Atom Y Atom ap Y ısı

Transkript

1 ÇAĞLAR GÜL Giriş : Yarıiletken Malzemeler ve Özellikler 1.Bölüm : Diyotlar 2.Bölüm : Diyot Uygulamaları 3.Bölüm : Çift Jonksiyonlu Transistörler (BJT) 4.Bölüm : BJT DC Öngerilimleme 5.Bölüm : Alan Etkili Transistörler

2 Giriş Yarıiletken Malzemeler ve Özellikleri

3 Atom Yapısı Maddenin en küçük parçası olan atom, merkezinde bir çekirdek ve etrafında dönen elektronlardan oluşur. Çekirdeği oluşturan en ağır parçacıklar proton ve nötronlardır. Proton ve nötronların ağırlığı yaklaşık olarak birbirine eşittir. Protonun ağırlığı elektronun ağırlığının 8000 katıdır. Elektron ve protonun elektrik yükleri birbirine eşittir. Protonlar pozitif yüklü olup, elektronlar negatif yüklüdür. Nötronlar yüksüz parçacıklardır. Serbest halde atom nötr haldedir yani elektron sayısı proton sayısına eşittir. Atomlardaki elektron sayısı birden 105 e kadar değişmektedir. Elektron, nötron ve proton sayısına göre farklı atomlar ve bu atomlardan özellikleri değişik olan elementler oluşur. Bir atomun numarası elektron sayısına veya proton sayısına eşittir.

4 Atom Yapısı

5 Bu modelde görüldüğü gibi, elektronlar çekirdek etrafında belirli bir yörüngede yer almaktadırlar. Bir malzemenin atomik yapısı, onun iletkenlik ya da yalıtkanlık özelliğini belirlemektedir. Diyot, idealde bir yönde akım geçiren devre elemanıdır. Bohr Atom Modeli

6 Atom Yapısı Elektronlar atomun çekirdeği etrafında yörüngelerde dönmektedir. Yörüngeler kabuklarda toplanmıştır ve kabuklar arasında boşluklar vardır. Bir atomun belirli sayıda kabuğu vardır. Her bir kabukta bulunabilecek maksimum elektron sayısı belirli ve sabittir. Kabuklar çekirdekten itibaren K,L,M,N,O,P,Q olarak adlandırılır. Kabuklarda bulunabilecek maksimum elektron sayısı sırasıyla 2, 8, 8, 32, 50, 72, 98 olarak bilinmektedir.

7 İletkenler, Yalıtkanlar, Yarıiletkenler Bir malzemenin akım iletme yeteneği, malzemenin atomik yapısına bağlıdır. Çekirdeği çevreleyen elektronların yörünge konumları Kabuk (Shell) olarak adlandırılır. Her bir kabuk 2n 2 formülü ile belirlenen elektron sayısına sahiptir. En dıştaki kabuk valans kabuğu olarak adlandırılır.

8 İletkenler, Yalıtkanlar, Yarıiletkenler Valans kabuğu, malzemenin iletkenlik özelliğini belirler. Bakır atomu valans yörüngesinde sadece 1 elektrona sahiptir. Bu onu iyi bir iletken kılar ve bu yörünge n=4 kabuk sayısına sahip olduğu için, 2n 2 formülüne göre 32 elektron alma kapasitesine sahiptir. Bir silisyum atomunun son yörüngesinde 4 elektron vardır. Bu özelliği onu yarıiletken bir malzeme yapar. n=3 kabuk sayısına sahip olduğu için, 2n 2 formülüne göre 18 elektron alma kapasitesine sahiptir.

9 Enerji Bandı Diyagramları Atom ve yarı iletken teorisinde kullanılan elektron volt (ev) birimi, bir elektronun bir V luk gerilim potansiyeline karşı hareket etmesi sonucu kazandığı enerjidir. Bir katı maddenin valans bandındaki elektronlar iletim bandına geçirmek için ısı, ışık, elektrik gibi enerjilerden biri uygulanabilir. Maddeye gerilim uygulandığında oluşan serbest elektronlar elektrik akım üretir. Akım taşıyan elektronlar serbest elektronlardır. Akım yük akışı olduğuna göre belirli bir noktadan saniyede akan yük miktar olarak tanımlanabilir. Yük birimi coulomb ve enerji birimi joule ile elektron enerjisi ev arasındaki ilişki aşağıdaki gibi yazılabilir.

10 Enerji Bandı Diyagramları

11 Enerji Bandı Diyagramları Elektronların enerjileri çekirdekten uzaklaştıkça artmaktadır. Yarıçapı küçük olan elektronun enerjisi en küçüktür ve enerji yarıçap ile artar. Kabuk içindeki elektronların enerjileri arasındaki fark küçüktür. Kabuklar arasındaki enerji fark ise büyüktür. Kabuklar arasındaki bölge, yasak bölge veya enerji boşluğu olarak adlandırılır. Elektronlar bu bölgede bulunmazlar. Bütün kabuklar arasında enerji boşluğu mevcuttur. Atomun en dış kabuğundaki elektronlara valans elektron adı verilir.

12 Kovalent Bağ İki veya daha fazla atomun valans elektronlarının etkileşimi ile oluşan bağa, Kovalent bağ adı verilir.

13 Yarı İletkenlerde Kristal Yapı Silisyum ve germanyum atomlarının valans yörüngelerinde yer alan elektronlar arasında kovalent bağ yapısı vardır. Saf halde bu bağ yapısı bozulmaz ve bu yarıiletken malzemeler yalıtkan durumdadır.

14 N-tipi ve P-tipi Yarıiletkenler N-tipi ve P-tipi malzemelerin oluşturulma işlemi katkılama olarak adlandırılır. N-tipi yarıiletken oluşturmak için Silisyum yapıya Antimuan gibi 5 valans elektronlu katkılama atomları katılır. P-tipi yarıiletken oluşturmak için Silisyum yapıya Bor gibi 3 valans elektronlu katkılama atomları katılır.

15 N-tipi yarıiletken yapıda, yapıya katılan ve elektron vererek pozitif yüklenen katkılama atomları Donör İyonları olarak tanımlanır. Bu yapıda çoğunluk akım taşıyıcıları elektronlar, azınlık akım taşıyıcıları ise oyuklardır. P-tipi yarıiletken yapıda, yapıya katılan ve elektron alan katkılama atomları Akseptör İyonları olarak tanımlanır. Bu yapıda çoğunluk akım taşıyıcıları oyuklar, azınlık akım taşıyıcıları ise elektronlardır.

