TEMEL YARI İLETKEN ELEMANLAR (DİYOTLAR)

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken Maddeler: Maddeleri elektrik akımını iletme durumlarına göre ayırabiliriz. Elektrik akımına karşı çok küçük direnç gösteren malzemeler iletken, elektrik akımına karşı çok yüksek direnç gösteren malzemeler yalıtkan olarak adlandırılabilir. Yarı iletken maddeler bazı özel şartlar altında iletken durumuna geçen maddeler olarak tanımlanabilir.

Yarı iletken maddelerin en belirgin özelliği dış yörüngelerinde (valans yörüngesi) 4 elektron bulundurmalarıdır. Elektrik-elektronik alanının bir meslek elemanı olacak sizler için en önemli iki yarı iletken 'germanyum' ve 'silisyum'dur. Çünkü bu iki element elektronikte yaygın olarak kullanılan diyot, transistör gibi devre elemanlarının kaynağını oluşturmaktadır. Bu iki element doğada kristal yapı halinde bulunur. Bu halleriyle iyi bir yalıtkandırlar.

N ve P Tipi Yarı İletkenler : Silisyum ve germanyum kristallerinin atomları normal şartlarda son yörüngedeki elektronların ortak kullanımına dayanan ve kovalent bağ diye adlandırılan bir etkileşim içindedir.

N ve P Tipi Yarı İletkenler : Elektronik teknolojilerinde kullanılabilmeleri için çeşitli katkı maddeleri katılarak yalıtkanlıkları düşürülür. Katılan katkı maddesine göre N tipi ve P tipi olmak üzere iki tür yarı iletken elde edilir Ortama dış yörüngesinde 5 elektron bulunan bir atomdan (ör: Arsenik) çok az miktarda eklendiği zaman N tipi yarı iletken elde edilir. Ortama dış yörüngesinde 3 elektron bulunan bir atomdan (ör: Galyum) çok az miktarda eklendiği zaman P tipi yarı iletken elde edilir. ÖNEMLİDİR : N tipi yarı iletken elektron vermeye, P tipi yarı iletken elektron almaya yatkındır. N tipi yarı iletkende serbest elektron fazladır, P tipi yarı iletkende serbest oyuk fazladır.

Kutuplamasız P-N Yüzey Birleşmesi : Dışardan madde katkısı yapılarak elde edilen P ve N tipi yarı iletkenler tek başlarına kullanıldıklarında akımı iki yönde de taşıyabilirler. Bu özellik bir işe yaramaz. Bu sebeple P ve N tipi yarı iletkenler birlikte kullanılırlar. P-N yüzey birleşiminin davranışı kutuplamasız (polarmasız) ve kutuplamalı (polarmalı) olarak incelenir. Kutuplamasız P-N Yüzey Birleşmesi : Elektron vermeye yatkın atomlara verici (donör-D) atomu, elektron almaya yatkın atomlara alıcı (akseptör-A) atomu denir. P-N yarı iletkenleri birleşince birleşim yüzeyine (jonksiyon) yakın yerdeki verici atomların (D) elektronları alıcı atomların (A) oyuklarıyla eşleşir. Alıcı atomları elektron aldıkları için negatif iyon (-) durumuna, verici atomlar elektron verdikleri için pozitif iyon (+) durumuna geçerler. Birleşim yüzeyinde engel bölgesi olarak adlandırdığımız bir alan oluşur. Böylece ilk tanışacağımız yarı iletken devre elemanı olan diyot için ön hazırlık yapmış olmaktayız.

Kutuplamalı P-N Yüzey Birleşmesi : P-N yüzey birleşimi doğru ve ters yönde olmak üzere iki şekilde kutuplandırılır. Doğru yönde kutuplama (forward bias) gerilim kaynağının artı (pozitif) kutbunun P-N birleşiminin P bölgesine ve gerilim kaynağının eksi (negatif) kutbunun P-N birleşiminin N bölgesine bağlanmasıyla elde edilir. Ters kutuplamada ise bunun tersi bir durum vardır.

Doğru Yönde Kutuplama : Belli bir gerilim seviyesinden sonra P-N birleşimi içinde elektron ve oyuk hareketi başlar. Birleşim yüzeyindeki engel bölgesi ortadan kalkar. N bölgesindeki serbest elektronlar gerilim kaynağının eksi kutbu tarafından itilerek P bölgesindeki oyuklarla birleşir. Kaynağın negatif kutbundan N bölgesine sürekli olarak elektron gelir. P maddesine geçen elektronlar kaynağın pozitif kutbu tarafından çekilir ve bu süreç kaynak gerilimi kesilene kadar devam eder. P-N birleşiminin tam iletime geçme anı silisyum yarı iletkenler için 0,6V-0,7 V arasıdır. Germanyum yarı iletkenler için bu değer 0,2V-0,3 V arasıdır. Bu gerilim değerleri aynı zamanda engel bölgesini ortadan kaldıran voltaj seviyeleridir.

