Transistör ve fet
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Like this? Share it with your network

Share
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
1,906
On Slideshare
1,906
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
14
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞIBİLİŞİM TEKNOLOJİLERİ TRANSİSTÖR VE FET 523EO0075 Ankara, 2011
  • 2.  Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmış bireysel öğrenme materyalidir. Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiştir. PARA İLE SATILMAZ.
  • 3. İÇİNDEKİLERAÇIKLAMALAR ....................................................................................................................iiGİRİŞ ....................................................................................................................................... 1ÖĞRENME FAALİYETİ–1 .................................................................................................... 31. TRANSİSTÖR ..................................................................................................................... 3 1.1. Transistör Çeşitleri........................................................................................................ 3 1.2. Transistörün Yapısı ve Çalışması ................................................................................. 4 1.3. Transistörün Polarmalandırılması ( Kutuplanması) ...................................................... 8 1.4. Akım, Gerilim Yönü ve IB Akımı Hesaplama............................................................... 9 1.5. Transistör Sağlamlık Kontrolü.................................................................................... 11 1.5.1. Transistörlerin Analog AVOmetre ile Sağlamlık Kontrolü................................. 11 1.5.2. Transistörlerin Dijital AVOmetre ile Sağlamlık Kontrolü .................................. 12 1.6. Transistörün Anahtarlama Elemanı Olarak Kullanılması ........................................... 14 1.7. Transistörün Yükselteç Olarak Kullanılması .............................................................. 15 1.8. Katolog Bilgilerini Okuma.......................................................................................... 18 UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 20 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 22ÖĞRENME FAALİYETİ–2 .................................................................................................. 232. FET..................................................................................................................................... 23 2.1. FET Çeşitleri............................................................................................................... 23 2.2. JFET Yapısı ve Çalışması ........................................................................................... 24 2.3. JFET’in BJT’ye Göre Üstünlükleri............................................................................. 26 2.4. JFET’in Karakteristikleri ............................................................................................ 27 2.5. FET ve MOSFET Ölçme ............................................................................................ 29 2.6. JFET Parametreleri ve Formülleri............................................................................... 29 2.7. JFET Polarmalandırılması (Kutuplanması)................................................................. 31 2.7.1. Sabit Polarma Devresi ......................................................................................... 31 2.7.2 Self Polarma Devresi ............................................................................................ 31 2.7.3. Gerilim Bölücülü Polarma................................................................................... 32 2.8. JFET’li Yükselteç Devreleri ....................................................................................... 33 2.9. Mosfet’lerin Yapısı, Çalışması ve Karakteristikleri.................................................... 33 2.9.1 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı........................................................ 34 2.9.2 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışması ve Karakteristiği....................... 35 2.9.3 Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı...................................................... 35 2.9.4. Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışması ve Karakteristiği.................... 36 2.9.5. MOSFET Parametreleri ....................................................................................... 37 UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 38 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 40MODÜL DEĞERLENDİRME .............................................................................................. 41CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 43KAYNAKÇA ......................................................................................................................... 44 i
  • 4. AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALARKOD 523EO0075ALAN Bilişim TeknolojileriDAL/MESLEK Bilgisayar Teknik ServisiMODÜLÜN ADI Transistör ve FET Transistör ve FET uygulamalarının anlatıldığı öğrenmeMODÜLÜN TANIMI materyalidir.SÜRE 40 / 32ÖN KOŞUL Kaydediciler modülünü tamamlamış olmakYETERLİK Transistörler ile çalışma yapmak Genel Amaç Bu modül ile gerekli ortam sağlandığında, transistör ve fet uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz. AmaçlarMODÜLÜN AMACI  Transistör uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz.  FET uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz.EĞİTİM ÖĞRETİM DC güç kaynağı, Transistör, FET, elektronikORTAMLARI VE malzemeler, malzeme çantasıDONANIMLARI Her faaliyet sonrasında o faaliyetle ilgili değerlendirme soruları ile kendi kendinizi değerlendireceksiniz.ÖLÇME VEDEĞERLENDİRME Öğretmen modül sonunda size ölçme aracı (uygulama, soru-cevap)uygulayarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek değerlendirecektir. ii
  • 5. GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Günümüzde, elektrik elektronik teknolojisi baş döndürücü bir şekilde gelişmiş vehayatımızın her alanına hükmetmeyi başarmıştır. Bugün farkında olmadan yaşamımızın birparçası haline gelen pek çok sistemin arka planında kusursuz çalışan elektronik devrelerbulunmaktadır. Bu devreleri tanımak, devrelerde kullanılan malzemelerin yapısını, çalışmasınıöğrenmek elektronikle uğraşan herkes için önemlidir. Bu devrelerin genelinde kullanılan elamanlardan en önemlilerinden ikisi de transistörve FET’tir. Hemen hemen elektronik devrelerinin hepsinde bu elamanları görmekmümkündür. Bu elamanlar olmasa bile bu elamanlardan meydan gelmiş entegre devreelamanlarını görebiliriz. Bu yüzden bu elamanların yapısının, çalışmasının ve kullanımyerlerinin öğrenilmesi elektronikle ilgilenen öğrenciler için çok önemlidir. Bu modülde konular çok fazla detaya inmeden verilmiş ancak şekillerle desteklenerekgörsel bir zenginlik kazandırılmıştır. Konular işlenirken verilen devrelerin uygulamayayönelik olmasına dikkat edilmiştir. Bu modül iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde transistörün yapısı, çalışmasıve kullanım alanları incelenirken ikinci bölümde; FET’in yapısı, çalışması ve kullanımalanları incelenmiştir. Bu modülün elektronik ile ilgilenen tüm öğrencilere faydalı olacağı inancındayım. 1
  • 6. 2