16 p-n Jonksiyonu Jonksiyon bölgesinde elektron-oyuk birleşmesi meydana gelerek burada iyonize atomlardan oluşan fakirleşmiş bölge (depletion region) ve bariyer potansiyeli oluşur.

17 İleri Yön ve Ters Yön Kutuplama İleri Yön Kutuplama Ters Yön Kutuplama Gerilim kaynağının (kutuplama bağlantıları) + terminali p-tipi malzemeye, terminali de n-tipi malzemeye gelecek şekilde bağlanır. Kutuplama gerilimi Germanyum diyot için 0.3 V dan, Silisyum diyot için de 0.7 V dan daha büyük olmalıdır. İleri yön kutuplama, p-n jonksiyonundaki fakirleşmiş bölgenin daralmasına yol açacaktır. Gerilim kaynağının (kutuplama bağlantıları) - terminali p-tipi malzemeye, + terminali de n-tipi malzemeye gelecek şekilde bağlanır. Kutuplama gerilimi, kırılım geriliminden (breakdown voltage) daha az olmalıdır. Ters yönlü bir kutuplama durumunda diyot p-n jonksiyon yapısındaki fakirleşmiş bölge genişler ve yapıda ters yönlü küçük bir sızıntı akımı dışında akım akmaz.

18 1.. Bölüm: Diyotlar

19 Yarı iletken Maddeler Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler; Silisyum (Si) Germanyum (Ge) dur.

20 Katkı Oluşturma Silisyum ve Germanyumun elektriksel özellikleri, katkı işlemiyle eklenen maddeler sayesinde arttırılır. İki tip katkılı yarıiletken vardır: n-tipi p-tipi n-tipi maddeler silisyum (ya da germanyum) atomlarını negatif yapar. p-tipi maddeler silisyum (ya da germanyum) atomlarını pozitif yapar.

21 p-n Jonksiyonu Silisyum ya da germanyum kristalinin bir kısmı p-tipi madde ile diğer kısmı ise n-tipi madde ile katkılandırılır. Sonuçta elde edilen durum p-n jonksiyonudur.

22 p-n Jonksiyonu p-n jonksiyonunda, n-tipi katmanın negatif yüklü atomları, p-tipi katmanın pozitif yüklü atomları tarafından hareketlendirilir. n-tipi maddedeki elektronlar, jonksiyon bölgesini geçerek p-tipi maddeye doğru akarlar (elektron akışı). Sonuçta, jonksiyon bölgesinin etrafında bir boşaltılmış bölge oluşur.

23 Diyot P ve N tipi malzemeler bir kristal yapı içinde bir araya getirildiğinde iki bölge arasında bir P-N jonksiyonu oluşturur. Bu eleman yarı iletken diyot olarak bilinir ve tek yönde akım geçirir. P-N jonksiyonu diyot, transistör ve diğer yarı iletken elemanların temelidir. Bir diyot, anot ve katot şeklinde iki ucu olan bir devre elemanıdır. Diyot, idealde bir yönde akım geçiren devre elemanıdır.

24 Diyot İletim Bölgesi Kesim Bölgesi Diyot üzerindeki gerilim 0V tur Akım idealde sonsuzdur. İleri yön direnci R F = V F / I F ile tanımlanır. Diyot iletimde kısa devre gibi davranır. Uygulanan gerilim diyot üzerindedir. Akım 0A dir. Ters yön direnci; R R = V R / I R Diyot açık devredir.

25 Diyotun Çalışma Şartları Bir diyotun üç çalışma durumu vardır: Öngerilimsiz İleri Öngerilimli Ters Öngerilimli

26 Diyotun Çalışma Şartları Öngerilimsiz Dışarıdan bir gerilim uygulanmaz: V D = 0V Herhangi bir akım oluşmaz: I D = 0A Çok az miktarda boşluk bölgesi vardır.

27 Diyotun Çalışma Şartları Ters Öngerilim p-n jonksiyonuna ters yönde harici bir gerilim uygulanır. Ters polarma, boşluk bölgesinin genişlemesine neden olur. n-tipi maddedeki elektronlar pozitif uca doğru hareketlenir. p-tipi maddedeki oyuklar negatif uca doğru hareketlenir.

28 Diyotun Çalışma Şartları İleri Öngerilim p-n jonksiyonuna, p ve n katmanları ile aynı yönde harici bir gerilim uygulanır. İleri polarma, boşluk bölgesinin daralmasına neden olur. Elektronlar ve oyuklar, p-n jonksiyonuna doğru itilir. Elektronlar ve oyuklar, p-n jonksiyonunu geçecek kadar yeterli enerjiye sahip olur.

29 Diyot Karakteristik Eğrisi

30 Çoğunluk ve Azınlık Taşıyıcıları Bir diyottan iki çeşit akım geçer: Çoğunluk Taşıyıcıları n-tipi maddede çoğunluk taşıyıcıları elektronlardır. p-tipi maddede çoğunluk taşıyıcıları oyuklardır. Azınlık Taşıyıcıları n-tipi maddede azınlık taşıyıcıları oyuklardır. p-tipi maddede azınlık taşıyıcıları elektronlardır.

31 Zener Bölgesi Zener Bölgesi, bir diyotun ters polarma bölgesidir. Zener bölgesinin sınırı aşıldığında, diyot bozulur ve ters yön akım ani bir şekilde artış gösterir. Bu maksimum sınır gerilimi çığ kırılma gerilimi Akım ise çığ akımı olarak tanımlanır.

32 İleri Yön Gerilimi Elektron ve oyuklar p-n jonksiyonunu geçecek kadar enerjilendiğinde, diyot öngerilimsiz durumdan ileri öngerilimli duruma geçer. Burada gerekli olan enerji, harici bir kaynaktan uygulanan gerilimdir. Diyot tipine göre gerekli olan öngerilim değerleri şunlardır: Silisyum diyot 0.7V Germanyum dyot 0.3V

33 Sıcaklık Etkisi Sıcaklık arttıkça diyottaki enerji artar. İleri polarma durumu için gerekli olan ileri öngerilim değerini düşürür. Ters polarma durumunda ters yön akım değerini yükseltir. Maksimum ters polarma çığ gerilimini arttırır. Germanyum diyotlar, sıcaklık değişimlerine silisyum diyotlara göre daha duyarlıdır.

