Transistörler Nedir? Nasıl Çalışır? 2. Bölüm |
ElektrikPort Akademi

Transistörler olmasaydı hayatımız nasıl olurdu hiç düşündünüz mü? Transistörler günümüzde hemen hemen tüm elektronik cihazların temelini oluşturuyor. Bilgisayarlar, akıllı telefonlar, televizyonlar ve her gün kullandığımız diğer tüm cihazlar... Peki transistör nedir? Nasıl çalışırlar? Bu yazımızda birlikte inceleyeceğiz.

A- A+

02.07.2015 tarihli yazı 186513 kez okunmuştur.

Transistör Devre Elemanları Jonksiyon Baz Kollektör Elektronik ElektrikPort Akademi

Şüphesiz 20. Yüzyılın en önemli buluşlarından biri olan transistörler günümüzde tüm elektronik cihazların temelini oluşturuyor. 1947 yılında Bell'in laboratuvarlarında geliştirilmesinin ardından elektronik bilimi çağ atladı ve çok hızlı bir şekilde gelişmeye başladı.

Dünyanın ilk transistörü. 1947 yılının yılbaşı tatili olmasından hemen önceki gün yani 31 Aralık 1946 yılında çekilen bu resim, gazetelerde ancak 6 ay sonra yayınlandı.

Bugün ise elektronik cihazlar evimizde, iş yerimizde, okulda aklımıza gelebilecek her yerde hayatımızı kolaylaştırmaya devam ediyor; Mikrodalga fırınlar, cep telefonları, güvenlik sistemleri, akıllı tahtalar... Daha binlerce farklı cihaz ve neredeyse tümünde transistörler kullanılıyor.

Transistör Nedir?

Transistörler bir gerilim yada akım kaynağı ile başka bir akım yada gerilim kaynağını kontrol etmeye yarayan elektronik devre elemanlarıdır. En çok kullanılan türleri BJT ve FET’lerdir. BJT’ler akım ile çalışırken FET'ler gerilimin oluşturduğu elektrik alanla çalışırlar. FET'ler günümüzde daha çok tümleşik sayısal devrelerde kullanılmaktadır. Transistörler üç bağlantıya sahiptirler. Bunlar bir BJT transitörde Base, Emitter ve Collector iken FET'lerde ise Gate, Drain ve Source dur.

Transistörün ilk olarak ticari bir üründe kullanımı ise "Sonotone 1010" isimli bir işitme cihazı sayesinde gerçekleşti. Ancak bu cihazın üretimi ise transistörün icadından 5 yıl sonra oldu.

Transistörler Nasıl Çalışır?

Transistörün temel çalışma prensibini anlayabilmek için onu bir musluk gibi düşünelim. Bu durumda musluğun suyu açmaya kapatmaya ve debisini ayarlamaya yarayan kulpunu BJT'lerde ki Base, FET'lerde ki Gate ucuna benzetebiliriz. Burada musluğun kulpuna uygulanan kuvvetin büyüklüğü suyun (yani akımın) akıp akmayacağını ya da ne kadar debiyle (akım şiddeti) akacağını belirler. Musluğa herhangi bir kuvvet uygulamadığımızda iç yapısındaki mekanizma suyun (akımın) akmasına engel olur (direnç gösterir). Bu durumda musluğun su tesisatına bağlı olduğu nokta, yani suyun musluğa girdiği nokta BJT'lerde Collector FET'lerde ise Source ucuna karşılık gelir. Suyun musluktan çıktığı nokta ise BJT'lerde Emitter, FET'lerde Drain ucudur. Lavabo giderini ise toprak olarak düşünebiliriz.

►İlginizi Çekebilir: Silisyum Transistör Devri Sona Mı Eriyor ?

Bu örnekle bir transistör arasındaki tek fark; muslukta suyun debisinin kontrolü el ile fiziksel bir kuvvetle yapılırken transistörlerde akımın kontrolü yine bir elektriksel kuvvet ile (BJT'lerde akım, FET'lerde gerilim) yapılmasıdır.

Transistörlerin İç Yapısında Neler Oluyor?

Transitörlerin çalışma mantığı bu kadar basit olsa da, iç yapısında gerçekleşen olaylar daha karmaşık algılanabilir. Fakat temel fizik bilgisiyle bu olayları anlayabilmek aslında o kadar da zor değildir. Transistörlerin çalışma yapısı kimya derslerinde öğrendiğimiz atomlar arasındaki bağlar ve fizik dersinde öğrendiğimiz elektrik alan prensiplerine dayanır. Transistörlerin iç yapısını daha iyi anlayabilmeniz için Veritasium'un hazırladığı videoyu sizler için Türkçe'ye çevirdik.

Videonun sağ altındaki seçeneklerden, Türkçe altyazıyı seçerek videoyu Türkçe altyazılı izleyebilirsiniz.

►İlginizi Çekebilir: Elektrik-Elektronik Mühendisliğinde Bilgisayar Programları

İster bir anahtar, ister bir yükseltici, isterse de bir üreteç işlevi görsün, bütün transistörler elektrik direncinin değişmesine dayalı olarak çalışır. Base akımı yada Gate gerilimi olamadığında Collector ile Emitter (yada Drain ile Source) arasındaki direnç o kadar yüksektir ki bu iki bağlantı arasında hemen hemen hiçbir akım geçemez. Ama Base bağlantısında küçük bir akım(Gate de küçük bir gerilim) aktarıldığında Collector ile Emitter (Drain ile Source) arasındaki dirençte çok büyük azalma olur. Dolayısıyla arasından akım geçebilir. Böylece transistör küçük bir akımın ya da gerilimin yardımıyla büyük bir akımı denetleyebilir.

►İlginizi Çekebilir: Geçmişten Günümüze Transistörler

Transistör bir anahtar olarak kullanıldığı zaman, giriş bağlantısına küçük bir akım (FET'lerde gerilim) verildiğinde güçlü bir elektrik akımının devresini tamamlamasına izin verir. Bir yükseltici ya da bir üreteç olarak kullanıldığı zaman zayıf bir sinyali güçlendirir. Zayıf sinyal küçük bir elektrik akımı ya da gerilimi biçiminde girişe (Base-Gate) uygulanır. Bu, Collector’ den Emitter'e (Source'dan Drain'e) büyük bir akımın geçmesine izin verir. Böylece güçlü bir sinyal üretilmiş olur.

Bu muhteşem icat hayatımıza girmeden önce transistörlerin işlevini büyük ve etrafa çok ısı yayan verimsiz lambalar üstlenmekteydi. Bilgisayarınızın içinde bunlardan milyarlarcasını düşünebiliyor musunuz?

1. Bölüme ulaşmak için TIKLAYIN