Elektronik Devre Elemenları Tanıtımı

  • Konbuyu başlatan Klavyeah
  • Başlangıç tarihi

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
Pasif Devre Elemanları
Bir elektronikçinin başarılı bir çalışma yapabilmesi için, öncelikle kullanacağı devre elemanlarının özelliklerini iyi bilmesi gerekir.

Elektronik Devre Elemanları İki Gruba Ayrılır:
Pasif Devre Elemanları
Aktif Devre Elemanları
Bunlarda kendi aralarında gruplara ayrılmaktadır..

Pasif Devre Elemanları:
Dirençler
Kondansatörler
Bobinler


Aktif Devre Elemanları
Diyotlar
Transistörler
Entegre Devreler
Pasif devre elemanları, genel amaçlı elemanlardır. Hemen hemen her elektronik devrede bulunurlar. Bu nedenle, bu elemanların genel yönleriyle tanınmaları, amaca uygun olarak kullanılmaları bakımından yeterlidir.

Aktif devre elemanları, ise özel amaçlı elemanlardır. Kullanılacak devrenin özelliğine göre, aktif devre elemanlarının özellikleri ve türleri de değişmektedir.

Dirençler
Direnç Nedir?
Direnç kelimesi, genel anlamda, "bir güce karşı olan direnme" olarak tanımlana bilir. Elektrik ve elektronikte direnç, iki ucu arasına gerilim uygulanan bir maddenin akıma karşı gösterdiği direnme özelliğidir. Kısaca; elektrik akımına gösterilen zorluğa DİRENÇ denir. Direnç"R" veya "r" harfi ile gösterilir, birimi ohm dır

direncyeni%20a.jpg


Bir "E" gerilim kaynağına "R" direncinden, Şekil 1.1'de gösterilmiş olduğu gibi, bir " I " akımı akar.Bu üç değer arasında Ohm kanununa göre şu bağlantı vardır.E=I.RBirimleri:
E: Volt I: Amper R: Ohm

Direnç Türleri:
Dirençler iki gruba ayrılır:
Büyük güçlü dirençler
Küçük güçlü dirençler
Büyük Güçlü Dirençler;:
2W üzerindeki dirençler büyük güçlü direnç grubuna girer.
Küçük Güçlü Dirençler;
Küçük güçlü dirençlerin sınıflandırılması:
Sabit Dirençler
Ayarlı Dirençler
Termistör (Terminstans)
Foto Direnç (Fotorezistans)
Gerek büyük güçlü olsun, gerekse de küçük güçlü olsun, bütün dirençlerin belirli bir dayanma gücü vardır.
Bir Direncin Harcadığı Güç:
U: Dirençteki gerilim düşümü (Volt)
R: Direncin değeri (Ohm)
I: Geçen akım (Amper)
P: Direncin gücü (Watt)
Direnç Üzerinde Harcanan Güç Üç Şekilde İfade Edilir:
Akım ve gerilim cinsinden: P=U.I 'dır
Akım ve dirençcinsinden; (ohm kanununa göre): U=I.R 'dir.
Bu "U" değeri P=U.I 'da yerine konulursa: P= I2R olur.
Gerilim ve dirençcinsinden; (ohm kanununa göre): I=U/R 'dir.
Bu "I" değeri, P=U.I 'da yerine konursa, P= U2/R dır

Sabit Dirençler
Yapısı ve çeşitleri:
Sabit dirençler yapıldığı malzemenin cinsine göre üçe ayrılır:
Karbon dirençler
Telli dirençler
Film dirençler
Film dirençler de ikiye ayrılır.
İnce film dirençler
Kalın film [Cermet "Sörmit" Okunur] dirençler

Karbon Dirençler
Karbon direncin yapısı:
Karbon direnç kömür tozu ile, reçine tozunun eritilmesi ile elde edilir.
Karbon dirençler 1Ω dan başlayarak bir kaç mega Ohm a MΩ kadar üretilmektedir.
Başlıca kullanım alanları:
Bütün elektronik devrelerde en çok kullanılan direnç dir

Telli Dirençler
Telli dirençler gerek sabit direnç, gerekse de ayarlanabilen direnç olmak üzere, değişik güçlerde ve omajlar da üretilebilmektedir.
Telli Direncin Yapısı:
Telli dirençlerde, sıcaklıkla direnç değerinin değişmemesi ve dayanıklı olması için, Nikel-Krom, Nikel-Gümüş ve konstantan kullanılır.

Telli dirençler genellikle seramik gövde üzerine iki katlı olarak sarılır. Üzeri neme ve darbeye karşı verniklidir. Yalnızca ayarlı dirençte, bir hat boyunca tellerin üzeri kazınır.

10 Ω ile 100 KΩ arasında 30 W 'a kadar üretilmektedir.


Başlıca kullanım alanları:
Telekominikasyon ve kontrol doğrultucularda kullanılır.
Tellerin çift katlı sarılmasıyla endüksiyon etkisi kaldırılabildiğinden yüksek frekans devrelerinde tercih edilir.
Küçük güçlülerde ısınmayla direnci değişmediğinden ölçü aletlerinin ayarında etalon (örnek) direnç kullanılır.

Dezavantajları:
Direnç telinin kopması, çok yer kaplaması ve büyük güçlü olanlarının ısınması gibi dezavantajları vardır

Film kelimesi dilimize İngilizce 'den geçmiştir. Türkçe karşılığı zar ve şerit anlamına gelmektedir direnç şerit şeklinde yalıtkan bir gövde üzerine sarılmıştır. Bu durumu, bir fotoğraf filminin sarılışına benzetebiliriz.

İki tür film direnç vardır:
İnce film dirençler
Kalın film dirençler
1. İnce Film Dirençler:
İnce film dirençler şu şekilde üretilmektedir
Cam veya seramik silindirik bir çubuk üzerine Saf Karbon Nikel - Karbon Metal - Cam tozu karışımı "Metal oksit" gibi değişik direnç sprey şeklinde püskürtülür.

Püskürtülen bu direnç maddesi, çok ince bir elmas uçla veya Lazer ışınıyla belirli bir genişlikte, spiral şeklinde kesilerek şerit sargılar haline dönüştürülür.
Şerit sargıdan biri çıkarılarak diğer sargının sarımları arası izole edilir. Şerit genişliği istenilen şekilde ayarlanarak istenilen direnç değeri elde edilir

2. Kalın Film (Cermet) Dirençler:
Kalın film dirençler, seramik ve metal tozları karıştırılarak yapılır. Seramik ve metal tozu karışımı bir yapıştırıcı ile hamur haline getirildikten sonra, seramik bir gövdeye şerit halinde yapıştırılır fırında yüksek sıcaklıkta pişirilir.
Yukarıda açıklanan yöntemle, hem sabit hem de ayarlı direnç yapılmaktadır.
 
Konu Sah

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
Ayarlı Dirençler
Yapıları:
Ayarlı dirençler, direnç değerinde duruma göre değişiklik yapılması veya istenilen bir değere ayarlanması gereken devrelerde kullanılırlar.
Karbon, telli ve kalın film yapıda olanları vardır.
Aşağıda çeşitlerini anlatırken yapıları da daha geniş olarak anlatacağım.
Çeşitleri:
Ayarlı dirençler iki ana gruba ayrılır:
Reostalar
Potansiyometreler
Reostalar
Reostalar, sembollerinden de anlaşıldığı gibi iki uçlu ayarlanabilen dirençlerdir. Bu iki uçtan birine bağlı olan kayıcı uç, direnç üzerinde gezdirilerek, direnç değeri değiştirilir.


Reostaların da karbon tipi ve telli tipleri vardır. Sürekli direnç değişimi yapan reostalar olduğu gibi, kademeli değişim yapan reostalarda vardır.

Reostanın başlıca kullanım alanları:
Laboratuarlarda etalon direnç olarak, yani direnç değerlerinin ayarlanmasında ve köprü metodunda direnç ölçümlerinde, değişken direnç gerektiren devre deneylerinde, örneğin diyot ve transistor karakteristik eğrileri çıkarılırken giriş, çıkış gerilim ve akımlarının değiştirilmesinde ve benzeri değişken direnç gerektiren pek çok işlemde kullanılır

Potansiyometreler
Potansiyometreler üç uçlu ayarlı orta uç, direnç üzerinde gezinebilir

potansiyemetre_sekil1.8.jpg


Potansiyometreler,direnç değerinin değiştirilmesi yoluyla gerilim bölme, diğer bir deyimle çıkış gerilimini ayarlama işlemini yapar.

Potansiyometre Çeşitleri:
Potansiyometreler aşağıdaki üç grup altında toplanabilir.
Karbon Potansiyometreler
Telli Potansiyometreler
Vidalı Potansiyometreler

Karbon Potansiyometreler
Karbon potansiyometreler, mil kumandalı veya bir kez ön ayar yapılıp, bırakılacak şekilde üretilmektedir. Ayar için tornavida kullanılır. Bu türdeki potansiyometreye "Trimmer potansiyometre" (Trimpot) denmektedir

potansiyemetre_sekil1.9a.gif

(a) Mil Kumandalı

potansiyemetre_sekil1.9b.gif

(b) Tornavida Ayarlı Trimpot

A: Lineer potansiyometre çıkış gerilimindeki değişim
B: Logaritmik potansiyometre çıkış gerilimindeki değişim

potansiyemetre_sekil1.10.gif


Şekil 1.10 'da gösterilmiş olduğu gibi karbon potansiyometreler. Lineer (doğrusal) veya logaritmik (eğrisel) gerilim ayarı yapacak şekilde üretilir.

Şeklin köşesinde karakteristik eğrileri çıkarılan potansiyometre görülmektedir.

Yatay koordinat ekseni, potansiyometre fırçasının "a" ucuna göre dönüş açısını, gösteriyor.

Düşey koordinat ekseni ise, a-s uçlarından alınan Vas geriliminin , a-e uçları arasındaki Vae gerilimine oranını (Vas/Vae) göstermektedir.

Aynı şeyleri direnç değerleri üzerinde de söylemek mümkündür.

Şekilde, noktalı olarak çizilmiş olan A doğrusu, lineer potansiyometreye, B eğrisi ise logaritmik potansiyometreye aittir.

Potansiyometre fırçası "a" ucunda iken Vas çıkış gerilimi sıfır 'dır.

Fırçanın 90° döndürülmüş olduğunu kabul edelim:
Potansiyometre lineer ise; Vas = 32/100*Vae = 0,32Vae olur.
Potansiyometre logaritmik ise; Vas = 8/100*Vae = 0,08Vae olur.
Yükselteçlerde volüm ve ton kontrolünde logaritmik potansiyometrelerin kullanılması uygun olur.

Dirençlerin hangi türden olduğunun anlaşılmasını sağlamak için, omaj değerinden sonra "lin" veya "log" kelimeleri yazılır.

Telli Potansiyometreler
Telli potansiyometreler, bir yalıtkan çember üzerine sarılan teller ile bağlantı kuran fırça düzeninden oluşmaktadır.bu tür potansiyometrelerin üzeri genellikle açıktır. Tel olarak Nikel-Krom veya başka rezistans telleri kullanılır.

Vidalı Potansiyometreler

Vidalı potansiyometrede, sonsuz vida ile oluşturulan direnci taramaktadır. Üzerinde hareket eden bir fırça, kalın film (Cermet) yöntemiyle oluşturulan direnci taramaktadır. Fırça potansiyometrenin orta ayağına bağlıdır. Böylece orta ayak üzerinden istenilen değerde ve çok hassas ayarlanabilen bir çıkış alınabilmektedir.

Potansiyometrelerin başlıca kullanım alanları:
Potansiyometreler elektronikte başlıca üç amaç için kullanılırlar;

Ön ayar için
Genel amaçlı kontrol için
İnce ayarlı kontrol için
 
Konu Sah

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
Kondansatörler
Önbilgiler:
Kondansatör, DC akımı geçirmeyip, AC akımı geçiren devre elemanıdır.

Kondansatörün Yapısı:
Kondansatör şekil 1.6 'da görüldüğü gibi, iki iletken plaka arasına yalıtkan bir maddenin yerleştirilmesi veya hiç bir yalıtkan kullanılmaksızın hava aralığı bırakılması ile oluşturulur. Kondansatörler yalıtkan maddenin cinsine göre adlandırılır.

Kondansatörün sembolü:
Değişik yapılı kondansatörlere göre, kondansatör sembollerinde bazı küçük değişiklikler vardır

sekil19bn.jpg


kondansatorsembol9tm.jpg


Kondansatörün Çalışma Prensibi:
Kondansatörün bir DC kaynağına bağlanması ve şarj edilmesi:
Şekil 1.17(a) 'da görüldüğü gibi kondansatör bir DC kaynağına bağlanırsa, devreden Şekil 1.17(b) 'de görüldüğü gibi, geçici olarak ve gittikçe azalan IC gibi bir akım akar. IC akımının değişimini gösteren eğriye kondansatör zaman diyagramı denir.

Akımın kesilmesinden sonra kondansatörün plakaları arasında, kaynağın Vk gerilimine eşit bir VC gerilimi oluşur.

Bu olaya, kondansatörün şarj edilmesi, kondansatöre de şarjlı kondansatör denir.

"Şarj" kelimesinin Türkçe karşılığı "yükleme" yada "doldurma" dır.

seki5qs.jpg


sek4nk.jpg


sekil119ig.jpg


Kondansatör Devresinden Akım Nasıl Akmalıdır?
Şekil 1.17(a)' daki devrede, S anahtarı kapatıldığında aynı anda kondansatör plakasındaki elektronlar, kaynağın pozitif kutbu tarafından çekilir, kaynağın negatif kutbundan çıkan elektronlar, kondansatöre doğru akmaya başlar. Bu akma işlemi, kondnsatörün plakası daha fazla elektron veremez hale gelinceye kadar devam eder.

Bu elektron hareketinden dolayı devreden bir IC akımı geçer. IC akımının yönü elektron hareketinin tersi yönündedir.

Devreden geçen IC akımı, bir DC ampermetresi ile gözlenebilir. S anahtarı kapanınca ampermetre ibresi önce büyük bir sapma gösterir. Sonra da, ibre yavaş yavaş sıfıra gelir. Bu durum devreden herhangi bir akım geçmediğini gösterir. IC akımına şarj akımı denir.

Devre akımının kesilmesinden sonra yukarıda da belirtildiği gibi kondansatör plakaları arasında VC=Vk oluşur.

VC gerilimine şarj gerilimi denir.

VC geriliminin kontrolü bir DC voltmetre ile de yapılabilir. Voltmetrenin "+" ucu, kondansatörün, kaynağın pozitif kutbuna bağlı olan plakasına, "-" ucu da diğer plakaya dokundurulursa VC değerinin kaç volt olduğu okunabilir. Eğer voltmetrenin uçları yukarıda anlatılanın tersi yönde bağlanırsa voltmetrenin ibresi ters yönde sapar.

Kondansatörde Yük, Enerji ve Kapasite;
Şarj işlemi sonunda kondansatör, Q elektrik yüküyle yüklenmiş olur ve bir EC enerjisi kazanır.

Kondansatörün yüklenebilme özelliğine kapasite (sığa) denir. C ile gösterilir.

Q, EC, C ve uygulanan V gerilimi arsında şu bağlantı vardır.

Q=C.V EC=CV2/2

Q: Coulomb (kulomb)
V: Volt
C: Farad (F)
EC: Joule (Jul)
Yukarıdaki bağlantıdan da anlaşıldığı gibi, C kapasitesi ve uygulanan V gerilimi ne kadar büyük ise Q elektrik yükü ve buna bağlı olarak devreden akan IC akımı da o kadar büyük olur.

Kondansatörün kapasite formülü:
C = ε0.εr.(A/d)

ε0: (Epsilon 0): Boşluğun dielektrik katsayısı (ε0=8.854.10-12)

εr: (Epsilon r): Plakalar arsında kullanılan yalıtkan maddenin İZAFİ1 dielektrik (yalıtkanlık) sabiti.(Tablo 1.6)

A: Plaka alanı
d: Plakalar arası uzaklık
A ve d değerleri METRİK sistemde (MKS) ifade edilirse, yani, "A" alanı (m) ve "d" uzaklığı, metre (m2) cinsinden yazılırsa, C' nin değeri FARAD olarak çıkar.

Örneğin:
Kare şeklindeki plakasının her bir kenarı 3 cm ve plakalar arası 2 mm olan, hava aralıklı kondansatörün kapasitesini hesaplayalım.

A ve d değerleri MKS' de şöyle yazılacaktır:
A=0,03*0,03=0,0009m2 = 9.10-4 m2

d=2mm=2.10-3m ε0 = 8,854.10-12

Hava için εr=1 olup, değerler yerlerine konulursa:

C=8,854.10-12.4,5.10-1=39,843.10-13 F=3,9PF (Piko Farad)1 olur.

NOT:
1 İZAFİ kelimesi, yalıtkan maddenin yalıtkanlık özelliğinin boşluğunkinden olan farkını göstermesi nedeniyle kullanılmaktadır. İzafinin, öz türkçesi, "göreceli" dir.

AC Devrede Kondansatör:
Yukarıda DC devrede açıklanan akım olayı, AC devrede iki yönlü olarak tekrarlanır. Dolayısıyla da, AC devredeki kondansatör, akım akışına karşı bir engel teşkil etmemektedir. Ancak bir direnç gösterir.

Kondansatörün gösterdiği dirence kapasitif reaktans denir.

Kapasitif reaktans, XC ile gösterilir. Birimi Ohm dır

XC = (1 / ω C ) = (1 / 2 π f C ) 'Ohm olarak hesaplanır.

XC = Kapasitif reaktans
ω = Açısal hız (Omega)
f = Frekans (Hz)
C = Kapasite (Farad)
Yukarıdaki bağlantıdan da anlaşıldığı gibi, kondansatörün XC kapasitif reaktansı; C kapasitesi ve f frekansı ile ters orantılıdır. Yani kondansatörün kapasitesi ve çalışma frekansı arttıkça kapasitif reaktansı, diğer bir deyimle direnci azalır.
Sabit Kondansatörler
Sabit kondansatörler kapasitif değeri değişmeyen kondansatörlerdir.

Yapısı ve Çeşitleri:
Kondansatörler, yalıtkan maddesine göre adlandırılmaktadırlar.

