TRANSİSTÖR

Transistör Nedir?

      Transistör yan yana birleştirilmiş iki PN diyodundan oluşan, 

girişine uygulanan sinyali yükselterek akım ve gerilim kazancı sağlayan, gerektiğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılan yarı iletken bir devre elemanıdır. Transistör kelimesi transfer ve rezistans kelimelerinin birleşiminden doğmuştur. 

      Uygulamada 100000 'e yakın çeşidi bulunan ve her geçen gün yeni özelliklerde üretilen transistörler temel olarak bipolar ve unipolar olmak üzere iki gruba ayrılır. Bipolar transistörler NPN ve PNP olmak üzere iki tiptir. 

      Üç kutuplu devre elemanları olan transistörlerin kutupları; Emiter (E), Beyz (B) ve Kollektör (C) olarak adlandırılır. Emiter (yayıcı); akım taşıyıcıların harekete başladığı bölge, Beyz (taban); transistörün çalışmasını etkileyen bölge ve Kollektör (toplayıcı); akım taşıyıcıların toplandığı bölgedir.

Transistörlerin Tarihçesi

      Elektronikle ilgili sistemlerin gelişmesini ve bugün sahip olduğumuz teknolojilere ulaşmamızı sağlayan transistörün icadı 1947 yılında Bell araştırma laboratuvarlarında, William Shockley başkanlığında John Bardeen ve Walter Brattain'den oluşan ekip tarafından gerçekleştirilmiştir.

      Transistörlerin icadından önceki süreçte 1906 yılında ilk kez elektron lambaları Londra Üniversitesi 'nde kullanıma sokulmuştur. Bu lambaların çabuk kırılabilmesi, pahalıya mal olmaları, devrelerde fazla yer kaplamaları, ısınıp çalışmaya başlamaları için belli bir zaman geçmesinin gerekmesi ve fazla elektrik tüketmesi gibi dezavantajları bilim adamlarını bu lambaların yerine geçebilecek elemanlar aramaya itmiştir. Bu sebeplerle 1925 'te Lilien Field ve 1938 'te de Hilsch ve Pohl lambalarda olduğu gibi katılarda da elektrostatik alan etkisi ile elektron akışını sağlamak amacıyla birtakım araştırmalar yapmışsa da bu denemeler başarısızlıkla sonuçlanmıştır.

      1931 ile 1940 yılları arasında B.Kayaaltı, L. Brillouin, A. H. Wilson, J. C. Slater, F. Seitz ve W. Schottky gibi bilim adamları katı madde elektroniği ile ilgili teorik çalışmalara devam etmişlerdir. 

*NPN Tipi Transistörler

      NPN tipi transistörlerin yapısı iki N tipi yarı iletken madde arasına ince bir katman halinde yerleştirilmiş

      P tipi yarı iletken beyz maddesinden oluşmaktadır. İki N tipi madde arasındaki beyz tabakası elektron geçişini kontrol etme görevi yapmaktadır. Transistörler geçen akımı denetleyerek küçük akımları büyütebilir ya da küçük bir akım ile büyük bir alıcının çalışmasını sağlayabilir.

      NPN tipi transistörlerde yandaki resimde görüldüğü gibi VBB kaynağının artı ucu beyz kutbunu pozitif yüklerken Vcc kaynağının eksi ucu ise emiter kutbundaki elektronları yukarı iter. Sıkışan elektronlar beyz tarafından çekilir. Yani, emiterin iletim bandındaki elektronlar E-B gerilim setini aşarak beyz bölgesine girerler, ancak beyz bölgesi dar olduğundan emiter bölgesinden gelen elektronların yaklaşık %2 si beyz bölgesi tarafından çekilirken kalan %98 i kollektöre geçer. Vcc kaynağının artı ucu elektronları kollektör bölgesine doğru çeker ve böylece elektron akışı sürekli hale gelir ve VBB kaynağının verdiği beyz akımı sürdükçe emiterden kollektöre elektron akışı devam eder.NPN tipi transistörlerde elektronlar yukarı, oyuklar ise aşağı doğru gider ve bu nedenle beyze uygulanan artı sinyal kollektörden emitere doğru akım geçirir denir. Emiter akımı beyz ve kollektör akımlarının toplamına eşittir.

*PNP Tipi Transistörler

      PNP tipi transistörlerin yapısı da NPN tipi transistörler gibidir. Tek fark bu kez P tipi iki yarı iletken madde arasına ince bir tabaka halinde N tipi yarı iletken maddenin yerleştirilmiş olmasıdır. 

      PNP tipi transistörlerde VBB kaynağının eksi ucu beyz kutbunu negatif yüklerken Vcc kaynağının artı ucu da emiter bölgesindeki artı yüklü oyukları yukarı iter. Bu şekilde sıkışan artı yükler beyz tarafından çekilip buradan kollektör bölgesine geçerler. Vcc kaynağının eksi ucu kollektör bölgesindeki oyukları kendine çektiğinden dolayı oyuk hareketi süreklilik kazanır. VBB akımı sürdükçe emiterden kollektöre doğru bu hareket sürer.PNP tipi transistörlerde elektronlar aşağı, oyuklar ise yukarı doğru
gider ve bu nedenle beyze uygulanan eksi sinyal emiterden kollektöre doğru akım geçirir denir.