34 Direnç Seviyeleri Yarıiletkenler DA (DC) ve AA (AC) akımlarda farklı davranırlar. Diyotlarda üç tip direnç vardır: DA, ya da statik direnç AA, ya da dinamik direnç Ortalama AA direnç

35 DA, ya da statik direnç Uygulanan spesifik bir DA V D geriliminin sonucunda, diyotta bir I D akımı meydana gelir ve R D direncini oluşturur. R D V I D D

36 AA, ya da dinamik direnç İleri polarma (doğru polarma) bölgesinde; r d 26 mv I D r B Direnç, diyottaki akımın (I D ) değerine bağlıdır. Diyot gerilimi sabittir r B yüksek güç elemanlarında 0.1 dan düşük güç elemanlarında 2 a kadar değer gösterir. Bazı durumlarda r B göz ardı edilir. Ters polarma bölgesinde r d Direnç sonsuzdur ve diyot açık devre gibi çalışır.

37 Ortalama AA direnç r av V I d d AA direnç karakteristik eğride akım ve gerilim için ikişer nokta seçilerek hesaplanır.

38 Diyot Katalogları Diyot kataloglarında yer alan bilgiler ve açıklamaları şu şekildedir; 1. V F, belirli bir akım ve sıcaklıkta ileri yön gerilimi 2. I F, belirli bir sıcaklıkta maksimum ileri yön akımı 3. I R, belirli bir sıcaklıkta maksimum ters yön akımı 4. PIV ya da PRV ya da V(BR), belirli bir sıcaklıkta maksimum ters yön gerilimi 5. Güç tüketimi, belirli bir sıcaklıkta tüketilen maksimum güç değeri 6. C, ters polarmada kapasitans seviyesi 7. t rr, ters toparlanma süresi 8. Sıcaklıklar, çalışma ve depolama sıcaklıkları

39 Diyot Kapasitansı Ters polarmada, boşluk bölgesi çok geniştir. Diyotun pozitif ve negatif polariteleri C T kapasitansını oluşturur. Kapasitansın değeri uygulanan ters gerilime bağlıdır. Doğru polarmada depolama kapasitansı C D uygulanan gerilim arttıkça artış gösterir.

40 Ters Toparlanma Süresi (t rr ) Ters toparlanma zamanı iletimdeki bir diyotun kesime geçirildiğinde, akım geçişini durdurması için gerekli olan süreyi ifade eder.

41 Diyot Sembolleri ve Paketleri Anot A kısaltması ile, katot ise K kısaltmasıyla gösterilir.

42 Diyot kontrolcüsü Ohmmetre Diyot Kontrolleri

43 Diyot Kontrolcüsü Bir çok dijital multimetrede diyot kontrol özelliği vardır. Diyot devreden ayırılarak test edilmelidir. Normal bir diyot için ölçülmesi gereken ileri öngerilim değerleri: Silisyum diyot 0.7V Germanyum diyot 0.3V

44 Ohmmetre Ohmmetre düşük bir ohm kademesine alınır. Doğru polarmada düşük direnç, ters polarmada yüksek direnç göstermelidir.

45 Zener diyot LED diyot Diyot dizileri Diyot Türleri

46 Zener Diyot Zener diyot, ters polarmada zener geriliminde çalıştırılır (V Z ). Genel zener gerilimleri 1.8 V ile 200 V arasındadır.

47 Işık yayan diyotlar (LED) LED diyot, doğru polarma durumunda foton yayar. Bu fotonlar, kızılötesi ya da görülebilir ışık spektrumunda olabilir. İleri yön gerilimleri genellikle 2V ile 3V arasındadır.

48 Diyot Dizileri Bir entegre devre içerisinde birçok diyot yerleştirilerek oluşturulur. Common Anode Ortak anot ya da ortak katot tipleri vardır. Common Cathode

49 2. Bölüm: Diyot Uygulamaları

50 Yük Eğrisi Yük eğrisi, herhangi bir devrede diyot uygulanan bütün gerilimler (V D ) için muhtemel akım (I D ) durumlarını gösterir. E/R maksimum I D akımını, E ise maksimum V D gerilimini ifade eder. Yük eğrisi ile karakteristik eğrinin kesiştiği Q-noktası, örnek devre için en uygun I D vev D değerlerini ifade eder.

51 Seri Diyot Devreleri İleri Öngerilimleme Sabitler Silisyum Diyot : V D = 0.7V Germanyum Diyot: V D = 0.3V Analiz V D = 0.7V (ya da V D = E eğer E <0.7V) V R = E V D I D = I R = I T = V R / R

52 Seri Diyot Devreleri Ters Öngerilimleme Diyot idealde açık devre gibi çalışır. Analiz V D = E V R = 0 V I D = 0 A

53 Paralel Devreler V D 0.7 V V D1 V D2 V O 0.7 V V R 9.3 V E V D 10 V.7 V I R R 0.33kΩ 28 ma I D1 I D2 14 ma 2 28 ma

54 Yarım Dalga Doğrultucu Diyot sadece doğru polarma durumunda iletime geçer, bu nedenle girişten uygulanan AA dalganın sadece yarım periyodu çıkışa aktarılır. DA çıkış gerilimi 0,318V m, V m = AA tepe gerilim değeridir. V DA ya da V AVG = V p /

55 PIV (PRV) Diyot bir alternansta doğru polarmalandırılırken, diğer alternansta ters polarmalandırılır. Ters kırılma gerilim değerinin, ters polarma durumundaki AA gerilimin tepe değerini karşılayabilecek değerde olması gerekir. PIV (ya da PRV) > V m PIV = Peak inverse voltage PRV = Peak reverse voltage V m = Peak AC voltage

56 Ters Tepe Gerilimi (Peak inverse voltage), ters yönlü kutuplanmış diyotun dayanabileceği en büyük gerilim değeridir. PIV (PRV)

57 Transformatör Bağlantılı Giriş Transformatörler gerilim seviyelerinin değiştirilmesinde ve izolasyon amaçlı olarak kullanılırlar. Primerden sekondere dönüştürme oranı, girişe karşı çıkışı belirler. Gerçekte Primer ve Sekonder sargıları arasında doğrudan bir bağlantı yoktur, bu özellik ikincil devrede elektrik çarpılmalarını önler.

58 Tam Dalga Doğrultucu Tam dalga doğrultucuda doğrultma işlemi birden fazla diyot kullanılarak yapılır. Tam dalga doğrultucu daha yüksek DA çıkış gerilimi üretir: V DA veya V AVG = 2V p /. Yarım Dalga: V dc = 0.318V m Tam Dalga: V dc = 0.636V m

59 Tam Dalga Doğrultucu Orta Uçlu Bu doğrultma tipinde iki adet diyot orta uçlu bir transformatöre bağlanır. Çıkış tepe gerilimi, transformatörün sekonder geriliminin tepe değerinin yarısı kadardır.