Sabit kondansatörler aşağıdaki gibi gruplandırılır:
Kağıtlı Kondansatör
Plastik Film Kondansatör
Mikalı Kondansatör
Seramik Kondansatör
Elektrolitik Kondansatör

Kağıtlı Kondansatör
Kondansatörlerin kapasitesini arttırmak için levha yüzeylerinin büyük ve levhalar arasında bulunan yalıtkan madde kalınlığının az olması gerekir.
Bu şartları gerçekleştirirken de kondansatörün boyutunun mümkün olduğunca küçük olması istenir.
Bu bakımdan en uygun kondansatörler kağıtlı kondansatörlerdir.
Çok yaygın bir kullanım alanı vardır.
bir kağıt, bir folyo ve yine bir kağıt bir folyo gelecek şekilde üst üste konur. Sonra da bu şerit grubu silindir şeklinde sarılır.

Bağlantı uçları (elektrotlar) aliminyum folyolara lehimlenir.

Oluşturulan silindir, izole edilmiş olan metal bir gövdeye konarak ağzı mumla kapatılır. Yada üzeri reçine veya lak ile kaplanır

Plastik Film Kondansatör
Plastik film kondansatörlerde kağıt yerine plastik bir madde kullanılmaktadır.
Bu plastik maddeler:
Polistren, poliyester, polipropilen olabilmektedir.

Hassas kapasiteli olarak üretimi yapılabilmektedir. Yaygın olarak filtre devrelerin de kullanılır.

Üretim şekli kağıt kondansatörlerin aynısıdır.

Mikalı Kondansatör
Mika, "εr" yalıtkanlık sabiti çok yüksek olan ve çok az kayıplı bir elemandır. Bu özelliklerinden dolayı da, yüksek frekans devrelerinde kullanılmaya uygundur.
Mika tabiatta 0.025 mm 'ye kadar ince tabakalar halinde bulunur. Kondansatör üretiminde de bu mikalardan yararlanılır.
İki tür mikalı kondansatör vardır:
Gümüş kapalnmış mikalı kondansatör.
Aliminyum folyolu kaplanmış mikalı kondansatör.
Gümüş Kaplanmış Mikalı Kondansatör:
Bu tür kondansatörlerde mikanın iki yüzüne gümüş üskürtülmektedir. Oluşturulan kondansatöre dış bağlantı elektrotları lehimlenerek mum veya reçine gövde içerisine yerleştirilir.
Şekil.1.20 'de değişikı boydaki mikalı kondansatörler gösterilmektedir.

Alüminyum Folyo Kaplanmış Mikalı Kondansatör:
Gümüş kaplama çok ince olduğundan, bu şekilde üretilen kondansatör büyük akımlara dayanamamaktadır. Büyük akımlı devreler için, mika üzerine alüminyum folyo kaplanan kondansatörler üretilmektedir.
Mikalı kondansatör ayarlı (trimmer) olarak ta üretilmektedir

Seramik Kondansatör
Seramiğin yalıtkanlık sabiti çok büyüktür. Bu nedenle, küçük hacimli büyük kapasiteli seramik kodansatörler üretilebilmektedir.
Ancak, seramik kondansatörlerin kapasitesi, sıcaklık, frekans ve gerilim ile %20 'ye kadar değiştiğinden, sabit kapasite gerektiren çalışmalarda kullanılamaz. Fakat, frekens hassasiyetinin önemli olmadığı kuplaj, dekuplaj kondansatörü olarak ve sıcak ortamlarda kullanılır
Elektrolitik Kondansatörler
Elektrolitik kondansatörler büyük kapasiteli kondansatörlerdir.
Yaygın bir kullanım alananı vardır. Özellikle, doğrultucu filtre devrelerinde, gerilim çoklayıcılarda, ses, frekens yükselteçlerinde, kuplaj ve dekuplaj devrelerinde, zamanlama devrelerinde yararlanılmaktadır.

İki tür elektrolitik kondansatör vardır:
Aliminyum plakalı
Tantalyum (tantalıum) plakalı
Alüminyum Plakalı Elektrolitik Kondansatör
Aliminyum plakalı elektrolitik kondansatörün yapısı verilmiştir.
Şekilde görüldüğü gibi kondansatör yapısı şöyledir:

Birinin yüzü okside edilmiş ve iki elektrot bağlanmış olan şerit şeklindekiiki aliminyum plaka
Plakaların arasında elektrolitik emdirilmiş kağıt
Bunlar silindir şeklinde sarılarak kondansatör oluşturulmaktadır. Oksit tabakası yalıtkan olduğundan plakalar arası yalıtkanlığı sağlamaktadır.

Aliminyum oksitli plakaya bağlı elektrot pozitif (+), aliminyum plakaya bağlı elektrot da negatif (-) olarak adlandırılır.

Devreye bağlantı da "+" elektrot, devrenin pozitif tarafına, "-" elektrotta negatif tarafına bağlanmalıdır. Ters bağlantıda anot üzerindeki oksit tabakası kalkar ve geçen akımla elektrolitik kimyasal reaksiyona uğrar ve ısınıp şişerek kondansatörü patlatır.
Kağıda emdirilmiş olan elektrolitik, iletken bir madde olup, gövdesi oksit tabakasının zamanla ve küçük değerli aşırı gerilimlerde bozulmasını önlemektedir.

Tantalyumlu Elektrolitik Kondansatör
Bu tür kondansatörde de anot, oksit kaplı tantalyum şerit ve katot da yalnızca tantalyumdur. Yapımı Aliminyum elektrotlu kondansatör ile aynıdır.

Farkı: Tantalyum oksidin yalıtkanlık sabiti daha büyüktür.

Elektrolitik kondansatörlerin avantajları ve dezavantajları:
Avantajları:
Hacmi küçük, kapasitesi büyüktür. Maliyeti düşüktür.

Dezavantajları:
Kaçak akımı büyüktür.Ters bağlantı halinde yanar

1ppm =10-6 kapasite birimidir.
Örneğin 300ppm/°C 'nin anlamı; her sıcaklık derecesi altında, kapasite 300*10-6F artmaktadır.
"+"ppm = Sıcaklık arttıkça kapasite de artıyor anlamındadır.
"-"ppm = Sıcaklık arttıkça kapasite de küçülüyor anlamındadır.
Tan= RS/XC kayıp sabitidir. Rs plakalar arası yalıtkandaki enerji kaybını sembolize etmektedir. Kondansatöre seri bağlı bir RS direnci varmış gibi düşünülür. RS ve dolayısıyla da "tan" küçük olursa kondansatör o kadar kaliteli demektir.


Ayarlı Kondansatörler
Ayarlı Kondansatörler, kapasitif değerleri değişik yöntemler ile değiştirilebilen kondansatörlerdir.Kullanılma yerine göre değişik yapıda ve çeşitli boyutlarda üretilmektedirler. üç şekilde de sembolize edilebilir.

sekil12mk.jpg


Çeşitleri:
Ayarlı kondansatörler üç gruba ayrılır:
Büyük boy değişken kondansatörler (Varyabl kondansatör) Küçük boyutlu değişken kondansatörler (Trimer) Değişken kapasiteli diyotlar (Varaktör)
Büyük Boy Ayarlı (Varyabl) Kondansatörler
Bu gruba giren kondansatörler, İngilizce adı ile varyabl (variable) olarakta anılmaktadır. "Varyabl" kelimesinin Türkçe karşılığı "değişken" kelimesidir. Varyabl kondansatörler paralel bağlı çoklu kondansatörden oluşmaktadır. Bu kondansatörlerin birer plakası sabit olup, diğer plakaları ve bir mil ile döndürülebilmektedir. Böylece kondansatörlerin kapasiteleri istenildiği gibi değiştirilebilmektedir. Hareketli plakalar sabit plakalardan uzaklaştıkça, karşılıklı gelen yüzeyler azalacağından kapasitede küçülecektir. Hareketli plakalara rotor, sabit plakalara stator denmektedir.
Plakalar genelde alüminyum (Al) veya özel amaçlar için gümüş kaplı bakırdır. Plakalar arasında yalıtkan madde olarak genellikle hava vardır. Bazı özel hallerde, mika plastik ve seramikte kullanılmaktaradır. Veya vakumlu (havasız) yapılmaktadır. Havalı ve yalıtkanlı kondansatörlerde bir miktar kaçak (leakage) akımı vardır. Vakumlu olanlarda hiç kaçak yoktur. Vakumlu kondansatörlerde; çalışma gerilimi 50 KV 'a ve frekensı 1000 MHz 'e kadar çıkabilmektedir. Kapasitif değeri ise 50-250 pF arasında değişir. Havalılarda ise kapasite 400pF 'a kadar çıkabilmektedir. Varyabl kondansatörler ile büyük kapasitelere ulaşılamamakla beraber, yukarıda belirtildiği gibi çok büyük gerilimlerle ve frekenslar da çalışılabilmektedir. Bazı uygulamalardai aynı gövdede iki varyabl kondansatör kullanılır. Bunlardan birinin rotoru, statordan uzaklaştırılırken diğerinin rotoru ters bir çalışma şekli ile statoruna gelır

Varyabl kondansatörün kullanılma alanları:

Radyo alıcıları (plakaları çok yakın ve küçüktür).
Radyo vericileri
Büyük güçlü ve yüksek frekans üreticileri
(plakalar arası 2,5 cm 'dir)

Küçük Boy Ayarlı Kondansatörler (Trimerler)
Küçük boy ayarlı kondansatörler, trimer (Trimmer), peddir (Padder) gibi değişik isimlerle anılmaktadır. Hassas kapasite ayarı için kullanılırlar ve bu ayar tornavida ile yapılır. Bu nedenle, bunlara ayarlı kondansatör de denilir. Değişik tipleri vardır. En yaygın tipi yan yüzünde vida bulunan karesel yapıda olanlarıdır. Bu türde kare şeklindeki iki alüminyum plaka arasında mika veya plastik yalıtkan vardır. Vida bir tornavida yardımı ile sıkılınca plakalar birbirine doğru yaklaşır ve C:eo.er.A/d bağıntısı gereğince "d" aralığı kısaldığı için kapasite (C) büyür.

Ayrıca silindirik veya varyabl tipinde olanları da vardır. Silindiriklerde ortadaki iletken vida bir yalıtkan içerisinde hareket etmekte ve bir plaka görevi yapmaktadır. İçe doğru vidalama yapıldıkça kapasitif değer büyümektedir.

Trimerler, 100-600 V gerilimde çalışabilmekte ve kapasiteleri çok küçük değerler ile 1000 pF arasıda değişmektedir

Değişken Kapasiteli Diyotlar (Varaktör)
Jonksiyon diyotlara ters gerilim uygulandığında bir kondansatör gibi çalışmaktadır. Uygulanan gerilime göre kapasitif değer değişir.
Uygulanan gerilim büyüdükçe kapasitif değeri küçülür.

Gerilime bağlı kapasite değişikliği nedeniyle VARAKTÖR veya VARİKAP adı verilmiştir.
 
Konu Sah

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
Bobinler (Coil)
Sabit Bobinler ve Yapıları:
Bobin bir yalıtkan makara (mandren veya karkas) üzerine belirli sayıdaki sarılmış tel grubudur.

Kullanım yerine göre, makara içerisi boş kalırsa havalı bobin, demir bir göbek (nüve) geçirilirse nüveli bobin dı verilir. Bobinin her bir sarımına spir denir

Bobindeki Elektriksel Olaylar:
Bilindiği gibi bir iletkenden akım geçirildiğinde, iletken etrafında bir magnetik alan oluşur. Bu alan kağıt üzerinde daireler şeklindeki kuvvet çizgileri ile sembolize edilir.

Bir bobinden AC akım geçirildiğinde,bobin sargılarını çevreleyen bir magnetik alan meydana gelır

Akım büyüyüp küçülüşüne ve yön değiştirmesine bağlı olarak bobinden geçen kuvvet çizgileri çoğalıp azalır ve yön değiştirir.

Bobine bir DC gerilim uygulanırsa, magnetik alan meydana gelmeyip bobin devrede bir direnç özelliği gösterir.

Zıt Elektro Motor Kuvveti (EMK)
Bobin içerisindeki kuvvet çizgilerinin değişimi, bobinde zıt elektromotor kuvvet (zıt EMK Ez) adı verilen bir gerilim endükler. Bu gerilimin yönü Şekil 1.30 'da gösterilmiş olduğu gibi kaynak gerilimine ters yöndedir.
Dolayısıyla da zıt EMK, bobinden, kaynak geriliminin oluşturduğu akıma ters yönde bir akım akıtmaya çalışır. Bu nedenledir ki, kaynak geriliminin oluşturduğu "I" devre akımı, ancak T/4 periyot zamanı kadar geç akmaya başlar.

Zıt EMK 'nın işlevi, LENZ kanunu ile şöyle tanımlanmıştır.

LENZ kanununa göre zıt EMK, büyümekte olan devre akımını küçültücü, küçülmekte olan devre akımını ise büyültücü yönde etki yapar.

Endüktif Reaktans (XL):
Bobinin, içinden geçen AC akıma karşı gösterdiği dirence endüktif reaktans denir.
Endüktif reaktans XL ile gösterilir. Birimi "Ohm" dur.
Şöyle ifade edilir:

XL = ω.L 'dir. ω = 2.π.f olup yerine konulursa, XL = 2.π.f.L ohm olur.

ω : Açısal hız (Omega)
f: Uygulana AC gerilimin frekansı birimi, Herzt (Hz) 'dir.
L: Bobinin endüktansı olup birimi, Henry (H) 'dir.

a) AC kaynak geriliminin pozitif alternansındaki devre akımı.
b) Kaynak gerilimi (v), devre akımı (i) ve zıt EMK (Ez) arasındaki bağıntı

"L" nin değeri bobinin yapısına bağlıdır.

Bobinin sarım sayısı ve kesit alanı ne kadar büyük olursa, "L" o kadar büyük olur. Dolayısıyla AC akıma gösterdiği dirençte o oranda büyür.

"L" nin birimi yukarıda da belirtildiği gibi Henry (H) 'dir. Ancak genellikle değerler çok küçük olduğundan "Henry" olarak yazımda çok küsürlü sayı çıkar.

Bunun için miliHenry (mH) ve mikrohenry (µH) değerleri kullanılır.

Henry, miliHenry ve mikroHenry arasında şu bağıntı vardır.

MiliHenry (mH) 1mH = 10-3 H veya 1H = 103mH
MikroHenry (µH) 1µH = 10-6 H veya 1H = 106 µH 'dir.

Karşılıklı Endüktans (M)
Aynı nüve üzerine sarılı iki bobinin birinden akım geçirildiğinde, bunun nüvede oluşturduğu kuvvet çizgileri diğer sargıyı da etkileyerek, bu sargının iki ucu arasında bir gerilim oluşturur. Bu gerilime endüksiyon gerilimi denir.

Bu şekilde iletişim, karşılıklı (ortak) endüktans denen belirli bir değere göre olmaktadır.

Karşılıklı endüktans M ile gösterilir ve şu şekilde ifade edilir:

M= L1 . L2 L1 ve L2 iki bobinin self endüktansıdır.

M 'in birimi de Henry H dir.

Şöyle tanımlanır:

Aynı nüve üzerindeki iki bobinin birincisinden geçen 1 amperlik AC akım 1 saniyede, ikinci bobinde 1V 'luk bir gerilim endükliyorsa iki bobin arasındaki karşılıklı endüktans M=1 Henry 'dir.

Bobinler seri bağlanırsa toplam endüktans: L=L1+L2+L3+..........
Aynı nüve üzerindeki iki bobin seri bağlanırsa: L=L1+L2±2M dır
 
Konu Sah

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
Yarı İletkenler
Elektrik akımının bir değere kadar akmasına izin vermeyen bu değerden sonra sonsuz küçük direnç gösteren maddelerdir.
Yarı iletkenler periyodik cetvelde 3. ve 5. gruba girerler. Bu demektir ki son yörüngelerinde elektron alıcılığı veya vericiliği iletkenden fazla yalıtkandan daha azdır.
İletkenler: Pt, Ni, Au, Cu, Al, Fe...........
Yalıtkan: Ebonit, Cam, Tahta, Su..........
Yarı iletkenler: S, Ge, Br, Al, In(indiyum)........

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletkenler
Yeryüzündeki bütün maddeler, atom 'lar dan oluşmuştur.

Atom ise ortada bir çekirdek ve bunun etrafındaki değişik yörüngelerde hareket eden elektronlardan oluşmaktadır.

Elektronlar, negatif elektrik yüküne sahiptirler.

Bir etkime yolu ile atomdan ayrılan elektronların bir devre içerisindeki hareketi, elektrik akımını oluşturur.

Elektronların her madde içerisindeki hareketi aynı değildir.

Elektron hareketine göre maddeler üçe ayrılır:
İletkenler
Yalıtkanlar
Yarı iletkenler
İletkenler
İletkenlerin başlıca özellikleri:
Elektrik akımını iyi iletirler.
Atomların dış yörüngesindeki elektronlar atoma zayıf olarak bağlıdır. Isı, ışık ve elektriksel etki altında kolaylıkla atomdan ayrılırlar.
Dış yörüngedeki elektronlara Valans Elektron denir.
Metaller, bazı sıvı ve gazlar iletken olarak kullanılır.
Metaller, sıvı ve gazlara göre daha iyi iletkendir.
Metaller de, iyi iletken ve kötü iletken olarak kendi aralarında gruplara ayrılır.
Atomları 1 valans elektronlu olan metaller, iyi iletkendir. Buna örnek olarak, altın, gümüş, bakır gösterilebilir.
Bakır tam saf olarak elde edilmediğinden, altın ve gümüşe göre biraz daha kötü iletken olmasına rağmen, ucuz ve bol olduğundan, en çok kullanılan metaldir.
Atomlarında 2 ve 3 valans elektronu olan demir (2 dış elektronlu) ve alüminyum (3 dış elektronlu) iyi birer iletken olmamasına rağmen, ucuz ve bol olduğu için geçmiş yıllarda kablo olarak kullanılmıştır.
Yalıtkanlar
Elektrik akımını iletmeyen maddelerdir.

Bunlara örnek olarak cam, mika, kağıt, kauçuk, lastik ve plastik maddeler gösterilebilir.

Elektronları atomlarına sıkı olarak bağlıdır.

Bu maddelerin dış yörüngedeki elektron sayıları 8 ve 8 'e yakın sayıda olduğundan atomdan uzaklaştırılmaları zor olmaktadır.

