Transistör Nedir Nasıl Çalışır

Transistör Nedir Nasıl Çalışır – Transistör Nerelerde Kullanılır

Transistör, elektronik tüplerin elektrik titreşimlerini genişletmekte kullanılan bir aygıttır. Bugün elde taşınabilecek küçüklükte TV alıcıları yapılabilmektedir. Bunun gibi, işitme aygıtları bir gözlüğün kulaklığına sığdırılabilmektedir. Bu aygıtların aslında çok daha büyük olmaları gerekirdi. Bir zamanlar, radyolar bile, taşınamayacak kadar büyüktü. Televizyonların yüksekliği ise, bir insan boyunun yarısı kadardı.
Boyutlardaki bu küçülme, transistör ve benzeri aygıtların bulunmasıyla sağlanmıştır. Modern radyo ve TV alıcılarında yüzlerce hatta binlerce transistör bulunmaktadır. Bunlar, eskiden kullanılan büyük radyo lambalarıyla aynı işi yapmaktadırlar.
Transistörer, lambalardan çok küçüktürler ve çok kere, santimetrenin kesirleri ölçüsündedirler. Germanyum, silikon, selenyum gibi katı maddelerden yapılırlar. Korunmaları için, küçük metal kutular içine konurlar. İçlerinde bir havasız kısım olmasına gerek yoktur. Çok sayıda telle, örneğin radyonun diğer kısımlarına bağlanırlar. Transistörlerin, radyo lambalarından devraldıkları işlerin en önemlilerinden biri, elektrik akımını kuvvetlendirme işidir. Elektrik akımını kuvvetlendiren düzenlere yükseltici (amplifikatör) adı verilir. Eskiden bütün yükselticilerde radyo lambaları kullanılırdı. Günümüzde ise, çoğunda transistör kullanılmaktadır.
Radyo lambalarının görev yapabilmeleri için sıcak olmaları gerekir. Isıtılmaları elektrik enerjisi ile olur. Dolayısıyla, ısınana kadar elektrik enerjisi kullanırlar. Oysa transistörlerin çalışmaları için sıcak olmalarına gerek yoktur. Dolayısıyla, transistörlü radyolar küçük pillerle de çalışabilirler. Transistörler, yarı iletken maddelerden yapılırlar. Bunlar, elektriği metaller kadar iyi iletmezler. Yarı iletken maddeler, transistörde, yapay kristaller şeklinde düzenlenirler. Kristaldeki atomlar, istenilen bir biçimde yerleştirilir. Her atom, belirli bir yerde titreşim yapar; böylece, atomların ne kadar yer kaplayacağı belli olur.
Resimde, germanyum elementinin kristal yapısı gösterilmektedir. Her germanyum atomunda 32 elektron vardır. Bunlar sıkı bir şekilde atoma bağlıdırlar. Dıştaki 4 elektron, atomu kristale bağlar. Bazen bu dört elektrondan biri, kendi atomundan ayrılıp, kristal içinde yer değiştirebilir.
Yer değiştiren elektron, eksi (negatif) elektrik yükünü de birlikte taşır. Böylece, ayrıldığı atomda bir artı (pozitif) elektrik yükü oluşmuş olur. Ayrılan elektron, bir pozitif boşluk ortaya çıkarmıştır.
Germanyum kristalindeki atomlar, normal oda sıcaklığında sürekli olarak titreşirler ve kristal içindeki yerlerini değiştirirler. Dolayısıyle kristal içinde her zaman serbest elektronlar bulunur.
Pozitif boşluklar, bu gezen elektronları çekmeye çalışırlar. Boşluk dolunca, bu kez elektronun gel-ni artırmak için, bazı özel maddeler katılır. Örneğin, germanyuma arsenik atomları eklenir. Arsenik atomlarında dışta 5 elektron vardır. Germanyumla karşılaştırılınca her arsenik atomunda bir fazla elektron daha bulunmaktadır. Bu fazla elektron, kristal içinde serbestçe dolaşabilir. Bu elektron gidince, verinde pozitif boşluk kalacağı için, eksik arsenik atomuna pozitif gözüyle bakılabilir. Tam olmayan bir atoma “pozitif iyon” adı verilir. Pozitif yüklü arsenik iyonuyla germanyumdaki elektron sayıları eşit olmuş olur. Fakat negatif yüklü germanyum elektronları hareket edebilir. Bu tip yarı iletkene negatif tip, veya n-tipi iletken denir.
Galyum atomlarıyla germanyumunkiler birleştirilirse, daha değişik tipte bir yarı iletken oluşur. Galyum atomunun dışında 3 elektron vardır. Flemen germanyumdan bir elektron alır ve onda pozitif boşluk oluşturur. Bu tip yarı iletkene pozitif tip veya p-tipi denir.