ÖNEMLİ BİLGİ-8 Ters Yönde Kutuplama : Gerilim kaynağının eksi kutbu P-N birleşiminin P bölgesine, artı kutbu P-N birleşiminin N bölgesine bağlanacak olursa P-N birleşimi ters kutuplanmış olur. Bu durumda birleşim yüzeyindeki engel bölgesi genişler, akım geçişi olmaz. Yalızca çok küçük miktarda sızıntı akımı oluşur. ÖNEMLİ BİLGİ-8 Günümüzde Yarı iletken devre elemanı üretiminde büyük çoğunlukla silisyum elementi kullanılmaktadır. Sızıntı akımlarının fazla olması ve sıcaklıktan çok çabuk etkilenmeleri nedeniyle germanyum Yarı iletkeni artık malzeme üretiminde kullanılmamaktadır.

DİYOTLAR

Diyodun Tanımı ve Yapısı : Diyot, silisyum gibi bir yarı iletken maddenin P ve N tipi olarak elde edilmiş iki türünün birleşiminden oluşan bir devre elemanıdır. Pozitif elektriksel özellik gösteren kutbu Anot (P-maddesi), negatif elektriksel özellik gösteren kutbu katot (N-maddesi) olarak adlandırılır. Diyodun en önemli elektriksel özelliği akımı tek yönde iletmesidir. Eğer anot-katot arası gerilim silisyum diyotlar için yaklaşık olarak 0,7V'un üzerinde ise diyot iletime geçer.

Diyodun Yapısı : Diyot tek yöne elektrik akımını ileten bir devre elemanıdır. Genellikle AC akımı DC akıma dönüştürmek için Doğrultmaç devrelerinde kullanılır. Diyot N tipi madde ile P tipi maddenin birleşiminden oluşur. Bu maddeler ilk birleştirildiğinde P tipi maddedeki oyuklarla N tipi maddedeki elektronlar iki maddenin birleşim noktasında buluşarak birbirlerini nötrlerler ve burada "Nötr" bir bölge oluşturular. Yandaki şekilde Nötr bölgeyi görebilirsiniz. Bu nötr bölge, kalan diğer elektron ve oyukların birleşmesine engel olur.

Doğru Polarma : Anot ucuna güç kaynağının pozitif (+) kutbu katot ucunada güç kaynağının negatif (-) kutbu bağlandığında P tipi maddedeki oyuklar güç kaynağının pozitif (+) kutbu tarafından, N tipi maddedeki elektronlar da güç kaynağının negatif (-) kutbu tarafından itilirler. Bu sayede aradaki nötr bölge yıkılmış olur ve kaynağın negatif (-) kutbunda pozitif (+) kutbuna doğru bir elektron akışı başlar. Yani diyot iletime geçmiştir. Diyodun nötr bölümü aşmabimesi için diyot üzerinde 0.6 Voltluk bir gerilim düşümü meydana gelir. Bu gerilim düşümü Silisyumlu diyotlarda 0.6 Volt, Germanyum diyotlarda ise 0.2 Volttur. Bu gerilime diyotun "Eşik Gerilimi" adı verilir.

Ters Polarma : Diyotun katot ucuna güç kaynağının pozitif (+) kutbu, anot ucuna da güç kaynağının negatif (-) kutbu bağlandığında ise N tipi maddedeki elektronlar güç kaynağının negatif (-) kutbu tarafından, P tipi maddedeki oyuklarda güç kaynağının pozitif (+) kutbu tarafında çekilirler. Bu durumda ortadaki nötr bölge genişler, yani diyot yalıtıma geçmiş olur. Diyota ters gerilim uygulandığında diyot yalıtımda iken çok küçük derecede bir akım geçer. Buna "Sızıntı Akımı" adı verilir. Bu istenmeyen bir durumdur.

Çeşitleri : Diyodun uygulamada çok değişik türleri vardır. Amaca göre hangi diyodun kullanılması gerektiği iyi bilinmelidir. 1. Kristal Diyotlar : Kristal diyotlar çoğunlukla alternatif gerilimin doğrultulması gereken yerlerde ya da elektronik devrelerin kısa devreden korunması istenen yerlerde kullanılır. Değişik çalışma gerilimi ve akımlarına sahip kristal diyotlar vardır. En sık kullanılanları 1N4xxx serisi diyotlardır.

2. Zener Diyotlar : Zener diyot, ters kırılma gerilimi tek yüzey birleşimli diyottan daha küçük olan bir diyot çeşididir. Bu özellikleri sayesinde genellikle ufak genlikli sabit referans voltajı elde edilmek istenen yerlerde kullanılırlar. Bu nedenle devreye ters bağlanırlar.