60 Her iki alternans boyunca akım akmaktadır. Çıkış tepe değeri yaklaşık olarak, sekonder sargılarının toplam geriliminin yarısı kadardır. Her diyot, sekonder sargılarındaki çıkış gerilimi ve diyot gerilim düşümü kadarlık bir PIV e maruz kalır. PIV=2V p(out) +0.7V Tam Dalga Doğrultucu Orta Uçlu

61 Tam Dalga Doğrultucu Orta uçlu transformatörle yapılan tam dalga İki diyot Orta uçlu bir transformatör gerekir. V DC = 0.636(V m )

62 Tam dalga köprü doğrultucu sekonder sargılarının çıkışından tam olarak yararlanır. Köprü doğrultucu 4 adet diyotun özel bir şekilde bağlanması ile elde edilir. Periyotun her bir yarısında yük üzerinden aynı yönde akım akar. Tam Dalga Doğrultucu Köprü Tipi

63 Tam Dalga Doğrultucu Köprü Tipi Köprü Doğrultucu Dört diyotlar oluşturulur. V DC = Vm

64 Tam Dalga Doğrultucu Köprü Tipi Köprü doğrultucu için PIV değeri, orta uçlu doğrultucunun yaklaşık olarak yarısı kadardır. PIV=V p(out) +0.7V

65 Doğrultucu Devrelerin Özeti Doğrultucu İdeal V DC Gerçek V DC Yarım Dalga Doğrultucu V DC = 0.318(Vm) V DC = 0.318V m 0.7 Köprü Tipi Doğrultucu V DC = 0.636(Vm) V DC = 0.636(Vm) 2(0.7) Orta Uçlu Transformatörlü V DC = 0.636(Vm) V DC = 0.636(Vm) 0.7 V m = AA gerilim tepe değeri.

66 Güç Kaynağı Filtreleri ve Regülatörler Şekil (a) da görüldüğü gibi doğrultucu çıkışı bir darbeli DA şeklindedir. Filtreleme ve regülasyon işlemleri ile bu darbeli gerilim Şekil (b) deki gibi daha düzgün bir şekle dönüştürülebilir.

67 Güç Kaynağı Filtreleri ve Regülatörler Bir kondasatör filtresi şarj ve deşarj olarak her tepe arasındaki "boşlukları" doldurur. Bu sayede gerilim değişimleri azaltılır. Geriye kalan gerilim değişimleri ise dalgalanma gerilimi (ripple voltage) olarak adlandırılır.

68 Güç Kaynağı Filtreleri ve Regülatörler Tam dalga doğrultmanın, yarım dalga doğrultmaya karşı avantajları oldukça açıktır. Tepe değerleri arasındaki zaman azaldıkça, kondansatörün dalgalanma gerilimini düzeltmesi daha etkili olmaktadır.

69 Güç Kaynağı Filtreleri ve Regülatörler Kondansatör ilk şarj sırasında kısa devre gibi davranır ve diyotlar üzerinden bir an için yüksek bir akım akar. Diyotların zarar görmemesi için, bir akım sınırlayıcı direnç (R surge ) filtre ve yüke seri olarak yerleştirilir.

70 Güç Kaynağı Filtreleri ve Regülatörler Regülasyon işlemi, kalan dalgalanmaların giderildiği ve çıkış geriliminin belirli bir değerde sabitlendiği son adımdır. Genellikle bu regülasyon işlemi bir tümleşik devre regülatörü tarafından gerçekleştirilir. Akım ve Gerilim gereksinimlerine göre birçok farklı tümleşik devre regülatör mevcuttur.

71 Güç Kaynağı Filtreleri ve Regülatörler Regülasyon işleminin ne kadar iyi yapılmış olduğu, regülasyon yüzdesi ile ölçülür. İki çeşit regülasyon vardır: Hat regülasyonu ve Yük regülasyonu Hat ve Yük regülasyonu, gerilim veya akımdaki değişimin basit bir yüzde oranıdır. Hat Regülasyonu = (V çıkış /V giriş )%100 Yük Regülasyonu = ((V yüksüz V tamyük )/V tamyük )%100

72 Diyot Kırpıcılar Seri bir kırpıcı devresinde diyot doğru polarma sağlamayan gerilimi kırpar: Ters öngerilim polaritesi Silisyum diyot için 0,7V tan daha düşük bir doğru polarma öngerilimi

73 Kırpıcı diyota seri bir DA kaynak eklendiğinde, diyotun etkin ileri öngerilim değeri değişir. Öngerilimli Kırpıcılar

74 Paralel Kırpıcılar Seri bir kırpıcı devresinde diyot doğru polarma sağlayan gerilimi kırpar: Kırpma seviyesini değiştirmek için diyota seri bir DA öngerilim uygulanabilir.

75 Kırpıcı Devreler Özeti

76 Kenetleyici Bir diyot ve kondansatör spesifik bir AA gerilimi istenen DA seviyeye kenetlemek için birlikte kullanılır. Bir diyot kenetleyicisi AA gerilime bir DA seviye ekler. Kondansatör V peak -V d gerilimine şarj olur. Kondansatör bir kez şarj olduktan sonra giriş gerilimine seri bağlı bir üreteç gibi davranır. AA gerilim, DA gerilim boyunca değişecektir. DA gerilimin pozitif ya da negatif olmasını diyotun polaritesi belirler.

77 Öngerilimli Kenetleyici Devreler Giriş sinyali sinüs, kare ya da üçgen dalgaların herhangi birisi olabilir. DA kaynak, kenetleme seviyesini belirlemek için kullanılır.

78 Kenetleyici Devreler Özeti

79 Zener Diyot Zener diyot, Zener geriliminde (V z ) ters öngerilimle çalıştırılır. V i V z ise Zener iletimdedir Zener üzerindeki gerilim V z Zener akımı: I Z = I R I RL Zener Gücü: P Z = V Z I Z V i < V z ise Zener kesimdedir Açık devre durumundadır.

