Transistör Nedir?
Transistör, küçük bir elektrik sinyalini yükseltmek veya anahtarlamak yani on-off şeklinde kontrol etmek amacıyla kullanabileceğimiz bir yarı-iletken devre elemanıdır. 3 veya daha fazla bacağı bulunan transistörün bacaklarından birisine uygulanan elektrik sinyali ile diğer bacakları arasındaki elektrik akımını kontrol edebiliriz.
Transistör Çalışma Prensibi
Transistörlerin çalışması, yarı iletken malzemelerin elektriksel özelliklerinden yararlanmaktadır. Yarı iletken malzemeler, elektriksel iletkenliği metallerden düşük, ancak yalıtkanlardan yüksek olan malzemelerdir. Yarı iletken malzemelerin iletkenliği, uygulanan sıcaklık ve gerilim gibi faktörlere bağlı olarak değişebilir.
Transistörler, üç farklı yarı iletken malzemenin bir araya getirilmesiyle oluşturulmaktadır. Bu malzemelerin her biri, farklı bir elektriksel özellik göstermektedir.
- Emitter (E): Emiter, transistörün çıkış ucudur. Emiter, çoğunluk taşıyıcılar (elektronlar veya hole’ler) açısından zengin bir malzemeden yapılır.
- Base (B): Base, transistörün kontrol ucudur. Base, çoğunluk taşıyıcılar açısından fakir bir malzemeden yapılır.
- Collector (C): Collector, transistörün giriş ucudur. Collector, çoğunluk taşıyıcılar açısından zengin bir malzemeden yapılır.
Transistörün çalışma prensibi, NPN ve PNP olmak üzere iki farklı şekilde açıklanabilir.
NPN Transistörler
NPN transistörlerde, emitter ve collector, çoğunluk taşıyıcılar açısından zengin olan elektron taşıyıcı malzemelerden yapılır. Base ise, çoğunluk taşıyıcılar açısından fakir olan hole taşıyıcı malzemeden yapılır.
NPN transistörün çalışması, aşağıdaki şekilde açıklanabilir:
- Base’e küçük bir akım uygulandığında, base bölgesinde bir elektron yoğunluğu oluşur.
- Bu elektron yoğunluğu, base-emitter birleşim bölgesindeki elektron difüzyonunu artırır.
- Artan elektron difüzyonu, collector-base birleşim bölgesindeki hole difüzyonunu da artırır.
- Sonuç olarak, collector bölgesinden emitter bölgesine doğru bir akım akar.
PNP Transistörler
PNP transistörlerde, emitter ve collector, çoğunluk taşıyıcılar açısından zengin olan hole taşıyıcı malzemelerden yapılır. Base ise, çoğunluk taşıyıcılar açısından fakir olan elektron taşıyıcı malzemeden yapılır.
PNP transistörün çalışması, aşağıdaki şekilde açıklanabilir:
- Base’e küçük bir akım uygulandığında, base bölgesinde bir hole yoğunluğu oluşur.
- Bu hole yoğunluğu, base-emitter birleşim bölgesindeki hole difüzyonunu artırır.
- Artan hole difüzyonu, collector-base birleşim bölgesindeki elektron difüzyonunu da artırır.
- Sonuç olarak, emitter bölgesinden collector bölgesine doğru bir akım akar.
Transistörün Kullanım Alanları
Transistörler, elektronik devrelerde çok çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. En yaygın kullanım alanları şunlardır:
- Anahtarlama: Transistörler, küçük bir sinyalle büyük bir akımı veya gerilimi kontrol etmek için kullanılabilir. Bu nedenle, anahtarlama devrelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
- Kuvvetlendirme: Transistörler, küçük bir sinyali yükseltmek için kullanılabilir. Bu nedenle, amplifikatör devrelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
- Sayısal işlemler: Transistörler, sayısal işlemler yapmak için kullanılabilir. Bu nedenle, mikroişlemciler ve mikrodenetleyiciler gibi dijital devrelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Transistörlerin Tarihçesi
Transistörlerin bulunması, elektronik alanında devrim niteliği taşımıştır. Transistörlerin bulunmasından önce, elektronik devrelerde vakum tüpleri kullanılmaktaydı. Vakum tüpleri, transistörlere göre daha büyük, daha az verimli ve daha pahalıydı. Transistörlerin bulunmasıyla birlikte, elektronik devreler daha küçük, daha verimli ve daha ucuz hale geldi.
Transistörlerin ilk olarak 1947 yılında John Bardeen, Walter Brattain ve William Shockley tarafından icat edildiği kabul edilmektedir. Bu üç bilim insanı, transistör icatlarından dolayı 1956 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü kazanmışlardır.
Transistörün Geleceği
Transistörler, günümüzde elektronik devrelerde en yaygın kullanılan devre elemanları arasındadır. Transistörlerin gelecekte de elektronik devrelerde önemli bir roltr