Normal kristal diyotla çalışma ilkesi aynıdır Normal kristal diyotla çalışma ilkesi aynıdır. Doğru yön kırılma gerilimi farklı değildir. Ancak devreye ters bağlandıklarında daha küçük voltaj değerlerinde iletime geçerler. Piyasada çalışma voltajlarıyla anılırlar. 2 volttan 200 volt değerine kadar zener diyot üretirler. Zener diyotlar voltajı belli bir değerde sabit tutmak için yani regüle devrelerinde kullanılır.

3. Tunel diyotlar : Saf silisyum ve Germanyum maddelerine daha fazla katkı maddesi katılarak Tunel diyotlar imal edilmektedir. Tunel diyotlar ters polarma altında çalışırlar. Üzerine uygulanan gerilim belli bir seviyeye ulaşana kadar akım seviyesi artarak ilerler. Gerilim belli bir seviyeye ulaştıktan sonrada üzerinden geçen akımda düşüş görülür. Tunel diyotlar bu düşüş gösterdiği bölge içinde kullanılırlar. Tunel diyotlar yüksek frekanslı devrelerde ve osilatörlerde kullanılır.

3. Tunel diyotlar : Saf silisyum ve Germanyum maddelerine daha fazla katkı maddesi katılarak Tunel diyotlar imal edilmektedir. Tunel diyotlar ters polarma altında çalışırlar. Üzerine uygulanan gerilim belli bir seviyeye ulaşana kadar akım seviyesi artarak ilerler. Gerilim belli bir seviyeye ulaştıktan sonrada üzerinden geçen akımda düşüş görülür. Tunel diyotlar bu düşüş gösterdiği bölge içinde kullanılırlar. Tunel diyotlar yüksek frekanslı devrelerde ve osilatörlerde kullanılır.

4. Varikap Diyotlar : Varikap diyot, uclarına verilen gerilime oranla kapasite değiştiren bir ayarlı kondansatördür ve ters polarma altında çalışır. Boyut ve maliyet olarak variable kondansatörlerden çok çok kullanışlıdır. Diyot konusunda gördüğünüz gibi diyot da kondansatör gibi iki yarı iletken maddenin arasında nötr bölge yani yalıtkandan oluşur. Yan tarafta görüldüğü gibi üzerine uygulanan ters polarma gerilimi arttığı taktirde aradaki nötr bölge genişliler. Bu da iki yarı iletkenin aralarındaki mesafeyi arttırır. Böylece diyotun kapasitesi düşer. Gerilim azaltıldığında ise tam tersi olarak nötr bölge daralır ve kapasite artar. Varaktörler otomatik frekans kontrolü, frekans modülatörleri ve ayar devrelerinde kullanılırlar.

5. Şotki (Schottky) Diyotlar : Normal diyotlar çok yüksek frekanslarda üzerine uygulanan gerilimin yön değiştirmesine karşılık veremezler. Yani iletken durumdan yalıtkan duruma veya yalıtkan durumdan iletken duruma geçemezler. Bu hızlı değişimlere cevap verebilmesi için şotki diyotlar imal edilmiştir. Şotki diyotlar normal diyotun n ve p maddelerinin birleşim yüzeyinin platinle kaplanmasından meydana gelmiştir.

6. LED Diyotlar : Led ışık yayan bir diyot türüdür. LED’e doğru polarma uygulandığında P maddesindeki oyuklarla N maddesindeki elektronlar birleşim yüzeyinde nötrleşirler. Bu birleşme anında ortaya çıkan enerji ışık enerjisidir. Bu ışığın gözle görülebilmesi için ise P ve N maddelerinin birleşim yüzeyine "Galyum Arsenid" maddesi katılmıştır. Ledlerin, yeşil, kırmızı, sarı ve mavi olmak üzere 4 çeşit renk seçeneği vardır.

7. Enfraruj Diyotlar : İnsan gözünün göremeyeceği frekansta ışık yayan diyottur. Çalışma ilkesi LED'le aynıdır. Uzaktan kumandalı sistemlerin verici kısmında kızıl ötesi bilgi iletimi sağlamak amacıyla kullanılır.

8. Foto Diyotlar : Işığa duyarlı olarak iletime geçen diyotlardır. Foto sensörlerde yaygın olarak kullanılır. Bir optoelektronik devre elemanıdır. Fotodiyotlar devreye ters bağlanır, bu sebeple katot ucundan anot ucuna doğru elektrik akımı geçirirler. Üzerine düşen ışıkla beraber içinden geçmeye başlayan ters yöndeki sızıntı akımları yükselir. Bu akım kontrol amaçlı kullanılır. Foto diyot televizyon veya müzik setlerinin kumanda alıcılarında kullanılır.