  • 7. ÖĞRENME FAALİYETİ–1 ÖĞRENME FAALİYETİ–1 AMAÇ Bu faaliyette verilen bilgiler doğrultusunda transistörlerin genel yapısı ve temelözelliklerini tanıyıp, ürün bilgi sayfasındaki özellikler doğrultusunda devreye uyguntransistörü seçerek transistör uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz. ARAŞTIRMA Transistörün nerelerde kullanıldığını araştırınız. Bunun için çevrenizde bulunanelektronik üzerine çalışan iş yerlerinden ve internetten faydalanabilirsiniz. 1. TRANSİSTÖR1.1. Transistör Çeşitleri İki P tipi madde arasına N tipi madde veya iki N tipi madde arsına P tipi maddekonularak elde edilen elektronik devre elamanına transistör denir.Transistörler, kullanma amaçlarına göre üç çeşittir.  Anahtarlama devre transistor leri  Osilatör devre transistor leri  Amplifikatör devre transistor leri Transistörlerde yarı iletken maddelerin bir araya getirilmesinde çeşitli metotlarkullanılır. Bu metotlara göre yapılan transistörler üç çeşittir.  Nokta temaslı transistorler  Yüzey temaslı transistorler  Alaşım veya yayılma metodu ile yapılan transistörler Genelde elektronik devrelerde kullandığımız transistörler yüzey temaslıtransistörlerdir. Bu yüzden bundan sonraki konularımızda bu transistörler üzerindeduracağız. Bu transistörler P ve N maddelerinin sıralanmasına göre iki tipte yapılır. Bunlar;  PNP transistorler  NPN transistorler 3
  • 8. 1.2. Transistörün Yapısı ve Çalışması Transistör imalatında kullanılan yarı iletkenler, birbirlerine yüzey birleşimli olaraküretilmektedir. Bu nedenle “Bipolar Jonksiyon Transistör” olarak adlandırılır. Transistörüntemel yapısı şekil 1.1’de gösterilmiştir. Şekil 1.1: Transistörün temel yapısı BJT transistörler katkılandırılmış P ve N tipi malzeme kullanılarak üretilir.Transistörler NPN ve PNP olmak üzere iki temel yapıda üretilir. NPN transistörde 2 adet Ntipi yarı iletken madde arasına 1 adet P tipi yarı iletken madde konur. PNP tipi transistördeise, 2 adet P tipi yarı iletken madde arasına 1 adet N tipi yarı iletken madde konur.Dolayısıyla transistör 3 adet katmana veya terminale sahiptir. Transistörün her bir terminaline işlevlerinden ötürü; Emiter (Emiter), Beyz (Base) veKolektör (Collector) adları verilir. Bu terminaller; genelde E, B ve C harfleri ile sembolizeedilirler. Şekil 1.2: NPN tipi transistör fiziksel yapısı, şematik sembolü ve diyot eş değer devresi Şekil 1.3: PNP tipi transistör fiziksel yapısı, şematik sembolü ve diyot eşdeğer devresi 4
  • 9. Transistörler genellikle çalışma bölgelerine göre sınıflandırılarak incelenebilir.Transistörün çalışma bölgeleri; kesim, doyum ve aktif bölge olarak adlandırılır. Transistör;kesim ve doyum bölgelerinde bir anahtar işlevi görür. Özellikle sayısal sistemlerintasarımında transistörün bu özelliğinden yararlanılır ve anahtar olarak kullanılır.Transistörün çok yaygın olarak kullanılan bir diğer özelliği ise yükselteç olarakkullanılmasıdır. Yükselteç olarak kullanılacak bir transistör aktif bölgede çalıştırılır.Yükselteç olarak çalıştırılacak bir transistörün PN jonksiyonları uygun şekildepolarmalandırılmalıdır. Şekil 1.4’te NPN ve PNP tipi transistörlerin yükselteç olarakçalıştırılması için gerekli polarma gerilimleri ve bu gerilimlerin polariteleri verilmiştir. NPNtipi bir transistörde; beyz-emiter jonksiyonu doğru yönde, beyz-kolektör jonksiyonu ise tersyönde polarmalanır. Her iki transistorün de çalışma ilkeleri aynıdır. Sadece polarma gerilimive akımlarının yönleri terstir. Bu nedenle bu bölüm boyunca NPN tipi bir transistörünçalışmasını analiz edeceğiz. Şekil 1.4: NPN ve PNP transistörlerin kutuplandırılması (polarmalandırılması) Transistörün yükselteç olarak çalışması şekil 1.5’te verilen bağlantılar dikkate alınarakanlatılacaktır. NPN tipi bir transistörde beyz terminaline, emitere göre daha pozitif birgerilim uygulandığında doğru polarma yapılmıştır. Bu polarma etkisiyle geçiş bölgesidaralmaktadır. Bu durumda P tipi maddedeki (beyz) çoğunluk akım taşıyıcıları, N tipimaddeye (emiter) geçmektedir. Emiter-beyz polarmasını iptal edip, beyz-kolektör arasınaters polarma uygulayalım. Bu durumda çoğunluk akım taşıyıcıları sıfırlanacaktır. Çünkügeçiş bölgesinin kalınlığı artacaktır. (Diyodun ters polarmadaki davranışını hatırlayınız).Azınlık akım taşıyıcıları, beyz-kolektör jonksiyonundan VCB kaynağına doğru akacaktır.Özet olarak yükselteç olarak çalıştırılacak bir transistörde; Beyz-emiter jonksiyonları doğru,beyz-kolektör jonksiyonları ise ters polarmaya tabi tutulur diyebiliriz. Bu durum şekil-1.5’teayrıntılı olarak verilmiştir. Şekil 1.5: NPN tipi transistör jonksiyonlarının doğru ve ters polarmadaki davranışları 5
  • 10. Transistörün nasıl çalıştığını anlamak amacıyla yukarıda iki kademede anlatılanolayları birleştirelim. Şekil 1.6’da NPN tipi bir transistöre polarma gerilimleri birlikteuygulanmıştır. Transistörde oluşan çoğunluk ve azınlık akım taşıyıcıları ise şekil üzerindegösterilmiştir. Transistörün hangi jonksiyonlarına doğru, hangilerine ters polarmauygulandığını şekil üzerindeki geçiş bölgelerinin kalınlığına bakarak anlayabilirsiniz. Şekil 1.6: NPN tipi transistörde çoğunluk ve azınlık akım taşıyıcılarının akışı Doğru yönde polarmalanan beyz-emiter jonksiyonu, çok sayıda çoğunluk taşıyıcısınınP tipi malzemeye (beyze) ulaşmasını sağlar. Beyz bölgesinde toplanan taşıyıcılar nereyegidecektir. IB akımına katkıda mı bulunacaklardır yoksa N tipi malzemeye mi geçeceklerdir.Beyz bölgesinin (P tipi malzeme) iletkenliği düşüktür ve çok incedir. Bu nedenle; az sayıdataşıyıcı yüksek dirence sahip bu yolu izleyerek beyz ucuna ulaşacaktır. Dolayısıyla beyzakımı, emiter ve kolektör akımlarına kıyasla çok küçüktür. Şekil 1.6’da gösterildiği gibiçoğunluk taşıyıcılarının çok büyük bir bölümü, ters polarmalı kolektör-beyz jonksiyonuüzerinden difüzyon yoluyla emiter ucuna bağlı N tipi malzemeye geçecektir. Çoğunluktaşıyıcılarının ters polarmalı jonksiyon üzerinden kolaylıkla geçmelerinin nedeni, N-tipimaddede (emiterde) bulunan oyuklardır. Bu durumda akım miktarı artacaktır. Sonuç kısacaözetlenecek olursa; emiterden enjekte edilen elektronların küçük bir miktarı ile beyz akımıoluşmaktadır. Elektronların geri kalan büyük bir kısmı ile kolektör akımı oluşmaktadır.Buradan hareketle; emiterden enjekte edilen elektronların miktarı, beyz ve kolektöre doğruakan elektronların toplamı kadar olduğu söylenebilir. Transistör akımları arasındaki ilişkiaşağıdaki gibi tanımlanabilir. IE= IC+IB Kısaca, kolektör akımının miktarı beyz akımının miktarı ile doğru orantılıdır vekolektöre uygulanan gerilimden bağımsızdır. Çünkü kolektör ancak beyzin toplayabildiğitaşıyıcıları alabilmektedir. Emiterden gelen taşıyıcıların yaklaşık %99’u kolektöre geçerkengeriye kalan çok küçük bir kısmı beyze akar.Bir transistörün çalışması için gerekli şartları kısaca özetleyelim.  Transistörün çalışabilmesi için; beyz-emiter jonksiyonu doğru yönde, beyz- kolektör jonksiyonu ise ters yönde polarmalandırılmalıdır. Bu çalışma biçimine transistörün aktif bölgede çalışması denir. 6
  • 11.  Beyz akımı olmadan, emiter-kolektör jonksiyonlarından akım akmaz. Transistör kesimdedir. Farklı bir ifadeyle; beyz akımı küçük olmasına rağmen transistörün çalışması için çok önemlidir.  PN jonksiyonlarının karakteristikleri transistörün çalışmasını belirler. Örneğin; transistör, VBE olarak tanımlanan beyz-emiter jonksiyonuna doğru yönde bir başlangıç gerilimi uygulanmasına gereksinim duyar. Bu gerilimin değeri silisyum transistörlerde 0.7V, germanyum transistörlerde ise 0.3V civarındadır.Transistörde Çalışma Bölgeleri Transistörlerde başlıca 3 çalışma bölgesi vardır. Bu bölgeler; aktif bölge, kesim (cut-off) bölgesi ve doyum (saturation) bölgesi olarak adlandırılır. Transistörün çalışma bölgelerişekil 1.7’de transistörün çıkış karakteristiği üzerinde gösterilmiştir. Bu bölgeleri kısacainceleyelim. Şekil 1.7: Transistörlerde çalışma bölgeleri Aktif Bölge: Transistörün aktif bölgesi; beyz akımının sıfırdan büyük (IB>0) vekolektör-emiter geriliminin 0V’dan büyük (VCE>0V) olduğu bölgedir. Transistörün aktifbölgede çalışabilmesi için beyz-emiter jonksiyonu doğru, kolektör-beyz jonksiyonu ise tersyönde polarmalanır. Bu bölgede transistörün çıkış akımı öncelikle beyz akımına, küçük birmiktarda VCE gerilimine bağımlıdır. Transistörün aktif bölgede nasıl çalıştığı, transistörünçalışması bölümünde ayrıntılı olarak incelenmişti. Doğrusal yükselteç tasarımı veuygulamalarında transistör genellikle bu bölgede çalıştırılır. Kesim Bölgesi: Transistörün kesim bölgesinde nasıl çalıştığı şekil 1.8.a yardımıylaaçıklanacaktır. Şekilde görüldüğü gibi transistörün beyz akımı IB=0 olduğunda, beyzemitergerilimi de VBE=0V olacağı için devrede kolektör akımı (IC) oluşmayacaktır. Bu durumdatransistör kesimdedir. Kolektör-emiter jonksiyonları çok yüksek bir direnç değeri gösterir veakım akmasına izin vermez. Transistörün kolektör-emiter gerilimi VCE, besleme gerilimi VCCdeğerine eşit olur. Kolektörden sadece IC0 ile belirtilen çok küçük bir akım akar. Bu akıma“sızıntı akımı” denir. Sızıntı akımı pek çok uygulamada ihmal edilebilir. 7