80 I I Lmin R - I ZM Direncin maksimum değeri: VZ RLmax I I Lmax V R i L L Zener Direnç Değerleri Eğer R çok büyükse, Zener diyotun minimum akım değerinden (I ZK ) daha düşük bir Iz akımı ulaşacağından zener iletime geçemez. Minimum akım değeri: Lmin Eğer R çok küçük değerde olursa, Zener akımı maksimum akım I ZM sınırını geçer. Devrenin maksimum akımı : Z R V Z Lmin Direncin maksimum değeri: RVZ RLmin V V

81 Gerilim Katlayıcı Devreler Gerilim Katlayıcı devreler, doğrultucu devrenin çıkış gerilimini yükseltmek için diyot ve kondansatörleri kullanır. Gerilim İkileyici Gerilim Üçleyici Gerilim Dörtleyici

82 V out = V C2 = 2V m Gerilim İkileyici

83 Gerilim İkileyici Pozitif Yarım Periyot o D 1 iletimde o D 2 kesimde o C 1, V m değerine şarj olur. Negatif Yarım Periyot o D 1 kesimde o D 2 iletimde o C 2, V m değerine şarj olur. V out = V C2 = 2V m

84 Gerilim Üçleyici ve Dörtleyici

85 Pratik Uygulamalar Doğrultucu Devreler DA ile çalışan devreler için AA-DA dönüştürme Batarya şarj devreleri Temel Diyot Devreleri Aşırı akım koruma devresi Polarite değiştirme devreleri Röleli devrelerde akım söndürücü Zener Devreler Aşırı akım koruması Referans gerilim ayarlaması

86 3. Bölüm: Çift Jonksiyonlu Transistörler (BJT)

87 Transistör Yapısı İki tip transistör vardır: pnp npn pnp Transistörün uçları: E - Emiter B - Beyz C - Kollektör npn

88 Transistör Yapısı Bir transistör, yükselteç ya da anahtar olarak kullanılan devre elemanıdır. İlk önce bu devre elemanının akım kontrollü çalışma özelliklerini ele alalım.

89 Transistörün Çalıştırılması V EE ve V CC harici kaynakları aşağıdaki gibi bağlandığında: Emiter beyz jonksiyonu ileri yönde Beyz-kollektör jonksiyonu ters yönde polarmalandırılır.

90 Transistörün Çalıştırılması Şekildeki devre, beyz-emiter devresi (sol taraf) ve kollektör-emiter devresi (sağ taraf) olmak üzere iki ayrı devre olarak analiz edilir. Emiter bacağı, her iki devre için de iletim hattını oluşturur.

91 Transistörün Çalıştırılması Beyz-emiter devresinde iletilen akımın miktarı, kollektör devresinden geçecek akımın miktarını kontrol eder. Beyzemiter akımındaki küçük bir değişim kollektör akımında büyük bir değişime neden olur.

92 Transistör Karakteristik ve Parametreleri Daha önce değinildiği gibi, beyz-emiter akımındaki değişim kollektör-emiter akımını kontrol eder. Bu değişim faktörü beta() olarak tanımlanmaktadır. = I C /I B

93 Transistör Karakteristik ve Parametreleri Bir transistörde arıza analizi için üç önemli akım ve üç önemli gerilim değeri vardır. Bunlar; I B : dc beyz akımı I E : dc emiter akımı I C : dc kollektör akımı V BE : beyz-emitter jonksiyonu dc gerilimi V CB : kollektör-beyz jonksiyonu dc gerilimi V CE : kollektör-emiter jonksiyonu dc gerilimi

94 Transistör Karakteristik ve Parametreleri Uygun bir çalıştırma işlemi için, beyz-emiter jonksiyonu V BB tarafından ileri yönde öngerilimlenir ve bir diyot gibi iletim gerçekleşir. Kollektör-beyz jonksiyonu ise V CC tarafından ters öngerilimlenir ve diyot gibi akım geçişini engeller. Beyz-emiter jonksiyonundan geçen akım kollektör ile emiter arasında akım geçiş yolunu meydana getirmektedir.

95 Transistör Karakteristik ve Parametreleri Transistör devresinin analizi, Ohm kanunu, Kirchoff un gerilimler kanunu ve transistörün betası kullanılarak hesaplanan dc gerilim ve akımla gerçekleştirilir. Bu kanunların kullanılmasında ilk adım beyz akımını belirlemek için analiz edilen beyz devresidir. Kirchoff un gerilimler kanunu kullanı V BE gerilim düşümü dikkate alınır.

96 Transistör Karakteristik ve Parametreleri Beyz akımının bulunması için Ohm kanunu kullanılır; V RB / RB = I B Kollektör akımı ise beyz akımının beta ile çarpılması sonucunda elde edilir. Ic = I B

97 Transistör ve Akım I E I C I B I C I Cmajority I COminority

98 Ortak Beyz Yapısı

99 Ortak-Beyz Yükselteç Giriş Karakteristikleri Bu eğri, farklı çıkış gerilimleri (V CB ) için giriş akımı (I E ) ve giriş gerilimi (V BE ) arasındaki ilişkiyi açıklar.

100 Ortak-Beyz Yükselteç Giriş Karakteristikleri Bu eğri, farklı giriş akımları (I E ) için çıkış akımı (I C ) ve çıkış gerilimi (V CB ) arasındaki ilişkiyi açıklar.

101 Çalışma Bölgeleri Aktif Bölge Kesim Bölgesi Doyum Bölgesi

102 Kabuller Emiter ve Kollektör akımları I C VBE Beyz-emiter gerilimi I E 0.7

103 Alfa (a) DA modda, Alfa() I C ve I E akımı ile açıklanır: αdc I C I E İdealde : α= 1 Gerçekte : α; 0.9 ile arasındadır. AA modda Alfa() αac ΔI C ΔI E

104 Transistör Uygulamaları Akım ve Gerilimler: Gerilim Kazancı: I E I C I i I E V i R i 200mV 20Ω 10mA A v V L V i 50V 200mV 250 I L I i 10 ma V L I L R (10 ma)(5 kω) 50 V

105 Ortak Emiter Yapısı Emiter, giriş (BE) ve çıkışın (CE) her ikisine bağlanır. Giriş beyz ucunda, çıkış ise kollektör ucundadır.

106 Ortak Emiter Karakteristikleri Kollektör Karakteristiği Beyz Karakteristiği

107 Ortak Emiter Yükselteç Akımı İdeal Akımlar I E = I C + I B I C = I E Gerçek Akımlar I C = I E + I CBO I CBO = Azınlık kollektör akımı çok küçük bir değer olduğu için genellikle göz ardı edilir. I B = 0 A iken transistör kesimdedir fakat I CEO olarak tanımlanan azınlık akımları vardır. I CEO I CBO 1 I B 0 μa

108 Beta () Bir transistörün yükseltme faktörünü ifade eder. ( bazı durumlarda h fe olarak geçer) DA çalışma modunda: β dc I I C B AA çalışma modunda: ac I I C B VCE sabit

109 nın grafikle bulunması β AC (3.2 ma (30 μa 1mA 10 μa ma 25 A βdc V V CE 2.2 ma) 20 μa) 7.5 CE Beta () Not: AC = DC

110 Beta () ve arasındaki ilişki β α β 1 Akımlar arasındaki ilişki; β α 1 α IE (β 1)I I C βi B B

111 Giriş beyz ucundan, çıkış ise emiterden alınır. Ortak Kollektör Yapısı

112 Ortak Kollektör Yapısı Karakteristik eğrisi dikey eksenin I E olmaması dışında ortak-emiter ile aynıdır.

113 Ortak Bağlantılar için Çalışma Sınırları Kesim bölgesinde, V CE maksimum ve I C minimumdur (I Cmax = I CEO ). Doyum bölgesinde, I C maksimum ve V CE minimumdur (V CE max = V CEsat = V CEO ). Transistör, doyum ve kesim arasında aktif bölgede çalışır.