Yarı İletkenler
Yarı iletkenlerin başlıca şu özellikleri vardır:
İletkenlik bakımından iletkenler ile yalıtkanlar arasında yer alırlar,
Normal halde yalıtkandırlar.
Ancak ısı, ışık ve magnetik etki altında bırakıldığında veya gerilim uygulandığında bir miktar valans elektronu serbest hale geçer, yani iletkenlik özelliği kazanır.
Bu şekilde iletkenlik özelliği kazanması geçici olup, dış etki kalkınca elektronlar tekrar atomlarına dönerler.
Tabiatta basit eleman halinde bulunduğu gibi laboratuarda bileşik eleman halinde de elde edilir.
Yarı iletkenler kristal yapıya sahiptirler. Yani atomları kübik kafes sistemi denilen belirli bir düzende sıralanmıştır.
Bu tür yarı iletkenler, yukarıda belirtildiği gibi ısı, ışık, etkisi ve gerilim uygulanması ile belirli oranda iletken hale geçirildiği gibi, içlerine bazı özel maddeler katılarak ta iletkenlikleri arttırılmaktadır.
Katkı maddeleriyle iletkenlikleri arttırılan yarı iletkenlerin elektronikte ayrı bir yeri vardır. Bunun nedeni Tablo 2.1 'de görüldüğü gibi, elektronik devre elemanlarının üretiminde kullanılmalarıdır.
Elektroniğin iki temel elemanı olan diyot ve transistörlerin üretiminde kullanılan germanyum (Ge) ve silikon (Si) yarı iletkenleri gelecek bölümde daha geniş olarak incelenecektir.



Germanyum ve silikon periyodik tabloda yer alan iki elementtir.

Çoğu ülke periyodik tabloyu kendi dillerinde hazırlamaktadır.

Ülkemizde ise, bazı terimler gelişmiş ülke dillerinden alınarak Türkçe 'ye uyarlama yoluna gidilmiştir.

Germanyum adı, en çok kullanılan, İngilizce, Almanca ve Fransızca dillerinde "Germanium" olarak yazılmakta ve "germanyum" olarak okunmaktadır. Türkçe 'ye de "germanyum" olarak alınmış ve herkesçe de benimsenmiştir.

Silikon 'da durum farklıdır.

Silikon yabancı dillerde şöyle yazılmakta ve okunmaktadır:
İngilizce 'de; Silicon (Silikon)
Almanca 'da; Silikon (silikon)
Fransızca 'da; Silicium (silisyum)

Türkçe de ise yararlanılan yabancı kaynaktan esinlenerek kimilerince silikon, kimilerince de silisyum denmiştir.

Enerji Seviyeleri ve Bant Yapıları
Bilindiği gibi elektronlar, atom çekirdeği etrafında belirli yörüngeler boyunca sürekli dönmektedir. Bu hareket, dünyanın güneş etrafında dönüşüne benzetilir.

Hareket halindeki elektron, şu iki kuvvetin etkisi ile yörüngesinde kalmaktadır:
Çekirdeğin çekme kuvveti
Dönme hareketi ile oluşan merkezkaç kuvveti
Enerji Seviyeleri
Hareket halinde olması nedeniyle her yörünge üzerindeki elektronlar belirli bir enerjiye sahiptir.Eğer herhangi bir yolla elektronlara, sahip olduğu enerjinin üzerinde bir enerji uygulanırsa, ara yörüngedeki elektron bir üst yörüngeye geçer.Valans elektrona uygulanan enerji ile de elektron atomu terk eder.Yukarıda belirtildiği gibi valans elektronun serbest hale geçmesi, o maddenin iletkenlik kazanması demektir.

Valans elektronlara enerji veren etkenler:
Elektriksel etki
Isı etkisi
Işık etkisi
Elektronlar kanalıyla yapılan bombardıman etkisi
Manyetik etki
Ancak, valans elektronları serbest hale geçirecek enerji seviyeleri madde yapısına göre şöyle değişmektedir:
İletkenler için düşük seviyeli bir enerji yeterlidir.
Yarı iletkenlerde oldukça fazla enerji gereklidir.
Yalıtkanlar için çok büyük enerji verilmelidir.
Bant Yapıları
Maddelerin iletkenlik dereceleri, en iyi şekilde, aşağıda açıklandığı gibi, bant enerjileri ile tanımlanır.
Valans bandı enerji seviyesi:
Şekil 2.1 'de görüldüğü gibi her maddenin, valans elektronlarının belirli bir enerji seviyesi vardır. Buna valans bandı enerjisi denmektedir.
İletkenlik bandı enerji seviyesi:
Valans elektronu atomdan ayırabilmek için verilmesi gereken bir enerji vardır. Bu enerji, iletkenlik bandı enerjisi olarak tanımlanır.
İletkenlerde iletim için verilmesi gereken enerji:
İletkenlerin, Şekil 2.1.(a) 'da görüldüğü gibi, valans bandı enerji seviyesi ile iletkenlik bandı enerji seviyesi bitişiktir. Bu nedenle verilen küçük bir enerjiyle, pek çok valans elektron serbest hale geçer.
Yarı iletkenlerde iletim için verilmesi gereken enerji:
Yarı iletkenlerin valans bandı ile iletkenlik bandı arasında Şekil 2.1.(b) 'de görüldüğü gibi belirli bir boşluk bandı bulunmaktadır. Yarı iletkeni, iletken hale geçirebilmek için valans elektronlarına, boşluk bandınınki kadar ek enerji vermek gerekir.
Yalıtkanlarda iletim için verilmesi gereken enerji:
Yalıtkanlarda ise, Şekil2.1.(c) 'de görüldüğü gibi oldukça geniş bir boşluk bandı bulunmaktadır. Yani elektronları, valans bandından iletkenlik bandına geçirebilmek için oldukça büyük bir enerji verilmesi gerekmektedir.

sekil2.jpg


Saf Germanyumun ve Silikonun Kristal Yapısı, Kovalan Bağları
Germanyum ve Silikon yarı iletkenleri, kristal yapılarının kazandırdığı bir takım iletken özelliğine sahiptir.

Germanyum ve Silikon, elektroniğin ana elemanları olan, DİYOTLARIN, TRANSİSTÖRLERİN ve ENTEGRE DEVRELERİN üretiminde kullanılmaktadır. Bu nedenle, elektronik devre elemanları hakkındaki temel bilgilerin edinilebilmesi bakımından bu iki yarı iletkenin yapılarının iyi bilinmesi gerekir.

Her iki yarı iletken de tabiattan elde edilmekte ve saflaştırılarak monokristal haline getirildikten sonra devre elemanların üretiminde kullanılmaktadır.

Germanyumun Elde Edilişi:
Germanyum başlıca iki kaynaktan sağlanır:
Bazı cins maden kömürünün baca tozlarından,
Çinko rafine endüstrisi yan ürünlerinden
Yukarıda belirtilen kaynaklardan germanyumun oluşturulabilmesi için uzun işlemler gerekmektedir.

Bu iki evrede oluşturulan germanyum henüz saf değildir. içerisinde bazı yabancı maddeler bulunur. Germanyumun kullanılabilinmesi için önce içindeki yabancı madde oranının 1/108 'in altına düşürülmesi gerekmektedir. Bunu sağlamak içinde ikinci evre olarak saflaştırma işlemi yapılır.

Germanyumun Saflaştırılması:
Germanyumun saflaştırılmasında en çok uygulanan yöntem "Bölgesel saflaştırma" dır.

Isıtıcı sistem, germanyumun erime derecesi olan 936°C 'ye ayarlanıştır.
Germanyum çubuğun ısıtıcı içerisine giren ucu erimeye başlar ve çubuğun hareketi ile erime bir uçtan öbür uca doğru devam eder.

Aynı anda germanyum içerisinde ki yabancı maddeler de eriyerek çubuğun arka tarafına toplanır. Saflaştırma sonunda bu uç kesilerek alınır.

Kesilecek uç direnç kontrolü ile belirlenir. Germanyum saflaştıkça direnci artmaktadır.

Gerekirse bu işlemler birkaç kez daha tekrarlanarak germanyumun saflık derecesi arttırılabilir. Bu halde germanyum henüz polikristal 'dir.

Silikonun Elde Edilişi ve Saflaştırılması:
Silikon tabiatta silika (Kuartz yahut kum) halinde bol miktarda bulunur. Silikon, germanyum için anlatılan yöntemle saflaştırılmaz. İçerisinde bulunan BOR "bölgesel saflaştırma" yolu ile tamamen alınamamaktadır.Saflaştırma işlemi çok uzun sürmektedir.......

Germanyumun MonoKristal Hale Getirilmesi:
Germanyum ve silikon ancak MONOKRİSTAL haline getirildikten sonra DİYOT, TRANSİSTÖR ve ENTEGRE DEVRELERİN üretiminde kullanılabilir. "Monokristal" kelimesi uluslararası bir terimdir ve Tek tip kristal anlamına gelmektedir.
Germanyumda monokristal yapı şöyle oluşmaktadır:
Poli kristalli saf germanyum grafit bir pota içerisinde ergime derecesine kadar ısıtılır. Ergimiş germanyum içerisine, Şekil 2.3 'te görüldüğü gibi monokristal halindeki germanyum çubuk daldırılıp yavaş yavaş döndürülerek çekilir.

Çekme işlemi ilerledikçe, eriyik halindeki germanyum da yüzeysel gerilim etkisiyle çubuk etrafında toplanır ve aynı zamanda çubuğun kristal yapısına uygun olarak katılaşır. Bütün eriyik katılaşıncaya kadar aynı işlemle çekmeye devam edilir. Sounda, monokristal yapıya sahip bir germanyum kitlesi ortaya çıkar.

Siliskonun Monokristal Haline Getirilmesi:
Her ne kadar, monokristal silikon da Germanyum gibi tek kristal çekirdekten üretilse de, ergime derecesinin yüksek (1420°C) olması ve başka maddelerle birleşmemesi nedeniyle işlem ayrıntılarında farklılıklar vardır.

Saf Germanyum ve Silikonun Kristal Yapısı
Gerek Germanyum gerekse de Silikon kristal yapı bakımından aynı olduğundan, anlatımda örnek olarak birinin veya diğerinin alınması fark etmemektedir.

Daha önce de açıklandığı gibi, germanyum ve silikonun yararlı hale gelebilmesi için monokristal yapıya dönüştürülmeleri gerekmektedir.

MonoKristal yapı nedir?
Monokristal yapıda atomlar bir kübik kafes sistemi oluşturmaktadır. Sistemdeki kürecikler, atomları gösteriyor. Atomlar arasındaki yollar da kovalan bağları sembolize ediyor.

Kovalan Bağ
Monokristal yapılarda, valans elektronlar komşu iki atomun dış yörüngelerinde birlikte bulunmaktadır. Bu durum iki elektron arasıda sanki bir bağ varmış gibi yorumlanmaktadır. İşte bu sembolik bağa kovalan bağ adı verilir.

Şekil 2.5 'te Germanyum monokristalin atomları arasındaki kovalan bağlar gösterilmiştir. Kovalan bağların ucundaki elektronlar her iki atoma da bağlı bulunduğundan atomların dış yörüngeleri 8 elektronlu olmaktadır.

Dış yörüngesinde 8 elektron bulunan atomlar elektron almaya ve vermeye istekli olmazlar.
NOT:
Kimilerince "kovalan" yerine İngilizce yazılımına uyarak "kovelent" terimi kullanılmaktadır. "KOVALAN" kelimesi Türkçe ses uyumu bakımından daha uygundur.

Bir monokristal ısıtıldığında veya ışık ve elektriksel gerilim etkisi altında bırakıldığında, kovalan bağ kuvvetini yenen çok az sayıdaki elektron atomdan uzaklaşır. Bu durum bir yarı iletkenlik belirtisi olmaktadır

Saf Olmayan (Katkı Maddeli) Germanyum ve Silikonun Kristal Yapısı
Diyotlar, transistörler, entegre devreler v.b. gibi aktif devre elemanlarının yapımında kullanılan germanyum ve silikon yarı iletken kristallerinin önce N ve P tipi kristaller haline dönüştürülmeleri gerekmektedir.

N veya P tipi kristal yapısını elde edebilmek için bir pota içerisine konulan germanyum veya silikon monokristali eritilir, belirli oranlarda katkı maddesi karıştırılır. Sonrada özel olarak hazırlanmış monokristal çekirdek, eriyiğe daldırılıp döndürülerek çekilir.
Konulan katkı maddesinin cinsine göre çekilen kristal N veya P tipi dır

Tipi Yarı İletken Kristali
N Tipi Kristalin Oluşumu:
Eritilen Germanyum veya Silikon kristaline 5 valans elektronlu fosfor, arsenik,
antimuvan gibi katkı maddelerinden biri katılır.
Yukarıda anlatılan yöntem uygulanarak bu katkı maddesi atomlarının kristal içine yayılıp etrafındaki
Germanyum veya Silikon atomları ile kovalan bağ oluşturması sağlanır

katkı maddesi olarak en çok kullanılan Arseniğin Germanyum kristalinde yer alışı gösterilmiştir.

Arsenik 5 valans elektronlu olduğundan ancak 4 elektronu komşu germanyum atomlarıyla kovalan bağ oluşturur. 5. elektron ise çekirdeğin pozitif çekme kuvvetinin etkisi altında zayıf olarak atoma bağlı kalmakta ve ufak bir enerji altında serbest hale geçmektedir. Hatta, bir kısmı başlangıçta, ısı ve ışık etkisiyle atomdan ayrılır.

Böylece Arsenik, Germanyum kristali için bir elektron kaynağı olmaktadır ve kristal içerisinde pek çok serbest elektron bulunmaktadır.

Bu yapı, N tipi yarı iletken kristali olarak tanımlanır.

N tipi kristal" deyimindeki harfi, "Negatif" kelimesinin ilk harfidir. Kristal içerisindeki SERBEST ELEKTRONLARIN yarattığı "negatif elektrik yükünü" sembolize etmektedir. N tipi kristaldeki AKIM TAŞIMA İŞLEMİNİ bu elektronlar gerçekleştirmektedir.

N Tipi Yarı İletken Kristalinde Bulunanlar
Ge veya Si ATOMLARI: Kristal yapıyı oluşturmaktadır. Aralarında Kovalan bağ vardır.
Verici Katkı Maddesi: Atomları kolaylıkla elektron veren katkı elementleridir. Bu nedenle Verici Katkı Maddesi denmiştir.
Pozitif İyonlar: Verici katkı maddesi atomlarının tamamına yakın kısmı, Ge veya Si atomları ile kovalan bağ oluşturarak 1 elektronunu kaybetmiş olduğundan POZİTİF İYON halindedirler. Ancak, kovalan bağlı olduğundan elektriksel bir etkisi bulunmamaktadır.
Çoğunluk Taşıyıcıları: Verici katkı maddesinden ayrılmış olan elektronlardır.
Bu elektronlara, çok sayıda olduğundan ve akım taşıma görevini de yürüttüğünden, çoğunluk taşıyıcıları adı verilmiştir.
Azınlık Taşıyıcıları: N tipi germanyum veya silikon kristalinde, ısı ve ışık emişi nedeniyle, veya gerilim etkisiyle kovalan bağlarını koparan bir kısım elektronun atomdan ayrılması sonucu, geride pozitif elektrik yüklü Ge veya Si atomları kalmaktadır.
Bu tür atomlar da elektrik akımı taşıma özelliğine sahiptir. Ancak azınlıkta kaldığından, bunlara da azınlık taşıyıcıları denmiştir. Normal çalışma düzeninde önemli sayılabilecek rolleri bulunmamaktadır.
Şekillerde Gösterilenler:
Kristal yapıyı göstermek için kullanılan şekillerde, sadelik bakımından yalnızca, kristale asıl özelliğini kazandıran atom ve elektrolar gösterilmektedir.

P Tipi Yarı İletken Kristali

Bu katkı maddelerinin 3 valans elektron bulunduğundan, atom teorisi gereğince bunu 4 'e tamamlamak
ister, Bu nedenle, komşu Ge veya Si atomundan 1 elektron alır ve 4 kovalan bağ oluşturur.
1 elektron alan katkı maddesi atomu, NEGATİF İYON haline gelir. Ancak, kovalan bağlı olduğundan
herhangi bir elektriksel etkinliği olmaz. 1 elektronu kaybeden Ge veya Si atomunda 1 ELEKTRON
BOŞLUĞU oluşur. Bu boşluk, genellikle delik veya oyuk olarak adlandırılır. Ancak bu terimler elektriksel
yönden atomun durumunu yansıtmamaktadır.
Bir elektronu veren atom, pozitif elektrik yükü hale geldiğinden, delik veya oyuk yerine "POZİTİF ELEKTRİK YÜKÜ" demek daha doğrudur. Nitekim oluşan kristale, " pozitif elektrik yükleri" amaçlanarak P TİPİ KRİSTAL denmiştir. P tipi kristalde akım taşıma işlemi "pozitif elektrik yükleri" tarafından gerçekleştirilir.

N Tipi Yarı İletken Kristalinde Bulunanlar
Ge veya Si Atomları: Kristal yapıyı oluşturmaktadır.
Verici Katkı Maddesi: Elektron almak üzere, katılan madde.
Negatif İyonlar: Katkı maddesi atomlarının tamamına yakın kısmı, Si veya Ge atomlarından 1 elektron olarak negatif elektrik yüklü hale gelmektedir. Ancak, bunlar kovalan bağlı olduğundan elektriksel bir etkisi bulunmadan negatif iyon halinde kalmaktadır.
Çoğunluk Taşıyıcıları: 1 elektronu kaybetmiş olan ve dolayısıyla da, pozitif elektrik yüklü (oyuklu) hale gelen çok sayıdaki Si ve Ge atomlarıdır. Bunlar P tipi kristalde akım taşıma görevi yaparlar.
Azınlık Taşıyıcıları: P tipi kristalde bulunabilen çok az sayıdaki serbest elektronlardır. Bunlara da, akım taşıyıcı olarak az sayıda bulunduğundan, azınlık taşıyıcıları denmiştir.