9. PİN Diyotlar : PIN (pin, p-i-n, pozitif-has-negatif) diyotlar Katkı madde (yabancı madde) oranları yüksek P ve N tipi yarı iletken maddelerinden oluşan diyotun P-N eklemi arasına ince bir yalıtkan tabaka olan "I" parçası yerleştirilmiştir. Bu diyotlar doğru polarmada ayarlı bir direnç, ters polarmada ise sabit değerli bir kondansatör gibi çalışırlar. Pin diyotlar, alçak frekanslı (AF) ses sinyalleriyle, yüksek frekanslı (YF, HF) radyo sinyallerinin modülasyonunda, doğru polarma gerilimi değiştirilerek elektronik zayıflatıcı olarak kullanılırlar.

DİYOTLARIN KODLANMASI BA 128, AA 112

Optokuplörler : Optokuplorler içinde bir adet foto diyot ve bir adet de infaruj led barındıran bir elektronik devre elemanıdır. Bu infaruj led ve foto diyotlar optokuplörün içerisine birbirini görecek şekilde yerleştirilmişlerdir. İnfraruj ledin uclarına verilen sinyal aynen foto diyotun uclarından alınır. Fakat foto diyotun uçlarındaki sinyal çok çok düşük olduğu için bir yükselteçle yükseltilmesi gerekir. Bu devre elemanının kullanım amacı ise bir devreden diğer bir devreye, elektriksel bir bağlantı olmaksızın bilgi iletmektir. Aradaki bağlantı ışıksal bir bağlantıdır.

Diyodun Sağlamlık Testi Diyodun Uçlarının Bulunması Analog ve Dijital Ölçü Aletiyle Diyodun Sağlamlık Testi, Diyot Uçlarının Bulunması Diyodun Sağlamlık Testi Ölçü aletinin kırmızı probu diyodun bir ayağına, siyah prob diyodun diğer ayağına değdirilir. Şekil 4.22'de görüldüğü gibi değer okunmadığını görürsek ölçü aletinin probları ters çevrilir. Şekil 4.23'te görüldüğü gibi değer okunuyorsa diyodun sağlam olduğu sonucuna varılır. Sonuç olarak sağlam bir diyodun tek bir bağlantı yönünde iletime geçtiğini görmemiz gerekir. Diyodun Uçlarının Bulunması Diyodun sağlam olduğu anlaşıldıktan sonra anot-katot uçları bulunur. Dijital ölçü aletlerinde diyodun iletime geçtiği anda kırmızı probun bağlı olduğu diyot ayağı anot, siyah probun bağlı olduğu ayaksa katottur.

ÖNEMLİ BİLGİ-9 Analog ölçü aletlerinin büyük çoğunluğunda direnç skalasının başlangıç noktası voltaj skalasının başlangıç noktasına göre terstir. Bu sebeple alet direnç kademesindeyken ölçü aletinin pil kutup başları problara ters bağlanır. Sonuç olarak böyle bir analog ölçü aletinde yapılan diyot ölçümünde diyodun iletime geçtiği anda kırmızı probun bağlı olduğu diyot ayağı katot, siyah probun bağlı olduğu ayaksa anottur.

KÖPRÜ TİPİ (BRİGE, BLOCK) DİYOTLAR : a. İki Diyotlu Blok Diyotlar: Orta uçlu trafolu tam dalga doğrultmaç devrelerinin yapımında kullanılır. Üç ayaklıdır. Kenardaki iki ayağa AC uygulanırken, orta ayaktan ise DC (DA) çıkış alınır. İki diyotlu blok diyotlar günümüzde çok az kullanılmaktadır. İki diyotlu blok diyotların sağlamlık testi: Kenardaki uçlarla orta uç arasında yapılan ölçümlerde bir yönde 300 R - 3000 R , diğer yönde 50 K - 200 K'luk değerler okunmalıdır.

b- Dört diyotlu blok (köprü) diyotlar : Dört adet doğrultmaç diyotunun bir gövde içinde birleştirilmesiyle elde edilmiş olup dört ayağa sahiptirler. Bunlar devreye montajda kolaylık sağlar. Gövde üzerinde sinüsoidal (~) iþareti bulunan ayaklar AC giriş uçlarıdır. (+) ve (-) işareti bulunan ayaklar ise DC çıkış uçlarıdır. Köprü diyotların sağlamlık testi: Ohmmetre ile yapılan ölçümlerde, AC giriş uçları iki ölçümde de yüksek direnç ( 50 K - 200 K ), DC çıkış uçları bir yöndeki ölçümde küçük direnç ( 300 R - 3000 R ), diğer ölçümde ise yüksek direnç (50 K -200 K ) göstermelidir.

TRANSİSTÖRLER

Çift Kutup Yüzeyli Transistörler (BJT): BJT (Bipolar Junction Transistor ) çift birleşim yüzeyli transistördür. İki N maddesi, bir P maddesi ya da iki P maddesi, bir N maddesi birleşiminden oluşur.

Çift Kutup Yüzeyli Transistörler (BJT): Girişine uygulanan sinyali yükselterek gerilim ve akım kazancı sağlayan, gerektiğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılan yarı iletken bir elektronik devre elemanıdır. Uygulamada farklı kullanım alanlarına sahip çok sayıda transistör çeşidi vardır.