  • 12. a) Transistörün kesim bölgesinde çalışması b) Transistörün doyum bölgesinde çalışması Şekil 1.8: Transistörün kesim ve doyum bölgesinde çalışması Doyum Bölgesi: Transistörün doyum (saturation) bölgesinde çalışma şekil 1.8.byardımıyla açıklanacaktır. Transistöre uygulanan beyz akımı artırıldığında kolektör akımı daartacaktır. Bu işlemin sonucunda transistörün VCE gerilimi azalacaktır. Çünkü IC akımınınartması ile RC yük direnci üzerindeki gerilim düşümü artacaktır. Kolektör-emiter gerilimidoyum değerine ulaştığında (VCE(DOY)) beyz-emiter jonksiyonu doğru yöndepolarmalanacaktır. Sonuçta IB değeri daha fazla yükselse bile IC akımı daha fazlaartmayacaktır. Doyum bölgesinde çalışan bir transistörün kolektör-emiter gerilimi VCEyaklaşık 0V civarındadır. Bu değer genellikle VCE(DOY)=0V olarak ifade edilir.1.3. Transistörün Polarmalandırılması ( Kutuplanması) Transistörün çalışmasını sağlayacak şekilde, emiter, beyz ve kolektörünün belirlideğerdeki ve işaretteki (±), DC gerilim ile beslenmesine transistörün polarmalandırılması(kutuplandırılması) denir. Transistörlerin çalışması için gerekli ilk şart, DC polarmagerilimlerinin uygun şekilde bağlanmasıdır. Şekil 1.9’da NPN ve PNP tipi transistörler içingerekli polarma bağlantıları verilmiştir. Transistörün beyz-emiter jonksiyonuna VBB kaynağıile doğru polarma uygulanmıştır. Beyz-kolektör jonksiyonuna ise VCC kaynağı ile terspolarma uygulanmıştır. Şekil 1.9: NPN ve PNP transistörlerin polarmalandırılması 8
  • 13. 1.4. Akım, Gerilim Yönü ve IB Akımı Hesaplama Bir transistör devresinde akım ve gerilimler arasında belirli ilişkiler vardır.Transistörün her bir terminalinde ve terminalleri arasında oluşan gerilim ve akımlarbirbirinden bağımsız değildir. NPN transistörün her bir jonksiyonundan geçen akımlar vejonksiyonlar arasında oluşan gerilimler ve yönleri şekil 1.10 üzerinde gösterilmiş veadlandırılmıştır. IB : Beyz akımı (dc) IE : Emiter akımı (dc) IC : Kolektör akımı (dc) VBE : Beyz-emiter gerilimi (dc) VCB : Kolektör-beyz gerilimi (dc) VCE : Kolektör-emiter gerilimi (dc) Şekil 1.10: Transistörde akım ve gerilimler Transistörün beyz-emiter jonksiyonu VBB gerilim kaynağı ile doğru yöndepolarmalanmıştır. Beyz-kolektör jonksiyonu ise VCC gerilim kaynağı ile ters yöndepolarmalanmıştır. Beyz-emiter jonksiyonu doğru yönde polarmalandığında tıpkı ileri yöndepolarmalanmış bir diyot gibi davranır ve üzerinde yaklaşık olarak 0.7V (silisyum) gerilimdüşümü oluşur. VBE= 0.7 Volt Devrede I.Göz için Kirsoff Gerilimler Kanununa göre denklem yazılırsa; VBB  I B  RB  VBEolur. Buradan IB akımı çekilirse; VBB  V BE  I B  RB VBB V BE IB  RB 9
  • 14. Örnek 1.1: Yukarıda verilen devrede IB akımını bulunuz.Çözüm: VBB V BE IB  RB 5  0 .7 IB  10 4 .3 IB  IB= 430 µA 10Örnek 1.2: Yukarıda görülen devrede VBB= 9V, IB=1mA ise RB direncinin değerinibulunuz.(VBE=0,7 V alınız.)Çözüm: VBB  VBE RB  IB 9  0,7 RB  1 8,3 RB  RB=8,3KΩ 1 10
  • 15. 1.5. Transistör Sağlamlık Kontrolü1.5.1. Transistörlerin Analog AVOmetre ile Sağlamlık Kontrolü Resim 1.1: Analog AVOmetre Analog ölçü aleti direnç (X1) kademesine alınır. Problardan biri herhangi bir ayaktasabit tutulurken, diğer prob ayrı ayrı boştaki diğer iki ayağa değdirilir. Sağlam birtransistörde prob bir uçta sabit iken diğer prob her iki ayağa değdirildiğinde ölçü aleti değergöstermelidir. Değer okunmuyorsa sabit ucu tespit etmek amacıyla, ölçüm ayaklarıdeğiştirilerek işlemler tekrarlanır. Değer gösterdiği andaki sabit uç beyz, yüksek değerokunduğundaki ayak emiter ve düşük değer görülen ayak ise kolektördür. Değerokunduğunda beyzdeki uç artı ise transistör PNP, eksi ise NPN tipidir. Bunun sebebi analogAVOmetrelerde pil uçları ile çıkış uçları farklı polaritede olmalarıdır. Ayrıca sağlam bir transistörde ölçü aleti probları kolektör emiter arasınadeğdirildiğinde her iki yönde de değer göstermemesi gerekir. 11
  • 16. 1.5.2. Transistörlerin Dijital AVOmetre ile Sağlamlık Kontrolü Resim 1.2: Dijital AVOmetre Dijital ölçü aleti diyot test kademesine alınır. Problardan biri herhangi bir ayakta sabittutulurken, diğer prob ayrı ayrı boştaki diğer iki ayağa değdirilir. Sağlam bir transistördeprob bir uçta sabit iken diğer prob her iki ayağa değdirildiğinde ölçü aleti değergöstermelidir. Değer okunmuyorsa sabit ucu tespit etmek amacıyla, ölçüm ayaklarıdeğiştirilerek işlemler tekrarlanır. Değer gösterdiği andaki sabit uç beyz, yüksek değerokunduğundaki ayak emiter ve düşük değer görülen ayak ise kolektördür. Değerokunduğunda beyzdeki uç artı ise transistör NPN, eksi ise PNP tipidir. Bunun sebebi dijitalAVOmetrelerde pil uçları ile çıkış uçları aynı polaritededir. Aynen analog ölçü aletinde olduğu gibi sağlam bir transistörde ölçü aleti problarıkolektör emiter arasına değdirildiğinde her iki yönde de değer göstermemesi gerekir. 12
  • 17. Şekilde görülen transistörün sağlamlık kontrolünü ve uçlarının tespitini dijital multimetre ile yapalım. Resim 1.3: Transistör sağlamlık kontrolüResim 1.3.a. Kırmızı Prob Transistörün “1” nu.lı ucuna siyah prob “2” nu.lı ucuna temasettirildi.Resim 1.3.b. Kırmızı Prob Transistörün “1” nu.lı ucuna siyah prob “3” nu.lı ucuna temasettirildi.Resim 1.3.c. Kırmızı Prob Transistörün “2” nu.lı ucuna siyah prob “3” nu.lı ucuna temasettirildi.Resim 1.3.d. Kırmızı Prob Transistörün “2” nu.lı ucuna siyah prob “1” nu.lı ucuna temasettirildi.Resim 1.3.e. Kırmızı Prob Transistörün “3” nu.lı ucuna siyah prob “1” nu.lı ucuna temasettirildi.Resim 1.3.f. Kırmızı Prob Transistörün “3” nu.lı ucuna siyah prob “2” nu.lı ucuna temasettirildi. 13
  • 18. Sonuç: Bu transistörün “1” nu.lı ucuna kırmızı probu sabit şekilde tutup 2 ve 3 nu.lıuçlara siyah probu sırasıyla değdirdiğimizde değer göstermektedir. Bu yüzden 1 nu.lı uçTransistörün beyz ucudur. Beyz ucunda sabit tutulan uç kırmızı prob olduğundan butransistör NPN tipi transistördür. 1-2 nu.lı uçlar arasında görülen değer, 1-3 nu.lı uçlararasından görülen değerden daha küçüktür. Bu yüzden 2 nu.lı uç Kolektör, 3 nu.lı uçemiterdir. Resim 1-3 te görüldüğü gibi kolektör emiter (2-3 nu.lı uçlar) arası her iki yönde deaçık devre göstermektedir.1.6. Transistörün Anahtarlama Elemanı Olarak Kullanılması Transistörün bir anahtar olarak nasıl kullanıldığı şekil 1.11’de verilmiştir. Şekil 1.11a’da görüldüğü gibi transistörün beyz-emiter jonksiyonu ters yönde polarmalanmıştır.Dolayısıyla transistör kesimdedir. Kolektör-emiter arası ideal olarak açık devredir. Transistörbu durumda açık bir anahtar olarak davranır. a) Transistör kesimde -Anahtar AÇIK b) Transistör doyumda -Anahtar KAPALI Şekil 1.11: Transistörün anahtar olarak çalışması Şekil 1.11. b’de ise transistörün beyz-emiter jonksiyonu doğru yöndepolarmalanmıştır. Bu devrede beyz akımı yeterli derecede büyük seçilirse transistör doyumbölgesinde çalışacaktır. Kolektör akımı maksimum olacak ve transistörün kolektör-emiterarası ideal olarak kısa devre olacaktır. Transistör bu durumda kapalı bir anahtar gibidavranır. Transistörlü anahtar uygulaması: Pek çok endüstriyel uygulamada veya sayısaltasarımda devrelerin çıkışından alınan işaretlerin kuvvetlendirilmesi istenir. Örneğinşekil1.12.a’da devre çıkışından alınan bir kare dalga işaretin bir LED’i yakıp söndürmesi içingerekli devre düzeneği verilmiştir. Giriş işareti; 0V olduğunda transistör kesimdedir, LEDyanmayacaktır. Giriş işareti +V (Silisyum için 0.7 V dan büyük, germanyum için 0.3V danbüyük olmalıdır) değerine ulaştığında ise transistör iletime geçecek ve LED yanacaktır. 14