N ve P Tipi Yarı İletken Kristallerinde Elektron ve Pozitif Elektrik Yükü (Oyuk) Hareketleri
N Tipi Kristalde Elektronların Hareketi
N tipi yarı iletken kristaline gerilim uygulandığında, kristal içerisindeki serbest elektronlar, şekil 2.11 'de görüldüğü gibi, gerilim kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti ve negatif kutbunun da itme kuvveti etkisiyle, kaynağın pozitif (+) kutbuna doğru akar.;
Bu arada, kaynağın negatif (-) kutbundan çıkan elektronlar da kristale doğru hareket eder.


Akımın bir devredeki işlevi bakımından, yönün önemi yoktur. Ancak bazı devre hesaplarında yön işareti koymak gerekebilir. Böyle bir durumda "+" --> "-" yönü pozitif yön ve "-" --> "+" yönü negatif yön alınır.

P Tipi Kristalde Pozitif Elektrik Yükünün (Oyuk) Hareketi
"Pozitif elektrik yükü" (oyuk) bir elektron gibi hareket etmemektedir. Ancak anlatım kolaylığı bakımından, hareket ettiği kabul edilmiştir.

Katkı maddesi yokken, Ge ve Si atomlarının kovalan bağlarını kırarak bir elektronunu almak çok zor olduğu halde, katkı maddesi bu işlemi kolaylaştırmaktadır. Ve bir gerilim uygulandığında akım iletimi sağlanmaktadır.
P tipi bir kristale şekil 2.12 'deki gibi bir gerilim kaynağı bağlanırsa şu gelişmeler olmaktadır.

Durum: Kaynağın pozitif kutbuna yakın bulunan ve bir elektronunu katkı maddesine vererek "+" elektrik yüklü hale gelmiş olan Ge ve Si atomu, kaynağında çekme kuvveti yardımıyla, bir sonraki atomun kovalan bağını kırarak, 1 elektronunu alır.
Ancak, dengesi bozulmuş olan atom bu elektronu sıkı tutamayacağından, kaynağın pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisine kapılan elektron atomdan ayrılarak kaynağa doğru hareket eder.

Durum: Bir elektronunu kaybeden ikinci atom da ondan sonraki atomun elektronunu alır.

5. Durum Böylece, elektron bir atomdan diğerine geçecek ve son atom da kaybettiği elektronu kaynağın negatif kutbundan alacaktır.
6. Durum Tekrar birinci duruma dönülmekte ve olay devam etmektedir.

Sıra ile bir elektronu kaybeden her bir atom, pozitif elektrik yüklü hale geldiğinden pozitif elektron yükü (oyuk) hareket ediyormuş gibi olmaktadır.

Her ne kadar pozitif elektrik yükü, yani bu yükü taşıyan atom, elektron gibi bir noktadan kalkıp diğerine doğru hareket edemese de, ard arda oluşan "+" elektrik yüklü atomlar, "+" elektrik yükünün (oyuğun) hareket ettiği görüntüsünü vermektedir.

Böyle bir açıklama şekli, diyotların ve transistörlerin çalışma prensibini daha kısa yoldan anlatımını sağlamaktadır.Elektronların atomdan atoma geçişi, hareket hızını düşürdüğünden P tipi kristaldeki akım hızı N tipine göre daha yavaştır.

P tipi kristale bir gerilim kaynağı bağlansın. P tipi kristaldeki akım iletimi de N tipi kristale benzer şekilde açıklanır.Gerilim kaynağı, N tipi kristaldeki elektronları nasıl etkiliyorsa, P tipi kristalde de pozitif elektrik yüklerini benzer şekilde etkilediği düşünülür.

Şöyle ki:

Gerilim kaynağının "+" kutbu, kristaldeki "+" elektrik yüklerini iter ve "-" kutbu da çeker. Böylece, "+" elektrik yükleri, şekilde oklar ile gösterilmiş olduğu gibi, kaynağın negatif kutbuna doğru hareket eder. Bu hareket devreden bir akımın akışını sağlar.

Devredeki akımın oluşumu, bu şekilde kısa yoldan açıklanmış olmaktadır.
Ancak pozitif elektrik yüklerinin hareketi yalnızca kristal içerisinde kalmaktadır. Dış devrede hareket eden yine elektronlardır.

Dış devrede elektronların hareket yönü, yine kurallara uygun olarak kristalden kaynağın "+" kutbuna ve kaynağın "-" kutbundan kristale doğrudur.

Dış devre akım yönü de yine kurallar gereğince, kaynağın "+" kutbundan çıkıp, "-" kutbuna doğru olan yöndür.

yari_letken-2.13.jpg
 
Konu Sah

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
Diyot Çeşitleri

Kristal Diyot
Zener Diyot
Tünel Diyot
Işık Yayan Diyot (Led)
Foto Diyot
Ayarlanabilir Kapasiteli Diyot (Varaktör - Varikap)
Diğer Diyotlar
Mikrodalga Diyotları
Gunn Diyotları
Impatt (Avalanş) Diyot
Baritt (Schottky) Diyot
Ani Toparlanmalı Diyot
Pin Diyot
Büyük Güçlü Diyotlar

diod.jpg


Diyot Nedir?

Diyotlar, yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanıdır.Diğer bir deyimle, bir yöndeki dirençleri ihmal edilebilecek kadar küçük, öbür yöndeki dirençleri ise çok büyük olan elemanlardır. Direncin küçük olduğu yöne "doğru yön" ,büyük olduğu yöne "ters yön" denir. Diyot sembolü, aşağıda görüldüğü gibi, akım geçiş yönünü gösteren bir ok şeklindedir.

diyot_sembolu.gif


Ayrıca, diyodun uçları pozitif (+) ve negatif (-) işaretleri ile de belirlenir.

"+" ucu anot, "-" uca katot denir.

Diyodun anaduna, gerilim kaynağının pozitif (+) kutbu, katoduna kaynağın negatif (-) kutbu gelecek şekilde gerilim uygulandığında diyot iletime geçer.

Diyodun kullanım alanları:
Diyotlardan, elektrik alanında redresör (doğrultucu), elektronikte ise; doğrultucu,detektör, modülatör, limitör, anahtar olarak çeşitli amaçlar için yararlanılmaktadır.

Diyotların Gruplandırılması:
Diyotlar başlıca üç ana gruba ayrılır:

Lamba diyotlar
Metal diyotlar
Yarı iletken diyotlar

Lamba Diyotlar
Lamba diyotlar en yaygın biçimde redresör ve detektör olarak kullanılmıştır. Sıcak katotlu lamba, civa buharlı ve tungar lambalar bu gruptandır.
sıcak katotlu lamba diyodun iç görünüşü ve çalışma şekli verilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi ısınan katotdan fırlayan elektronlar atom tarafından çekilmekte ve devreden tek yönlü bir akım akışı sağlanmaktadır. Eskiden kalanların dışında bu tür diyotlar artık kullanılmamaktadır

Metal Diyotlar
Bakır oksit (CuO) ve selenyumlu diyotlar bu gruba girmektedirler.

Bakır oksitli diyotlar ölçü aletleri ve telekominikasyon devreleri gibi küçük gerilim ve küçük güçle çalışan devrelerde, selenyum diyotlar ise birkaç kilowatt 'a kadar çıkan güçlü devrelerde kullanılır

Yarı İletken Diyotlar
Yarı iletken diyotları, P ve N tipi germanyum veya Silikon yarı iletken kristallerinin bazı işlemler uygulanarak bir araya getirilmesiyle elde edilen diyotlardır. Hem elektrikte hemde elektronikte kullanılmaktadır. tipik bir örnek olarak kuvvetli akımda kullanılan bir silikon diyot verilmiştir.

Diyot Çeşitleri ve Yapıları

Kristal Diyot ve Karakteristiği
Nokta temaslı diyot elektronik alanında ilk kullanılan diyottur. 1900-1940 tarihleri arasında özellikle radyo alanında kullanılan galenli ve prit 'li detektörler kristal diyotların ilk örnekleridir.galen veya prit kristali üzerinde gezdirilen ince fosfor-bronz tel ile değişik istasyonlar bulunabiliyordu. Günlük hayatta bunlara, kristal detektör veya diğer adıyla kristal diyot denmiştir.nokta temaslı germanyum veya silikon diyotlar geliştirilmiştir.
Germanyum veya silikon nokta temaslı diyodun esası; 0.5 mm çapında ve 0.2 mm kalınlığındaki N tipi kristal parçacığı ile "fosfor-bronz" veya "berilyum bakır" bir telin temasını sağlamaktan ibarettir.

nokta-temasli-diyot.png


Bu tür diyotta, N tipi kristale noktasal olarak büyük bir pozitif gerilim uygulanır. Pozitif gerilim temas noktasındaki bir kısım kovalan bağı kırarak elektronları alır. Böylece, çok küçük çapta bir P tipi kristal ve dolayısıyla da PN diyot oluşur. Bu oluşum şekil 3.12 (b) 'de gösterilmiştir.
Bugün nokta temaslı diyotların yerini her ne kadar jonksiyon diyotlar almış ise de, yinede elektrotları arasındaki kapasitenin çok küçük olması nedeniyle yüksek frekanslı devrelerde kullanılma alanları bulunmaktadır.
Ters yön dayanma gerilimleri düşük olup dikkatli kullanılması gerekir.

Böyle bir diyodun elektrotlar arası kapasitesi 1 pF 'ın altına kadar düşmektedir. Dolayısıyla yüksek frekanslar için diğer diyotlara göre daha uygun olmaktadır.

Nokta temaslı diyotların kullanım alanları:
Nokta temaslı silikon diyotlar en çok mikro dalga karıştırıcısında, televizyon, video dedeksiyonunda, germanyum diyotlar ise radyofrekans ölçü aletlerinde (voltmetre, dalgametre, rediktör vs...) kullanılır.

Zener Diyot ve Karakteristiği

Zener diyot jonksiyon diyodun özel bir tipidir.

Zener Diyodunun Özellikleri:
Doğru polarmalı halde normal bir diyot gibi çalışır
Ters polarmalı halde, belirli bir gerilimden sonra iletime geçer.
Bu gerilime zener dizi gerilimi, veya daha kısa olarak zener gerilimi denir

Ters gerilim kalkınca, zener diyotta normal haline döner.
Devrelerde, ters yönde çalışacak şekilde kullanılır.
Bir zener diyot zener gerilimi ile anılır.
Örn: "30V 'luk zener" denildiğinde, 30V 'luk ters gerilimde çalışmaya başlayan zener diyot demektir.

Silikon yapılıdır.
Zener diyot, ters yön çalışması sırasında oluşacak olan aşırı akımdan dolayı bozulabilir. Bu durumu önlemek için devresine daima seri bir koruyucu direnç bağlanır
Her zaman zener diyodun kataloğunda şu bilgiler bulunur:
Gücü
Ters yön gerilimi(VZ),
Maksimum ters yön akımı(IZM),
Ters yöndeki maksimum kaçak akımı,
Maksimum direnci
Sıcaklık sabiti.
Şu limit değerlerde çalışan zener diyotlar üretilmektedir:
Maksimum zener akımı (IZM): 12A
Zener gerilimi (VZ): 2 - 200V arası
Maksimum gücü: 100Watt
Maksimum ters yön kaçak akımı: 150µA (mikro amper)
Maksimum çalışma sıcaklığı: 175°C.
Çalışma ortamı sıcaklığı arttıkça zener gerilim küçülür.

Zener geriliminin ayarı:
Zener gerilimin ayarı birleşme yüzeyinin iki tarafında oluşan boşluk bölgesinin (nötr bölge) genişliğinin ayarlanması yoluyla sağlanmaktadır. Bunun içinde çok saf silikon kristal kullanılmakta ve katkı maddesi miktarı değiştirilmektedir. Boşluk bölgesi daraldıkça zener diyot daha küçük ters gerilimde iletime geçmektedir.

Zener gücünün ayarı:
Zener gücü, birleşme yüzeyinin büyüklüğüne ve diyodun üretiminde kullanılan silikonun saflık derecesiyle, katkı maddesinin miktarına bağlıdır. Ayrıca diyot ısındıkça gücüde düşeceğinden, soğutulmasıyla ilgili önlemlerin alınması da gerekir.

Zener Diyodun Kullanım Alanları:
1 - Kırpma Devresinde:
iki zener diyot ters bağlandığında basit ve etkili bir kırpma devresi elde edilir.

Örneğin:
Devre girişine tepe değeri 10V olan bir AC gerilim uygulansın ve kırpma işlemi için, zener gerilimi 5V olan iki Z1, Z2 zener diyodu kullanılsın.

ads305z2.jpg


AC gerilimin pozitif alternansı başlangıcında Z1 zeneri doğru polarmalı ve iletimde, Z2zeneri ise ters polarmalı ve kesimde olacaktır.
Giriş gerilimi +5V 'a ulaştığında Z2 'de iletime geçer ve dolayısıyla da çıkış uçları arasında +5V oluşur. Keza, R direnci üzerindeki gerilim düşümü de 5V 'tur.

AC gerilimin diğer alternansında da Z1 ters polarmalı hale gelir ve bu defa da çıkışta tepesi kırpılmış 5V 'luk negatif alternans oluşur.
R direnci, devreden akacak akımın Zener diyotları bozmayacak bir değerde kalmasını sağlayacak ve 5V 'luk gerilim düşümü oluşturacak şekilde seçilmiştir.

2 - Zener Diyodun Gerilim Regülatörü Olarak Kullanılması:
Zener diyottan, çoğunlukla, DC devrelerdeki gerilim regülasyonu için yararlanılmaktadır. Buradaki regülasyondan amaç, gerilimin belirli bir değerde sabit tutulmasıdır.

Bunun için zener diyot, şekil 3.16 'da görüldüğü gibi, gerilimi sabit tutmak istenen devre veya yük direncine paralel ve ters polarmalı olarak bağlanır.

Diyot uçlarına gelen gerilim, zener değerine ulaştığında diyot iletime geçer ve uçları arasındaki gerilim sabit kalır.

Bunu sağlamak için, şekilde görüldüğü gibi RL 'e paralel bağlı zener diyodun ve seri bağlı bir RS direncinin seçimi gerekir.

Ayrıca, bir de C kondansatörünün paralel bağlanmasında yarar vardır. Bu kondansatör, gerilim dalgalanmalarını ve başka devrelerden gelebilecek parazit gerilimlerini önleyici görev yapar. Değeri, devre geriliminin büyüklüğüne göre, hesaplanır. Şekildeki bir devre için 30V - 1000µF 'lık bir kondansatör uygundur.

Burada birinci derecede önemli olan, RS direnci ile zener diyodun seçimidir

Seri RS direncinin seçimi:
Önce RS direncine karar vermek gerekir;

Kaynak gerilimi: E=V=9V
Yük direnci ve uçları arasındaki gerilim: RL=33 Ohm, VL=6.2V

Bu durumda, zener diyot dikkate alınmadan, VL=6.2V 'u oluşturabilmek için kaç ohm 'luk bir RS direncinin gerektiği hesaplanmalıdır.

E=IL*RS+VL ve IL=VL/RL 'dir.

Birinci formüldeki IL yerine, ikinci formüldeki eşitini yazıp, değerler yerine konulursa :

9=6,2/33*RS+6,2 olur.

Buradan RS çözülürse:
RS=(9-6,2)33/6,2 'den, RS=14.9 = 15 (ohm) olarak bulunur.

RS=15 Ohm 'luk direnç bağlandığında, "E" gerilimi 9V 'ta sabit kaldığı sürece RL yük direnci uçları arasında sürekli olarak 6.2V oluşacaktır.

"E" geriliminin büyümesi halinde, A-B noktaları arasındaki VA-B gerilimi de 6.2V 'u aşacağından, 6.2V 'luk bir ZENER diyot kullanıldığında, RL uçları arasındaki gerilim sabit kalacaktır. Ancak, yalnızca gerilime göre karar vermek yeterli değildir.

Bu durumda nasıl bir zener diyot kullanılmalıdır?

Zener diyodun seçimi:
Zener gerilimi 6.2V olan bir zener diyot RL direncine paralel bağlandığında VL=6.2V 'ta sabit kalır.

Ancak, E giriş geriliminin büyümesi sırasında zener diyottan akacak olan akımın, diyodun dayanabileceği "maksimum ters yön zener akımından" (IZM) büyük olması gerekir. Zener diyot buna göre seçilmelidir.

6.2V 'luk olup ta değişik IZM akımlı olan zener diyotlar vardır.

Örneğin:

Aşağıdaki tabloda, bir firma tarafından üretilen, 6.2V 'luk zenerlere ait IZM akımı ve güç değerleri verilmiştir

Bu zenerler den hangisinin seçileceğine karar vermeden önce yük direncinden geçecek akımı bilmek gerekir:

IL=VL/RL = 6.2/33 = 0.188A = 188mA

E geriliminin büyümesi halinde oluşacak devre akımının 188mA 'in üstündeki miktarı zener diyottan akacaktır.

Örneğin:
E geriliminin ulaştığı maksimum gerilim; E = 12.2V olsun.

Zener diyottan geçecek olan akımın değeri şu olacaktır:
Kirchoff kanununa göre:

12.2 = It*RS+6.2 (It devreden akan toplam akımdır.)

RS = 15 yerine konarak It çözülürse;

It = 1.22-6.2/15 = 6/15 'den It = 0,4A = 400mA olur.

Bu 400mA 'den 188mA 'i RL yük direncinden geçeceğine göre;

Zener diyottan geçecek olan IZ akımı: IZ = 400-188 = 212mA 'dir.

Bu değer, yukarıdaki tabloya göre:

10W 'lık zenerin maksimum akımı olan 1460mA 'den küçük, 1W 'lık zenerin maksimum akımı olan 146mA 'den büyüktür.

Böyle bir durumda 10W 'lık zener kullanılacaktır.

Aslında, 212mA 'lik zener için 1460mA 'lik zener kullanmakta doğru değildir. Daha uygun bir zener seçimi için başka üretici listelerine de bakmak gerekir.

3 - Ölçü Aletlerinin Korunmasında Zener Diyot

Döner çerçeveli ölçü aletlerinin korunmasında, zener diyot paralel bağlanır. Bu halde zener gerilimi, voltmetre skalasının son değerine eşittir. Ölçülen gerilim zener gerilimini aşınca diyot ters yönde iletken hale geçerek ölçü aletinin zarar görmesini engeller. Ayar olanağı sağlamak için birde potansiyometre kullanılabilir

4 - Rölenin Belirli Bir Gerilimde Çalıştırılmasında Zener Diyot

zener diyot, röleye seri ve ters yönde bağlanmıştır. Röle, ancak uygulanan gerilimin, Zener gerilimi ile röle üzerinde oluşacak gerilim düşümü toplamını aşmasından sonra çalışmaktadır.