Transistörün Doğru ve Ters Kutuplanması : Transistör üç kutuplu bir devre elemanıdır. Devre sembolü üzerinde orta kutup beyz (B), okun olduğu kutup emiter (E), diğer kutup kollektör(C) olarak adlandırılır. Beyz akımının şiddetine göre kollektör ve emiter akımları ayarlanır. Transistorün çalışması için doğru yönde kutuplanması gerekir.

ÖNEMLİ BİLGİ-10 Transistörü Doğru Kutuplama Şartı : Beyz-emiter arasının doğru yönde kutuplanması gerekir. B-E arasını kutuplayan gerilim kaynağı VEE olarak adlandırılır. Beyz-kollektör arasının ters kutuplanması gerekir. B-C arasını kutuplayan gerilim kaynağı VCC olarak adlandırılır. Silisyum transistörler için B-E arası gerilimin (VBE) en az 0,7 V olması gerekir.Transistörün iletime geçebilmesi için B-E bölgesinin uygun seviyede gerilimlenmesi gerekir. Transistörün Ters Kutuplanması : B-E arasının ters kutuplanmasıyla transistör kesime gider. NPN transistörde beyz kutbu, emiter kutbuna göre daha alçak seviyede kutuplanacak olursa transistörün ters kutuplanması gerçekleşir.

NPN ve PNP Transistörde Akım Yönleri : Transistör çalışmaya başladığında IB (beyz akımı), IC (kollektör akımı) ve IE (emiter akımı) olmak üzere üç akım oluşur. transistörün en temel akım denklemi: IE = IB + IC

Vçk Vgr Transistör Polarma Şekilleri: Sabit Polarma : Sabit polarmada R1 direnci ile sağlanan baz polarması ile IC akımı sabit tutulur. Giriş işaretinin seviyesine bağlı çıkış işareti aynı oranda değişir. Giriş işaretinin fazlaca yükseldiği durumlarda transistör doyuma giderek çıkış işaretinde bozulmalar oluşur. Bozulmanın önemli olmadığı durumlarda veya giriş işaretinin kontrollü uygulandığı devrelerde kullanılır. RL R1 SABİT POLARMA +A Vgr Vçk

Transistör Polarma Şekilleri: Kendi Kendini Polarma : Bu tür polarmada; çıkış akımı, Rg direnci tarafından sağlanan baz polarması ile sabit tutulur. Giriş işaretinin IC akımında yaptığı etki Rg direnci ile baza yapılan geri besleme ile IC akımı kontrol altına alınmıştır. IC akımının belli değerler arasında kalması sağlanarak kazanç kontrolü sağlanır. +A RL Rg KENDİ KENDİNE POLARMA Vgr Vçk

Transistör Polarma Şekilleri: Karışık (Kombine) Polarma : Bu tür polarma ise çok sıkca karşılaşılan bir polarma şeklidir. Kontrol aralığı geniş ve kararlılık çok yüksektir. Re direnci DC açıdan transistörün IC akımını sabit tutar .C1 kondansatörü ile AC kazanç sağlanır.

Transistörde DC gerilim dağılımı: R1+R2 dirençleri R3 direncine pareleldir.Dolayısı ile R1+R2 gerilimi ile R3 gerilimi birbir- lerine eşittir. kollektör emiter baz Bir transistörde baz emiter arası gerilim sabit olduğundan Rg Rç (yani baz'dan uygulanan geri- limin dengeye hiç bir etkisi olmadığndan) VRç=VRg+Vbaz eşitliği her du- rumda geçerlidir. R1 R2 R3 Transistörde DC gerilim dağılımı: Polarma şekli veya tipi ne olursa olsun bir transistörün çevre gerilimlerinin vektörel toplamı SIFIR’dır. Bunun nedeni transistörün emiter baz birleşim yüzeyinin geriliminin her koşulda aynı olmasıdır. Bu durumda transistörün giriş ve çıkış devrelerinin besleme ve şase arasındaki paralelliğinden dolayı kirşof kanunu uygulanırsa gerilim dağılımının bu kurala uyduğu görülür.

Transistörde DC gerilim dağılımı: Transistörün doyumda olduğu durumda bu denge yine geçerlidir. Ancak ilk bakışta fark edilmeyebilir. Dikkat edilmesi gereken nokta toplamın bir noktadan başlayıp aynı yönde yapılması gerekir. Şekildeki örnekler için bu kuralı uygulayalım, İlk şekil için; emiter ucundan başlayalım, VBE=0.7v, VCB=1.3v , VCE=2v -VBE-VCB+VCE=0 - 0.7v -1.3v +2v = 0 olduğu görülür. ikinci şekil için ise ; -0.7v+0.6+0.1=0 olur. Bu şekilde bir transistör incelendiğinde transistörün durumu hakkında bilgi edinilebilir. Örneğin birinci şekil için; VCB < VCE olduğundan transistör aktif durumda çalışmaktadır. İkinci şekil için VCB > VCE olduğundan transistör doyum ‘dadır.