  • 19. a) Transistörün anahtar olarak çalışması b) Transistörle röle kontrol Şekil1.12: Transistörün anahtar olarak kullanılması Şekil 1.12 b’de ise devre çıkışından alınan işaretin kuvvetlendirilerek bir röleyi,dolayısıyla röle kontaklarına bağlı bir yükü kontrol etmesi gösterilmiştir.1.7. Transistörün Yükselteç Olarak Kullanılması Transistörün en temel uygulama alanlarından biri de yükselteç (amplificator) devresitasarımıdır. Temel bir yükselteç devresinin işlevi, girişine uygulanan işareti yükselterek(kuvvetlendirerek) çıkışına aktarmasıdır. Transistörlü temel bir yükselteç devresi şekil1.13’te verilmiştir. Devrede kullanılan DC kaynaklar transistörün aktif bölgede çalışmasınısağlamak içindir. Devre girişine uygulanan AC işaret (VIN) ise yükseltme işlemine tabitutulacaktır. Transistörlü yükselteç devresinde; devrenin yükselteç olarak çalışabilmesi içinDC besleme (polarma) gerilimlerine gereksinim vardır. Dolayısıyla transistörlü yükselteçdevreleri genel olarak iki aşamada incelenilir. Bu aşamalar;  Transistörlü yükselteç devrelerinin DC analizi  Transistörlü yükselteç devrelerinin AC analizi Şekil 1.13: Transistörlü yükselteç devresi 15
  • 20. DC Analiz İyi bir yükselteç tasarımı için transistörün özelliklerine uygun DC polarma akım vegerilimleri seçilmelidir. Dolayısıyla yükselteç tasarımında yapılması gereken ilk adımtransistörlü yükselteç devresinin DC analizidir. Analiz işleminde transistörün çalışma bölgesibelirlenir. Bu bölge için uygun akım ve gerilimler hesaplanır. Sonuçta; transistörlü yükselteçdevresi AC çalışmaya hazır hale getirilir.AC Analiz Transistörlü yükselteç tasarımında ikinci basamak, tasarlanan veya tasarlanacakyükselteç devresinin AC analizidir. Yükselteç devresinin AC analizi yapılırken eş değerdevrelerden yararlanılır. Şekil 1.14.a’da transistörlü temel bir yükselteç devresi verilmiştir.Aynı devrenin AC eş değer devresi ise şekil 1.14. b’de görülmektedir. a) Transistörlü yükselteç devresi b) Transistörlü yükselteç devresinin AC eş değeri Şekil 1.14: Transistörlü temel yükselteç devresi ve AC eş değeri Transistörlü bir yükselteç devresinin AC eş değer devresi çizilirken, DC kaynaklarkısa devre yapılır. Yükselteç devresi doğal olarak girişinden uygulanan AC işaretiyükselterek çıkışına aktaracaktır. Dolayısıyla bir kazanç söz konusudur. Yükseltecin temel amacı da bu kazancı sağlamaktır. Bir yükselteç devresi; girişindenuygulanan işaretin genliğini, akımını veya gücünü yükseltebilir. Dolayısıyla bir akım,gerilim veya güç kazancı söz konusudur. Yükselteçlerde kazanç ifadesi A ile sembolizeedilir. Gerilim kazancı için AV, Akım kazancı için AI ve güç kazancı için AP sembollerikullanılır.Örneğin şekil 1.14’te görülen yükselteç devresinin gerilim kazancı AV; VO AV  Vg 16
  • 21. Beta (ß) ve Alfa (α) kazançları β akım kazancı, ortak emiter bağlantıda akım kazancı olarak da adlandırılır. Birtransistör için β akım kazancı, kolektör akımının beyz akımına oranıyla belirlenir. IC β= IB β akım kazancı bir transistör için tipik olarak 20-200 arasında olabilir. Bununlabirlikte β değeri 1000 civarında olan özel tip transistorler de vardır. β akım kazancı kimikaynaklarda veya üretici kataloglarında hFE olarak da tanımlanır. β = hFE Kolektör akımını yukarıdaki eşitlikten; IC= β.IBolarak tanımlayabiliriz. Transistörde emiter akımı; IE=IC+IB idi. Bu ifadeyi yenidendüzenlersek; IE= β.IB+IB IE= IB(1+ β)değeri elde edilir. Ortak beyzli bağlantıda akım kazancı olarak bilinen α değeri; kolektörakımının emiter akımına oranı olarak tanımlanır. IC α= IB Emiter akımının kolektör akımından biraz daha büyük olduğu belirtilmişti. Dolayısıylatransistörlerde α akım kazancı 1’den küçüktür. α akım kazancının tipik değeri 0.95-0.99arasındadır. Emiter akımı; IE=IC+IB değerine eşitti. Bu eşitlikte eşitliğin her iki tarafı IC’yebölünürse;α DC=IC/IE ve βDC=IC/IB olduğundan, yukarıdaki formüle yerleştirilirse;değeri elde edilir. Buradan her iki akım kazancı arasındaki ilişki;olarak belirlenir. Bir transistörde α akım kazancı değeri yaklaşık olarak sabit kabul edilir.Ancak α akım kazancı değerinde çok küçük bir değişimin, β akım kazancı değerinde çokbüyük miktarlarda değişime neden olacağı yukarıdaki formülden görülmektedir. 17
  • 22. Örnek : Bir transistörün β akım kazancı değeri 200’dür. Beyz akımının 75µA olmasıdurumunda, kolektör akımı, emiter akımı ve α akım kazancı değerlerini bulunuz.Çözüm: IC= 200. (75µA) IC= 150mA IE=IC+IB=(1+ β)IB IE= (1+200)75µA IE= 150,75mA1.8. Katolog Bilgilerini Okuma Uluslararası bir çok firma, transistör üretimi yapar ve kullanıcının tüketimine sunar.Transistör üretimi farklı ihtiyaçlar için binlerce tip ve modelde yapılır. Üretilen her birtransistör farklı özellikler içerebilir. Farklı amaçlar için farklı tiplerde üretilen her birtransistör; üreticiler tarafından birtakım uluslararası standartlara uygun olarak kodlanırlar.Transistörler; bu kodlarla anılır. Üretilen her bir transistörün çeşitli karakteristikleri üreticifirma tarafından kullanıcıya sunulur.1.8.1. Uluslararası Standart Kodlama Transistörlerin kodlanmasında birtakım harf ve rakamlar kullanılmaktadır. ÖrneğinAC187, BF245, 2N3055, 2SC2345, MPSA13 vb. gibi birçok transistör sayabiliriz.Kodlamada kullanılan bu harf ve rakamlar rastgele değil, uluslararası standartlara göredir veanlamlıdır. Günümüzde kabul edilen ve kullanılan başlıca 4 tip standart kodlama vardır.Birçok üretici firma bu kodlamalara uyarak transistör üretimi yapar ve tüketime sunarlar.Yaygın olarak kullanılan standart kodlamalar aşağıda verilmiştir.  Avrupa Pro-electron Standardı (Pro-electron)  Amerikan jedec standardı (EIA-jedec)  Japon (JIS)  Firma Standartları1.8.1.1 Avrupa Standardı (Pro-Electron Standardı) Avrupa ülkelerinde bulunan transistör üreticilerinin genellikle kullandıkları birkodlama türüdür. Bu kodlama türünde üreticiler transistörleri; AC187, AD147, BC237,BU240, BDX245 ve benzeri şekilde kodlarlar. Kodlamada genel kural, önce iki veya üç harfsonra rakamlar gelir. Kullanılan her bir harf anlamlıdır ve anlamları aşağıda ayrıntılı olarakaçıklanmıştır. İlk Harf: Avrupa (Pro Electron) standardına göre kodlanmada kullanılan ilk harf,transistörün yapım malzemesini belirtmektedir. Germanyumdan yapılan transistörlerdekodlama A harfi ile başlar. Örneğin AC121, AD161, AF254 vb. kodlanan transistörlergermanyumdan yapılmıştır. Silisyumdan yapılan transistörlerde ise kodlama B harfi ilebaşlar. Örneğin; BC121, BD161, BF254 vb. kodlanan transistörler silisyumdan yapılmıştır. 18
  • 23. İkinci Harf: Transistörlerin kodlanmasında kullanılan ikinci harf Avrupa Standardınagöre, transistörün kullanım alanlarını belirtir. Örnek kodlamalar aşağıda verilmiştir. AC: Avrupa (Pro Electron) Standardına göre, düşük güçlü alçak frekanstransistörüdür. Germanyumdan yapılmıştır. AC121, AC187, AC188, AC547 gibi... BC: Avrupa (Pro Electron) Standardına göre, düşük güçlü alçak frekans transistörüdürve Silisyumdan yapılmıştır. BC107, BC547 gibi... Üçüncü Harf: Avrupa (pro electron) standardında bazı transistörlerin kodlanmasındaüçüncü bir harf kullanılır. Üçüncü harf, ilk iki harfte belirtilen özellikler aynı kalmakkoşuluyla o transistörün endüstriyel amaçla özel yapıldığını belirtir. Örnek olarak; BCW245,BCX56, BFX47, BFR43, BDY108, BCZ109, BUT11A, BUZ22 vb. gibi1.8.1.2 Amerikan (Jedec) Standardı Amerikan yapımı transistörler 2N ifadesi ile başlayan kodlar ile isimlendirilmişlerdir.Bu kodlarda: Birinci rakam : Elemanın cinsini gösterir. Birinci harf : Transistörün yapım malzemesini belirtir. Son rakamlar : Tipini ve kullanma yerini gösterir. Örneğin 2N3055’teki 2 rakamı transistör olduğunu, N harfi transistörün silisyumdanyapıldığını ve 3055 imalat seri numaralarını belirtir.1.8.1.3 Japon Standardı Japon yapımı transistörler 2S ifadesi ile başlayan kodlar ile isimlendirilmişlerdir. Bukodlarda Birinci rakam : Elemanın cinsini gösterir. Birinci harf : Transistörün yapım malzemesini belirtir. İkinci harf : Tipini ve kullanma yerini gösterir. Örneğin 2SC1384’de 2 rakamı elamanın transistör olduğunu, S harfi transistörünsilisyumdan yapıldığını C harfi NPN tipi yüksek frekans transistörü olduğunu ve 1384 imalatseri numaralarını belirtir. 19
