Transistörlerin çalişmasi

[admin]

TRANSİSTÖRLERİN ÇALIŞMASI

Normal kutuplanmış bir transistörde B-E jonksiyonu iletim yönünde C-B jonksiyonu ise tıkama yönünde kutuplanmıştır.Bu kutuplanış biçiminde baz-emetör jonksiyonu iletim yönünde kutuplanmış bir diyot gibi davranır.Emetör ve baz bölgesi çoğunluk taşıyıcıları difuzyonla B-E jonksiyonundan karşılıklı olarak geçerler.Jonksiyonun doyma akımı Is ile gösterilirse,emetör akımı ile jonksiyona uygulana gerilim arasında(2,8)ilişkisi geçerlidir.NPN ve PNP transistörleri için emetör akımları önceden belirttiği gibi birbirine ters olmaktadır.Diğer elektron akımlarıda birbirine ters orantılıdır.Akım yönlerinin ters olması nedeniyle her bir transistör için akım denklemi yazmak yerine akımların yönü,referans olarak transistöre doğru seçilir ve her iki transistör için geçerli olan bağıntıları elde edilir.
Emetör katkı yoğunluğu,baz bölgesi katkı yoğunluğuna göre çok fazla olduğundan emetör akımının büyük bir kısmı,emetörden baza geçen emetör bölgesi çoğunluk taşıyıcıları tarafından oluşturulur.Bu nedenle emetör akımı yaklaşık olarak emetör bölgesi çoğunluk taşıyıcılarının difuzyonla baza geçmesi ile meydana gelen akıma eşit alınabilir.Baz bölgesi genişliği emetörden baza geçen çoğunluk taşıyıcıların baz içerisinde difuzyonla kat ettiği yol yanında çok küçüktür.Bazda katkı yoğunluğu küçük ve bant genişliğide dar olduğundan baza geçen taşıyıcıların büyük bir çoğunluğu C-B jonksiyonuna erişir.bu sırada azda olsa bir miktar yük baz içerisine zıt yönlü taşıyıcı yükle karşılaşıp yok olur.
Emetörle baz bölgesi farklı tipten yarıiletkenlerdir.Emetörden difuzyonla baza geçen emetör bölgesi çoğunluk taşıyıcılar,baz içerisinde azınlık taşıyıcısı niteliğindedir.C-B jonksiyonu tıkama yönünde kutuplandığından bu jonksiyonda elektriksel alan baz içerisindeki azınlık taşıyıcısı niteliğinde olan taşıyıcı yüklerin kollektöre geçişini kolaylaştırır.Böylece emetörden harekete başlayan taşıyıcıların büyük bir kısmı kollektöre erişecektir.C-B jonksiyonu tıkama yönünden kutuplandığında kollektör bölgesi azınlık taşıyıcıları baza geçerek değeri küçük olan bir akım meydana getirirler.

NPN TİPİ YÜZEY BİRLEŞMELİ TRANSİSTÖRLER


1.Doğru polarizasyon altında NPN tipi bir transistörün elektriki olarak çalışması:

Pnp tipinde olduğu gibi,iki N tipi madde arasına çok ince P tipi bir madde sandviçe benzer şekilde yerleştirilirse NPN tipi transistör meydana gelir.Transistör uçlarına hiçbir gerilim uygulanmazsa emetör-baz birleşime bölgesinde e1Bundan başka PNP tipinde açıklandığı gibi NPN tipi transistörü meydana getiren N maddelerinden birinin elektron sayısı,yine aynı transistörün P maddesindeki oyuk sayısının 100 katıdır.

Yukarıdaki şekilde NPN transistör devresinde S2 açık iken S1anahtarı ile VCC bataryasını emetör-kollektör arasına bağlayalım.Bu anda VCC’nin eksi kutbu emetördeki serbest elektronları B1 birleşme alanına iterek B1 bölgesini iletken yapar.
VCC’nin artı kutbu da kollektördeki elektronları içine çekerek e2 settini dahada kuvvetlendirerek B2 bölgesini yalıtkan hale getirir.Bu şartlar altında teorik olarak transistörden akım geçmez.Aslında mikroamper değerinde küçük bir sızıntı akımı emetörden-kollektöre geçer.
VCC kaynağı devrede iken S2 yardımıyla VBB bataryasınıda devreye sokalım.Bu esnada VCC’nin eksi kutbu tarafından B1bileşme içine itilen serbest elektronlar VBB’nin artı artı kutbu yardımıyla çekileceklerinden serbest elektronların hızı artacaktır.
Baz kalınlığı çok ince olduğundan ve aynı zamanda bazdaki oyuk miktarı emetör ve kollektördeki elektron miktarına nazaran daha az olduğu için baz içinde elektron birleşmesi az olacak demektir.Fakat VCC,VBB’den çok büyük olduğu için baz bölgesinde hızları artmış olan elektronların %90’şi VCC’nin artı kutbu tarafından çekilerek B2 bölgesini iletken hale getirir.Böylelikle NPN tipi transistörün emetörden kollektörüne büyük bir elektron akım geçmiş olur.
B2 bölgesi iletken olduğundan emetörden gelen akımların%95’şi kollektöre geçiyor.Geriye kalan %15’i ise baz baz bölgesindeki oyukları dolduruyor.Bu anda oyuklar nötr olurlar.Nötr olan oyuk kadar baz içinde elektron çiftleri bağlarından koparak hem yeni hemde serbest elektronlar meydana getirirler.Bu serbest elektronlar dış çevreden Ib yönünde VBB üzerinden geçip emetöre girerler.Emetör içinden geçtikten sonra bazada devrelerini tamamlarlar.Buna (Ib) “BAZ AKIMI” denir.
NPN tipi bir transistörde Ic ve Ib akımları pozitif olarak kabul edilirler.Emetörden Ic ve Ib akımları geçer.