Tünel Diyot ve Karakteristiği
Tünel diyotlar, özellikle mikro dalga alanında yükselteç ve osilatör olarak yararlanılmak üzere üretilmektedir. Tünel diyoda, esaslarını 1958 'de ilk ortaya koyan Japon Dr. Lee Esaki 'nin adından esinlenerek "Esaki Diyodu" dan denmektedir.

Yapısı:
P-N birleşme yüzeyi çok ince olup, küçük gerilim uygulamalarında bile çok hızlı ve yoğun bir elektron geçişi sağlanmaktadır. Bu nedenledir ki Tünel Diyot, 10.000 MHz 'e kadar ki çok yüksek frekans devrelerinde en çok yükselteç ve osilatör elemanı olarak kullanılır.

tünel diyoda uygulanan gerilim Vt1 değerine gelinceye kadar gerilim büyüdükçe akım da artıyor. Gerilim büyümeye devam edince, akım A noktasındaki It değerinden düşmeye başlıyor. Gerilim büyümeye devam ettikçe, akım B noktasında bir müddet IV değerinde sabit kalıp sonra C noktasına doğru artıyor. C noktası gerilimi Vt2, akımı yine It 'dir. Bu akıma "Tepe değeri akımı" denilmektedir.

Gerilimi, Vt2 değerinden daha fazla arttırmamak gerekir. Aksi halde geçen akım, It tepe değeri akımını aşacağından diyot bozulacaktır.

I = f(V) eğrisinin A-B noktaları arasındaki eğimi negatif olup, -1/R ile ifade edilmekte ve diyodun bu bölgedeki direnci de negatif direnç olmaktadır.
Tünel diyot A-B bölgesinde çalıştırılarak negatif direnç özelliğinden yararlanılır.

Tünel Diyodun Üstünlükleri:
Çok yüksek frekansta çalışabilir.
Güç sarfiyatı çok düşüktür. 1mW 'ı geçmemektedir.
Tünel Diyodun Dezavantajları:
Stabil değildir. Negatif dirençli olması nedeniyle kontrolü zordur.
Arzu edilmeyen işaretlere de kaynaklık yapmaktadır.
Tünel Diyodun Kullanım Alanları:
Yükselteç Olarak Kullanılması:
Tünel diyot, negatif direnci nedeniyle, uygun bir bağlantı devresinde kaynaktan çekilen akımı arttırmakta, dolayısıyla bu akımın harcandığı devredeki gücün yükselmesini sağlamaktadır.
Osilatör Olarak Kullanılması:
Tünel diyotlardan MHz mertebesinde osilatör olarak yararlanılabilmektedir.
Bir tünel diyot ile osilasyon sağlayabilmek için negatif direncinin diğer rezonans elemanlarının pozitif direncinden daha büyük olması gerekir. Tünel diyoda Şekil 3.20 'de görüldüğü gibi seri bir rezonans devresi bağlanabilecektir. Tünel diyodun negatif direnci - R=80 Ohm olsun.
Rezonans devresinin direnci 80 Ohm 'dan küçük ise tünel diyot bu devrenin dengesini bozacağından osilasyon doğacaktır.
Tünel Diyodun Anahtar Olarak Kullanılması:
Tünel diyodun önemli fonksiyonlarından biri de elektronik beyinlerde multivibratörlerde, gecikmeli osilatörlerde, flip-flop devrelerinde ve benzeri elektronik sistemlerde anahtar görevi görmesidir.


Işık Yayan Diyot (Led)
Işık yayan diyotlar, doğru yönde gerilim uygulandığı zaman ışıyan, diğer bir deyimle elektriksel enerjiyi ışık enerjisi haline dönüştüren özel katkı maddeli PN diyotlardır.

Bu diyotlara, aşağıda yazılmış olduğu gibi, İngilizce adındaki kelimelerin ilk harfleri bir araya getirilerek LED veya SSL denir.

LED: Light Emitting Diode (Işık yayan diyot)
SSL: Sloid State Lamps (Katkı hal lambası)


ads305z93.jpg


Işık yayan diyotlar şu özelliklere sahiptir:
Çalışma gerilimi 1.5-2.5V arasındadır. (Kataloğunda belirtilmiştir.)
Çalışma akımı 10-50mA arasındadır. (Kataloğunda belirtilmiştir.)
Uzun ömürlüdür. (ortalama 105 saat)
Darbeye ve titreşime karşı dayanıklıdır.
Kullanılacağı yere göre çubuk şeklinde veya dairesel yapılabilir.
Çalışma zamanı çok kısadır. (nanosaniye)
Diğer diyotlara göre doğru yöndeki direnci çok daha küçüktür.
Işık yayan diyotların gövdeleri tamamen plastikten yapıldığı gibi, ışık çıkan kısmı optik mercek, diğer kısımları metal olarak ta yapılır.
1. Işık Yayma Olayı Nasıl Gerçekleşmektedir
Bilindiği gibi, bir PN diyoda, doğru polarmalı bir besleme kaynağı bağlandığı zaman, N bölgesindeki, gerek serbest haldeki elektronlar, gerekse de kovalan bağlarını koparan elektronlar P bölgesine doğru akın eder.

Yine bilinmektedir ki, elektronları atomdan ayırabilmek için, belirli bir enerji verilmesi gerekmektedir. Bu enerjinin miktarı iletkenlerde daha az, yarı iletkenlerde daha büyük olmaktadır. Ve bir elektron bir atomla birleşirken de aldığı enerjiyi geri vermektedir.

Bu enerji de maddenin yapısına göre ısı ve ışık enerjisi şeklinde etrafa yayılmaktadır.

Bir LED 'in üretimi sırasında kullanılan değişik katkı maddesine göre verdiği ışığın rengi değişmektedir.

Katkı maddesinin cinsine göre şu ışıklar oluşur:
GaAs (Galliyum Arsenid): Kırmızı ötesi (görülmeyen ışık)
GaAsP (Galliyum Arsenid Fosfat): Kırmızıdan - yeşile kadar (görülür)
GaP (Galliyum Fosfat): Kırmızı (görülür)
GaP (Nitrojenli): Yeşil ve sarı (görülür)
Şekil 3.21(a) ve (b)' de gerilim uygulanan bir LED devresi ve ışık yayan diyodun tabii büyüklükteki resmi verilmiştir.

Diyot kristali, iki parçalı yapıldığında uygulanacak gerilimin büyüklüğüne göre kırmızı, yeşil veya sarı renklerden birini vermektedir.

Işık yayan diyot ısındıkça, ışık yayma özelliği azalmaktadır.
Bu hal etkinlik eğrisi olarak gösterilmiştir. Bazı hallerde fazla ısınmayı önlemek için bir soğutucu üzerine monte edilir.

Ayrıca LED 'in aşırı ısınmasına yol açmamak için kataloğunda belirtilen akımı aşmamak gerekir. Bunun için gösterilmiş olduğu gibi devresine seri olarak bir R direnci konur. Bu direncin büyüklüğü LED 'in dayanma gerilimi ile besleme kaynağı gerilimine göre hesaplanır.

R direnci:

Kirşof kanununa göre: 9=I*R+2 'dir. I=0.05A olup

R=9-2/0.05 = 7/0.05 = 140 Ohm olarak bulunur.

140 Ohm 'luk standart direnç olmadığından en yakın standart üst direnci olan 150 Ohm 'luk direnç kullanılır.

2. Led İçindeki Elektrik - Optik Bağıntılar
Akım-Işık şiddeti bağlantısı:
LED diyodunun ışık şiddeti, içinden geçen akım ile doğru orantılı olarak artar.Ancak bu artış akımın belirli bir değerine kadar doğrusaldır. Daha sonra bükülür.
Eğer diyoda verilen akım, eşik değeri adı verilen doğrusallığın bozulduğu noktayı aşarsa diyot aşırı ısınarak bozulur. Bu nedenle diyotlar kullanılırken, firmalarınca verilen karakteristik eğrilerine uygun olarak çalıştırılmalıdır.
Sıcaklık-ışık şiddeti bağıntısı:
Diyot ısındıkça, akım sabit kaldığı halde, verdiği ışık şiddeti Şekil 3.21(d) 'de görüldüğü gibi küçülür.
Bu düşme diyodun cinsine göre şöyle değişir.
GaAs diyotta düşme: Her derece için %0,7
AaAsP diyotta düşme: Her derece için %0,8
GaP diyotta düşme: Her derece için %0,3
Normal çalışma şartlarında bu düşmeler o kadar önemli değildir. Ağır çalışma şartlarında ise soğutucu kullanılır veya bazı yan önlemler alınır.
Güç-zaman bağıntısı:
Işık yayan diyotların gücü zamanla orantılı olarak düşer. Bu güç normal gücünün yarısına düştüğünde diyot artık ömrünü tamamlamıştır.

3. Işık Yayan Diyodun Verimi
Işık yayan diyodun verimi; yayılan ışık enerjisinin, diyoda verilen elektrik enerjisine oranıyla bulunur. Diyoda verilen elektrik enerjisinin hepsi ışık enerjisine dönüşmemektedir. Yani harekete geçirilen elektronların hepsi bir pozitif atom ile birleşmemekte, sağa sola çarparak enerjisini ısı enerjisi halinde kaybetmektedir.

4. Işık Yayan Diyotların Kullanım Alanları
Işık yayan diyotların en yaygın kullanılma alanı, dijital ölçü aletleri, dijital ekranlı bilgisayarlar, hesap makinaları ve yazıcı elektronik sistemlerdir. Bu kullanma şeklinde, çoklu ışık yayan diyotlardan yararlanılmaktadır. Bazı hallerde ışık yayan diyotlardan işaret lambası ve ışık kaynağı olarak da yararlanılır. Optoelektronik kuplör de bir LED uygulamasıdır.

5. Optoelektronik Kuplör
Optoelektronik kuplör veya daha kısa deyimle Opto Kuplör ya da Optik Kuplaj bir ışık yayan diyot (LED) ile bir fotodiyot veya fototransistörden oluşmaktadır. Bunlar aynı gövdeye monte edilmişlerdir. Gövde plastik olup ışık iletimine uygundur.
Işık yayan diyot genellikle Ga As katkı maddeli olup kızıl ötesi ışık vermektedir. Işık yayan diyodun uçları arasına bir gerilim uygulandığında çıkan ışık ışınları fotodiyot veya fototransistörü etkileyerek çalıştırmaktadır. Böylece bir devreye uygulana bir gerilim ile 2. bir devreye kumanda edilmektedir. Aradaki bağlantı, bir takım tellere gerek kalmaksızın ışık yoluyla kurulmaktadır. Bu nedenle, optoelektronik kuplör edı verilmiştir.
Optokuplör bir elektronik röledir.
Optokuplörün mekanik röleye göre şu üstünlükleri vardır:
Mekanik parçaları yoktur.
İki devre arasında büyük izolasyon vardır.
Çalışma hızı çok büyüktür.
Dezavantajları:
Gücü düşüktür.

Opto kuplör dere şeması görüldüğü gibi çizilir. Burada LED 'in doğru polarmalı, fotodiyodun ise ters polarmalı olduğuna dikkat edilmelidir. R1 ve R2 dirençleri koruyucu dirençlerdir

Foto Diyot

Foto diyot ışık enerjisiyle iletime geçen diyottur.

Foto diyotlara polarma geriliminin uygulanışı normal diyotlara göre ters yöndedir. Yani anoduna negatif (-), katoduna pozitif (+) gerilim uygulanır.


foto-diyot-1.jpg


Başlıca foto diyotlar şöyle sıralanır:
Germanyum foto diyot
Simetrik foto diyot
Schockley (4D) foto diyodu

silicon-photodiode-13622-2263433.jpg


1. Germanyum FotoDiyot
Aslı alaşım yoluyla yapılan bir NP jonksiyon diyotudur. Cam veya metal bir koruyucu içerisine konularak iki ucu dışarıya çıkartılır. (Şekil 3.26).

Koruyucunun bir tarafı, ışığın jonksiyon üzerinde toplanmasını sağlayacak şekilde bir mercek ile kapatılmıştır.

Diyodun devreye bağlanması sırasında firmasınca uçlarına konulan işarete dikkat etmek gerekir. Hassas yüzeyi çok küçük olduğundan, 1.-3mA 'den daha fazla ters akıma dayanamaz.

Aşırı yüklemeyi önlemek için, bir direnç ile koruyucu önlem alınır. Işık şiddeti arttırıldıkça ters yön akımı da artar
Foto diyot ters polarmalı bağlandığından üzerine ışık gelmediği müddetçe çalışmaz. Bilindiği gibi ters polarma nedeniyle P-N birleşme yüzeyinin iki tarafında "+" ve "-" yükü bulunmayan bir nötr

birleşme yüzeyine ışık gelince, bu ışığın verdiği enerji ile kovalan bağlarını kıran P bölgesi elektronları, gerilim kaynağının pozitif kutbunun çekme etkisi nedeniyle N bölgesine ve oradan da N bölgesi serbest elektronları ile birlikte kaynağa doğru akmaya başlar.

Diğer taraftan, kaynağın negatif kutbundan kopan elektronlar, diyodun P bölgesine doğru akar.

Simetrik FotoDiyotlar
Alternatif akım devrelerinde kullanılmak üzere NPN veya PNP yapılı simetrik fotodiyotlar da üretilmektedir
Işığa Duyarlı Diyotların Kullanım Alanları:
Uzaktan kumanda, alarm sistemi, sayma devreleri, yangın ihbar sistemleri, elektronik hesap makineleri, gibi çeşitli konuları kapsamaktadır.

Ayarlanabilir Kapasiteli Diyot (Varaktör - Varikap)

Bir P-N jonksiyon diyoda ters yönde gerilim uygulandığında, temas yüzeyinin iki tarafında bir boşluk (nötr bölge) oluştuğu ve aynen bir kondansatör gibi etki gösterdiği, kondansatörler bölümünde de açıklanmıştı.

Varaktör diyotta da P ve N bölgeleri
kondansatörün plakası görevi yapmaktadır.

C = A/d = *Plaka Yüzeyi / Plakalar Arası Açıklık kuralına göre:

Küçük ters gerilimlerde "d" boşluk bölgesi dar olduğundan varaktör kapasitesi ("C") büyük olur.

Gerilim arttırıldıkça d boşluk bölgesi genişleyeceğinden, "C" de küçülmektedir.

Varaktör değişken kondansatör yerine kullanılabilmekte ve onlara göre hem ucuz olmakta, hem de çok daha az yer kaplamaktadır.

Kaçak akımının çok küçük olması nedeniyle varaktör olarak kullanılmaya en uygun diyotlar silikon diyotlardır.

Varaktörün Tipik Özellikleri:
Koaksiyel cam koruyuculu, mikrojonksiyon varaktör 200GHz 'e kadar görev
yapabilmektedir.
Kapasitesi 3-100pF arasında değiştirilebilmektedir.
0-100V gerilim altında çalışabilmektedir.
Varaktöre uygulana gerilim 0 ile 100V arasında büyütüldüğünde, kapasitesi 10 misli küçülmektedir

Yüksek frekanslarda L selfi birkaç nanohenri (nH), Rs birkaç Ohm olmaktadır.


Varaktörün başlıca kullanım alanları:
Ayarlı devrelerin uzaktan kontrolü, TV ve FM alıcı lokal osilatörlerinde otomatik frekans kontrolü ve benzeri devrelerde kullanılır.

Telekominikasyonda basit frekans modülatörleri, arama ayar devreleri, frekans çoğaltıcılarda, frekansın 2-3 kat büyütülmesi gibi kullanım alanları vardır.

Diğer Diyotlar
Mikrodalga Diyotları
Mikrodalga frekansları; uzay haberleşmesi, kıtalar arası televizyon yayını, radar, tıp, endüstri gibi çok geniş kullanım alanları vardır. Giga Hertz (GHz) mertebesindeki frekanslardır.

Mikro dalga diyotlarının ortak özelliği, çok yüksek frekanslarda dahi, yani devre akımının çok hızlı yön değiştirmesi durumunda da bir yönde küçük direnç gösterecek hıza sahip olmasıdır.

Mikrodalga bölgelerinde kullanılabilen başlıca diyotlar şunlardır:
Gunn (Gan) diyotları
Impatt (Avalanş) diyotları
Baritt (Schottky)(Şotki) diyotları
Ani toparlanmalı diyotlar
P-I-N diyotları

Gunn Diyotları
İlk defa 1963 'te J.B. Gunn tarafından yapıldığı için bu ad verilmiştir.
Gunn diyodu bir osilatör elemanı olarak kullanılmaktadır.

Yapısı, N tipi Galliyum arsenid (GaAs) veya İndiyum fosfat (InP) 'den yapılacak ince çubukların kısa kısa kesilmesiyle elde edilir.

Gunn diyoda gerilim uygulandığında, gerilimin belirli bir değerinden sonra diyot belirli bir zaman için akım geçirip belirli bir zamanda kesimde kalmaktadır. Böylece bir osilasyon oluşmaktadır.

Örnek: 10µm boyundaki bir gunn diyodunun osilasyon periyodu yaklaşık 0,1 nanosaniye tutar. Yani osilasyon frekansı 10GHz 'dir.

Impatt (Avalans) Diyot
Impatt veya avalanş (çığ) diyotlar Gunn diyotlara göre daha güçlüdürler ve çalışma gerilimi daha büyüktür. Mikrodalga sistemlerinin osilatör ve güç katlarında yararlanılır.

1958 'de Read (Rid) tarafından geliştirilmiştir.Bu nedenle Read diyodu da denir. P+ - N - I - N+ veya N+ - P - I - P+ yapıya sahiptir. Ters polarmalı olarak çalışır.

Yapımında ana elemanlar olarak Slikon ve Galliyum arsenid (GaAs) kullanılır. Diyot içerisindeki P+ ve N+ tipi kristaller, içerisindeki katkı maddeleri normal haldekinden çok daha fazla olan P,N kristalleridir.