  • 24. UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİTransistörün Anahtar Olarak Kullanılması Devresinin İncelenmesiAmaç: Bu uygulama faaliyetini başarı ile tamamladığınızda, Transistörün anahtar olarak kullanılması devresini kurup çalıştırabileceksiniz.Elektronik simülasyon programları ile devrenin çalışmasını inceleyiniz.Kullanılacak Araç Gereçler: 1. Breadboard 2. Güç Kaynağı 3. AVO metre 4. Devre şemasında belirtilen elamanlar Transistörün Anahtar Olarak Kurulup Çalıştırılması S1 R3 470R D1 R1 LED-BLUE 10K B1 Q1 9V BC237 R2 10K Şekil 1.15: Transistörün Anahtar Olarak Kullanılması İşlem Basamakları Öneriler  Şekil 1.13’teki devreyi montaj seti üzerine Güç kaynağının bağlantılarını kurunuz. R1 = 10 K, R2 = 10 K ve R3=470Ω doğru yaptığınızdan emin olarak seçiniz. olunuz. Gerilim değerini 9V  Güç kaynağının canlı ucunu R3ün ve S1 olarak ayarladığından emin anahtarının ucuna bağlayınız. olunuz.  Devreyi kurmadan önce transistörün ve LED Sağlamlık kontrolü hakkında bu diyodun sağlamlık kontrolünü yapınız. modülün en başında verilen bilgileri hatırlayınız.  Devreye enerji vermeden önce devreni tekrar S1 anahtarına bastığınız zaman kontrol ediniz. LED diyot yanmıyorsa ya devreyi yanlış kurmuşsunuz ya da devrede açık devre vardır. Devreyi tekrar kontrol ediniz. 20
  • 25.  Güç kaynağını aç devreye enerji uygula, devreyi Besleme geriliminin doğru çalıştır. ayarlandığından ve kısa devre olmadığından emin olunuz. Devrenin çalışmasını takip ediniz. Devrede ısınan parça olup olmadığını kontrol ediniz. S1 anahtarına bastığınız zaman LED’in yanması gerekir. Ölçüm tablosunda belirtilen ölçümleri Bunun için multimetre gerçekleştiriniz. kullanınız. Anahtarın C-Ş (Volt) B-Ş (Volt) IB IC Durumu S1 Açık S1 Kapalı Tablo 1.1. Sonuç değerlerini kaydedin ve yorumlayın KONTROL LİSTESİ Değerlendirme Ölçütleri Evet HayırAraştırma faaliyetleri yaptınız mı?Devre elemanları doğru olarak seçtiniz mi?Gerekli cihazlar temin ettiniz mi?Elamanların sağlamlık kontrollerini yaptınız mı?Devre montajı şemaya uygun ve düzenli yaptınız mı?Cihazlar uygun değerlere ayarladınız mı?Devre öngörülen şekilde çalıştınız mı?Ölçme işlemleri doğru olarak yaptınız mı?Sonuç tablosu eksiksiz doldurdunuz mu? Tablo 1.2. Kontrol listesi 21
  • 26. ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRMEA- OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI)1. Aşağıdakilerden hangisi kullanım amaçlarına göre transistör çeşitlerine girmez? A) Anahtarlama devre transistörleri B) Osilatör devre transistörleri C) Amplifikatör devre transistörleri D) Yüzey temaslı transistörler2. Aşağıdakilerden hangisi transistör terminallerine verilen isimlerden biri değildir? A) Emiter B) Anot C) Beyz D) Kolektör3. Transistörün aktif bölgede çalışma şartı aşağıdakilerden hangisidir? A) Beyz-Kolektör arası ters, beyz-emiter arası doğru, B) Beyz-Kolektör arası doğru, beyz-emiter arası doğru, C) Beyz-Kolektör arası doğru, beyz-emiter arası ters, D) Beyz-Kolektör arası ters, beyz-emiter arası ters polarmalandırılmalıdır.4. Transistör sağlamlık kontrolüne göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Doğru yönde beyz emiter arası değer gösterir. B) Doğru yönde beyz-kolektör arası değer gösterir. C) Kolektör-emiter arası bir yönde değer gösterir diğer yönde değer göstermez. D) Kolektör-emiter arası her iki yönde de değer göstermez.5. Silisyum yarı iletken malzemeden yapılmış bir transistörün iletime geçmesi için gerekli lanan minumum VBE gerilim değeri kaçtır? A) 0,4 Volt B) 0,7 Volt C) 0,9 Volt D) 1 Volt6. Aşağıdakilerden hangisi transistör çalışma bölgelerinden değildir? A) Pasif B) Aktif C) Kesim D) Doyum7. Transistörün yükselteç olarak kullanıldığı bir devre için aşağıdakilerden hangisi söylenemez? A) Devrenin amacı gerilim kazancı sağlamaktır. B) Transistör aktif bölgede çalışmaktadır. C) Transistör doyum bölgesinde çalışmaktadır. VO D) Devrenin kazancı AV  formülü ile hesaplanır. VgDEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerekkendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınızsorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz diğer faaliyete geçiniz. 22
  • 27. ÖĞRENME FAALİYETİ–2 ÖĞRENME FAALİYETİ–2 AMAÇ Bu faaliyette verilen bilgiler doğrultusunda FET’lerin genel yapısını ve temelözelliklerini tanıyacak, devreye uygun FET’i seçerek FET uygulamalarınıgerçekleştirebileceksiniz ARAŞTIRMA Transistör varken neden FET gibi bir elamana ihtiyaç duyulmuştur? Araştırınız. 2. FET2.1. FET Çeşitleri Alan Etkili Transistör (Field Effect Ttransistor), 3 uçlu bir grup yarı iletken devreelemanının genel adıdır. Bu gruptaki transistörler kendi aralarında birtakım kategorilereayrılır ve isimlendirilir. Şekil 2.1’de alan etkili transistör çeşitleri görülmektedir. Şekil 2.1: Alan ekili tansistörlerin (FET) çeşitleri Alan etkili transistör; Jonksiyon FET (JFET) veya metal oksitli yarı iletken JFET(MOSFET) olarak yapılır ve isimlendirilir. Her iki tip transistörün de n kanallı ve p kanallıolmak üzere iki tipte üretimi yapılır. N kanallı JFETlerde iletim elektronlarla, P kanallıJFET’lerde ise oyuklarla sağlanır. FETlerin yapımı basit ve ekonomik olduğundan dolayıoldukça çok kullanım alanı bulmuştur. JFET’lerin bipolar transistörlere göre önemlifarklılıkları vardır. Bu konu daha sonra ayrıntılı anlatılacaktır. 23
  • 28. 2.2. JFET Yapısı ve Çalışması JFETler; N kanallı ve P kanallı olmak üzere iki tipte üretilir. JFETin fiziksel yapısı veelektriksel sembolü şekil 2.2’de gösterilmiştir. JFET üç uca sahiptir. Uçlarına işlevlerindenötürü; Geyt (Gate), Sörs (Source), Dreyn (Drain) isimleri verilmiştir. JFET sembolünde, gateucunda bulunan okun yönü kanal tipini ifade eder. Ok yönü içeri doğru ise N kanal JFET, okyönü dışarıya doğru ise P kanal JFET olduğu anlaşılır. Bu durum şekil 2.2.a ve b’degösterilmiştir. Şekil 2.2: N kanallı ve P kanallı JFETin yapısı ve sembolü N kanallı JFET ile P kanallı JFET’in çalışma prensibi aynıdır. Tek fark akım yönleriile polarma gerilimlerinin ters olmasıdır. Bu yüzden biz burada sadece N kanallı FET’inçalışma prensibini inceleyeceğiz. JFETe polarma gerilimleri uygulandığında meydana gelenakım ve gerilimler şekil 2.3 üzerinde gösterilmiştir. Drain-source arasına uygulanan besleme gerilimi, drain ucu ile şase arasına bağlanır.Bu gerilim, drain devresindeki besleme gerilimi olarak tanımlanır ve VDD ile sembolizeedilir. VDD gerilimi, n kanal içerisindeki elektronların hareket etmesini sağlar. Buelektronlar, sourceden draine oradan da VDD kaynağının pozitif kutbuna gider. VDDkaynağının içinden source’e geri döner. Source ve drain üzerinden geçen bu akıma “drainakımı” denir ve “ID” ile sembolize edilir. 24
  • 29. Şekil 2.3: JFETin çalışması JFET’in gate terminali kontrol ucudur. JFET’in iletkenliğini kontrol eder. Önce gateterminali kullanmadan JFET’in çalışmasını analiz edelim. Bu amaçla şekil 2.4’tenyararlanacağız. Şekil 2.4’te verilen devrede, VGG gerilimi 0V (şase) yapılırsa ve VDD beslemekaynağı da 0V’dan başlayarak yükseltilirse kanal içerisinden geçen akım miktarı da artar.Ancak n tipi kanalın jonksiyon direnci maksimum akım değerini sınırlar. VDD daha fazlaartırıldığında JFET’de bir ters polarma bölgesi oluşur. Bu polarma bölgesine, azalma bölgesi(deplation) denir. Azalma bölgesi, kanal akımının n maddesinin dar bir kesidi içindengeçmesini gerektirir. Bu durum kanal direncinin artmasına sebep olur. Dolayısı ile IDakımında artık bir azalma söz konusudur. Şekil 2.4: JFETin çalışması 25