BJT TRANSİSTÖRLERDE AC BAĞINTILAR : EMİTERİ ORTAK BAĞLANTILI TRANSİSTÖR DEVRESİ. Transistör DC bakımdan uygun biçimde polarılıp, çalışmaya hazır duruma getirilince, artık girişine AC işaret uygulanabilir demektir. Ancak devreye AC işaret uygularken dikkat edilmesi gereken noktalar vardır. (1) AC İşaret kaynağının devreyi DC bakımdan yükleyerek polarmayı bozmaması için Vgr işaret kaynağı ile devre girişi arasında DC blokaj görevini yapan C 1 kondansatörü kullanılır. Şekil.a (2) Aynı nedenle çıkışa bağlanacak devrenin DC yükleme yapmasını önlemek için C 2 kondansatörü kullanılır. Şekil.b (3) Eğer C 1 ve C 2 kondansatörleri elektrolit iseler, kondansatörlerin (+) uçlarının (+) kaynak tarafına gelecek şekilde bağlanmaları gerekir Şekil.c

Bu devrede girişe uygulanan AC işaretin en iyi biçimde yükseltilerek çıkışa iletilebilmesi için DC polarmasının VCE = VCC/2 olacak biçimde sağlanması gerekir. VCE geriliminin VCC/2 değerinden büyük veya küçük olması halinde çıkış işaretinde bozulma oluşabilir.

EMİTERE BAĞLI RE DİRENCİNİN ETKİLERİ: Tek katlı bir emiteri ortak bağlı yükselteç AC açıdan 3 tip olabilir. 1) Emiter direnci tamamen devre dışı edilmiş (Şekil .a.) 2) Emiter direnci kısmen devre dışı edilmiş (Şekil .b.) 3) Emiter direnci tamamen devre içi edilmiş (Şekil .c.) Her üç bağlantı tipinin de özellikleri farklıdır. Birbirlerine çeşitli üstünlükleri vardır.

BJT TRANSİSTÖRÜN A, AB, B VE C TİPİ ÇALIŞMASI: Transistörün çalışma noktasının bulunduğu yere göre çalışma türü A, AB, B, C şeklinde sınıflandırılır. Bu sınıflama emiteri ortak devrede incelenecektir. Şekil A’da emiteri ortak bir devre, B’de ise çıkış I-V grafik ailesi görülüyor. Açıklamalar NPN tipi transistör için yapılacaktır. +Vcc Rc RB1 RB2 Vgr Vçk C1 C2 a)Devre b)Çıkış Grafiği Q1 Q2 Q3 Vce Ic Vcc Re+Rc IB0 IB1 IB2 IB3 IB4 Q4

TRANSİSTÖRÜN YÜKSELTEÇ OLARAK KULLANILMASI : Transistörün en önemli özelliğidir. Transistörün akım kontrollü akım kaynağı olarak çalışması neticesinde akım ve gerilim yükseltme işlemi gerçekleşir. Transistörün kuvvetlendirici olarak kullanılmasında en önemli iki parametresi α (alfa) ve β (beta)'dır. Not: Transistörler aktif çalışma bölgesinde kuvvetlendirici olarak çalıştırılırlar.

TRANSİSTÖRÜN ANAHTAR OLARAK KULLANILMASI : Transistörlerin anahtarlama elemanı olarak kullanılması oldukça yaygındır. Anahtarlama elemanı olarak kullanılmasında iki önemli nokta vardır: Kesim noktası ve doyum noktası. İyi bir anahtarlayıcı bu iki nokta arasında çok hızlı gidip gelebilmelidir. Diğer bir ifadeyle giriş düşük voltajda olduğu zaman çıkış yüksek voltaja çıkabilmeli, giriş yüksek voltajda olduğu zaman çıkış düşük voltaja inebilmelidir. RB direnci 10k değerindeyken anahtarlayıcının tepkisi; Giriş gerilimi 0V(düşük) çıkış gerilimi 5V(yüksek) (B) Giriş gerilimi 1,5V (yüksek) çıkış gerilimi 0,2V(düşük)