114 Güç Tüketimi Ortak-Beyz: P V Cmax CB I C Ortak-Emiter: P V Cmax CE I C Ortak Kollektör: P V Cmax CE I E

115 Transistör Katalogları

116 Transistör Katalogları

117 Transistor Kontrolü Dijital Multimetre (DMM) Bazı DMM ler β DC veya h fe ölçer. Ohmmetre

118 Transistor Uçlarının Belirlenmesi

119 4. Bölüm: BJT DC Öngerilimleme

120 Öngerilimleme Transistörün düzgün bir şekilde çalışması için öngerilimlenmesi gerekir. DA çalışma noktasını oluşturmak için birçok yöntem vardır. Öngerilimleme kavramı, transistörün AA giriş sinyallerini yükseltebilmesi için iletime geçirmek üzere DA gerilim uygulanmasını ifade eder.

121 Çalışma Noktası DC giriş gerilimi çalışma ya da sükunet noktası olarak tanımlanan bir Q-noktası oluşturur.

122 Öngerilimleme ve Üç Çalışma Durumu Aktif ya da Doğrusal Çalışma Bölgesi Beyz Emiter jonksiyonu ileri öngerilimli Beyz Kollektör jonksiyonu ters öngerilimli Kesim Bölgesi Beyz Emiter jonksiyonu tersöngerilimli Doyum Bölgesi Beyz Emiter jonksiyonu ileri öngerilimli Beyz Kollektör jonksiyonu ileri öngerilimli

123 DC Öngerilim Devreleri Sabit öngerilim devresi Emiter dirençli öngerilim devresi Kollektör-Emiter çevresi Betadan Bağımsız öngerilim devresi (Gerilim Bölücü devre) Gerilim geri beslemeli DC öngerilim devresi

124 Sabit Öngerilim Devresi

125 Beyz-Emiter Çevresi Kirchhoff un gerilim kanununa göre: +V CC I B R B V BE = 0 Beyz akımının hesabı: I B V CC R B V BE

126 Kollektör-Emiter Çevresi Kollektör akımı: I C I B Kirchhoff un gerilim kanununa göre: V CE V CC I C R C

127 Transistor Doyum Seviyesi Transistör doyum bölgesinde çalıştırıldığında, transistörden geçen akım maksimum akım olarak ifade edilir. ICsat V CC R C VCE 0 V

128 Yük Çizgisinin Analizi Yük çizgisinin sınır değerleri: I Csat o I C = V CC / R C o V CE = 0 V V CEcutoff o V CE = V CC o I C = 0 ma Q-noktası belirgin çalışma noktasıdır. Bu noktada: R B değeri I B akım değerini belirler I B ve yük çizgisi kesişir Buna bağlı olarak V ve I değeri belirlenir.

129 Q-Noktasının Etkileyen Devre Değerleri

130 Emiter Dirençli Öngerilim Devresi Emiter devresine bir direnç eklenmesi (R E ) öngerilim akımını kararlı hale getirir.

131 Beyz-Emiter Çevresi Kirchhoff un gerilim kanunundan: V CC - I E R E - V BE - I E R E 0 I E = (β + 1)I B olduğuna göre: V CC - I B R B - ( 1)I B R E 0 I B hesaplanırsa: I B R V B CC - V BE ( 1)R E

132 Kollektör-Emiter Çevresi Kirchhoff un gerilim kanunundan : I E R E V CE I C R C V CC 0 I E I C olduğuna göre : V CE V CC I C (R C R E ) Aynı zamanda: V V V E C B I E V V R CE CC E V I E R V R B CC V - I BE C R C V E

133 Arttırılmış Öngerilim Kararlılığı Emiter devresine bir direnç eklenmesi (R E ) öngerilim akımını sabit hale getirir. Kararlılık, transistörün Beta () değerinin ve çalışma sıcaklığının geniş bir aralığında ön gerilim devresinde akım ve gerilimin sabit kalmasını ifade eder.

134 Doyum Seviyesi Eğrideki uç noktalar yük çizgisinden belirlenebilir. V CEcutof V f: I CE C V CC 0 ma I Csat : V CE I C 0 V V CC R C R E

135 Betadan Bağımsız Öngerilim Devresi Bu devrede öngerilim akımı çok kararlı durumdadır. Akım ve gerilimler neredeyse değişimlerinden bağımsızdır.

136 I B << I 1 ve I 2 ve I 1 I 2 :olduğu kabul edilirse: V B R R R E > 10R 2 iken: I V E E R 1 V V 2 E V CC R E B 2 V BE Yaklaşık Analiz Kirchhoff un gerilim kanunundan : V V - I R CE CC C C - I E R E I V E I CE C V CC -I C (R C R E )

137 Gerilim Bölücü Öngerilim Analizi Transistor Doyum Seviyesi I Csat I Cmax R V C CC R E Yük Çizgisi Analizi Kesim: V I CE C V CC 0mA Doyum: I C V CE V CC R C R E 0V

138 Gerilim Geri Beslemeli DC Öngerilim Devresi Öngerilim devresinde kararlılığı arttırmanın bir diğer yöntemi ise, kollektör-beyz arasına bir geri besleme yolu eklemektir. Bu öngerilim devresinde Q-noktası transistörün betasına çok düşük derecede bağımlıdır.

