4. Bölüm: Çift Jonksiyonlu Transistörler (BJT) Doç. Dr. Ersan KABALCI

Transkript

1 4. Bölüm: Çift Jonksiyonlu Transistörler (BJT) Doç. Dr. Ersan KABALC 1

2 Transistör Yapısı İki tip transistör vardır: pnp npn pnp Transistörün uçları: E - Emiter B - Beyz C - Kollektör npn 2

3 Transistör Yapısı Bir transistör, yükselteç ya da anahtar olarak kullanılan devre elemanıdır. İlk önce bu devre elemanının akım kontrollü çalışma özelliklerini ele alalım. 3

4 Transistörün Çalıştırılması V EE ve V CC harici kaynakları aşağıdaki gibi bağlandığında: Emiter beyz jonksiyonu ileri yönde Beyz-kollektör jonksiyonu ters yönde polarmalandırılır. 4

5 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. 5

6 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. 6

7 Transistör Karakteristik ve Parametreleri Daha önce değinildiği gibi, beyz-emiter akımındaki değişim kollektör-emiter akımını kontrol eder. Bu değişim faktörü beta() olarak tanımlanmaktadır. = C / B 7

8 Transistör Karakteristik ve Parametreleri Bir transistörde arıza analizi için üç önemli akım ve üç önemli gerilim değeri vardır. Bunlar; B : dc beyz akımı E : dc emiter akımı 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 8

9 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. 9

10 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. 10

11 Transistör Karakteristik ve Parametreleri Beyz akımının bulunması için Ohm kanunu kullanılır; V RB / RB = B Kollektör akımı ise beyz akımının beta ile çarpılması sonucunda elde edilir. c = B 11

12 Transistör ve Akım E C B C Cmajority COminority 12

13 Ortak Beyz Yapısı 13

14 Ortak-Beyz Yükselteç Giriş Karakteristikleri Bu eğri, farklı çıkış gerilimleri (V CB ) için giriş akımı ( E ) ve giriş gerilimi (V BE ) arasındaki ilişkiyi açıklar. 14

15 Ortak-Beyz Yükselteç Giriş Karakteristikleri Bu eğri, farklı giriş akımları ( E ) için çıkış akımı ( C ) ve çıkış gerilimi (V CB ) arasındaki ilişkiyi açıklar. 15

16 Çalışma Bölgeleri Aktif Bölge Kesim Bölgesi Doyum Bölgesi 16

17 Kabuller Emiter ve Kollektör akımları C VBE Beyz-emiter gerilimi E

18 Alfa (a) DA modda, Alfa() C ve E akımı ile açıklanır: αdc C E İdealde : α= 1 Gerçekte : α; 0.9 ile arasındadır. AA modda Alfa() αac Δ C Δ E 18

19 Transistör Uygulamaları Akım ve Gerilimler: Gerilim Kazancı: E C i E V i R i 200mV 20Ω 10mA A v V L V i 50V 200mV 250 L i 10 ma V L L R (10 ma)(5 kω) 50 V 19

20 Ortak Emiter Yapısı Emiter, giriş (BE) ve çıkışın (CE) her ikisine bağlanır. Giriş beyz ucunda, çıkış ise kollektör ucundadır. 20

21 Ortak Emiter Karakteristikleri Kollektör Karakteristiği Beyz Karakteristiği 21

22 Ortak Emiter Yükselteç Akımı İdeal Akımlar E = C + B C = E Gerçek Akımlar C = E + CBO CBO = Azınlık kollektör akımı çok küçük bir değer olduğu için genellikle göz ardı edilir. B = 0 A iken transistör kesimdedir fakat CEO olarak tanımlanan azınlık akımları vardır. CEO CBO 1 B 0 μa 22

23 Beta () Bir transistörün yükseltme faktörünü ifade eder. ( bazı durumlarda h fe olarak geçer) DA çalışma modunda: β dc C B AA çalışma modunda: ac C B VCE sabit 23

24 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 24

25 Beta () ve arasındaki ilişki β α β 1 Akımlar arasındaki ilişki; β α 1 α E (β 1) C β B B 25

26 Ortak Kollektör Yapısı Giriş beyz ucundan, çıkış ise emiterden alınır. 26

27 Ortak Kollektör Yapısı Karakteristik eğrisi dikey eksenin E olmaması dışında ortak-emiter ile aynıdır. 27

28 Ortak Bağlantılar için Çalışma Sınırları Kesim bölgesinde, V CE maksimum ve C minimumdur ( Cmax = CEO ). Doyum bölgesinde, C maksimum ve V CE minimumdur (V CE max = V CEsat = V CEO ). Transistör, doyum ve kesim arasında aktif bölgede çalışır. 28

29 Güç Tüketimi Ortak-Beyz: P V Cmax CB C Ortak-Emiter: P V Cmax CE C Ortak Kollektör: P V Cmax CE E 29

30 Transistör Katalogları 30

31 Transistör Katalogları 31

32 Transistor Kontrolü Dijital Multimetre (DMM) Bazı DMM ler β DC veya h fe ölçer. Ohmmetre 32

33 Transistor Uçlarının Belirlenmesi 33