TRANSİSTÖRÇok çeşitli transistörler vardır. En çok bilineni BJT (bipolar junction transistor-çift kutup birleşimli transistor) tipidir. Diğer tip transistör ise MOSFET’dir. Tüm transistörler 3 terminale sahiptir. Düşük güçlü transistör kılıfları plastik veya metaldir. Plastik kılıflarda düz yüzey metallerde çıkıntı bacakların tanınmasını sağlar.Çoğu düşük güçlü transistör bacak yapısı aşağıda şekildeki gibidir. Transistör bacak isimleri; e: emiter b:base c:collector olup BJT sembolü şekilde görüldüğü gibidir.

BJT’yi kullanabilmek için;Emiter daha negatif terminaleKollektör emitere göre daha pozitif terminale Beyz emiterden daha pozitif (0,7V) terminale irtibatlanır.Bu şartlarda küçük akım beyz’de, daha büyük akım kolektörde, beyz akımı ve kolektör akımı toplamı emiterden dışarı akar. Akımlar aşağıda görüldüğü gibidir. Şekilde küçük akım ince gösterilir.

Transistör çalışmasına aşağıdaki devre örnek olarak verilebilir. S1 butonuna basılınca beyzden az akım geçtiğinden LP2 az ışık, kollektörden çok akım geçtiğinden LP1 çok ışık verir.

Aşağıdaki devrede transistor ün anahtar olarak kullanımı verilmektedir. Küçük beyz akımı daha büyük kolektör akımının geçmesini sağlıyor. Transistör anahtar olarak kullanılır. Anahtarlamaya örnek olarak küçük akımlı LDR kontrollü yüksek akımlı ışık yakma devresi verilebilir.

LDR (R1) ve VR1 birlikte gerilim bölücü oluşturur. Farklı ışık seviyelerinde anahtarlama seviyesini ayarlamak için potansiyometre kullanılır. R2 gerilim bölücüden gelen akımı limitler. Oda ışığı varken LP1 ışık vermeyecek şekilde

1

VR1 ayarlanır. LDR’ye ışık gelince LDR direnci yüksektir. Yüksek dirençte yüksek gerilim olur ve oluşan küçük beyz akımı transistor iletime (saturasyon) geçirir. Transistör kolektöründen 60mA akım akar ve LP1 ışık verir. Transistör anahtar gibi çalışır. Kollektör emiter arası direnci oldukça küçüktür.Bu devre tasarımında transistör kolektör-emiter dayanabileceği gerilim ve akım önemlidir. Ayrıca transistör hfe (akım kazancı) bilinmeli ve ona göre saturasyonda çalışacak şekilde beyz direnci seçilmelidir.Anahtarlama devresi 3 kademeli sistemdir.

Örnek tasarım; Voltaj bölücü basit elektronik termometredir.

Rt=R1+R2 Rt=4K7+4K7 Rt=9K4It=1,5/9K4 It=0,000159A Vr1=0,000159Ax4K7=0,75VTermistör direnci değiştikçe voltmetrenin bağlı olduğu noktadaki gerilim değişecektir. Başka bir termometre ile belirli sıcaklıkların voltmetrede ne kadar sapma yaptığı işaretlenerek sıcaklık kalibrasyonu yapılabilir.Bu devrenin çalıştığını gösteren LED ilave edilebilir.

TRANSİSTÖRÜN ÇALIŞMASIAktif ve pasif olmak üzere iki tür elektronik elemanı vardır. Pasif elemanlar güç yaratamaz ve gücü artıramaz. Direnç kondansatör bobin örnek verilebilir. Direç elektrik enerjisini ısı enerjisine çevirebilir. Bobin elektrik enerjisini manyetik güce çevirir. Aktif eleman olan transistörler küçük akımı büyük akıma dönüştürür. Bu dönüşümün enerjisi devrenin besleme kaynağından gelir.

VOLTAJ ve AKIM DEĞİŞİMİAşağıdaki devre bir anahtarlama devresidir. Beyz akımını ve kolektör akımını ölçen iki adet miliampermetre vardır.

VR1 potansiyometresi alt konumda 0 ohm iken beyz akımı 0 A kolektör akımı 0 A olur. VR1 potansiyometresi yukarıya doğru çevrildikçe R1 ve VR1 gerilim bölücü devresinde VR1 üzerindeki gerilim artar ve beyz akımı artar. Base akımı arttıkça grafikte görüldüğü gibi kolektör akımı artar.

2

Kollektör akımı beyz akımı ile doğru orantılıdır. 20uA iken kolektör akımı 2,5 mA, base akımı 30uA iken kolektör akımı 3,5mA olur. ∆Ib=30uA-20uA=10uA∆Ic=3,5mA-2,5mA=1mA (1000uA)∆Ic/∆Ib=1000/10=100Base akımı çıkıştaki akımı 100 kat büyütmektedir. Burada bu transitörün akım kazancı 100dür. Akım kazancı hfe ile gösterilir. Her transistör için bu değer transistör datasheetinde belirtilir.