139 Beyz-Emiter Çevresi Kirchhoff un gerilim kanunundan : V CC I C R C I B R B V BE I E R E 0 I B << I C olduğuna göre: I C I C I B I C I C = I B ve I E I C, olduğu bilindiğine göre çevre denklemi yeniden düzenlenirse: V CC I B R C I B R B V BE I B R E 0 Buradan I B : I B R B V CC (R V C BE R E )

140 Kollektör-Emiter Çevresi Kirchhoff un gerilim kanunu uygulanırsa : I E + V CE + I C R C V CC = 0 I C I C ve I C = I B olduğuna göre: I C (R C + RE ) + V CE V CC =0 V CE hesaplanırsa: V CE = V CC I C (R C + R E )

141 Beyz-Emiter Öngerilim Analizi Transistor Doyum Seviyesi I Csat I Cmax R V C CC R E Yük Çizgisi Analizi Kesim: V I CE C V CC 0mA Doyum: I C V CE V CC R C R E 0V

142 Transistör Anahtarlama Devreleri Sadece DC kaynak uygulanan transistörler elektronik anahtar olarak kullanılabilir.

143 Doyum Akımı: I Anahtarlama Devresi Hesapları Csat I B I V R CC C Doyum sağlamak için: Csat dc Doyum ve kesimde emiter-kollektör direnci: R R sat cutoff V I CEsat Csat VCC I CEO

144 Anahtarlama Süresi Transistörün anahtarlama süreleri: t t on off t t r s t t d f

145 Arıza Arama Yöntemleri Yaklaşık gerilim değerleri Silisyum transistör için V BE 0.7 V V CE V CC nin %25 ile %75 i arasında olmalıdır. Açık ve kısa devre noktalarının ohmmetre ile ölçümü. Lehim noktalarının kontrolü. Transistörün beta ve diğer değerlerinin test edilmesi. Yük ya da takip eden bağlantıların transistör parametlerini değiştireceğinin göz önünde bulundurulması.

146 PNP Transistörler PNP transistörlerin öngerilim analizleri de aynı npn tipi transistörlerdeki gibidir. Aralarındaki tek fark akım yönlerinin ters olmasıdır.

147 5. Bölüm: Alan Etkili Transistörler

148 FET FETler (Alan etkili transistörler) BJTlere çok benzer yapıdadır. Benzerlikleri: Yükselteçler Anahtarlama devreleri Empedans uygunlaştırma devreleri Farkları: FETler gerilim kontrollü, BJTler ise akım kontrollü kaynaklardır. FETler daha yüksek giriş empedansına sahiptir, BJTler ise daha yüksek kazanç değerlerine. FETler sıcaklık değişimlerinden daha az etkilenirler ve bu nedenle entegre devrelerde daha kolay kullanılırlar. FETler genellikle BJTlerden daha kararlıdırlar. FET in en büyük avantajı yüksek giriş empedansıdır.

149 FET Türleri JFET Junction Field-Effect Transistor MOSFET Metal-Oxide Field-Effect Transistor D-MOSFET Depletion MOSFET E-MOSFET Enhancement MOSFET

150 İki tip JFET vardır JFET Yapısı n-kanal p-kanal N-kanal daha yaygın kullanılır. Üç bağlantı ucu vardır. Drain (D) ve source (S) uçları n-kanalına Gate (G) ise p-tipi maddeye bağlanır.

151 JFET in Çalışma Yapısı JFET in çalışması bir vanaya benzetilebilir. Source (Kaynak), drain-source geriliminde negatif kutuptaki elektronların toplamını ifade eder. Drain (Akaç) uygulanan gerilimin pozitif tarafında elektron eksikliğini ya da oyukları ifade eder. Su akıntısının Kontrol kısmı ise n- kanalının genişliğini ve dolayısıyla kaynaktan akaça yük akışını kontrol eden gate (kapı) gerilimidir.

152 JFET Çalışma Karakteristiği Bir JFETin 3 temel çalışma karakteristiği vardır: V GS = 0, pozitif artan V DS V GS < 0, pozitif V DS Gerilim kontrollü direnç

153 JFET Çalışma karakteristikleri V GS = 0, pozitif artan V DS V GS = 0 and V DS sıfırdan pozitif bir değere yükselirken 3 durum gerçekleşir: N-kanaldaki elektronlar ile p- kapısındaki oyuklar karşılaşırken p- kapısı ve n-kanalı arasındaki geçiş bölgesi artar. Geçiş bölgesinin artması n-kanalın boyutunu azaltır ve n-kanal direncini yükseltir. N-kanal direncinin artmasına rağmen, V DS gerilimi yükseleceği için sourcedrain arasındaki akım (I D ) artar.

154 JFET Çalışma karakteristikleri V GS = 0, V DS pozitif artan V DS : Bükülme (Pinch Off) V GS = 0 iken V DS daha yüksek bir pozitif değere getirilirse, geçiş bölgesi (boşaltılmış bölge) n-kanalı tıkayacak kadar genişler. Bu durum, n-kanal akımının (I D ) 0A e düşeceğini gösterir ancak V DS arttıkça I D de artacaktır.

155 JFET Çalışma karakteristikleri V GS = 0, V DS pozitif artan V DS : Bükülme (Pinch Off)

156 JFET Çalışma karakteristikleri V GS = 0, V DS pozitif artan V DS : Doyum Bükülme noktasında: V GS arttırılsa da I D akımında herhangi bir artışın elde edilemeyeceği bir noktaya ulaşılır. Bükülme noktasındaki V GS gerilimi V p olarak tanımlanır. I D doyum ya da maksimum değerdedir ve bu durumda akım I DSS olarak adlandırılır. Kanalın direnç değeri maksimumdur.

157 JFET Çalışma karakteristikleri V GS < 0, pozitif V DS V GS negatif değer aldıkça geçiş bölgesi artar.

158 JFET Çalışma karakteristikleri V GS < 0, pozitif V DS : I D < I DSS V GS negatif değer aldıkça : JFET daha düşük bir gerilimde (Vp) bükülme noktasına ulaşır. V DS artsa da I D azalır (I D < I DSS ) Sonuç olarak I D 0A e ulaşır. Bu noktada V GS, V p ya da V GS(off) olarak adlandırılır. Bunun yanı sıra yüksek V DS geriliminde JFET kırılma durumuna gelecektir. Eğer V DS > V DSmax olursa I D kontrolsüz bir şekilde artar.

159 JFET Çalışma karakteristikleri Gerilim Kontrollü Direnç Bükülme noktasının solunda kalan bölge ohmik bölge olarak tanımlanır. JFET, V GS gerilimi drainsource direncini (r d ) kontrol ettiğinden dolayı değişken direnç olarak kullanılabilir. V GS negatif değere düştükçe (r d ) direnci artar. r d 1 r o V V GS P 2

160 Polariteleri ve akım yönlerinin ters olmasının dışında p-kanal JFETler n-kanal JFET gibi çalışır. p-kanal JFET

161 p-kanal JFET Karakteristiği V GS pozitif olarak arttığında Geçiş bölgesi artar I D azalır (I D < I DSS ) sonuçta I D = 0A olur. Bunun yanı sıra yüksek V DS geriliminde JFET kırılma durumuna gelecektir. Eğer V DS > V DSmax olursa I D kontrolsüz bir şekilde artar.