  • 30. VDD kaynağının daha fazla artırılması sonucu kanalın tamamen daraldığı (kanaldirencinin maksimuma yükseldiği) bir duruma erişilir. Bu değerden sonra daha fazla akımakışı meydana gelmez. Kısaca kanal akımında artış artık mümkün olmaz. Çünkü kanalkapanma moduna girmiş ve drain akımı doyuma ulaşmıştır. Bu durum şekil 2.4.b’degösterilmiştir. Sonuçta, kanal direncinden dolayı drain-source arasında bir gerilim düşümümeydana gelir. Bu gerilim, VDS gerilimi olarak adlandırılır. Görüldüğü gibi, VDD artarkendrain ve source uçlarında VDS gerilim düşümü meydana gelir. Bu gerilim düşümüne ise IDakımı sebep olur. Şekil 2.5te görüldüğü gibi VP noktasında, VDS artarken ID sabit bir değerdekalır. ID maksimum değerine ulaşmıştır. IDmax değerine ise IDSS denir. IDSS kanalın doyumakımıdır. Bu anda yani IDSS akımı, VP değerine ulaştığında gate-source arası gerilim desıfırdır (VGS=0V). IDSS değeri, elemanın yapısına göre belli bir değerde bulunur. Bu değerimalatçılar tarafından verilir veya ölçülebilir. Şekil 2.5: Kanal akımının neden olduğu daralmanın grafiği2.3. JFET’in BJT’ye Göre ÜstünlükleriAvantajları:  JFETin giriş empedansı çok yüksektir. (BJT’de 2 KΩ iken FET’lerde yaklaşık 100 M Ω)  Anahtar olarak kullanıldığında, sapma gerilimi yoktur.  JFETin gürültü seviyesi bipolar transistörlere nazaran azdır. Bu nedenle FET, alçak ve yüksek frekanslarda kullanılabilir. JFET, iyi bir sinyal kırpıcı olarak çalışır.  JFETin sıcaklık kararlılığı daha iyidir. Sıcaklık değişimlerinden pek etkilenmez.  JFETin radyasyon etkisi yoktur ve radyasyondan az etkilenir.  BJT’lere göre daha küçüktür. Bu nedenle entegrelerde daha fazla kullanılır. Dezavantajı:  JFETin BJT’ye göre sakıncası; bant genişliklerinin dar olması ve çabuk hasar görebilmesidir. 26
  • 31. 2.4. JFET’in Karakteristikleri JFETlerde; gate ucu, kanal bölgesini (azalma bölgesi) kontrol etmek için kullanılır.Örneğin; n kanallı bir JFETte, gate ile source arasına uygulanan negatif polariteli bir gerilim,gerilim azalma bölgesini büyültür. Bu durum, kanal akımının daha düşük değerlerindekanalın kapanmasına sebep olur. Eğer; VGS gerilimi artırılırsa (n kanal için daha negatifyapılırsa) kanalın azalma bölgesi daha da büyür. Neticede drain akımı şekil 2.6.a ve bdegösterildiği gibi daha düşük akım seviyelerinde doyuma ulaşır. Şekil 2.6. a ve bde n ve pkanal JFETler için VDS-ID grafiği çizilmiştir. Karakteristikte sabit VGS geriliminin çeşitlideğerlerinde ID ve VDS değerleri gösterilmiştir. Örnek eğriler; VGS=0V, -1V ve -2V içinçizilmiştir. Şekil 2.6: N ve P kanallı JFETin drain karakteristikleri Sonuç olarak, n kanal bir JFET’de gate-source arasına uygulanan ters polarmabüyürken, kanal akımı azalır. Gate-source arasına uygulanan ters polarma gerilimi yeterlibüyüklüğe ulaşırsa kanal tamamen kapanabilir ve ID akımı sıfıra düşebilir. Kanalın tamamenkapanıp akım geçirmemesine neden olan ters gerilim değerine “gate-source daralmagerilimi (pinch-off)” adı verilir: Bu değer “VP” ile ifade edilir. Yukarıdaki şekiller ve grafikiyi incelendiğinde VDSnin küçük değeri için, ID akımının lineer olarak arttığı görülür (şekil2.6). VDS gerilimi artarken, kanalın daraldığı görülür. FETin bir diğer önemli karakteristiği ise, “Transfer Karakteristiği” olarakadlandırılır. Transfer karakteristiği eğrisi; sabit bir drain-source (VDS) geriliminde, gate-source (VGS) geriliminin fonksiyonu olarak elde edilen drain akımının (ID) eğrisini gösterir.Transfer karakteristiği şekil 2.7.a ve bde gösterildiği gibi elemanın iki önemli parametresiolan VP ve IDSS değerlerini verir. Transfer karakteristiği eğrisi matematiksel olarak; VGS 2 I D  I DSS  (1  ) VPeşitliği ile ifade edilir. Bu eşitlik veya bu eşitlikten çizilen transfer karakteristiği VP ve IDSSdeğerlerine bağlıdır ve JFETin çalışmasını oldukça iyi tanımlar. VP değeri, n kanallıJFET’ler için negatif, p kanallı FET’ler için pozitif bir değerdir. Transfer karakteristiğieşitliği ile, şekil 2.7deki transfer karakteristiği karşılaştırılırsa; VGS=0 olduğunda, eşitliğinID=IDSS durumunu sağladığı ve eğrinin dikey eksen IDyi, IDSS değerinde kestiği görülür. 27
  • 32. Diğer taraftan ID=0 için, eşitlik VGS=VP durumunu sağlar. IDSS ve VP değerleri imalatçıkataloglarında verilir. Bu değerlerden yararlanılarak transfer karakteristiği çizilebilir.Transfer karakteristiği eğrisinden ve değerlerden faydalanarak ID değerleri de hesaplanabilir. Şekil 2.7: N ve P kanallı JFETin transfer karakteristikleri JFETin çalışması grafiksel olarak şekil 2.8’deki drain çıkış karakteristiği yardımı ilegörülebilir. IDSS değeri, VGS=0 durumunda elde edilen akım seviyelerinin meydana getirdiğieğriden okunur. VP değeri ise açık bir şekilde görülmez. Ancak VP değeri en alttaki VGSeğrisinin değerinden biraz daha büyüktür. Karakteristikteki kesik çizgi, doyum akımınınaktığı noktalardan geçmektedir. Buna göre, kesik çizgi VDS=VP-VGS durumunugöstermektedir. Bu çizgi genellikle drain karakteristiğinin bir parçası değildir, ama eğrininyatay eksene (VDS) değdiği noktanın değerini verir. Şekil 2.8: JFETin drain karakteristiği Karakteristikten görüldüğü gibi aktif bölgede ID akımı sabittir. Ancak belli bir VDSdeğerinden sonra JFET bozulur, drain akımının artışı JFET tarafından artık sınırlanamaz.Ancak JFET devresine bir harici eleman bağlanarak JFET korunur. JFETin bozulma gerilimideğeri BVGDS olarak işaretlenmiştir. BVGDS değeri, küçük gate-source polarma gerilimleriiçin daha büyüktür. Üretici firmalar tek bir VGS değeri için genellikle 0V, BVGDS değerinikataloglarında belirtir. JFET’in drain karakteristiğinde kesik çizgi ile belirtilen bölge ile,bozulma eğrileri arasında kalan bölge JFET için aktif çalışma bölgesidir. JFETler sinyalyükseltmek amacı ile kullanıldıklarında aktif bölgede çalıştırılır. Aktif bölgede çalışma isebüyük ölçüde dc polarma gerilimleri ile sağlanır. JFETler sayısal devrelerde ve anahtarlamadevrelerinde de çok sık kullanılır. Bu tip çalışmada JFET’lerin Kesim veya doyumbölgelerinde çalışmalarından faydalanılır ve bu bölgelerde çalıştırılır. 28
  • 33. 2.5. FET ve MOSFET Ölçme FET’lerde transistörün aksine gate ucu boşta iken drain (D)-source(S) arasından akımgeçer. Hem FET ve azaltan tip MOSFET’in çalışma prensibi ve ölçümleri aynıdır. Gate ucuboşta iken D-S arası iletkendir. Yani normal transistör gibi ölçülürken C-E arası kısa devreolmuş gibidir. Azaltan tip MOSFET’in D-S arası direnci FET’in D-S arası direncindenbüyüktür. Çoğaltan tip MOSFET’in gate ucu boşta iken D-S arasından akım geçmez, yalıtkandır.Ölçümü normal transistör gibidir. N kanal N kanal P kanal P kanalFET ve Azaltan MOSFET Çoğaltan tip MOSFET FET ve Azaltan MOSFET Çoğaltan tip MOSFET Tablo 2.1: FET ve MOSFET sağlamlık kontrolü sonuçlarıTablodaki değerler yaklaşık değerlerdir. Ölçülecek malzemenin tipine ve karakteristiközelliklerine göre değişiklik gösterebilir.2.6. JFET Parametreleri ve Formülleri JFET’e uygulanan voltajların değiştirilmesiyle, JFET’in gösterdiği davranışaParametre denir. Üretici firmalar elamanı tanımlamak ve farklı elamanlar arasında seçimyapabilmek için gerekli olan bilgileri kataloglarda verirler. JFET parametreleri şunlardır.  Drain-Source doyma akımı (IDSS): Gate-Source eklemi kısa devre yapıldığında drain-source arasından akan akımdır.  Gate-Source kapama gerilimi (VP): Drain-Source kanalının kapandığı gerilim değeridir.  Gate-Source kırılma gerilimi (BVGDS):Bu parametre belirli bir akımda drain- source kısa devre iken ölçülür. Uygulamada bu değerin üzerine çıkılması halinde elaman hasar görebilir.  Geçiş İletkenliği (gm): Drain akım değişimine göre gate voltaj değişimine denir. Geçirgenlik, direncin tersi olduğu için birimi (MHO) veya Siemens tir. 29
  • 34. JFET transfer karakteristristiğinde iki önemli nokta IDSS ve VP değerleridir. Herhangibir noktadaki ID akımının değeri şu şekilde bulunur. VGS 2 I D  I DSS  (1  ) VP Geçirgenlik VDS sabit iken drain akım değişiminin gate-source arası voltaj değişimineoranıdır. Şu formülle hesaplanır. 2  I DSS ID gm=∆ID / ∆VGS gm= VP I DSS Örnek 2.1: IDSS=7,5 mA, VP= 4 V olan p-kanallı JFET elamanının drain akımınıVGS=2 Volt için bulunuz. Çözüm: VGS 2 I D  I DSS  (1  ) VP 2 ID=7,5 mA (1- ) 2 4 ID=7,5mA.(0,5)2 ID=7,5.0,25 ID=1,875 mA Örnek 2.2: Drain akımının akmadığı kritik gerilim değeri VP=-6 Volt olan n-kanallıJFET elamanında VGS=1,5 V anında drain akımı 6,75 mA olarak ölçülmektedir. Drain-source doyum akımının değerini bulunuz. Çözüm: VGS 2 I D  I DSS  (1  ) VP 1,5 2 6,75 mA= IDSS(1- ) 6 6,75mA=0,5625. IDSS IDSS=12 mA 30