Yarı iletkenlere bu şekilde özel olarak katılan atomlara katkı atomları adı verilir. Germanyum kristalleri, her on milyar atomdan yalnız biri katkı atomuyla birleşecek şekildedir. Katkı atomları, yarı iletkenin iletme gücünü artırırlar.
Diod: Yarı iletken maddelerden yapılan en basit düzenleme dioddur. Bir miktar n-tipi maddeyle, p-tipi maddenin birleştirilmesiyle elde edilir. İki ayrı tip maddenin yanyana geldiği yere ” birleşme yeri” denir. Örneğin bakırdan yapılan bağlantı telleri, iki farklı maddeyi birbirine bağlar. Di-odda elektrik akımı yalnız bir yönde geçer, n-tipi maddenin, şekilde görüldüğü gibi, bir pilin negatif kutbuna bağlandığını düşünelim, p-tipi madde ise, pilin pozitif kutbuna bağlanmıştır. Pilin etkisiyle, elektronlar n-tipinden p-tipine doğru akarlar ve birleşim yerinden geçerler. Aynı anda elektronlar, p-tipi maddeden ayrılıp, iletken telden geçerek pilin pozitif kutbuna giderler. Bir başka deyişle pozitif boşluklar, p-tipi maddeden geçerek birleşim yerine doğru hareket ederler.
Pozitif boşluklar ve elektronlar, birleşim yerinde karşılaşınca, elektrik yükleri sıfır olur. Elektronlar pozitif boşlukları dolduracak şekilde, atomlarla birleşirler.
Bu durumda, diodla pil arasında normal bir elektrik akımı doğar. Dioda “ilerletici ortam” denir. Pilin pozitif kutbu, n-tipi maddeye, negatif kutbu ise p-tipi maddeye bağlanmışsa, bir akım oluşmaz. Diod “ters yönlü ortam” olur, n-tipi maddedeki bazı elektronlar, birleşim yerinden diğer tarafa geçmek isterler. Geride pozitif iyonlar kalır. İyonlardaki çekim kuvveti, diğer elektronların, n-tipi maddeyi terketmelerine engel olur.
Aynı anda diodun p-tipi madde tarafındaki bazı pozitif boşluklar da maddeyi terketmek isterler. Bunun sonucunda da birleşim yerinde dengelenmemiş negatif iyonlar oluşur. Bu negatif iyonlar, daha fazla pozitif boşluğun p-tipi maddeyi terketmesini önlerler. İyonlar hareket edemediğinden, bir elektrik akımı oluşmaz.
Diodlar, radyo ve TV’de, saniyede milyonlarca kere yön değiştiren alternatif akımı, tek yönlü doğru akıma çevirmekte kullanılırlar.
İTriod: Asıl transistörler diodlardan çok triodiar-Bdır. Triodlar üç parça yarı iletkenden oluşurlar. İBunlar n-p-n veya p-n-p şeklinde düzenlenebilirler.
|p-n-p tip transistorda p-tipi maddelerden biri, yüklü parçacıklar gönderdiği için verici adını alır. Bu düzenlemede yük taşıyan parçacıklar, pozitif boşluklardır. Bunlar, ana madde denilen, aradaki n-tipi maddeden geçerler ve diğer taraftaki, toplayıcı denilen p-tipi maddeye gelirler. Bu olay, p ve n tiplerine bir elektriksel gerilim bağlanınca olur.
n-p-n tip transistörde da kısımların adı yine verici, ana madde ve toplayıcıdır. Fakat bu tipte, vericiden toplayıcıya doğru pozitif boşluklar değil de, negatif yüklü parçacıklar hareket ederler.
n-p-n transistörü elektriksel güç kaynağına bağlanır.
Transistöre bir pilden akım verilebileceği gibi, bir alternatif akım da verilebilir. Küçük bir gerilim farkı, akımda büyük bir değişikliğe yol açar. Transistörlerin, sinyalleri kuvvetlendirmesi bu şekilde olur. Örneğin, radyo sinyallerinden oluşan ve antenle alman küçük elektrik gerilimi, transistörün verici ve ana maddelerine bağlanır. Bu küçük voltajdaki değişmeler, transistörden geçen akımda büyük değişiklikler oluştururlar. Bu şekilde, sinyaller kuvvetlenmiş olur.
Konuşmacı mikrofon önünde konuşunca, mikrofonda zayıf bir elektrik akımı oluşur. Bu akım, radyoya gelince, transistörlerle kuvvetlendirilerek hoparlörden dinlenecek duruma gelir. Bu ses, konuşmacının sesinden daha yüksektir.

Yorum yazın