Transistör nedir?

  • 19-01-2019 07:53
  • 183

Transistör 1947 yılında Bell Labaratuarlarında William Shockley, John Bardeen ve Walter Brattain ekibi tarafından o zaman kullanılan elektronik lambalara alternatif bulmak amacıyla yapılan araştırmalar sonucunda bulunmuştur. Transistör elektronik lambalardan hem daha az enerji tüketiyor hem de gürültü seviyesi daha düşük bu avantajları nedeni ile elektronik lambaların yerini almıştır. İlk yapılan transistör germanyumdan yapılmıştı ama sonraları silisyumdan yapılmaya başlanadı. O tarihten günümüze gelene kadar bir çok farklı türü bulunmuştur.

Elektronikte devrim yaratan bu buluşun kullanımı kısa süre içinde yaygınlaştı. İlerlleyen yıllarda entegre devrenin bulunuşu ile bir kaç milimetre kare içine binlerce transistörün yapılması mümkün olmuştur (Bugün bu sayı milyonları bulmuştur.) bu da teknolojiye ivme kazanmış ve hesap makinesi, bilgisayar gibi karmaşık cihazların küçük boyutlarda yapılması mümkün olmuştur. Günümüzde ise bu teknoloji hem boyut olarak hem de hız olarak neredeyse limitlerine ulaşmıştır. İlerleyen yıllarda transistörlerin yerini kuantum cihazların alacağı yönünde varsayımlar yapılmaktadır ama bugün itabarı ile bu alanda sonuçlanmış somut bir çalışma bulunmamaktadır.

Transistör Nasıl Çalışır?

Transistör zayıf bir akımla yüksek bir akımın geçişini kontrol edebilen aktif bir elektronik bileşendir. Transistörlerin birçok farklı çeşidi vardır. Burada bahsedeceğimiz BJT (Bipolar Junction Transistor) Çift Kutuplu Birleşimli Transistördür. Bu transistörlerde üç pin vardır: emiter, kollektör ve base. Kollektör-emiter akımı base-emiter akımı ile kontrol edilir. Ortalama base-emiter akımının 100 katı kollektör-emiter üzerinden geçer. Elektronikte çoğunlukla anahtarlama ve akım yükseltici olarak kullanılırlar. 

Transistörlerin çalışmasını anlayabilmek için öncelikle yarı iletken maddeleri anlamamız gerekiyor. Transistörlerde kullanılan yarı iletken madde çoğunlukla silisyum'dur ama germenyum da kullanılır. 

Yarı iletken maddeler demir bakır gibi ileken maddelerle cam, plastik gibi yalıtkan maddelerin arasında elektriksel özellik gösterir. Yarı iletken maddenin ışık,sıcaklık ve içine katılan başka maddelerle elektriksel özelliği değişir. Bu elektronikte kullanışlı bir madde olmasını sağlar. Silisyumun içene az miktarda galyum ve indiyum eklenirse elektrik iletkenliği artar. Sebest elektronu artmış yarı iletkene  N-Tipi, Positif yüklü yani eksik elektronlu (oyuk) olana ise P-Tipi yarı iletken denir. Her iki tip madde de iletkendir. Aşağıdaki resimde sağ tarafta olan her iki tip transistörün sembolleri gösteriyor.

bjt transistör

BJT transistörün iki türü vardır bunlar PNP ve NPN tipidir. Kullanılan harfler yarı iletken özelliği gösterir. Base ucu ortadaki maddeye bağlıdır emiter ve kollektör de dış uclara bağlıdır. BJT transistörde her maddeninin yabancı madde yoğunluğu ve boyutu birbirinden farklidir. Emiter yüksek dolguludur base ise çok incedir. P-Tipi yarı iletken N-tipi yarı iletkenle birleşince, birleşim yüzeyinde N-tipi maddedeki eletronlar P-tindeki oyukları ceker ve bir kısmı P bölgesindeki oyuklara geçer birleşim alanında bir set oluşuturur. Set sadece akımın tek yönlü akmasına izin verir.

NPN tipi bir transistörde kollektör emiter arasında iki birleşim yüzeyi vardır. Emiter kollektör uçlarına bir batarya bağlandığında hiç bir akım geçişi olmaz bataryayı ters çevirirsek yine akım geçişi olmaz. Bunun nedeni transistörün aynı uçları birbirine bağlanmış iki diyot gibi davranmasıdır. Her durumda yanlızca bir diyottan akım geçer diğeri ise ters yönlü olur bu yüzden akım geçmez. Fakat beyz emiter arasına bir güç kaynağı bağlarsak beyz emitter arası doğru yönlü bir diyot gibi beyz emiter arasından bir akım geçişi olur bu akım geçişi ile beyz emiter arası set kalkmış olur emiter ucundan gelen çok sayıda elektron beyz maddesindeki oyukları doldurur bu elektronların yalnızca yaklaşık %5 ile olur, geriye kalan elektronların %95 ise beyz kollektör arasındaki bariyeri aşarak pozitif kutbun çekim etkisi ile kollektöre akar ve emiter kollektör arasında akım geçişi sağlanmış olur. Beyz akımı kesilirse emiter kollektör akımı da kesilir.

Kullanım Alanları

Transistör tüm elektronik çihazlarda yüksek oranda kullanılır. Elektroniğin ayrılmaz temel bir bileşenidir. Ayrıca transistörün kullanım alanlarına göre birçok çeşidi bulunur. Güç transistörleri anahtarlama amacı ile kullanılıyorsa genellikle MOSFET transistörler tercih edilir. Ama yükselteç devrelerinde daha çok BJT titpi transistörler kullanılır.