TRANSİSTÖR KODLAMALARI : Amerikan standardı da denebilen EIA (The Electronics Industries Association) standardı: Buna göre transistörler 2N ile başlayan ve bunu genellikle 2,3 veya 4 rakamın izlediği kodlarla isimlendirirler. Örnekler: 2N3055, 2N575, 2N3564 gibi. Avrupa standardı olan Pro Electron standardı: Buna göre transistörler, iki harf üç rakam ile (BC238 gibi) ya da üç harf iki rakam ile (ADY27 gibi) kodlandırılırlar. B ile başlayanlar silikon, A ile başlayanlar germanyumdur. İki harf üç rakam kodlular ticari, üç harf iki rakam kodlular endüstriyel transistörleri ifade ederler. Japon standardı olan JIS standardı: Buna göre transistörler 2S ile başlayıp bir harf ile birkaç rakam ile tamamlanan kodlarla ifade edilirler. (2S110 gibi). S’ den sonra gelen harf, transistörün npn’ mi yoksa pnp’ mi olduğu ve çalışma frekansı hakkında bilgi verir. Buna göre; A yüksek frekansda çalışan PNP transistörleri, C yüksek frekansda çalışan NPN transistörleri, ifade eder. Örneğin 2SB453, Japon standardına göre kodlanmış, düşük frekansda çalışan bir PNP transistördür. Eski standartlar: Avrupada eskiden kullanılan fakat artık kullanılmayan bir kodlama sistemi vardır. Buna göre transistörler, OC ve OD ile başlayıp iki yada üç rakam ile tamamlanan kodlarla ifade edilirler. (OC430 gibi) Yukarıda sözü edilen 4 ayrı kodlama standart durumundadır. Birbaşka deyişle; birçok transistör üretici firma aynı kodu kullanarak aynı özelliklerde transistörler yapmaktadırlar. Bir de sadece bir firmaya özel transistörler vardır. Örneğin TF77, Siemens tarafından özel imal edilen bir transistördür.

Örnekler : 2N EIA standardı 2SC Japon standardı; npn yüksek frekans AC Pro Elecktron standardı; germanyum, düşük güçlü, düşük frekanslarda çalışan, ticari transistörler. AD Pro Electron standardı; germanyum, güçlü, düşük frekanslarda çalışan,ticari transistörler. AF Pro Electron standardı; germanyum, düşük güçlü, frekanslarda çalışan, ticari transistörler. BC Pro Electron standardı; silikon, düşük güçlü, düşük frekanslarda çalışan, ticari transistörler. BCW Pro Electron standardı; silikon, düşük güçlü, düşük frekanslarda çalışan, Endüstriyel transistörler.

ÖNEMLİ BİLGİ-11 Bipolar transistörler genelde 2 ile başlayan 2N… 2SA… 2SB…. 2SC… veya AC…BD… BUX…. BUW… MJ…. ile başlayan isimler alırlar. Son zamanlarda transistörlarin çeşidi ve sayısı arttığı için bir katalog kullanmak zorunludur. 2N3055, 2SA1122, 2SB79,1 2SC1395, AC128, BD135, BUX80, BUW44, MJ3001 gibi… A ile başlayan transistörler Germanyum. B ile başlayan transistörler Silisyum dur, keza diyotlar için de bu geçerlidir, ikinci harfin anlamları şöyledir: A : Diyot C : Alçak frekans transistörü D : Güç transistörü dür. F : Yüksek frekans transistörü Y : Güç Diyodu Z : Zener Diyot AC128, BC108, AF139, BF439, AD165, BD135, AA139, BY101 gibi. Aynı kılıf içinde çift transistör varsa buna Darlington transistör adı verilir MJ3042 gibi. Bazı darlington transistörler kılıf içinde bir de diyot ihtiva ederler. Bir P tipi transistör push-pull olarak kullanıldığında, karakteristikleri benzer olan bir N tipi transistörle beraber kullanılır, buna 'Complementary' tamamlayıcı transistör adı verilir. MJ 2955 ile 2N3055 gibi.

ÖNEMLİ BİLGİ Analog ve Dijital Avometreyle Transistörün Sağlamlık Testi ve Uçlarının Bulunması: Şekilde transistörlerin iç yapısı diyot eş değer karşılıklarıyla gösterilmiştir. Diğer bir ifadeyle transistör testi yaparken bu eş değer modeller göz önünde bulundurularak test işlemi yapılabilir.

JFET: (Junction Field Effect Transistör) ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖRLER Ortadaki N maddesinin bir ucu D (drain–akaç) diğer ucu  ise S (source–kaynak) olarak adlandırılır. Ortadaki bu parça aynı zamanda kanal olarak adlandırılır.  Kanalın alt üst kısımlarındaki P tipi parçalar birleştirilmiş olup G (gate– kapı) olarak adlandırılır.. 

JFET: (Junction Field Effect Transistör) ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖRLER Yandaki şekle bakarsanız. VDD kaynağının negatif ucu source ucuna, pozitif ucu drain ucuna bağlanmıştır. Bu nedenle akacak olan ID akımı drain’den source’ ye doğrudur. VGG kaynağnın eksi ucu P maddesinden yapılmış olan gate ye, artı ucu ise source ye bağlanmıştır. Yani gate ve kanal ters polarmalanmıştır. Bu sebepten gate akımı IG =0 olacaktır.