"I" tabakası ise iyonlaşmanın olmadığı bir bölgedir. Taşıyıcılar buradan sürüklenerek geçer ve etrafına enerji

Baritt (Schottky) Diyot
Baritt Diyotlar 'da nokta temaslı diyotlar gibi metal ve yarı iletken kristalinin birleştirilmesi ile elde edilmektedir. Ancak bunlar jonksiyon diyot tipindedir. Değme düzeyi (jonksiyon) direnci çok küçük olduğundan doğru yön beslemesinde 0.25V 'ta dahi kolaylıkla ve hızla iletim sağlamaktadır.Ters yöne doğru akan azınlık taşıyıcıları çok az olduğundan ters yön akımı küçüktür. Bu nedenle de gürültü seviyeleri düşük ve verimleri yüksektir.

Farklı iki ayrı gruptaki elemandan oluşması nedeniyle baritt diyotların dirençleri (lineer) değildir.

Dirençlerin düzgün olmaması nedeniyle daha çok mikrodalga alıcılarında karıştırıcı olarak kullanılır. Ayrıca, modülatör, demodülatör, detektör olarak ta yararlanılır.

Ani Toplamalı Diyot
Ani toparlanmalı (Step-Recovery) diyotlar varaktör diyotların daha da geliştirilmişlerdir. Varaktör diyotlar ile frekansların iki ve üç kat büyütülmeleri mümkün olabildiği halde, ani toparlanmalı diyotlar ile 4 ve daha fazla katları elde edilebilmektedir.

Pin Diyot
P-I-N diyotları P+-I-N+ yapıya sahip diyotlardır. P+ ve N+ bölgelerinin katkı maddesi oranları yüksek ve I bölgesi büyük dirençlidir.

Alçak frekanslarda diyot bir P-N doğrultucu gibi çalışır. Frekans yükseldikçe I bölgesi de etkinliğini gösterir. Yüksek frekanslarda I bölgesinin doğru yöndeki direnci küçük ters yöndeki direnci ise büyüktür.

Diyodun direnci uygulama yerine göre iki limit arasında sürekli olarak veya kademeli olarak değiştirilebilmektedir.

P-I-N diyotlar değişken dirençli eleman olarak, mikrodalga devrelerinde, zayıflatıcı, faz kaydırıcı, modülatör, anahtar, limitör gibi çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır.

Büyük Güçlü Diyotlar
2W 'ın üzerindeki diyotlar Büyük Güçlü Diyotlar olarak tanımlanır.
Bu tür diyotlar, büyük değerli DC akıma ihtiyaç duyulan galvano-plasti, ark kaynakları gibi devrelere ait doğrultucularda kullanılmaktadır.

1500-4000V arası ters gerilime ve 1000A ‘e kadar doğru akımına dayanabilen SİLİKON DİYOTLAR üretilebilmektedir.

Şekil de 200A ‘lik bir silikon diyot örneği verilmiştir. Bu tür diyotlar aşırı akım nedeniyle fazla ısındığından Şekilde görüldüğü gibi soğutuculara monte edilirler

diyot3.jpg
 
Konu Sah

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
Transistörler
Transistör nedir?
Eklem Transistör yarı iletken malzemeden yapılmış elektronik devre elemanıdır. Her nekadar diyodun yapısına benzesede çalışması ve fonksiyonları diyottan çok farklıdır.
Transistör iki eklemli üç bölgeli bir devre elemanı olup iki ana çeşittir.

NPN
PNP

bos_clip_image001.jpg


bos_clip_image002.jpg


Transistörün kolay anlaşılması bakımından tanımı; Transistörün bir sandviçe benzetilmesidir, yarı iletken sandviçi.
İkinci bir tanımıda şöyle yapılmaktadır; Transistör, iki elektrodu arasındaki direnci, üçüncü elektroda uygulanan gerilim ile değişen bir devre elemanıdır.
Transistörün en çok kullanılan tanımı ise şöyledir; Transistör yan yana birleştirilmiş iki PN diyodundan oluşan bir devre elemanıdır. Birleşme sırasına göre NPN veya PNP tipi transistör oluşur.
Transistörün başlıca çeşitleri şunlardır:
Yüzey birleşmeli (Jonksiyon) transistör
Nokta temaslı transistör
Unijonksiyon transistör
Alan etkili transistör
Foto transistör
Tetrot (dört uçlu) transistör
Koaksiyal transistör
Transistörün kullanım alanları:
Transistör yapısal bakımdan, yükselteç olarak çalışma özelliğine sahip bir devre elemanıdır. Elektroniğin her alanında kullanılmaktadır.

bos_clip_image003.jpg


NPN ve PNP transistörlerin yapısal gösterilimi,
Transistör sembolleri
Elektron Lambaları ilk defa 1906'da Dr. Lee de Forest tarafından uygulama sahasına konulmuştur. 1925'te Lilien Field ve 1938'de Hilsch ve Pohl tarafından, lambaların yerine geçecek bir katı amplifikatör elemanı bulma konusunda başarısızlıkla sonuçlanan bazı denemeler yapılmıştır. Çalışmaların amacı, lambalarda olduğu gibi katılarda da Elektrostatik alan etkisi ile elektron akışını sağlamaktı. Daha sonraları bu çalışmalar bugünkü transistörlerin temelini teşkiletmiştir.

1931-1940 yılları katı maddeler elektroniği hakkında daha ziyade teorik çalışmalar devri olmuştur. Bu sahada isimleri en çok duyulanlar, L. Brillouin, A. H. Wilson, J. C. Slater, F. Seitz ve W. Schottky'dir.

Yıl 1948, Walter H. Brattain ve John Bardeen kristal redresör yapmak için Bell laboratuarlarında çalışıyorlar. Esas olarak yapılan; çeşitli kristallere temas eden bir ‘catwhisker’ in tek yönde iletken, diğer yönde büyük bir direnç göstermesi ile ilgili bir çalışmadır. Deneyler sırasında Germanyum kristalinin ters akıma daha çok direnç gösterdiği ve daha iyi bir doğrultma işlemi yaptığı gözlemlendi ve böylece germanyum redresörler ortaya çıktı.

Brattain ve Bardeen Germanyum redresör ile yaptıkları deneylerde, Germanyum kristali üzerindeki serbest elektron yoğunluğunun, redresörün her iki yöndeki karakteristiğine olan tesirini incelediler ve bu sırada, catwhisker'e yakın bir başka kontak daha yaparak deneylerini sürdürdüler. Bu sırada ikinci whisker de akım şiddetlenmesinin farkına vardılar ve elektronik tarihinin bir dönüm noktasına tekabül eden transistör böylece keşfedilmiş oldu.

Adını 'Transfer – Resistor' yani taşıyıcı direnç kelimesinden alan transistör'ün geliştirilmesine daha sonra William Shockley de katıldı ve bu üçlü 1956 yılı nobel fizik ödününe layık görüldüler.

İlk yapılan transistörler 'Nokta Kontaklı' transistörlerdi. Nokta kontaklı transistörler iki whisker'li bir kristal diyottan ibarettir. Kristale 'Base', whiskerlerden birine 'Emitter' diğerine de 'Collector'‘ adı verilir. Bu transistörlerde N tipi Germanyum kristali base olarak kullanılmıştır.

Whiskerler fosforlu bronzdan yapılır, daha doğrusu yapılırdı, bu transistörler artık müzelerde veya eski amatörlerin nostaljik malzeme kutularında bulunurlar.

Her iki whisker birbirine çok yakındır ve uçları kıvrık bir yay gibidir, bu kıvrık yay gibi olması nedeni ile kristale birkaç gramlık bir basınç uygular ve bu sayede sabit dururlar.Yani yalnız temas vardır.

Bu transistörlerin Ge kristalleri 0.5 mm kalınlığında ve 1 - 1.5 mm eninde parçalardır. Whisker arası mesafe ise milimetrenin yüzde 3'ü yüzde 5'i kadardır.

Bu ilk transistörler PNP tipinde idi, yani kristal N tipi Whiskerler P tipi idi.

Daha sonraları 'Yüzey Temaslı' transistörler yapıldı. Bu transistörler PNP veya NPN olacak şekilde üç kristal parçası birbirine yapıştırılarak imal edildiler. Yüzey temaslı transistörlerin yapılması ile silisyum transistörler piyasaya çıktı, daha sonraları transistörler kocaman bir aile oluşturdular ve sayıları oldukça arttı.
Transistör'ün daha önceleri kullanılan radyo lambalarına göre üstünlükleri nelerdir?
Transistörler çok küçüktür ve çok az enerji isterler.
Transistörler çok daha uzun çalışma ömrüne sahiptirler
Transistörler her an çalışmaya hazır durumdadır (lambaların flaman gerilimi sorunu)
Çalışma voltajları çok daha azdır. Pille bile çalışırlar.
Lambalar gibi cam değildir kırılmaz.
Peki ama bu lambanın hiç mi üstünlüğü yoktu. Olmaz olur mu?
Lambalar vakumlu oldukları için gürültüsü yoktur. yine lambalar vakumlu oldukları için yüksek empedanslıdırlar.
Fakat son zamanlarda Transistör ailesi çok geliştiği için lamba standartlarından bile daha iyi transistörler yapılmıştır.
FET'ler bu kalitede olan bir transistör ailesidir.
Çeşitli Transistörler
Transistörler esas olarak Bipolar transistörler ve Unipolar transistörler olarak iki kısma ayrılırlar. Bipolar transistörler de PNP ve NPN olarak iki tiptir.

PNP tipinde base negatif emitter ve collektor pozitif kristal yapısındadır. Bu transistörler emitter montajında; emitter + collector - olarak polarize edilirler. Base emittere göre daha negatif olduğunda transistör iletimdedir.

NPN tipinde ise base pozitif, emitter ve collector negatif kristal yapısındadır. Emitter topraklı olarak kullanıldığında, emitter negatif, collector pozitif olarak polarize edilirler. İletimde olması için base, emittere göre daha pozitif olmalıdır. Buradaki gerilim farkı 0.1 volt veya daha fazla olmalıdır.

Piyasada pek çok tip bipolar transistör mevcuttur. Bunların kullanılmaları sırasında mutlaka bacak bağlantılarını içeren bir katalog kullanılmalıdır; çünkü aynı kılıf yapısı içeren iki transistörün bacak bağlantıları ayrı olabilir.

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 2SB791 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.
Piyasada bulunan transistörler plastik veya metal kılıf içindedirler.

En çok kullanılan kılıf şekilleri To-3 To-5 To- 12 To- 72 To- 92 To- 220'dir.

Npn ve Pnp Tipi Transistörler
Yukarıda belirtilen değişik işlevli bütün transistörlerin esası Yüzey Birleşmeli Transistör 'dür.

Bu nedenle, yüzey birleşmeli transistörlerin incelenmesi, transistörlerin yapısı, karakteristikleri ve çalışma prensipleri hakkındaki gerekli bilgileri verecektir.

Yine her iki tip transistörün de N-P-N ve P-N-P bölgeleri şöyle adlandırılır:

Emetör; "E" ile gösterilir.
Beyz; "B" ile gösterilir.
Kollektör; "C" ile gösterilir.
Bölgeler şu özelliklere sahiptir:
Emetör bölgesi (Yayıcı): Akım taşıyıcıların harekete başladığı bölge.
Beyz bölgesi (Taban): Transistörün çalışmasını etkileyen bölge.
Kollektör bölgesi (Toplayıcı): Akım taşıyıcıların toplandığı bölge.

Bu bölgelere irtibatlandırılan bağlantı iletkenleri de, elektrot, ayak veya bağlantı ucu olarak tanımlanır.

Transistör yapısında baz kalınlığının önemi:
Akım taşıyıcılarının Beyz bölgesini kolayca geçebilmesi için, baz 'ın mümkün olduğunca ince yapılması gerekir.

Npn ve Pnp Tipi Transistörlerin Polarılması ve Çalışması
Transistörde Polarma Nedir?
Transistörün asıl görevi, değişik frekanslardaki AC işaretleri yükseltmektir.

Transistörün bu görevi yerine getirebilmesi için, önce Emiter, Beyz ve Collectorün DC gerilim ile beslenmesi gerekir. Uygulanan bu DC gerilime Polarma Gerilimi denir.

Transistörün polarılması:
Transistörün çalışmasını sağlayacak şekilde, Emiter, Beyz ve Collectorünün belirli değerdeki ve işaretteki (±), DC gerilim ile beslenmesine transistörün polarılması (kutuplandırılması) denir.

N Tipi Transistörün Polarılması
NPN transistör şu iki diyodun yan yana gelmesi şeklinde düşünülür:

"NP" Emiter - Beyz diyodu
"PN" Beyz - Collector diyodu
Bir NPN transistörü çalıştırabilmek için, Şekil 4.2 'de görüldüğü gibi, uygulanan polarma gerilimi iki şekilde tanımlanabilir:

1. Diyot bölümlerine göre tanımlama;
Emiter - Beyz diyodu, doğru polarılır.
Beyz - Collector diyodu ise, ters polarılır.
2. Polarma geriliminin, Emiter, Beyz ve Collectorün kristal yapısına uygulandığına göre;
Emiter ve Beyz 'e kristal yapısına uygun polarma gerilimi uygulanır.
Collectore ise, kristal yapısının tersi polarma gerilimi uygulanır.
Buna göre şekil 4.2 'den takip edilirse, NPN tipi transistörde uygulanan polarma gerilim:
Emiter N tipi kristaldir : Kristal yapıya uygun, negatif (-) gerilim.
Beyz P tipi kristaldir : Kristal yapıya uygun, pozitif (+) gerilim.
Collector N tipi kristaldir : Kristal yapıya ters, pozitif (+) gerilim.


beyz 'in polarma gerilimi ile ilgili tipik bir durum var.
Beyz 'e VEB kaynağının pozitif kutbu, VCB kaynağının ise, negatif kutbu bağlanmıştır. Bu durumda beyz polarma gerilimi ne olacaktır?
Yukarıda belirtildği gibi, Emiter-Beyz diyodu iletimde, olduğu için, VEB kaynağının pozitif kutbu etken olacaktır. Yani Beyz 'in polarma gerilimi, pozitiftir. PNP transistör için de benzer şekilde düşünülür.
Transistörün gerek polarma konusu, gerekse de çalışma prensibi açıklanırken, anlatım kolaylığı bakımından iki DC besleme kaynağı kullanılmaktadır.

Uygulamada ise, tek besleme kaynağı kullanılmaktadır.
Npn Transistörün Çalışması
Yukarıda tanımlanmış olduğu gibi polarma gerilimi uygulanmış olan bir NPN transistörde aşağıdaki gelişmeler olur.
1. N Bölgesindeki Gelişmeler
Şekil 4.3 'den takip edilirse;
Emiter ve collectorü oluşturan N bölgesindeki, çoğunluk taşıyıcılar, elektronlar şu şekilde etkilenir;
VCB besleme kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisinde kalan, gerek emiter,
gerekse de collector bölgesi elektronları VCB kaynağına doğru akar. Bu akış IC collector
akımını yaratır.
Aynı anda VEB kaynağının negatif kutbundan ayrılan elektronlar da emitere geçer. Bu geçiş
IE emiter akımını yaratır.
P bölgesinden geçemekte olan elektronlardan bir miktarıda VEB besleme kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle VEB 'ye doğru akar. Bu akış IB beyz akımını yaratır.
Son olarkada VCB 'nin negatif kutbundaki elektronlar, VEB 'nin pozitif kutbuna geçiş
yaparak akım yolunu tamamlar. Böylece devrede bir akım doğar.

2. P Bölgesindeki Gelişmeler
NPN transistörde beyz P tipi kristaldir.
P tipi kristaldeki "+" yükler (oyuklar) şu şekilde aktif rol oynamaktadır:
P tipi kristaldeki katkı maddesi atomlarının dış yörüngesinde üç elektron var. Bir elektronu
katkı maddesi atomlarına veren Ge ve Si atomları, pozitif elektrik yükü (oyuk) haline
gelir ve bunlar çoğunluktadır.

VEB besleme kaynağının pozitif (+) kutbunun itme kuvveti
etkisi ve negatif kutbunun da çekme kuvveti etkisiyle, beyzden emitere doğru bir pozitif
elektrik yükü (oyuk) hareketi başlar. Diğer bir ifadeyle, emiterden beyz 'e doğru elektron
hareketi başlar.
Yine collectorde. Azınlık taşıyıcılar durumunda olan çok az sayıdaki "+" yükler (oyuklar),
VCB kaynağının pozitif kutbunun itme kuvveti ve negatif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle
beyz elektroduna doğru hareket eder. Böylece çok küçük bir
akım doğar. Bu akım, beyz collector diyodunun ters yön (kaçak) akımı olup ihmal
edilebilecek kadar küçüktür.
emiter ve collector bölgesindeki elektronların büyük bölümü collector elektroduna doğru ve küçük bir bölümü de yalnızca emiterden beyz elektroduna doğru akmaktadır. Elektron akışı dış devrede de devam eder.
Bu akış IE, IB ve IC akımlarını yaratır.

IE = IB + IC 'dir.

Bu bağıntı her çeşit devre kuruluşunda ve her transistör için geçerlidir.
Ancak IB akımı IC akımı yanında çok küçük kaldığından (IB=0.02 IC), pratik hesaplamalarda IB ihmal edilir.
IE = IC olarak alınır.
Katkı maddelerine ait, "+" ve "-" iyonların bir etkinliği olmadığından daire içerisine alınmıştır
Serbest elektronların çok hızlı hareket etmesi nedeniyle NPN transistördeki akım iletimide hızlı olmaktadır. Bu nedenle NPN transistörler yüksek frekanslarda çalışmaya sahıptır

bir NPN transistörün, ters yönde bağlı iki NP ve PN diyot şeklinde düşünülebileceği de gösterilmiştir. Böylece, ters bağlı iki diyot devresinden akımın nasıl aktığıda kendiliğinden açıklanmış olmaktadır.

Pnp Tipi Transistörün Polarılması
PNP transistörün, NPN transistöre göre, yapımında olduğu gibi, polarma geriliminde de terslik vardır. Şekil 4.5 'te bir PNP transistöre polarma geriliminin uygulanışı gösterilmiştir.
Şekilden de anlaşıldığı gibi, PNP transistörde de, NPN 'de olduğu gibi polarma geriliminin yönleri iki şekilde tanımlanır:
1 - Diyot bölümlerine göre tanımlama
Emiter - Beyz diyodu, doğru polarılır.
Collector - Beyz diyodu, ters polarılır.
2 - Polarma geriliminin kristal yapıya uygunluğuna göre tanımlama:
Emiter P tipi kristaldir: Kristal yapısına uygun, pozitif (+) gerilim uygulanır.
Beyz N tipi kristaldir: Kristal yapısına uygun, negatif (-) gerilim uygulanır.
Collector P tipi kristaldir: Kristal yapısına ters, negatif (-) gerilim uygulanır.
Polarma durumuna göre devreden akan akımların yönü de Şekil 4.5 'te gösterilmiş olduğu gibidir.
Daima IE = IB + IC 'dir.

