![]() |
Npn Ve Pnp Tipi Transistörler |
![]() |
![]() |
#1 |
Prof. Dr. Sinsi
|
![]() Npn Ve Pnp Tipi TransistörlerNPN VE PNP TİPİ TRANSİSTÖRLER Transistör nedir? Eklem Transistör yarı iletken malzemeden yapılmış elektronik devre elemanıdır ![]() ![]() Transistör iki eklemli üç bölgeli bir devre elemanı olup iki ana çeşittir ![]() NPN PNP ![]() Transistör aşağıda belirtildiği gibi değişik şekillerde tanımlanır: 1) Transistörün kolay anlaşılması bakımından tanımı; Transistörün bir sandöviçe benzetilmesidir, yarı iletken sandöviçi ![]() 2) İkinci bir tanımıda şöyle yapılmaktadır; Transistör, iki elektrodu arasındaki direnci, üçüncü elektroda uygulanan gerilim ile değişen bir devre elemanıdır ![]() 3) Transistörün en çok kullanılan tanımı ise şöyledir; Transistör yan yana birleştirilmiş iki PN diyodundan oluşan bir devre elemanıdır ![]() ![]() 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 ![]() ![]() ![]() ![]() Şekil 4 ![]() a) NPN ve PNP transistörlerin yapısal gösterilimi, b) Transistör sembolleri NPN VE PNP TİPİ TRANSİSTÖRLERİN YAPISI Yukarıda belirtilen değişik işlevli bütün transistörlerin esası YÜZEY BİRLEŞMELİ TRANSİSTÖR '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: ![]() Yine her iki tip transistörün de N-P-N ve P-N-P bölgeleri şöyle adlandırılır: 1) EMETÖR; "E" ile gösterilir ![]() ![]() 3) KOLLEKTÖR; "C" ile gösterilir ![]() Bölgeler şu özelliklere sahiptir: Emetör bölgesi (Yayıcı): Akım taşıyıcıların harekete başladığı bölge ![]() Baz 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 BAZ bölgesini kolayca geçebilmesi için, baz 'ın mümkün olduğunca ince yapılması gerekir ![]() NPN VE PNP TİPİ TRANSİSTÖRLERİN POLARILMASI VE ÇALIŞMASI TRANSİSTÖRDE POLARLAMA NEDİR? Transistörün asıl görevi, değişik frekanslardaki AC işaretleri yükseltmektir ![]() Transistörün bu görevi yerine getirebilmesi için, önce Emiter, Beyz ve Collectorün DC gerilim ile beslenmesi gerekir ![]() ![]() Transistörün polarılması: Transistörün çalışmasını sağlayacak şekilde, Emiter, Beyz ve Collectotünün belirli değerdeki ve işaretteki (±), DC gerilim ile beslenmesine transistörün polarılması (kutuplandırılması) denir ![]() NPN TİPİ TRANSİSTÖRÜN POLARILMASI 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 ![]() polarma gerilimi iki şekilde tanımlanabilir: 1- Diyot bölümlerine göre tanımlama; Emiter - Beyz diyodu, doğru polarılır ![]() Baz - 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 ![]() 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 ![]() NOT 1 ![]() ![]() ![]() Beyz 'e VEB kaynağının pozitif kutbu, VCB kaynağının ise, negatif kutbu bağlanmıştır ![]() Yukarıda belirtildği gibi, Emiter-Beyz diyodu iletimde, olduğu için, VEB kaynağının pozitif kutbu etken olacaktır ![]() ![]() ![]() 2 ![]() ![]() Uygulamada ise, tek besleme kaynağı kullanılmaktadır ![]() NPN TRANSİSTÖRÜN ÇALIŞMASI Yukarıda tanımlanmış olduğu gibi polarma gerilimi uygulanmış olan bir NPN transistörde aşağıdaki gelişmeler olur ![]() 1 ![]() 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 ![]() ![]() Aynı anda VEB kaynağının negatif kutbundan ayrılan elektronlar da emitere geçer ![]() ![]() P bölgesinden geçemekte olan elektronlardan bir miktarıda VEB