bir akımın ya da gerilimin yardımıyla büyük bir akımı denetleyebilir.

Transistör bir anahtar olarak kullanıldığı zaman, giriş bağlantısına küçük bir akım verildiğinde güçlü bir elektrik akımının devresini tamamlamasına izin verir. Bir yükseltici ya da bir üreteç olarak kullanıldığı zaman zayıf bir sinyali güçlendirir. Zayıf sinyal küçük bir elektrik akımı ya da gerilimi biçiminde girişe (Base-Gate) uygulanır. Bu, Collector’den Emitter’e (Source’dan Drain’e) büyük bir akımın geçmesine izin verir. Bunu yaparak güçlü bir sinyal elde etmiş oluruz.

 

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Transistör Nedir? Nasıl Çalışır?

0