Beyz-emitere uygulanan gerilim ve beyz akım ilişkisini gösteren grafik aşağıdaki şekildeki gibidir.

Beyz akım akışı 0,6V değerinde başlamaktadır. 0,7V olarak bu değer alınabilir. Doğru polarlanmış diyot üzerinde düşen gerilim değeridir. Çünkü beyz-emiter arasına diyot gibi P-N ekleminden oluşur.

Beyz akım ve kolektör gerilim ilişkisini gösteren eğri grafiği aşağıdaki gibidir. Beyz akımı 0 ike kolektör gerilimi maksimumdur. Beyz akımı arttıkça kolektör gerilimi azalmaktadır. Belirli bir beyz akım değerinden sonra ise kolektör gerilimi 0V değerine yakın olmaktadır. Kollektör geriliminin 0V olduğu duruma transistör saturasyonda (saturated) denilir. Grafikte görüldüğü gibi 37uA değerinde transistör saturasyona girmiştir. Beyz akımında artış olsa bile kolektör geriliminde değişme olmayacaktır.

TRANSİSTÖRÜN ANAHTAR OLARAK KULLANIMIBJT’nin en önemli özelliği kazanç (gain) özelliğidir. Kazanç katsayıdır herhangi birimi yoktur. Aşağıdaki şekilde anahtarlama devresi görülmektedir. Şemadaki A ve B hatları iki meral kontaktır aralarındaki mesafe 1mm dir. Devreye gerilim uygulanıca LED ışık vermez. İki kontağa kısa devre yapmadan parmakla temas edince, parmağın direnci ile LED ışık verir. Parmak nemlendirilirse LED daha fazla ışık verecektir. Parmaktan uA seviyesinde akım akışı olmaktadır. Parmağı çekince LED söner.

3

GÜÇ TRANSİSTÖRÜKüçük güçte olan BJT’ler LED ve düşük akım çeken flemanlı ampüller için uygundur. Bunların kolektörlerinden maksimum 100mA değerinde akım akabilir. Diğer elektronik elemanlar elektrik motoru ve parlak ışıklı lambalar daha fazla akım çekerler. Böyle çok akım çeken elemanlar güç transistörleri kullanılır. Bu tür transistörler 10A değerine kadar kolektörlerinden akım geçirebilir. Ancak burada bu akım geçişinde ısı oluşur ve BJT bozulur. Bunu önlemek için transistör üzerine soğutucuya montajı için metal delikli parça bulunur, vida ile transistör genelde alüminyum kanatlı parçaya monte edilir. Transistör üzerindeki ısının soğutucuya iletilmesi sağlanır. Soğutucu üzerindeki kanatlar transistor den alınan ısının ısının havaya iletimini sağlar. Ayrıca soğutucular siyaha boyanarak ısıyı daha iyi absorbe etmesi sağlanır. Isı iletiminin daha iyi olması için bu transistorün delikli metal kısım ile soğutucu metal arasına ısı pastası kullanılır. Metal kısımlar arasında boşluk olmazsa ısı daha iyi iletilir.

Normalde transistörlerde akım akışı yok iken cutoff (kesim) ve akım akışında saturasyonda direnç 0 değerindedir. P=I2XR formülünden R=0 ise P=0 olur.

TRANSİSTRLÜ ANAHTAR DEVRESİ TASARIMILDR ile karanlık olduğunda LED ışığını yakan devre tasarımı aşağıdaki şekilde verilmiştir. Transistör hfe=100 olarak verilmiştir.

Besleme gerilimi 6V olacak. Sensör modeli ORP2’dir. LED ışık verdiğinde 20mA akım çekecektir. Bunun için düşük güçlü transistör BC548 yeterlidir. Transistör iletime (saturasyon) geçince LED üzerinde 2V seri direnç R4 üzerinde 4V oluşur. Direcin değeri R=VR/It 4/0,020=200Ω devrede R4 değeri 200Ω olacak. Kullanılacak direncin gücü P=I2XR = 0,02)2X200=0,08W (80mW) olduğundan 1/4W (250mW) direnç yeterlidir.Kulllanılan LDR ışıkta 1K3 olduğu multimetre ile ölçülebilir. Transistörü iletime geçirmek için A noktasında 0,7V değerinden büyük olması gerkeir, 1,5V yeterlidir.I=E/R 6V/1300 = 0,004A(4uA) R1=4,5V/0,004 = 1125Ω (1,2K)

Hfe=Ic/Ib 100=0,020/Ib Ib=0,020/100 =0,0002 (200uA) transistorü saturasyonda tutacak minumum akımdır. Güvenli çalışma için bunun 5 katı alınır. 200X5=1000uAA noktası besleme=VR3 + Vbe VR3=1,5V-0,7=0,8V VR3=IbXR3 0,8V=0,001XR3 R3=0,8V/0,001=800R (820R) olmalıdır.R1=1,2K R3=820R R4=200R olmalıdır. Direnç üzerinden geçen akıma göre kullanılacak direnç gücü hesaplanır.

4