  • 35. 2.7. JFET Polarmalandırılması (Kutuplanması) Belli bir drain akımı ve drain-source gerilimi etrafında JFETin çalışabilmesi içinçoğunlukla polarmalandırılması gerekir. Eleman bir yükselteç olarak çalıştırılacaksa aktifbölgede çalışacak şekilde polarma gerilim ve akımları seçilir. JFET polarmalarında birçokpolarma tipi kullanılabilir. Biz bu bölümde çok kullanılan polarma çeşitlerini inceleyeceğiz.2.7.1. Sabit Polarma Devresi Sabit polarmalı bir JFET yükselteç devresi şekil 2.6’da verilmiştir. Devreyiincelediğimizde polarmanın iki adet dc besleme kaynağından sağlandığı görülmektedir.Gerçekte uygulamalarda tek bir dc besleme kaynağı kullanılır. Fakat konunun daha iyianlaşılabilmesi için bu devrede çift besleme kaynağı kullanılmıştır. Aşağıdaki şekilde sabitpolarmalı yükselteç devresi görülmektedir. Şekil 2.9: Sabit polarmalı JFETli yükselteç devresi2.7.2 Self Polarma Devresi Pratik uygulamada JFETli yükselteçler genellikle tek bir dc besleme kaynağı ilepolarmalandırılır. Böyle bir polarma devresi şekil 2.10 da gösterilmiştir. Bu devrede gate-source polarma gerilimi elde etmek için bir self polarma direnci RS kullanılmıştır. RS direnciuçlarında ID x RS gerilim düşümü nedeniyle pozitif bir VS gerilimi meydana gelir. Gate veyaRG gate direncinden dc akımı geçmediğinden gate gerilimi sıfır volttur. Gate gerilimi sıfırvolt olduğundan, gate (0V) ile source (+VS) arasında ölçülen net gerilim negatif gerilimdir.(Bu gerilim, referans noktası source alındığında negatif değerde ölçülür.) Ölçülen bu negatifgerilim gate-source arası polarma gerilimi VGS’dir. Gate-source arası polarma bağlantısı; VGS=0 - ID . RD=ID . RSolduğu devreden görülmektedir. Bu bağıntı transfer karakteristiği üzerinde gösterilir. Bununiçin iki ID değeri seçilir. JFET kesimde iken, ID=0olur. JFET iletimde iken ID; VDD ID= RS  R D 31
  • 36. Aşağıdaki şekilde self polarmalı JFET devresi görülmektedir. 2N5459 Şekil 2.10: Self polarmalı JFET devresi2.7.3. Gerilim Bölücülü Polarma JFET için kullanılan diğer bir dc polarma devresi şekil 2.11’de verilmiştir. Bu polarmaşekli, gerilim bölücülü gate polarma olarak bilinir. Bu polarma tipinde, polarma gerilimi veakımının belirlenmesi diğer polarma devrelerindeki gibidir. Sadece gate geriliminin 0 volttanfarklı bir değerde tutulmasında durum değişir. 2N5459 Şekil 2.11: Gerilim bölücülü gate polarması 32
  • 37. 2.8. JFET’li Yükselteç Devreleri FET yüksek giriş empedansı nedeniyle özellikle önyükselteç (preamplifikatör)devrelerinde yaygın olarak kullanılır. Şekil 2.12’de FET’li temel yükselteç devresigörülmektedir. 2N5459 Şekil 2.12: FET’li temel yükselteç devresi Bu devrede C1 kondansatörü, giriş sinyalini gate ucuna aktaran kuplajkondansatörüdür. C2 kondansatörü RS direncini AC sinyaller bakımından by-pass yapan (yangeçit) kondansatördür. Yani AC sinyaller RS üzerinden değil C2 üzerinden geçer ve böyleceRS uçlarında AC gerilim düşümü olmaz. C3 kondansatörü de FET’in çıkış sinyalini birsonraki kata iletir.2.9. Mosfet’lerin Yapısı, Çalışması ve Karakteristikleri Alan etkili transistörlerin bazı tiplerinde gate terminali kanaldan izole edilmiş(yalıtılmış) biçimde yapılır. Bu tür alan etkili transistörlere, metal oksitli yarı iletken FET(Metal-Oxide Semiconductor FET) veya kısaca “MOSFET” denir. MOSFETler; ya azaltan tip MOSFET (Deplation-MOSFET) ya da çoğaltan tipMOSFET (Enhancment-MOSFET) olarak imal edilir. Azaltan tip Mosfet’lere kısaca D-MOSFET, çoğaltan tip Mosfet’lere ise E-MOSFET denilmektedir. Her iki tipMOSFET’inde; P kanal ve N kanal olmak iki tipi vardır. N kanallı D-MOSFET ve E-MOSFETin temel yapıları şekil 2.13te verilmiştir. MOSFET’lerde tıpkı JFET’ler gibi 3 uçluaktif devre elamanları grubundandır. Uçlarına işlevlerinden ötürü; Gate (Gate), Dreyn(Drain) ve Sörs (Source) isimleri verilmektedir. Şekil 2.13’te verilen temel yapıda Sabstreyt(Subsrate) terminali, dördüncü uç gibi görünse de genellikle source’e bağlanır veya şasepotansiyelinde tutulur. D-MOSFETin yapısında kanal fiziksel olarak yapılmış haldedir. D-MOSFET’in, drain-source uçlarına bir dc gerilim kaynağı bağlandığında drain ile sourcearasında bir akım meydana gelir. E-MOSFET in yapısında ise, imalat sırasındaşekillendirilmiş veya oluşturulmuş bir kanal yoktur. E-MOSFETin; drain-source uçlarınagerilim uygulandığında akım meydana gelebilmesi için, şarj taşıyıcılarının kanalıoluşturması gerekir. Bunun için de gate ucuna gerilim uygulanması gereklidir. 33
  • 38. Şekil 2.13: N kanal azaltan (E-MOSFET) ve çoğaltan tip (D-MOSFET) MOSFETlerin yapıları2.9.1 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı D-MOSFET’lerin, n-kanal ve p-kanal olmak üzere başlıca iki tipde üretimi yapılır.Şekil 2.14 ada n-kanal D-MOSFETin yapısı ve şematik sembolü görülmektedir. Şekil 2.14b’de ise p-kanal D-MOSFET’in yapısı ve şematik sembolü görülmektedir. N kanallı D-MOSFET, p tipi gövde (substrate-sabstreyt) üzerine yerleştirilmiştir. N tipi yarı iletkenmaddeden yapılan source ve drain bölgelerine, source ve drain terminalleri bir metalle(alimünyum) bağlanmışlardır. Ayrıca source ve drain bölgeleri içten N tipi kanal bölgesiylebirbirine bağlanır. N kanalın üstünde bulunan ve kanal ile gate arasındaki izolasyonusağlayan ince silikon dioksit (SiO2) tabakasının üzerine ince bir metal tabaka konur. Bubileşim DMOSFETi oluşturur. Şematik sembol’de elemanın gate, source ve drain uçlarıgösterilir. Sabsreyt ucu ise çoğunlukla source’e bağlı olarak gösterilir. Şematik gösterimdeelemanın kanal tipi sabstreyt ucundaki okun yönü ile belirtilir. Şekil 2.14’te görüldüğü gibiok yönü elemanın içine doğru ise n-kanal D-MOSFET, ok yönü dışarı doğru ise p-kanal D-MOSFET tanımlanır. Şekil 2.14 a ve b: N kanal ve P kanal DE-MOSFETin yapısı ve sembolü 34
  • 39. 2.9.2 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışması ve Karakteristiği N-kanallı D-MOSFETin gate-source arasına negatif bir gerilim (VGS) uygulanırsaelektronlar kanal bölgesinin ortasına doğru itilir ve kanalda daralma olur. Yeterli büyüklüktegate-source gerilimi kanalı tamamen daraltarak kapatır. Diğer taraftan; pozitif gate-sourcegeriliminin uygulanması halinde, p tipi taşıyıcılar itildiklerinden kanal büyüklüğünde birartış olur. Bu durum daha çok şarj taşıyıcısının oluşumuna izin verdiğinden daha büyük birkanal akımı meydana gelir. N kanallı D-MOSFETin transfer ve drain karakteristikleri iseşekil 2.15te görülmektedir. Karakteristik eğriler; elemanın gerek pozitif, gerekse negatifgate-source geriliminde çalışmasını göstermektedir. Negatif VGS değerleri, daraltmagerilimine (pinch-off) kadar drain akımını azaltır. Bu gerilimden sonra drain akımı hiçakmaz. N kanallı D-MOSFETin transfer karakteristiği, negatif gate-source gerilimleri içinJFET karakteristiği ile aynıdır ve pozitif VGS değerleri için de bu özellik korunur. Negatif vepozitif her iki VGS değerinde de gate kanaldan izole edildiğinden MOSFET, VGSnin her ikipolarite durumunda çalıştırılabilir. Söz konusu iki polarite durumun da da gate akımımeydana gelmektedir. Şekil 2.15 a ve b: N Kanal D-MOSFETin transfer ve V-I karakteristikleri P ve N kanallı D-MOSFETler çalışma esası bakımından birbirinin benzeridir. AncakP kanallı D-MOSFET’te polarma kaynaklarının yönü terstir. Akım taşıyıcıları oyuklardır.Gate-source gerilimi negatif olduğunda drain akımı artarken, pozitif olduğunda azalır. Bunedenle daralma gerilimi VP pozitif değerlidir.2.9.3 Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı Çoğaltan tip MOSFET’in (E-MOSFET) temel yapısı ve şematik sembolü şekil 2.16daverilmiştir. E-MOSFET’ler, n-kanallı ve p-kanallı olmak üzere iki tipte üretilir. Şekildekiyapıdan da görüldüğü gibi E-MOSFET’in temel yapısında fiziksel olarak oluşturulmuş birkanal yoktur. Kısaca E-MOSFET, drain ile source arasında fiziksel bir kanala sahip değildir.E-MOSFETin şematik sembolünde drain ile source arası kesik çizgilerle gösterilir. Budurum başlangıçta E-MOSFET’de kanal olmadığını belirtmek içindir. Şematik semboldesabsreyt ucundaki ok’un yönü E-MOSFET’in kanal tipini belirtir. Ok yönü içeri doğru ise, Ntipi kanalı ok yönü dışarı doğru ise P tipi kanalı gösterir. E-MOSFET’lerde kanal tipi ilesabsreyt’te kullanılan yarı iletken malzemelerin tipleri terstir. 35