besleme kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle VEB 'ye doğru akar ![]() ![]() Son olarkada VCB 'nin negatif kutbundaki elektronlar, VEB 'nin pozitif kutbuna geçiş yaparak akım yolunu tamamlar ![]() ![]() 2 ![]() 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 ![]() (oyuk) haline gelir ve bunlar çoğunluktadır ![]() Şekil 4 ![]() ![]() ![]() Yine collectorde ![]() (oyuklar), VCB kaynağının pozitif kutbunun itme kuvveti ve negatif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle beyz elektroduna doğru hareket eder ![]() ![]() ![]() ÖZETLE: Yukarıda açıklanan hususların sonucu olarak, Şekil 4 ![]() gösterilmek suretiyle özet bir görüntü verilmiştir ![]() 1 ![]() ![]() ![]() ![]() IE=IB+IC 'dir ![]() Bu bağıntı her çeşit devre kuruluşunda ve her transistör için geçerlidir ![]() ![]() ![]() IE = IC olarak alınır ![]() 2 ![]() 3 ![]() akım iletimide hızlı olmaktadır ![]() ![]() 4 ![]() ![]() ![]() ![]() Şekil 4 ![]() ![]() PNP TİPİ TRANSİSTÖRÜN POLARILMASI PNP transistörün, NPN transistöre göre, yapımında olduğu gibi, polarma geriliminde de terslik vardır ![]() ![]() 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 ![]() ![]() PNP TRANSİSTÖRÜN ÇALIŞMASI PNP transistörde, NPN transistördeki elektron yerine, pozitif elektrik yükleri (oyuklar), ve pozitif elektrik yükleri yerine de elektronlar geçmektedir ![]() PNP transistördeki akım iletimi pozitif elektrik yükleri ile açıklanmaktadır ![]() 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 ![]() ![]() 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 ![]() ![]() 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, pozitif elektrik yükleri (oyuklar) ile sağlanmaktadır ![]() AKIM VE GERİLİM YÖNLERİ AKIM YÖNLERİ: NPN Transistörde akım yönleri: a) Emiterde; Transistörden dış devreye doğru, yani emiterdeki ok yönündedir ![]() b) Beyz ve Collectorde; Dış devreden transistöre doğrudur ![]() PNP Transistörde akım yönleri: a) Emiterde; Dış devreden transistöre doğrudur, yani okun gösterdiği yöndedir ![]() b) Beyz ve Collectorde; Transistörden dış devreye doğrudur ![]() GERİLİM YÖNLERİ: Burada gerilim yönünden amaç, polarma geriliminin "+" veya "-" oluşudur ![]() NPN Transistörde gerilim yönleri: a) Emitere: Negatif (-) gerilim uygulanır ![]() b) Beyze: Pozitif (+) gerilim uygulanır ![]() c) Collectore: Pozitif (+) gerilim uygulanır ![]() PNP Transistörde gerilim yönleri: a) Emitere: Pozitif (+) gerilim uygulanır ![]() b) Beyze: Negatif (-) gerilim uygulanır ![]() c) 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; 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 ![]() TRANSİSTÖRLERİN MULTİMETRE İLE SAĞLAMLIK KONTROLÜ Transistörlerin ayrıntılı kontrolü transistörmetrelerle yapılır ![]() ![]() Bir transistörün en kolay kontrol şekli multimetre ile yapılır, Ancak, bu halde transistöre herhangi bir zarar verilmemesi için multimetrenin içinde bulunan pilin 1 ![]() 'dan büyük olmamasına veya devreden akacak akımın 1 mA 'den fazla olmamasına dikkat edilmelidir ![]() ![]() PNP ve NPN tipi transistörlerin multimetre ile kontrolü sırasında uçların tutuluş şekilleri gösterilmiştir ![]() ![]() ![]() Tablo 4 ![]() ![]() Ölçmelerde, multimetrenin içerisindeki