162 JFET Sembolü

163 JFET Transfer Karakteristiği JFETlerin girişten-çıkışa transfer anlaşılır değildir. karakteristiği BJTler kadar kolay BJTler, I B (giriş) ve I C (çıkış) arasındaki ilişkiyi gösterir. Bir JFETte ise V GS (giriş) ve I D (çıkış) arasındaki ilişki daha karmaşıktır: I D I V DSS 1 V GS P 2

164 JFET Transfer Eğrisi Aşağıdaki şekilde sabit bir V GS değerine göre I D akımı görülmektedir.

165 JFET Transfer Eğrisinin Çizilmesi Bir JFET in kataloğundaki I DSS ve Vp (V GS(off) ) değerlerine göre transfer eğrisinin çizilmesi aşağıdaki 3 adımda gerçekleştirilir. 1. Adım V GS = 0V ise I D I DSS I D = I DSS 1 V V GS P 2 V GS = V p (V GS(off) ) ise 2. Adım I D I DSS I D = 0A 1 V V GS P 2 V GS = 0V V p değerine 3. Adım I D I DSS 1 V V GS P 2

166 JFET Katalog Sayfaları Elektriksel Karakteristikleri Maximum Ratings

167 JFET Katalog Sayfaları Maximum Ratings

168 JFET Kılıf Tipleri ve Uçları

169 MOSFETler MOSFETler JFETlere benzer karakteristik özellikler göstermekle birlikte JFETlerden daha kullanışlı olmalarını sağlayan özellikleri vardır. İki tip MOSFET vardır: Kanal Ayarlamalı (Depletion) Tip Kanal Oluşturmalı (Enhancement) Tip

170 MOSFETler Metal oksit alan etkili transistörler (MOSFET), FET elemanlaının 2. kategorisidir. Temel farkı, pn jonksiyonunun bulunmaması ve p ve n maddelerinin birbirinden yalıtılmış olmasıdır. MOSFET ler statik elektriğe karşı duyarlıdırlar ve hassas bir şekilde kullanılması gerekir.

171 Kanal Ayarlamalı (Depletion) Tip MOSFET Yapısı Drain (D) ve source (S) n-katkılı kanala bağlanır. Bu n-katkılı kanallar, bir n-kanal ile birbirine bağlıdır. Bu n-kanalı ise ince bir yalıtkan SiO 2 kanalıyla gate (G) ucuna bağlanır. n-katkılı maddeler ise p-katkılı alt katmanın üstüne yerleştirilir. Bu alt katmanın ise substrate (SS) yani alt tabaka bağlantısı yapılır.

172 Kanal Ayarlamalı Tip MOSFETin Temel Çalışma Prensibi Kanal Ayarlamalı bir MOSFET iki modda çalıştırılabilir: Kanal ayarlama Kanal oluşturma

173 Kanal Ayarlamalı MOSFETin Depletion Modu Depletion Mod Karakteristik özelliği JFETe çok benzerdir. V GS = 0V iken I D = I DSS V GS < 0V iken I D < I DSS Transfer eğrisi çizmek için kullanılan formül aynıdır: I D I DSS 1 V V GS P 2

174 Kanal Ayarlamalı MOSFETin Enhancement Modu Enhancement Mod V GS > 0V I D I DSS den daha yüksektir Transfer eğrisi çizmek için kullanılan formül aynıdır: I D I DSS 1 V V GS P 2!!! V GS nin pozitif olduğuna dikkat ediniz.

175 p-kanal Kanal Ayarlamalı MOSFET

176 Katalog Sayfaları Elektriksel Karakteristikler

177 Katalog Sayfaları Maximum Ratings

178 Kanal Oluşturmalı (Enhancement) Tip MOSFET Yapısı Drain (D) ve source (S) n-katkılı kanala bağlanır. Bu n-katkılı kanallar, bir n-kanal ile birbirine bağlıdır. Gate (G) ucu ince bir yalıtkan SiO 2 kanalıyla p-katkılı alt katmana bağlanır. Drain source arasında kanal yoktur. n-katkılı madde ise p-katkılı alt katmanın üstüne yerleştirilir. Bu alt katmanın ise substrate (SS) yani alt tabaka bağlantısı yapılır.

179 Kanal Oluşturmalı (Enhancement) Tip MOSFETin Temel Çalışma Prensibi Kanal oluşturmalı MOSFET sadece enhancement modunda çalışır. V GS daima pozitiftir. V GS arttıkça I D de artar V GS sabit tutulur ve V DS arttırılırsa, I D (I DSS ) değerinde doyuma gider ve V DSsat doyum seviyesine ulaşır.

180 Kanal Oluşturmalı (Enhancement) Tip MOSFET Transfer Eğrisi Belirli bir V GS değerinde I D yi belirlemek için : I 2 D k(vgs VT ) Burada: V T = MOSFETin iletime geçtiği gerilim ya da eşik gerilimi k = katalogda belirtilen sabit değer k değeri aynı zamanda belirli bir noktadaki değerler kullanılarak da hesaplanabilir: k (V I D(ON) GS(ON) V T ) 2 V DSsat ise aşağıdaki gibi hesaplanır: V Dsat V GS V T

181 p-kanal Enhancement Tip MOSFETler P-kanal kanal oluşturmalı tip (enhancement) MOSFETler gerilim polariteleri ve akım yönlerindeki terslikler dışında n-kanal Mosfetler ile aynıdır.

182 MOSFET Sembolleri

183 Katalog Sayfaları Maksimum Değerler

184 Katalog Sayfaları Elektriksel Karakteristikler

185 MOSFETlerin Kullanımı MOSFETler statik elektriğe karşı çok hassastırlar. Harici uçlar ile katmanlar arasındaki ince SiO 2 katmandan dolayı statik elektrik deşarjlarından ani olarak etkilenirler. Koruma Daima statik korumalı poşetlerde taşınmalı MOSFETlere müdahale edilirken statik koruyucu bileklik kullanılmalı Ani geçiş gerilimlerini önlemek için gate ve source uçları arasında zener gibi gerilim sınırlayıcı elemanlar kullanılmalı.

186 VMOS VMOS (vertical MOSFET) devre elemanının yüzey alanının genişletir. Avantajları VMOS lar yüzey alanını genişleterek ısı dağılımını kolaylaştırdığından daha yüksek akımlarda çalışır. VMOS ların anahtarlama frekansları daha yüksektir.

187 CMOS CMOS (complementary MOSFET), aynı katmanda hem p-kanal hem de n-kanal MOSFET kullanılarak oluşturulur. Avantajları Mantık devrelerinde kullanılır Yüksek giriş empedansı vardır Yüksek anahtarlama frekansı Daha düşük çalışma seviyeleri

188 Özet Tablosu