Pnp Transistörün Çalışması
PNP transistörde, NPN transistördeki elektron yerine, pozitif elektrik yükleri (oyuklar), ve pozitif elektrik yükleri yerine de elektronlar geçmektedir.

PNP transistördeki akım iletimi pozitif elektrik yükleri ile açıklanmaktadır.

VEB besleme kaynağının pozitif kutbunun itme, negatif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle, emiterdeki pozitif elektrik yükleri (oyuklar) atomdan atoma yer değiştirerek bayze doğru akar.
Bu hareketlenme sırasında pozitif elektrik yükleri (oyuklar) collectore bağlı VCB besleme kaynağının negatif kutbunun çekme kuvveti etkisi altında kalır.
VCB gerilimi VEB 'ye göre daima daha büyük seçildiğinden; pozitif elektrik yüklerinin
(oyukların) %98 - %99 gibi büyük bir bölümü collector elektroduna doğru, %1 - %2 gibi
küçük bir bölümü de beyz elektroduna doğru akım iletimi sağlar

Bu arada, bir miktar pozitif elektrik yükü de, beyzdeki serbest elektronlar ile birleşerek nötr hale gelir.
Aynı zamanda collector bölgesindeki azınlık taşıyıcılar durumunda bulunan az sayıdaki elektronlar da VCB 'nin etkisiyle beyz elektroduna doğru hareket eder. Bu hareket, ters yön (kaçak) akımını yaratır.
Dış devredeki gelişmeler:
Şekilde gösterildiği gibi, emiterden VEB besleme kaynağının "+" kutbuna ve oradan da beyz'e ve VCB besleme kaynağının üzerinden collectore, elektron akışı başlar.
Kağıt üzerinde gösterilen akım yönü de, yine şekildeki gibi, besleme kaynağının "+" kutbundan "-" kutbuna doğru olmaktadır.

Akım ve Gerilim Yönleri
Akım Yönleri
NPN Transistörde akım yönleri:
Emiterde; Transistörden dış devreye doğru, yani emiterdeki ok yönündedir.
Beyz ve Collectorde; Dış devreden transistöre doğrudur.
PNP Transistörde akım yönleri:
Emiterde; Dış devreden transistöre doğrudur, yani okun gösterdiği yöndedir.
Beyz ve Collectorde; Transistörden dış devreye doğrudur.
Gerilim Yönleri:
Burada gerilim yönünden amaç, polarma geriliminin "+" veya "-" oluşudur.
NPN Transistörde gerilim yönleri:
Emitere: Negatif (-) gerilim uygulanır.
Beyze: Pozitif (+) gerilim uygulanır.
Collectore: Pozitif (+) gerilim uygulanır.
PNP Transistörde gerilim yönleri:
Emitere: Pozitif (+) gerilim uygulanır.
Beyze: Negatif (-) gerilim uygulanır.
Collectore: Negatif (-) gerilim uygulanır.
NOT:
Uluslararası kabule göre, bir iletkendeki elektron akış yönü ile akım yönü birbirine göre terstir.
Uluslararası elektroteknik kuruluşu (IEC) tarafından yapılan kabule göre;
Elektrik ve Elektronik devrelerindeki AKIM YÖNÜ, besleme kaynağının pozitif kutbundan (+), Negatif kutbuna (-) doğru olan yöndür.
Diyot sembollerindeki ve transistörlerin emiterindeki akım yönünü gösteren oklar da "+" dan "-" 'y doğrudur.
Elektron yönü sadece teorik açıklamalar sırasında gösterilmektedir.
Kirchoff kanununa göre , yapılan devre hesaplamalarında "+" ve "-" akım yönlerinin gösterilmesi gerekebilir.
Bura da, besleme kaynağının pozitif kutbundan negatif kutbuna doğru olan yön, "+" akım yönü, bunun tersi olan yön ise "-" akım yönü olarak gösterilir.
Transistörlerin Multimetre İle Sağlamlık Kontrolü
Transistörlerin ayrıntılı kontrolü transistörmetrelerle yapılır. Transistörmetreler daha çok labaratuvarlarda kullanılır.
Bir transistörün en kolay kontrol şekli multimetre ile yapılır, Ancak, bu halde transistöre herhangi bir zarar verilmemesi için multimetrenin içinde bulunan pilin 1.5V 'dan büyük olmamasına veya devreden akacak akımın 1 mA 'den fazla olmamasına dikkat edilmelidir.
" Transistör devrede iken ölçüm yapılmaz."
Şekil 4.8 'de PNP ve NPN tipi transistörlerin multimetre ile kontrolü sırasında uçların tutuluş şekilleri gösterilmiştir. Tablo 4.1 'de ise, yapılacak kontrolün esasları ve multimetrede aşağı yukarı okunması gereken değerler verilmiştir.
Tablo 4.1 'e uygun olarak yapılan kontrollerede, direncin büyük okunması gerekirken küçük okunuyorsa veya küçük olması gerekirken büyük değerlerle karşılaşıyorsanız transistör bozuk demektir.
Ölçmelerde, multimetrenin içerisindeki pil vasıtası ile büyük dirençlerin okunması sırasında ters polarma, küçük dirençlerin okunması sırasında doğru polarma uygulaması yapılmaktadır.
1.5V 'luk multimetre ile yapılan kontrol sırasında transistörden akacak akım kısa bir müddet için 1mA 'i geçmeyeceğinden, günlük hayata girmiş transistörlerde herhangi bir bozukluğa yol açmayacaktır. Fakat, yayılım yoluyla yapılan alaşım transistörleri gibi hassas transistörlerin kontrolü sırasında, emniyet tedbiri olarak VCE collector geriliminin sıfırdan başlayarak gerekli gerilime kadar ayarlanması tavsiye edilmektedir. Bu bakımdan böyle transistörlerin transistörmetre ile kontrolü uygun olmaktadır veya 100-200 ohm 'luk seri direnç kullanılır.
Transistörlerde Yükseltme İşleminin Gerçekleştirilmesi
Transistörler yapısı gereği, akım yükseltme özelliğine sahiptir.
Uygun, bir devre dizaynıyla gerilim ve güç yükseltmesi de yapar.
Tabi bu işlemlerde de asıl olan akımdır. Bu nedenle, önce akımın nasıl yükseltildiğinin bilinmesi gerekir.....

Transistör yükseltme işlemi nasıl yapılmaktadır?
Örnek olarak şekil 4.9 'da görüldüğü gibi bir NPN tipi transistör alınmıştır. Transis törün çalışabilmesi için elektrotlarına, şu gerilimler uygulnıyor:

Emiter: (-)gerilim,
Beyz: (+)gerilim,
Collectore: (+)gerilim.

bos_clip_image002_0001.jpg
bos_clip_image003_0001.jpg


emiter ucu giriş ve çıkış devrelerinde ortak olduğu için, bu yükselteç "Emiteri ortak bağlantılı yükselteç" olarak taımlanır. En çok kullanılan yükselteç şeklidir.

Transistörün bu şekilde çıkışında bir yük direnci bulunmadan çalıştırılmasına kısa devrede çalışma denmektedir.

Yükseltme İşleminin Sağlanması
Transistör içerisinde emiterden beyz ve collectöre doğru bir elektron akışı vardır..
Elektronların küçük bir kısmı da VBE kaynağının oluşturduğu giriş devresi üzerinden, büyük bir kısmıda VCE kaynağının oluşturduğu çıkış devresi üzerinden devresini tamamlar...
Giriş ve çıkışta dolaşan elektronların miktarı, trans. büyüklüğüne bağlı olduğu gibi, VBE ve VCE kaynak gerilimlerinin büyüklüğüede bağlıdır.
Emiterdeki elektronları harekete geçirmek için "Silisyum" transistörde en az 0.6V, "Germanyum" transistörde ise 0.2V olması gerekir.
Elektroları çekebilmesi için VCE gerilimi VBE 'ye göre oldukça büyük seçilir.
Giriş devresinden dolaşan elektronlar "IB" beyz akımını, çıkış devresinden dolaşan elektronlarda "IC" collectör akımını oluşturur.
Buradaki IB ve IC akımları DC akımlardır... Eğer girişe AC gerilim uygulanırsa, ve IC 'de AC olarak değişir.
IB ve IC akımları devrelerini tamamlarken emiter elektrodu üzerinde birleştiğinden Ie akımı, IB ve IC 'nin toplamı olur............

Herzaman geçerli kural: IE = IB + IC

Sonuçta:
IB akımı giriş akımı, IC akımı da çıkış akımı olarak değerlendirilirse, IB gibi küçük değerli bir akımdan, IC gibi büyük değerli bir akıma ulaşılmaktadır.........
Bu olay "Transistörün akım yükselteci olarak çalıştığını göstermektedir."

Emiteri ortak bağlantıda akım kazancı formülü: β = IC/IB 'dir...Beta:(β)
IB ve Ic akımları değişse de, β (Beta) akım kazancı sabit kalmaktadır.
Akım kazancı nasıl oluyorda sabit kalıyor

VBE gerilimi büyütüldüğünde; iki aşamalı şu gelişmeler olmaktadır:

Emiter - Beyz diyodu daha büyük bir gerilim ile polarılmış olduğundan, daha çok elektron harekete geçer. Bu elektronların, Beyz girişi üzerinden devre tamamlayan miktarı da artacağından IB akımı büyür.
Diğer taraftan, büyük hareketlilik kazanan emiter elektronları, mevcut olan VCE çekme kuvveti etkisiyle beyz 'i daha çok sayıda geçerek collectore ulaşır. Böylece daha büyük IC akımı oluşur.
IB ve IC deki artış aynı oranda olmaktadır.
Dolayısıyla da, β=IC/IB değeri sabit kalmaktadır.

VBE küçültüldüğünde de IB ve IC aynı oranda küçüldüğünden, β (Beta) yine sabit kalır.
Görüldüğü gibi, gerek IB, gerekse de IC akımının büyüyüp küçülmesinde yalnızca VBE giriş gerilimi etkin olmaktadır...

VCE besleme kaynağının akım kazancına etkisi nedir?
VCE gerilimi büyütüldüğünde, devreden akan elektron miktarında, diğer bir deyimle IC akımında, önemli bir artış olmamaktadır.

Nedeni;
VCE gerilimi, esas olarak, VBE geriliminin emiterde hareketlendirdiği elektronları çekmektedir. Emiterde ne kadar çok elektron hareketlenmişse, VCE 'de o kadar çok elekrtron çekmektedir. Bunlara collectordeki belirli sayıdaki elektronlarda eklenmektedir. Ancak, collectorde daha az katkı maddesi kullanıldığından açığa çıkan elektron sayısı da daha azdır. Bunlarda IC akımını fazla etkileyememektedir.

VCE 'nin büyütülmesi, çekilen elektron sayısını çok az artırabilmektedir.

Ancak, VCE 'nin, transistör kataloğunda verilen değeri de geçmemesi gerekir.

VCE 'nin belirli bir değeri geçmesi halinde, ters polarmalı durumunda olan, Beyz-collector diyodu delineceğinden, transistör yanar.

Transistörün, IC, VCE ve RCE İle İlgili Tanımı:
Bu tanımlama, IC, VCE ve RCE arasındaki bağıntıyı açıklayan, diğer bir deyimle, transistörün yükseltici sırrını ortaya koyan bir tanımlamadır.

Transistör, iki elektrodu arasındaki direnci, üçüncü elektroduna uygulanan gerilim ile değiştirilebilen üç elektrotlu bir devre elemanıdır.

Şöyleki;
Ohm kanununa göre, çıkış devresinde şu bağıntı yazılabilecektir:

VCE=IC*RCE

VCE belirli bir değer de sabit tutulduğu halde, VBE ve dolayısıyla da IB değişince IC 'de değiştiğinden, yukarıdaki bağıntıya göre, RCE direnci de değişir.

Burada:
Transistörün iki elektrodu arasındaki direnç: RCE 'dir.
Üçüncü elektroda uygulanan gerilim ise: VBE 'dir.

Teorik hesaplamalarda: IC maksimum değerine ulaşınca, RCE=0 olduğu kabul edilir. RCE=0 olunca, VCE 'de "0" olur.

Benzer durum giriş direncinde de olmaktadır:
Diyot karakteristik eğrisinden de bilindiği gibi, VBE 'nin biraz büyütülmesi halinda IB akımı çok çabuk büyümektedir.

Buradan şu sonuç çıkmaktadır:
VBE giriş gerilimi büyütülünce; RBE giriş direnci küçülür.

Özet olarak: Giriş gerilimi büyüdükçe, hem giriş direnci hem de çıkış direnci küçülür.

Akım Kazancının Bulunması
Akım kazancı, yükselteç olarak çalışmakta olan bir transistörün, çıkışındaki akımın girişindeki akıma oranıdır yükselteçlerin üç bağlantı şekli vardır.

1. Emiteri ortak bağlantı. Akım kazancı BETA, β = IC/IB
2. Beyzi ortak bağlantı. Akım kazancı ALFA, α = IC/IE
3. Collectorü ortak bağlantı. Akım kazancı GAMA, γ = IE/IC

bos_clip_image004_0000.jpg
bos_clip_image005_0000.jpg
bos_clip_image006_0000.jpg



Akım Kazançlarının Dönüştürülmesi
Her üç bağlantı şeklinde de akımlar arasında şu bağlantı vardır:

IE=IC+IB veya IC=IE-IB

Bu bağlantı ile yukarıdaki bağıntılardan yararlanılarak, α, β, γ birbirlerine dönüştürülür.
α 'nın β cinsinden yazılması:
1/α = IE/IC = IC+IB/IC = 1+IB/IC = 1+1/β 'dan α = β/β+1 olur...

β 'nın α cinsinden yazılması:
Yukarıdaki "α, β" bağıntısından, β = α/1-α olur...

α 'nın γ cinsinden yazılması:
α = IC/IE = IE-IB/IE = 1-IB/IE = 1-1/γ = γ-1/γ 'dan α = γ-1/γ olur...

γ 'nın α cinsinden yazılması:
Yukarıdaki "α, γ" bağıntısından, γ = 1/1-α olur...

ß 'nın γ cinsinden yazılması:

β = IC/IB = IE-IB/IB = IE/IB-1 = γ-1 'den β = γ-1 olur...

γ 'nın β cinsinden yazılması:
Yukarıdaki "β, γ" bağıntısından γ = β+1

Özet bir tablo yapılırsa dönüşümler şöyle sıralanır:
α = β/β+1 α = γ-1/γ β = α/1-α β = γ-1 γ = 1/1-α γ = β+1


Transistörün Dört Bölge Karakteristiği
Dört bölge karakteristiklerinde, DC 'de ve yüksüz olarak çalıştırılan transistörün giriş ve çıkış akımları ile gerilimleri arasındaki bağıntılara ait karakteristik eğrileri hep birlikte görüntülenir.

Dört bölge karakteristik eğrilerinden yararlanılarak şu statik karakteristik değerleri hesaplanabilmektedir.

Giriş direnci
Çıkışdirenci
Akım kazancı
Giriş-çıkış gerilim (zıt reaksiyon) bağıntısı
Bunlar transistörün yapısıyla ilgili karakteristik değerlerdir.

Dört bölge karakteristiği, transistör çıkışında yük direnci yokken çıkarıldığından bunlara kısa devre karakteristikleri de denir.

Transistörün "Beyz" 'i , "Emiteri" ve "Collectoru" ortak bağlantılı haldeki kısa devre karakteristikleri ile, yükte çalışma sırasında konu edilen yük doğrusu ayrıca "Temel yükselteç devreleri" bölümünde daha detaylı anlatılmıştır.
Burada, ön bilgi olarak, emiteri ortak yükselteçe ait örnek verilecektir..

Dört Bölge Karakteristik Eğrisinin Bölgeleri:

Bölge Karakteristik Eğrisi (VCE - IC):
VCE çıkış gerilimindeki değişime göre, IC çıkış akımındaki değişimi gösterir.
RC=VCE/IC bağıntısı ile Çıkış direncini belirler.
Bölge Karakteristik Eğrisi (IB - IC):
IB giriş akımındaki değişime göre, IC çıkış akımındaki değişimi gösterir.
β=IC/IB bağıntısı ile Akım kazancını belirler.
Bölge Karakteristik Eğrisi (VBE - IB):
VBE giriş gerilimindeki değişime göre, IB giriş akımındaki değişimi gösterir.
Rg=VBE/IB bağıntısı ile Giriş direncini belirler.
Bölge Karakteristik Eğrisi (VBE- VCE):
"VBE - VCE" bağıntısı VBE giriş gerilimindeki değişime göre, VCE çıkış gerilimindeki değişim miktarını gösterir. Bu değişim, gerilim transfer oranı olarak tanımlanır.
Aslında bu iki gerilimin biri biri üzerinde önemli bir etkisi bulunmamaktadır.
Bu bilgiler daha çok teorik çalışmalar için gereklidir

bos_clip_image007_0000.jpg


Transistörün Anahtarlama Elemanı Olarak Çalıştırılması
Sayıcılar (counters), bilgisayarlar (computers), ateşleme devreleri (trigger circuit) gibi, bir kısım devrenin çok hızlı çalışması (on) ve sukunete geçmesi (off) gerekebilir.

Bu gibi hallerde çok hassas bir anahtarlama yapılması gerekir.

Bu devrelerde, transistörden anahtar olarak yararlanılmaktadır. Transistör ile nano saniye 'lik yani 10-9 saniyelik (sn) bir çalışma hızı sağlanmaktadır.

Transistörden, iki şekilde anahtar olarak yararlanılabilmektedir.

Normal çalışmada

Doyma halindeki çalışmada

Transistörün doyma halinde çalışması, kısa bir an için, taşıyabileceği maksimum akımda görev yapması demektir.