pil vasıtası ile büyük dirençlerin okunması sırasında ters polarma, küçük dirençlerin okunması sırasında doğru polarma uygulaması yapılmaktadır ![]() 1 ![]() bir bozukluğa yol açmayacaktır ![]() ![]() ![]() TRANSİSTÖRLERDE YÜKSELTME İŞLEMİNİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Transistörler yapısı gereği, akım yükseltme özelliğine sahiptir ![]() ![]() Tabi bu işlemlerde de asıl olan akımdır ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Transistör yükseltme işlemi nasıl yapılmaktadır? Örnek olarak şekil 4 ![]() ![]() Emiter: (-)gerilim, Beyz: (+)gerilim, Collectore: (+)gerilim ![]() ![]() a) Jonksiyonel bağlantı devresi b) Sembolik bağlantı devresi Şekil 4 ![]() "Emiteri ortak bağlantılı yükselteç" olarak taımlanır ![]() şeklidir ![]() Transistörün bu şekilde çıkışında bir yük direnci bulunmadan çalıştırılmasına kısa devrede çalışma denmektedir ![]() YÜKSELTME İŞLEMİNİN SAĞLANMASI: 1) Transistör içerisinde emiterden beyz ve collectöre doğru bir elektron akışı vardır ![]() ![]() 2) Elektronların küçük bir kısmı da Vbe kaynağının oluşturduğu giriş devresi üzerinden, büyük bir kısmıda Vce kaynağının oluşturduğu çıkış devresi üzerinden devresini tamamlar ![]() ![]() ![]() 3) Giriş ve çıkışta dolaşan elektronların miktarı, trans ![]() ![]() 4) Emiterdeki elektronları harekete geçirmek için "Silisyum" transistörde en az 0 ![]() ![]() ![]() 5) Elektroları çekebilmesi için Vce gerilimi Vbe 'ye göre oldukça büyük seçilir ![]() 6) Giriş devresinden dolaşan elektronlar "Ib" beyz akımını, çıkış devresinden dolaşan elektronlarda "Ic" collectör akımını oluşturur ![]() 7) Buradaki Ib ve Ic akımları DC akımlardır ![]() ![]() ![]() ![]() 8) Ib ve Ic akımları devrelerini tamamlarken emiter elektrodu üzerinde birleştiğinden Ie akımı, Ib ve Ic 'nin toplamı olur ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 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 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Emiteri ortak bağlantıda akım kazancı formülü: ß=IC/IB 'dir ![]() ![]() ![]() IB ve IC akımları değişse de, ß(Beta) akım kazancı sabit kalmaktadır ![]() Akım kazancı nasıl oluyorda sabit kalıyor? Şekil 4 ![]() 1) Emiter - Beyz diyodu daha büyük bir gerilim ile polarılmış olduğundan, daha çok elektron harekete geçer ![]() ![]() 2) Diğer taraftan, büyük hareketlilik kazanan emiter elektronları, mevcut olan VCE çekme kuvveti etkisiyle beyz 'i daha çok sayıda geçerek collectore ulaşır ![]() ![]() IB ve IC deki artış aynı oranda olmaktadır ![]() ![]() VBE küçültüldüğünde de IB ve IC aynı oranda küçüldüğünden, ß (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 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 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 ![]() TRANSİSTÖRÜN, IC, VCE VE RCE İLE İLGİLİ TANIMI: 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 ![]() 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 ![]() ![]() 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 ![]() AKIM KAZANCININ BULUNMASI Akım kazancı, yükselteç olarak çalışmakta olan bir transistörün, çıkışındaki akımın girişindeki akıma oranıdır ![]() Şekil 4 ![]() ![]() Bu bağlantı şekillerindeki akım kazançları şöyle ifade