Transistöre Giriş:
Daha önce, bir elektronik cihazın kritik ve önemli bileşeni bir vakum tüpüydü, bunun için kullanılan bir elektron tüpü elektrik akımını kontrol etmek . Vakum tüpleri işe yaradı, ancak hacimli, daha yüksek çalışma voltajları, yüksek güç tüketimi, daha düşük verimlilik ve çalışma sırasında katot elektron yayan malzemeler kullanılıyor. Böylece bu, borunun ömrünü kısaltan ısı olarak sona erdi. Bu sorunların üstesinden gelmek için, John Bardeen, Walter Brattain ve William Shockley, 1947 yılında Bell Laboratuarlarında bir transistör icat ettiler. Bu yeni cihaz, vakum tüplerinin birçok temel sınırlamasının üstesinden gelmek için çok daha zarif bir çözümdü.
Transistör, hem iletebilen hem de yalıtabilen yarı iletken bir cihazdır. Bir transistör, bir anahtar ve bir amplifikatör görevi görebilir. Ses dalgalarını elektronik dalgalara ve dirençlere dönüştürerek elektronik akımı kontrol eder. Transistörler çok uzun ömürlüdür, boyutları daha küçüktür, daha fazla güvenlik için daha düşük voltajlı kaynaklarda çalışabilir ve filaman akımı gerektirmez. İlk transistör germanyum ile üretildi. Bir transistör, bir vakum tüpü triyodu ile aynı işlevi yerine getirir, ancak bir vakum odasında ısıtılmış elektrotlar yerine yarı iletken bağlantıları kullanır. Modern elektronik cihazların temel yapı taşıdır ve modern elektronik sistemlerde her yerde bulunur.
Transistör Temelleri:
Transistör, üç terminalli bir cihazdır. Yani,
- Baz: Bu, transistörü etkinleştirmekten sorumludur.
- Toplayıcı: Bu olumlu bir ipucudur.
- Yayıcı: Bu olumsuz ipucudur.
Bir transistörün arkasındaki temel fikir, ikinci bir kanaldan akan çok daha küçük bir akımın yoğunluğunu değiştirerek bir kanaldan akım akışını kontrol etmenize izin vermesidir.
Transistör Türleri:
İki tür transistör vardır, bunlar iki kutuplu bağlantı transistörleri (BJT), alan etkili transistörler (FET). Baz ve verici arasında küçük bir akım akmaktadır, baz terminal, toplayıcı ve yayıcı terminaller arasında daha büyük bir akım akışını kontrol edebilir. Alan etkili bir transistör için, aynı zamanda üç terminale sahiptir, bunlar kapı, kaynak ve boşaltmadır ve kapıdaki bir voltaj, kaynak ile boşaltma arasındaki akımı kontrol edebilir. BJT ve FET'in basit diyagramları aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:
Bipolar Bağlantı Transistörü (BJT)
Alan Etkili Transistörler (FET)
Gördüğünüz gibi, transistörler çeşitli farklı boyut ve şekillerde gelir. Tüm bu transistörlerin ortak yönlerinden biri, her birinin üç ipucuya sahip olmasıdır.
- Bipolar Bağlantı Transistörü:
Bir Bipolar Bağlantı Transistörü (BJT), katkılı üç yarı iletken bölgeye bağlı üç terminale sahiptir. P-N-P ve N-P-N olmak üzere iki türü vardır.
İki kat P katkılı malzeme arasında bir N katkılı yarı iletken katmanından oluşan P-N-P transistörü. Kollektöre giren temel akım, çıkışında yükseltilir.
Bu, tabanı yayıcıya göre aşağı çekildiğinde PNP transistörü AÇIK olduğunda. PNP transistörünün okları, cihaz yönlendirme aktif modundayken akım akışının yönünü gösterir.
İki N-katkılı malzeme katmanı arasında bir P katkılı yarı iletken katmanından oluşan N-P-N transistörü. Akımı tabanı yükselterek yüksek kollektör ve yayıcı akımı elde ederiz.
Bu, tabanı yayıcıya göre aşağı çekildiğinde NPN transistörü AÇIK olduğunda budur. Transistör AÇIK durumdayken, akım akışı transistörün kollektörü ve vericisi arasındadır. P tipi bölgedeki azınlık taşıyıcılarına bağlı olarak, elektronlar yayıcıdan toplayıcıya hareket eder. Bu nedenle daha büyük akım ve daha hızlı çalışmaya izin verir, bugün kullanılan çoğu bipolar transistör NPN'dir.
- Alan Etkili Transistör (FET):
Alan etkili transistör, tek kutuplu bir transistördür, N-kanal FET veya P-kanal FET iletim için kullanılır. FET'in üç terminali kaynak, kapı ve boşaltmadır. Temel n-kanal ve p-kanal FET'leri yukarıda gösterilmiştir. Bir n-kanal FET için, cihaz n-tipi malzemeden yapılmıştır. Kaynak ve drenaj arasında, o zaman tipi malzeme bir direnç görevi görür.
Bu transistör, delikler veya elektronlarla ilgili pozitif ve negatif taşıyıcıları kontrol eder. FET kanalı, pozitif ve negatif yük taşıyıcılarının hareket ettirilmesiyle oluşur. Silikondan yapılmış FET kanalı.
FET’lerin, MOSFET’in, JFET’in vb. Birçok türü vardır. FET’lerin uygulamaları düşük gürültülü amplifikatör, tampon amplifikatör ve analog anahtardır.