Transistörün Normal Çalışmada Anahtar Görevi Yapması
bir NPN transistörün anahtar olarak çalışmasını gösteren iki devre verilmiştir.

Bu devreler, 6 Volt 'luk besleme kaynaklı ve emiteri ortak bağlantılı, lamba yakan bir transistörden oluşmaktadır

bos_clip_image008_0000.jpg


IB akımının değişmesi yoluyla çalıştırılan bir devredir:

R reostası ile IB akımının ayarı yapılmaktadır.

R direnci yeterince küçültülüp IB akımı yeterince büyültüldüğünde, IC akımı lambayı yakacak seviyeye ulaşacaktır.

VBE gerilimini kontrol etmek suretiyle çalıştırılan bir devredir.

VBE gerilimi, S reostası üzerindeki gerilim düşümü ile sağlamaktadır.

"S" reostası, "0" 'dan yani en üst noktadan başlatılarak, yavaş yavaş büyütüldüğünde, beyz-emiter arasına uygulanan gerilimde büyür. Bu gerilim, örneğin, silikon transistörde 0.6V 'u geçince transistör iletime geçer ve lamba yanar.
Bu çalışma şeklinde, transistör kesikli çalışan bir yükselteç olarak görev yapmıştır.

Transistörün gerçek anlamda anahtar olarak çalışması, doyma halindeki çalışmadır

Transistörün Yükselteç Olarak Çalıştırılması
Yükselteç olarak çalıştırılan bir transistörden, şu üç işlemin gerçekleştirilmesinde yararlanılır:
Akım kazancını sağlamak
Gerilim kazancını sağlamak
Güç kazancını sağlamak
Buradaki kazancın anlamı:
Transistör girişine verilen akım, gerilim veya gücün çıkıştan daha büyük değerlerde elde edilmesidir. Bunu sağlamak için de belirli devrelerin oluşturulması gerekir.

Kazancın sayısal değerinin bulunması da, çıkıştaki akım, gerilim ve güç değerlerinin, girişteki akım, gerilim ve güç değerlerine oranlanması suretiyle elde edilir.

Karakteristik eğrileri, transistörün üreticileri tarafından hazırlanan tanıtım kitaplarında (katalog) verilir.

Transistör, hem DC hem de AC yükselteç olarak çalışabilir. Bu nedenle, transistörü gereği gibi inceleyebilmek için, ayrı ayrı DC ve AC 'deki çalışma hallerinin incelenmesi gerekir.

DC çalışmada girişteki ve çıkıştaki akım ve gerilim değerleri arasındaki bağıntılara Statik Karakteristikleri,

AC çalışmadaki akım ve gerilim bağıntılarına da Dinamik Karakteristikleri denir.

Transistör yükselteç olarak şu üç bağıntı şeklinde çalıştırılabilmektedir.
Emiteri ortak bağlantılı yükselteç
Beyz 'i ortak bağlantılı yükselteç
Kollektörü ortak bağlantılı yükselteç
Ortak bağlantı deyimi, girişte ve çıkışta ortak olan uç (elektrot) anlamında kullanılmıştır.

Transistörün DC Yükselteç Olarak Çalıştırılması

Emiteri ortak bağlantılı bir DC yükselteç devresi verilmiştir. Bu yükselteç devresi ile transistörün statik karakteristikleri incelenmektedir.

Statik karakteristikleri incelerken yukarıda da belirtildiği gibi giriş ve çıkıştaki DC akım ve gerilim değerlerinden yararlanılır.


Girişteki akım ve gerilimdeki değişmeler girişe seri bağlanan mikro ampermetre (µA) ve paralel bağlanan küçük değerler ölçebilen voltmetre (mV) ve çıkıştaki değişmeler de, çıkışa bağlanan mili Ampermetre ve normal bir Voltmetre ile ölçülür.
transistör çıkışında başka bir eleman bulunmaksızın yapılan DC ölçümlerdir.

Uygulanan bu tür ölçme yöntemi ile hesaplanan statik karakteristik değerlerine ve çizilen eğrilere Kısadevre Karakteristikleri 'de denir.

Girişe ait:
Beyz akımı, IB
Beyz - Emiter arası gerilim, VBE

Çıkışa ait:
Kollektör akımı, IC
Kollektör - Emiter arası gerilim, VCE

Ölçülen bu değerler ile şu karakteristik değerler hesaplanmaktadır:
Akım kazancı: Kİ(β) = IC/IB
Giriş direnci: Rg = VBE/IB
Çıkış direnci: RÇ = VCE/IC
Eğim: S = ΔIC/ΔVBE
Transfer oranı: µ = VBE/VCE (%0,01-0,001) dir.
Buradan ilk üçlü, "Kİ, Rg ve RÇ" her transistör için, her devrede bilinmesi gereken karakteristik değerlerdir. Son iki "S ve µ" değerleri ise transistör üzerinde daha derinlemesine çalışma yapılması gerektiğinde, ihtiyaç duyulan değerlerdir.

Yukarıdaki karakteristik değerler, Şekil 4.11 'de verilmiş olan dört bölge karakteristik eğrisinden yararlanılarak da hesaplanabilmektedir.

Bölge karakteristik eğrisi: (VCE,IC)
Bölge karakteristik eğrisi: (IB,IC)
Bölge karakteristik eğrisi: (VBE,IB)
Bölge karakteristik eğrisi: (VBE,VCE)
Bu karakteristik eğrilerinin değişik noktalarındaki, küçük değişim (Δ) değerleri ile yapılacak olan hesaplamalar, Kİ, Rg ve RÇ değerleri, hakkında daha doğru bilgi verir.

Şöyle ki;
Kİ(β) = ΔIC/ΔIB bağıntısı, karakteristik eğrisi doğrusal olduğundan her noktada aynı değeri verir.

Rg = ΔVBE/ΔIB bağıntısı, eğrisel olan karakteristik eğrisinin farklı noktalarında farklı değerler verir, en iyi noktayı seçmek gerekir.
Karakteristik eğrisinden de anlaşılmaktadır ki, IB beyz akımı büyüdükçe transistörün Rg giriş direnci küçülmektedir.

RÇ = RCE = ΔVCE/ΔIC bağıntısı da, IC büyüdükçe daha küçük RÇ verir.

Görülmektedir ki, DC yükselteç devresinde ölçülen değerler ile elde edilen sonuçlar, transistör hakkında önemli bilgi vermektedir.

Transistörün Gerilim ve Güç Kazançlarını Bulmak İçin:

giriş devresine paralel olarak bir RB direnci, çıkış devresine de yine paralel bir RL yük direnci bağlanır. Bunların üzerinde oluşan gerilim düşümlerinin ve sarf olan güçlerin oranı gerilim ve güç kazancını verir.

Gerilim kazancı: KV = VRL/VRB

Güç kazancı: KP = PRL/PRB = IC.VRL/IB.VRB = β.KV

Görüldüğü gibi güç kazancı ile gerilim kazancının çarpımına eşit olmaktadır.

Transistörün AC Yükselteç Olarak Çalıştırılması

AC işaret gerilimi uygulandığında da AC yükselteç olarak çalışır.

AC yükselteçler de iki ana gruba ayrılır:
Ses frekansı yükselteçleri
Yüksek frekans (Radyo frekansı) yükselteçleri
Yüksek frekans yükselteçleri özel yapılı yükselteçlerdir.

AC yükselteç olarak inceleme konusu, günlük hayatta daha çok karşılaşılan ses frekansı yükselteçleridir.

AC işaret gerilimi, genelde sinüzoidal olarak değişen bir gerilim olarak düşünülür. Bu gerilim, girişteki ve çıkıştaki DC polarma gerilimini büyültüp küçülterek sinüzoidal olarak değişmesini sağlar.

AC çalışmada, yalnızca AC değerler önemli olduğundan, giriş ve çıkışta ampermetre ve voltmetre olarak AC ölçü aletleri kullanılır.
AC ölçü aletleri efektif değer ölçtüğünden, gerekli hesaplamalarda efektif değerler ile yapılır.

Örneğin:
Akım kazancı: KİAC(βAC) = ICef/IBef

Gerilim kazancı: KVAC = VCEef/VBEef = (ICef/IBef).(RL/RB) = βAC.RL/RB

Güç kazancı: KPAC = βAC.KVAC şeklinde ifade edilirler.

Alçak frekans (ses frekansı) yükselteçlerinde: βDC = βAC olarak alını.

Giriş ve çıkış dirençleri de DC ve AC 'de aynı özelliklere sahiptir.


Transistörün Çalışma Kararlılığını Etkileyen Faktörler
Bir transistöre kararlı bir çalışma yaptırabilmek için, öncelikle karakteristik değerlerine uygun bir devre düzeni kurmak gerekir. Bunu içinde, daha önceden de belirtilmiş olduğu gibi, katalog değerlerine ve karakteristik eğrilerinde verilen bilgilere uyulmalıdır.

Transistörün kararlı çalışmasını etkileyen faktörler:
Sıcaklık
Aşırı ısınan transistörün çalışma dengesi bozulur, gücü düşer. Daha da çok ısınırsa yanar. Isınan transistörlerde elektron sayısı anormal artacaktır. Bu artış nedeniylede belirli giriş değerleri için alınması gereken çıkış değerleri değişir.Buda kararlı çalışmayı önler.
Daha çok ısınma halinde ise kristal yapı bozulur. Bu durumda transistörün yanmasına neden olur. Isınma transistörün kendi çalışmasından kaynaklandığı gibi, sıcak bir ortamda bulunmasından dolayı da olabilir.
Frekans
Her transistör, her frekansta çalışmaz. Bu konuda ine katalog bilgilere bakmak gerekir.
Örneğin: NPN transistörler, PNP transistörlere göre yüksek frekanslarda çalışmaya daha uygundur. Nedeni de NPN transistörlerde elektrik yükü taşıyıcıları ELEKTRONLAR dır.PNP transistörlerde ise taşıyıcılar pozitif elektrik yükleridir. Elektronlar, pozitif elektrik yüklerine göre çok daha hızlı ve serbest hareket edebildiklerinden, yüksek frekanslar için NPN transistörler daha uygundur.
Limitsel Karakteristik Değerleri
Her transistörün ayrı çalışma değerleri vardır. Bu çalışma değerlerinden bazılarının kesinlikle aşılmaması gerekir. Bunara, "Limitsel Karakteristik" denir.
Limitsel Karakteristik Değerleri Şöyle Sıralanır:



Maksimum kollektör gerilimi
Maksimum kollektör akımı
Maksimum dayanma gücü
Maksimum kollektör - beyz jonksiyon sıcaklığı
Maksimum çalışma (kesim) frekansı.

Limitsel değerler gerek birbirlerine, gerekse de giriş değerlerine bağlıdır. Yukarıda sıralanan maksimum değerlerin ne olmasının gerektiği transistör kataloglarından ve karakteristik eğrilerinden saptanır.
Polarma Yönü
Polarma gerilimini uygularken, ters polarma bağlantısı yapmamaya özellikle dikkat edilmelidir. Böyle bir durumda, transistör çalışmayacağı gibi, normalden fazla uygulanacak olan ters polarma gerilimleri jonksiyon diyotlarının delinmesine, yani kristal yapının bozulmasına neden olacaktır.
Aşırı Toz ve Kirlenme
Transistörlerin toza karşı ve özelliklede metalik işlemlerin yapıldığı ortamlarda çok iyi korunması gerekir.. Aşırı toz ve kirlenme elektrotlar arası yalıtkanlığı zayıflatacağından kaçak akımların artmasına neden olacaktır. Bu da transistörün kararlı çalışmasını engelleyecektir. Eğer metal ve karbon (kömür) tozlarıyla karışık bir tozlanma varsa, transistör elektrotlarının kısa devre olma ihtimalide mevcuttur.
Tozlu ortamda çalıştırılması zorunlu olan transistörlerin ve bütün elektronik devrelerin toza karşı iyi korunmaları ve zaman zaman devrenin enerjisi kesilmek suretiyle, yumuşak bir fırça ve aspiratör tozların temizlenmesi gerekir.
Tozların temizlenmesi sırasında, elektrik süpürgesiyle üfleyerek temizlik kesinlikle yapılmamalıdır. Zira bu durumda yapışkan tozlar daha da çok yapışıp kirliliği arttıracağı gibi, buradan kalkan tozlar diğer cihaz ve devrelere konacağından başka devrelerinde tozlanmasına neden olacaktır.
Nem
Transistörler ve bütün elektronik devreler, neme karşıda çok iyi korunmalıdır. Gerek su buharı, gerekse de bazı yağ ve boya buharları, doğrudan kendileri elektrotlar arasında kısa devre yapabileceği gibi, tozlarında yapışıp yoğunlaşmasına neden olacağından, cihazların kararlı çalışmasını engelleyecektir.
Sarsıntı
Sarsıntılı ortamda kullanılan cihazlarda, daima bağlantıların kopması ihtimali vardır. Aşırı sarsıntı iç gerilmeleri de arttıracağından kristal yapının bozulması da mümkündür.
Sarsıntılı ortamlarda çalıştırılacak cihazlara üreticiler tarafından özel sarsıntı testi uygulanır. Bu gibi çalıştırmalarda, üreticisinden sarsıntı testleri hakkında bilgi almak gerekir
Elektriksel ve Magnetik Alan Etkisi
Gerek elektriksel alan, gerekse de magnetik alan serbest elektronların artmasına ve onların yönlerinin sapmasına neden olur. Bu da kararlı çalışmayı önler. Bu gibi ortamlarda kullanılacak cihazlar faraday kafesiyle ve anti magnetik koruyucularla korunmalıdır.
Işın Etkisi
Röntgen ışınları, Lazer ve benzeri çok yüksek frekanslı ışınlarda kararlı çalışmayı etkiler. Bu gibi yerlerde kullanılacak cihazlarda özel koruma altına alınmalıdır.
Kötü Lehim (Soğuk Lehim)
Transistörün ve bütün elektronik devre elemanlarının çok ustaca lehimlenmesi gerekir. Soğuk lehim olduğu taktirde, dışarıdan bakıldığında lehimliymiş gibi görünmesine rağmen, elektriksel iletimin iyi olmamasına neden olacağından bütün bir sistemin kararlı çalışmasını engelleyecektir.
Bu tür arızaların bulunması da çok zordur. Ayrıca aşırı ısıtılarak lehim yapılması da devre elemanlarını bozar.
Belirli bir lehim pratiği olmayanların, transistör ve benzeri elektronik devre elemanlarının lehimini yapmaması gerekir.

Transistörlerin Çalışma Noktasının Stabilize Edilmesi
Stabilize etmek ne demektir?
Stabilize 'nin tam Türkçe karşılığı "kararlı çalışma" dır.

Transistörün çalışma noktasının stabilize edilmesi:
Transistörün girişine ve çıkışına uygulanan polarma gerilimi ve akımının çalışma süresince aynı kalması için gerekli önlemlerin alınmasıdır.
Daha kısa bir söylemle, "transistörün kararlı çalışmasının sağlanmasıdır."

Her transistörün bir yük doğrusu ve Q çalışma noktası vardır.

Örneğin:
Emiteri ortak bir yükselteçte, giriş polarma gerilimi ve akımı, belirli bir VBE ve IB, çıkış polarma gerilimi ve akımı, VCE ve IC olsun.
Bu değerler yük doğrusu üzerinde belirli bir Q noktasını gösterir. Bu nokta çalışma noktasıdır.
Çalışma sırasında Q noktasının değişmemesi yani stabil olması istenir.

Stabil çalışmayı zorlaştıran iki etken vardır:
Isınan transistörün IC kollektör akımının artması
Bir devredeki transistör yerine başka bir transistörün kullanılması halinde, akım kazancı farklı olursa devre aynı devre olduğu halde, çıkış akımı değişeceğinden stabilite bozulacaktır.

bos_clip_image003_0002.jpg


emiteri ortak bir yükselteç verilmiştir.
IC akımı artınca, RC direnci üzerindeki gerilim düşümü artacağından, B noktasındaki gerilim küçülecektir.
Dolayısıyla IB akımı küçülür.
IC=βIB bağıntısından, IC akımı küçülecek ve denge sağlanacaktır.

Transistörlerin Katalog Bilgileri
Bir transistör hakkında bilgi edinmek gerektiğinde üzerindeki ve katalogdaki bilgilerden yararlanılır.
Daha geniş bilgi içinde, üretici firmadan yayınlanan tanıtım kitabına bakılır.

Transistör Üzerindeki Harf ve Rakamların Okunması
Transistör üzerinde genellikle şu bilgiler bulunur:
Üretici firmanın adı ve sembolü,
Kod numarası: (2N 2100 vb...). Transistör bu numara ile tanıtılır.
Ayak bağlantıları (E,B,C) veya işareti.
Küçük transistörlerin genellikle kollektör veya emiter tarafında bir nokta veya tırnak bulunur.
Katalog Kullanımı ve Karşılıklarının Bulunması
Transistörü tanıtıcı bir yayında veya katalogda küçük değişikliklerle şu bilgiler bulunur:
Kod no: AD 159, 2N 2100 gibi,
Tipi: NPN veya PNP
Türü: Si veya Ge,
Akım kazancı: β(hFE),
Maksimum kollektör akımı: (ICm),
Maksimum dayanma gücü: (PCm),
Maksimum Kollektör - Emiter gerilimi: VCEm veya VCm,
Maksimum Kollektör - Beyz gerilimi: VCBm veya VCm,
Maksimum Emiter - Beyz gerilimi: VEBm,
Maksimum çalışma (kesim) Frekansı: fm,
Maksimum Jonksiyon sıcaklığı: TJm,

Yerine göre, bu bilgilere ek olarak şunlarda verilir.
Beyz açık iken Kollektör - Emiter arası kaçak akımı: ICE
Emiter açık iken Kollektör - Beyaz arası kaçak akımı: ICB - ICO Termistörün karşılıkları
 
Konu Sah

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
Elektronik Devre Elemenları Sembolleri
 

Ekli dosyalar

  • devre-elemanlari-sembolleri.rar
    433.7 KB · Görüntüleme: 0

Knowred

Üye
Katılım
3 Eyl 2007
Mesajlar
4
Puanları
1
Yaş
36
teşekkür ederim benim çok işime yaradı bu bilgiler...
 

Benzer Konular

Forum istatistikleri

Konular
115,661
Mesajlar
814,518
Kullanıcılar
422,490
Son üye
Hkduzgun

Yeni konular

Üst