edilir: 1 ![]() ![]() 2 ![]() ![]() 3 ![]() ![]() ![]() AKIM KAZANÇLARININ DÖNÜŞTÜRÜLMESİ Her üç bağlantı şeklinde de akımlar arasında şu bağlantı vardır: IE=IC+IB veya IC=IE-IB Bu bağlantı ile yukarıdaki bağıntılardan yararlanılarak, , ß, birbirlerine dönüştürülür ![]() 'nın ß cinsinden yazılması: 1/ = IE/IC = IC+IB/IC = 1+IB/IC = 1+1/ß 'dan = ß/ß+1 olur ![]() ![]() ![]() ß 'nın cinsinden yazılması: Yukarıdaki " , ß" bağıntısından, ß = /1- olur ![]() ![]() ![]() 'nın cinsinden yazılması: = IC/IE = IE-IB/IE = 1-IB/IE = 1-1 = -1/ 'dan = -1/ olur ![]() ![]() ![]() 'nın cinsinden yazılması: Yukarıdaki " , " bağıntısından, = 1/1- olur ![]() ![]() ![]() ß 'nın cinsinden yazılması: ß = IC/IB = IE-IB/IB = IE/IB-1 = -1 'den ß = -1 olur ![]() ![]() ![]() 'nın ß cinsinden yazılması: Yukarıdaki "ß, " bağıntısından = ß+1 olur ![]() ![]() ![]() Özet bir tablo yapılırsa dönüşümler şöyle sıralanır: =ß/ß+1 = -1/ ß= /1- ß= -1 =1/1- =ß+1 TRANSİSTÖRÜN DÖRT BÖLGE KARAKTERİSTİĞİ 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 ![]() 1) Giriş direnci 2) Çıkışdirenci 3) Akım kazancı 4) 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 KARAKTERİSTİK EĞRİSİNİN BÖLGELERİ: emiteri ortak yükseltece ait dört bölge karakteristik eğrisi, şu bölgelerden oluşmaktadır ![]() 1 ![]() VCE çıkış gerilimindeki değişime göre, IC çıkış akımındaki değişimi gösterir ![]() RC=VCE/IC bağıntısı ile ÇIKIŞ DİRENCİNİ belirler ![]() 2 ![]() IB giriş akımındaki değişime göre, IC çıkış akımındaki değişimi gösterir ![]() ß=IC/IB bağıntısı ile AKIM KAZANCINI belirler ![]() 3 ![]() VBE giriş gerilimindeki değişime göre, IB giriş akımındaki değişimi gösterir ![]() Rg=VBE/IB bağıntısı ile GİRİŞ DİRENCİNİ belirler ![]() 4 ![]() "VBE - VCE" bağıntısı VBE giriş gerilimindeki değişime göre, VCE çıkış gerilimindeki değişim miktarını gösterir ![]() ![]() Aslında bu iki gerilimin biri biri üzerinde önemli bir etkisi bulunmamaktadır ![]() ![]() TRANSİSTÖRÜN ANAHTARLAMA ELEMANI OLARAK ÇALIŞTIRILMASI Sayıcılar (counters), bilgisayarlar (computers), ateşleme devreleri (trigger circuit) gibi, bir kısım devrenin çok hızlı çalışması (on) ve sukunete geçmesi (off) gerekebilir ![]() ![]() Bu devrelerde, transistörden anahtar olarak yararlanılmaktadır ![]() ![]() Transistörden, iki şekilde anahtar olarak yararlanılabilmektedir ![]() 1) Normal çalışmada 2) Doyma halindeki çalışmada Transistörün doyma halinde çalışması, kısa bir an için, taşıyabileceği maksimum akımda görev yapması demektir ![]() TRANSİSTÖRÜN NORMAL ÇALIŞMADA ANAHTAR GÖREVİ YAPMASI 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 ![]() 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 ![]() 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 ![]() ![]() ![]() ![]() Transistörün gerçek anlamda anahtar olarak çalışması, doyma halindeki çalışmadır ![]() ![]() ![]() TRANSİSTÖRÜN YÜKSELTEÇ OLARAK ÇALIŞTIRILMASI Yükselteç olarak çalıştırılan bir transistörden, şu üç işlemin gerçekleştirilmesinde yararlanılır: 1) Akım kazancını sağlamak 2) Gerilim kazancını sağlamak 3) Güç kazancını sağlamak Buradaki kazancın anlamı: Transistör girişine verilen akım, gerilim veya gücün çıkıştan daha büyük değerlerde elde edilmesidir ![]() ![]() 