JFET: (Junction Field Effect Transistör) ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖRLER VGG voltajının 0V olduğunu düşünelim. O zaman VDD voltajının oluşturduğu akım ID, drainden source ye  doğru ve maksimum olarak akacaktır. ID akımını sınırlayan sadece kanalın kesitidir. Bu kesit yada hacim de kadar  büyük olursa ID akımı da o kadar büyük olarak akacaktır.

JFET: (Junction Field Effect Transistör) ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖRLER VGG voltajını biraz pozitif olarak arttıralım .O zaman P maddesinden yapılmış gate ile N maddesinden yapılmış  olan kanal ters polarmalanacaktır. P maddesindeki boşluklar VGG kaynağından gelen elektronlarla doldurularak gate etrafında (p maddesi) bir yayılma alanı yaratacaktır. Gate ile source arasında sadece VGG voltaj kaynağı olduğu için gate–source arasında sadece VGG nin yaratığı ters polarizasyon, gate ile drain arasında VGG+VDD kaynağı olduğu için source–drain arasındaki ters polarizasyon VGG+VDD kadar olacaktır. Bu sebepten yayılmanın  profili source tarafında daha az, drain tarafında daha fazla olacaktır. Bu yayılma kanalı daralttığı için ID akımı azalacaktır. VGG voltajını daha da arttırırsak; alan iyice yayılarak bütün kanalı kapatır ve ID akımı sıfır olur.ID akımını sıfır yapan VGG voltajına Pinchoff voltajı Vp denir. 

JFET: (Junction Field Effect Transistör) ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖRLER Uygulama alanları; TV, video, kamera, bilgisayar, kesintisiz güç kaynağı, anten yükselteci, verici, alıcı vb. gibi hassas yapılı elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılır. Özellikleri: Giriş dirençleri transistörlere göre çok yüksektir. Radyasyon etkisi yoktur. Anahtar olarak kullanımları transistörlere göre daha kolaydır. Transistörlere göre daha az gürültülü çalışırlar. Sıcaklık değişimlerinden daha az etkilenirler. Gövde boyutları transistörlerden daha küçüktür. Yüksek frekanslı devrelerde kullanıma uygun yapıları vardır. Çalıştıkları frekans aralığı (bant genişliği) dardır.

MOSFET: (Metal-Oxside Semiconductor Field Effect Transistör ) MOSFET'lerin de ayakları JFET'ler gibi adlandırılmakla beraber aralarında teknik farklılıklar vardır. Kapı bölgesi gövdeden tamamen yalıtılmıştır. Bu sebeple giriş empedansları JFET'lerden de çok daha fazladır (yaklaşık 1x1014Ω, sonsuz olarak kabul edilebilir). N kanallı ve P kanallı olması yanında Kanal Oluşturmalı (Enhancement) ve Kanal Ayarlamalı (Depletion) iki farklı türü vardır.

MOSFET: (Metal-Oxside Semiconductor Field Effect Transistör )

ÖNEMLİ BİLGİ Şu ana kadar anlatılan MOSFET’ lerde tek kapı ucu (G) vardı. Çeşitli alanlarda çift kapılı MOSFET’ lere gerek duyulmaktadır. Şekilde çift kapılı N kanal endükleme (enhancement) tipi MOSFET’ in sembolik gösterilişi çizilmiştir. Bu tip MOSFET’ler konverter, karıştırıcı (mikser) ve AGC (otomatik kazanç kontrol) devrelerinde kullanılırlar. Dikkat: MOSFET'lerin kapı ucundaki silisyum oksit tabakası insan bedenindeki statik elektrikten etkilenip delinebilir. Bu denenle MOSFET'lerle çalışırken daha fazla dikkat etmek gerekir. Bu devre elemanlarının lehimlenmesinde topraklı ve düşük güçlü havyalar kullanılmalıdır. Uygulama Alanları: Bant genişliği ve çalışma frekansı JFET'lere oranla daha yüksek olan MOSFET'ler entegre yapımında ve hassas elektronik devrelerin üretiminde kullanılmaktadır. Bilgisayar teknolojilerinde yaygın olarak kullanılır.

MOSFET: (Metal-Oxside Semiconductor Field Effect Transistör ) MOSFET’ lerin elektrostatik yüklere karşı korumak için; Özel ambalajında muhafaza ediniz. Bacakları, devre dışında iken, birbirleri ile irtibatlandırınız. MOSFET’ e dokunmadan önce kendinizi topraklayarak üzerinizde elektrostatik yükü boşaltınız. MOSFET’e dokunacak her aleti (havya vs. gibi) mutlaka topraklayınız. Hassas yarı iletken devre elemanlarına ve mosfetlere özel bir dikkat gösteriniz. Çift kapılı MOSFET’lerde kullanılmayan kapı varsa bunu mutlaka doğrudan ya toprağa veya kaynağa ya da 1K direnç üzerinden toprağa irtibatlandırınız.