Bipolar Kavşak Transistör Önyargısı
Transistörler, neredeyse tüm devreler için gerekli olan en önemli yarı iletken aktif cihazlardır. Devrelerde elektronik anahtar, amplifikatör vb. Olarak kullanılırlar. Elektronik devrelerde farklı işlevleri olan transistörler NPN, PNP, FET, JFET vb. Olabilir. Devrenin düzgün çalışması için, direnç ağlarını kullanarak transistörü önyargılı yapmak gerekir. Çalışma noktası, Kollektör-Verici voltajını ve giriş sinyali olmayan Kolektör akımını gösteren çıkış karakteristiklerindeki noktadır. Çalışma noktası, Eğilim noktası veya Q Noktası (Sessiz nokta) olarak da bilinir.
Öngerilim, transistörlerin uygun çalışma özelliklerini sağlamak için dirençler, kapasitörler veya besleme voltajı vb. DC polarlama, belirli bir kolektör voltajında DC kolektör akımını elde etmek için kullanılır. Bu voltajın ve akımın değeri Q Noktası cinsinden ifade edilir. Bir transistör yükseltici konfigürasyonunda, IC (maks.), Transistörden akabilen maksimum akımdır ve VCE (maks.), Cihaz boyunca uygulanan maksimum voltajdır. Transistörü bir amplifikatör olarak çalıştırmak için, kollektöre bir yük direnci RC bağlanmalıdır. Öngerilim, DC çalışma voltajını ve akımını doğru seviyeye ayarlar, böylece AC giriş sinyali transistör tarafından düzgün şekilde yükseltilebilir. Doğru öngerilim noktası, transistörün tamamen AÇIK veya tamamen KAPALI durumları arasında bir yerdedir. Bu merkezi nokta Q Noktasıdır ve eğer transistör uygun şekilde önyargılıysa, Q noktası transistörün merkezi çalışma noktası olacaktır. Bu, giriş sinyali tüm döngü boyunca sallandıkça çıkış akımının artmasına ve azalmasına yardımcı olur.
Transistörün doğru Q Noktasını ayarlamak için, kolektör akımını tabanında herhangi bir sinyal olmadan sabit ve sabit bir değere ayarlamak için bir kollektör direnci kullanılır. Bu sabit DC çalışma noktası, besleme voltajının değeri ve temel öngerilim direncinin değeri ile belirlenir. Temel öngerilim dirençleri, ortak taban, ortak toplayıcı ve Ortak yayıcı konfigürasyonları gibi üç transistör konfigürasyonunun hepsinde kullanılır.
Ağırlık verme modları:
Transistör tabanı önyargısının farklı modları aşağıdadır:
1. Mevcut önyargı:
Şekil 1'de gösterildiği gibi, temel önyargıyı ayarlamak için iki direnç RC ve RB kullanılır. Bu dirençler, sabit akım önyargılı transistörün ilk çalışma bölgesini oluşturur.
Transistör, RB üzerinden pozitif bir temel öngerilim voltajı ile öne eğilir. İleri taban yayıcı voltaj düşüşü 0,7 volttur. Bu nedenle RB'den geçen akım I'dirB= (VDC- VBE) / BENB
2. Geri bildirime ağırlık verme:
Şekil 2, bir geri besleme direnci kullanımıyla transistörün polarizasyonunu göstermektedir. Taban öngerilimi kollektör voltajından elde edilir. Toplayıcı geri bildirimi, transistörün her zaman aktif bölgede önyargılı olmasını sağlar. Kollektör akımı arttığında kollektördeki voltaj düşer. Bu, temel sürücüyü azaltır ve bu da kolektör akımını azaltır. Bu geribildirim konfigürasyonu, transistör amplifikatör tasarımları için idealdir.
3. Çift Geri Bildirime Ağırlık Verme:
Şekil 3, çift geri besleme dirençleri kullanılarak önyargının nasıl elde edildiğini göstermektedir.
İki direnç kullanarak RB1 ve RB2, baz öngerilim dirençlerinden akım akışını artırarak Beta'daki varyasyonlarla ilgili kararlılığı artırır. Bu konfigürasyonda, RB1'deki akım kollektör akımının% 10'una eşittir.
4. Voltaj Bölme Önyargısı:
Şekil 4, iki rezistörün RB1 ve RB2'nin bir voltaj bölücü ağ oluşturan transistörün tabanına bağlandığı Voltaj bölücü polarlamasını göstermektedir. Transistör, RB2'deki voltaj düşüşü ile önyargı alır. Bu tür öngerilim konfigürasyonu, amplifikatör devrelerinde yaygın olarak kullanılır.
5. Çift Tabanlı Önyargı:
Şekil 5, stabilizasyon için çift geri bildirimi göstermektedir. Kolektör akımını kontrol ederek stabilizasyonu iyileştirmek için hem Verici hem de Toplayıcı tabanı geri bildirimini kullanır. Direnç değerleri, Emitör direnci boyunca voltaj düşüşünü besleme voltajının% 10'unu ve RB1'den geçen akımı, kolektör akımının% 10'unu ayarlamak için seçilmelidir.
Transistörün Avantajları:
- Daha küçük mekanik hassasiyet.
- Özellikle küçük sinyal devrelerinde daha düşük maliyet ve daha küçük boyut.
- Daha fazla güvenlik, daha düşük maliyetler ve daha dar açıklıklar için düşük çalışma voltajları.
- Son derece uzun ömür.
- Katot ısıtıcı ile güç tüketimi yok.
- Hızlı geçiş.
Vakum tüpleriyle mümkün olmayan tamamlayıcı simetri devrelerinin tasarımını destekleyebilir. Bu konuyla veya elektrik ve elektrikle ilgili herhangi bir sorunuz varsa elektronik projeler aşağıdaki yorumları bırakın.