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 ![]() ![]() DC çalışmada girişteki ve çıkıştaki akım ve gerilim değerleri arasındaki bağıntılara STATİK KARAKTERİSTİKLERİ, AC çalışmadaki akım ve gerilim bağıntılarına da DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİ denir ![]() Transistör yükselteç olarak şu üç bağıntı şeklinde çalıştırılabilmektedir ![]() 1) Emiteri ortak bağlantılı yükselteç 2) Beyz 'i ortak bağlantılı yükselteç 3) Kollektörü ortak bağlantılı yükselteç Ortak bağlantı deyimi, girişte ve çıkışta ortak olan uç (elektrot) anlamında kullanılmıştır ![]() TRANSİSTÖRÜN DC YÜKSELTEÇ OLARAK ÇALIŞMASI Emiteri ortak bağlantılı bir DC yükselteç devresi verilmiştir ![]() ![]() Statik karakteristikleri incelerken yukarıda da belirtildiği gibi giriş ve çıkıştaki DC akım ve gerilim değerlerinden yararlanılır ![]() 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 ![]() Uygulanan bu tür ölçme yöntemi ile hesaplanan statik karakteristik değerlerine ve çizilen eğrilere KISA DEVRE KARAKTERİSTİKLERİ 'de denir ![]() 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 = ∆IC/∆VBE 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 ![]() ![]() Yukarıdaki karakteristik değerler, Şekil 4 ![]() ![]() 1) Bölge karakteristik eğrisi: (VCE,IC) 2) Bölge karakteristik eğrisi: (IB,IC) 3) Bölge karakteristik eğrisi: (VBE,IB) 4) Bölge karakteristik eğrisi: (VBE,VCE) Bu karakteristik eğrilerinin değişik noktalarındaki, küçük değişim (∆ ) değerleri ile yapılacak olan hesaplamalar, Kİ, Rg ve RÇ değerleri, hakkında daha doğru bilgi verir ![]() Şöyle ki; Kİ( β ) = ∆IC/∆IB bağıntısı, karakteristik eğrisi doğrusal olduğundan her noktada aynı değeri verir ![]() Rg = ∆VBE/∆IB 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 = ∆VCE/∆IC bağıntısı da, IC büyüdükçe daha küçük RÇ verir ![]() Görülmektedir ki, DC yükselteç devresinde ölçülen değerler ile elde edilen sonuçlar, transistör hakkında önemli bilgi vermektedir ![]() TRANSİSTÖRÜN GERİLİM VE GÜÇ KAZANÇLARINI BULMAK İÇİN: Giriş devresine paralel olarak bir RB direnci, çıkış devresine de yine paralel bir RL yük direnci bağlanır ![]() ![]() Gerilim kazancı: KV = VRL/VRB Güç kazancı: KP = PRL/PRB = IC ![]() ![]() ![]() Görüldüğü gibi güç kazancı ile gerilim kazancının çarpımına eşit olmaktadır ![]() TRANSİSTÖRÜN AC YÜKSELTEÇ OLARAK ÇALIŞTIRILMASI Transistör Şekil 4 ![]() AC yükselteç olarak çalışır ![]() AC yükselteçler de iki ana gruba ayrılır: 1) Ses frekansı yükselteçleri 2) 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 ![]() ![]() 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) ![]() ![]() ![]() ![]() Alçak frekans (ses frekansı) yükselteçlerinde: βDC = βAC olarak alını ![]() Giriş ve çıkış dirençleri de DC ve AC 'de aynı özelliklere sahiptir ![]() NOT: Şekil 4 ![]() ![]() olduğu için, anlatım kolaylığı bakımından iki besleme kaynağı kullanılmıştır ![]() ![]() TRANSİSTÖRÜN ÇALIŞMA KARARLILIĞININ ETKİLEYEN FAKTÖRLER Bir transistöre kararlı bir çalışma yaptırabilmek için, öncelikle karakteristik değerlerine uygun bir devre düzeni kurmak gerekir ![]() ![]() Transistörün kararlı çalışmasını etkileyen faktörler: Sıcaklık Aşırı ısınan transistörün çalışma dengesi bozulur, gücü düşer ![]() ![]() ![]() değişir ![]() ![]() Daha çok ısınma halinde ise kristal yapı bozulur ![]() ![]() ![]() Frekans Her transistör, her frekansta çalışmaz ![]() ![]() Örneğin: NPN transistörler, PNP transistörlere göre yüksek frekanslarda çalışmaya daha uygundur ![]() ![]() ![]() ![]() Limitsel Karakteristik Değerleri Her transistörün ayrı çalışma değerleri vardır ![]() bazılarının kesinlikle aşılmaması gerekir ![]() ![]() 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 ![]() sıralanan maksimum değerlerin ne olmasının gerektiği transistör kataloglarından ve karakteristik eğrilerinden saptanır ![]() Polarma Yönü Polarma gerilimini uygularken, ters polarma bağlantısı yapmamaya özellikle dikkat edilmelidir ![]() ![]() Aşırı Toz ve Kirlenme Transistörlerin toza karşı ve özelliklede metalik işlemlerin yapıldığı ortamlarda çok iyi korunması gerekir ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 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 ![]() ![]() Nem Transistörler ve bütün elektronik devreler, neme karşıda çok iyi korunmalıdır ![]() ![]() Sarsıntı Sarsıntılı ortamda kullanılan cihazlarda, daima bağlantıların kopması ihtimali vardır ![]() mümkündür ![]() Sarsıntılı ortamlarda çalıştırılacak cihazlara üreticiler tarafından özel sarsıntı testi uygulanır ![]() ![]() Elektriksel ve Magnetik Alan Etkisi Gerek elektriksel alan, gerekse de magnetik alan serbest elektronların artmasına ve onların yönlerinin sapmasına neden olur ![]() ![]() ![]() Işın Etkisi Röntgen ışınları, Lazer ve benzeri çok yüksek frekanslı ışınlarda kararlı çalışmayı etkiler ![]() ![]() Kötü Lehim (Soğuk Lehim) Transistörün ve bütün elektronik devre elemanlarının çok ustaca lehimlenmesi gerekir ![]() ![]() Bu tür arızaların bulunması da çok zordur ![]() da devre elemanlarını bozar ![]() Belirli bir lehim pratiği olmayanların, transistör ve benzeri elektronik devre elemanlarının lehimini yapmaması gerekir ![]() ÇALIŞMA NOKTASININ STABİLİZE EDİLMESİ 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 ![]() ![]() 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 ![]() ![]() Çalışma sırasında Q noktasının değişmemesi yani stabil olması istenir ![]() Stabil çalışmayı zorlaştıran iki etken vardır: 1) Isınan transistörün IC kollektör akımının artması 2) 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: ![]() Örnek olarak; Şekil 14 '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 ![]() TRANSİSTÖRLERİN KATALOG BİLGİLERİ Bir transistör hakkında bilgi edinmek gerektiğinde üzerindeki ve katalogdaki bilgilerden yararlanılır ![]() Daha geniş bilgi içinde, üretici firmadan yayınlanan tanıtım kitabına bakılır ![]() TRANSİSTÖR ÜZERİNDEKİ HARF VE RAKAMALARIN OKUNMASI Transistör üzerinde genellikle şu bilgiler bulunur: Üretici firmanın adı ve sembolü, Kod numarası: (2N 2100 vb ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Ayak bağlantıları (E,B,C) veya işareti ![]() Küçük transistörlerin genellikle kollektör veya emiter tarafında bir nokta veya tırnak bulunur ![]() KATALOG KULLANIMI VE KARŞILIKLARIN BULUNMASI 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 veyaVCm 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 ![]() |
![]() |
![]() |
|