  • 40. Şekil 2.16 a ve b: N kanallı ve P kanallı E-MOSFETin yapısı ve sembolü2.9.4. Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışması ve Karakteristiği E-MOSFET’lerde kanal, gate terminaline uygulanan harici bir besleme ile oluşturulur.Gate-source uçları arasına pozitif bir gerilimin uygulanması, gate altında sabstreytbölgesinde bulunan oyukları (boşlukları) iter ve orada bir azalma (deplasyon) bölgesi yaratır.Gate gerilimi yeterince pozitif değere çıkarıldığında; elektronlar, pozitif gerilim tarafındanbu azalma bölgesine çekilir. Böylece, drain ile source arasındaki bu bölge N kanalı gibihareket eder. Pozitif gate gerilimiyle oluşturulan ve şekillendirilen N kanallı E-MOSFETintransfer ve V-I karakteristiği şekil 2.17de gösterilmiştir. Şekil 2.17: N kanallı E-MOSFETin V-I karakteristikleri Elemanın transfer karakteristiğinden de görüldüğü gibi, gate-source gerilimi eşik(threshold) başlangıç değeri VTyi aşıncaya kadar drain akım hiç akmaz. Bu eşik gerilimideğerinin üzerindeki pozitif gerilimlerde, artan değerli bir drain akımı meydana gelir. Buakımın transfer karakteristiği de, I D  k  (VGS  VT ) 2eşitliği yardımıyla tanımlanabilir. Eşitlik yukarıdaki formülde yalnız VGS>VT şartı içingeçerlidir. Eşitlikte k sabitesi tipik olarak 0.3 mA/V2değerinde olup elemanın yapısına bağlı 36
  • 41. olan bir özelliktir. VGS=0 volt durumunda drain akımı akmadığı için E- MOSFETlerde IDSdeğerinden söz edilebilir. E-MOSFETlerin çalışma sahası; D-MOSFETlerden daha sınırlıolmasına rağmen, E-MOSFET’ler, büyük-ölçekli entegre devreler için çok kullanışlıdır.Çünkü E-MOSFET’ler basit yapılı ve küçük boyutlu elemanlardır. E-MOSFETin şematiksembolünde drain ile source arası kesik çizgilerle gösterilir. Bu çoğaltan tip elemandabaşlangıçta kanalın olmayışını belirtmek içindir. Bundan başka sabstreyt ucundaki ok P tipisabstreyti ve N kanalı gösterir. P kanallı E-MOSFET’in sabstreyti, N tipi yarı iletkenden yapılır. P-kanallı E-MOSFETin çalışma prensibi N kanallı gibidir. Ancak, P kanallı da polarma kaynaklarınınyönü terstir. Akım taşıyıcıları oyuklardır. Negatif değerli eşik gerilimi aşılıncaya kadar drainakımı yoktur. Daha büyük değerli negatif gate gerilimlerinde artan bir drain akımı vardır.Artıran tipi mosfetlerin gate uçlarına uygulanan gerilime bağlı olarak açılıp kapanan biranahtar gibi davranma özelliğinden yararlanılarak CMOS tipi entegreler üretilmiştir. YaniCMOS tipi dijital entegrelerin içinde bol miktarda mosfet vardır.2.9.5. MOSFET Parametreleri JFET parametrelerinde anlatılan, drain source doyma akımı (IDSS), gate-source kapamagerilimi (VP), geçiş iletkenliği (gm) parametreleri MOSFET’lerde de geçerlidir. Drainakımını veren formüller; VGS 2 I D  I DSS  (1  ) ve I D  K  (VGS  VT ) 2 dir. VPMOSFET’lerde geçiş iletkenliği; gm  2  k  (V GS  VT ) bağlantısı ile bulunabilir.Örnek 2.3: Çoğalan tip MOSFET’te VGS=5 V, VT= 3V olduğuna göre drain akımınıbulunuz. (k=0,3 mA/V2)Çözüm: I D  K  (VGS  VT ) 2 I D  0,3  (5  3) 2 V ID=0,3mA/V2.4V ID=1,2 mA 37
  • 42. UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİMOSFET’in Zamanlayıcı Olarak Kullanılması Devresinin İncelenmesiAmaç: Bu uygulama faaliyetini başarı ile tamamladığınızda, MOSFET’in zamanlayıcı olarak kullanılması devresini kurup çalıştırabileceksiniz.Elektronik simülasyon programları ile devrenin çalışmasını inceleyiniz.Kullanılacak Araç Gereçler: 1. Breadboard 2. Güç Kaynağı 3. AVO metre 4. Devre şemasında belirtilen elamanlar MOSFET’in Zamanlayıcı Devresi Olarak Kurulup Çalıştırılması D1 LED-BLUE S1 R3 470 3 B1 9V Q1 2N7000 2 1 R1 C1 47K 100uF R2 1M Şekil 2.18: Transistörün anahtar olarak kullanılması İşlem Basamakları Öneriler  Şekil 2.18’deki devreyi montaj seti üzerine Güç kaynağının bağlantılarını kurunuz. R1 = 47 K, R2 = 1MΩ ve R3=470Ω doğru yaptığınızdan emin olarak seçiniz. olunuz. Gerilim değerini 9V  Güç kaynağının canlı ucunu LED’in ve S1 olarak ayarladığından emin anahtarının ucuna bağlayınız. olunuz.  Devreyi kurmadan önce LED diyodun sağlamlık kontrolünü yapınız. Bacak bağlantısının tespiti için  MOSFET’in bacak bağlantısını tespit ediniz. kataloglardan faydalanınız. 38
  • 43.  Devreyi kontrol ederek devreye enerji veriniz. S1 anahtarına bastığınız zaman LED diyot yanmıyorsa ya devreyi yanlış kurmuşsunuzdur ya da devrede açık devre vardır. Devreyi tekrar kontrol ediniz. Güç kaynağını açınız devreye enerji uygulayınız, Besleme geriliminin doğru S1 anahtarına basınız ve devreyi çalıştırınız. ayarlandığından ve kısa devre olmadığından emin olunuz. Devrenin çalışmasını takip ediniz. S1 anahtarını Devrede ısınan parça olup açınız, LED diyodun ne kadar süre sonunda olmadığını kontrol ediniz. S1 söndüğünü takip ediniz. anahtarına bastığınız zaman LED’in yanması gerekir. Devrenin zaman sabitesini hesaplayınız. R1 ve R2 T=R x C formülünü kullanınız. dirençlerini değiştirerek LED’in yanma süresinde ne gibi değişiklik olduğunu gözlemleyiniz. KONTROL LİSTESİ Değerlendirme Ölçütleri Evet HayırAraştırma faaliyetleri yaptınız mı?Devre elemanları doğru olarak seçtiniz mi?Gerekli cihazlar temin ettiniz mi?Elamanların sağlamlık kontrolleri yaptınız mı?Devre montajı şemaya uygun ve düzenli yaptınız mı?Cihazlar uygun değerlere ayarladınız mı?Devre öngörülen şekilde çalıştırdınız mı?Ölçme işlemleri doğru olarak yaptınız mı?Sonuç tablosu eksiksiz doldurdunuz mu? Tablo 2.1. Kontrol listesi 39
  • 44. ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME1. Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) JFETin giriş empedansı çok yüksektir B) JFET’ler anahtar olarak kullanıldığında, sapma gerilimi yoktur. C) JFETin gürültü seviyesi bipolar transistörlere nazaran azdır. D) JFET’lerin bant genişlikleri BJT’lere göre daha büyüktür.2. Bir FET’te maksimum drain akımı hangi durumda geçer? A) VGS gerilimi VP gerilim değerine eşit olduğunda. B) VGS gerilimi VP gerilim değerinin yarı olduğunda C) VGS gerilim değeri 0V olduğunda D) VGS gerilimi - VP gerilim değerine eşit olduğunda.3. VDS sabit iken drain akım değişiminin gate-source arası voltaj değişimine oranına ne denir? A) IDSS B) gm C) VGS D) ID4. Aşağıdakilerden hangisi JFET parametrelerinden değildir? A) VP B) VGS C) IDSS D) VCE5. Aşağıdakilerden hangisi FET Polarlama yöntemlerinden değildir? A) Değişken polarlama B) Sabit polarlama C) Self polarlama D) Gerilim bölücülü polarlama6-9. soruları doğru yanlış olarak cevaplandırınız.6. ( ) CMOS tipi dijital entegrelerin içinde bol miktarda mosfet vardır.7. ( ) FET’ler gerilim ile gerilim kontrolü esasına göre çalışan devre elamanlarıdır.8. ( ) FET’lerin giriş empedansı yüksek MOSFET’lerin ise düşüktür.9. ( ) MOSFET’ler Azaltan, Artıran ve Sabit tipi MOSFET olmak üzere 3 çeşittir. Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız.DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerekkendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınızsorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz diğer faaliyete geçiniz. 40
  • 45. MODÜL DEĞERLENDİRME MODÜL DEĞERLENDİRME1. Aşağıdakilerden hangisi kullanım amaçlarına göre transistör çeşitlerine girmez? A) Anahtarlama devre transistörleri B) Osilatör devre transistörleri C) Amplifikatör devre transistörleri D) Yüzey temaslı transistörler2. Aşağıdakilerden hangisi transistör terminallerine verilen isimlerden biri değildir? A) Emiter B) Anot C) Beyz D) Kolektör3. Transistörün aktif bölgede çalışma şartı aşağıdakilerden hangisidir? A) Beyz-Kolektör arası ters, beyz-emiter arası doğru B) Beyz-Kolektör arası doğru, beyz-emiter arası doğru C) Beyz-Kolektör arası doğru, beyz-emiter arası ters D) Beyz-Kolektör arası ters, beyz-emiter arası ters polarmalandırılmalıdır.4. Transistör sağlamlık kontrolüne göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Doğru yönde beyz emiter arası değer gösterir. B) Doğru yönde beyz-kolektör arası değer gösterir. C) Kolektör-emiter arası bir yönde değer gösterir diğer yönde değer göstermez. D) Kolektör-emiter arası her iki yönde de değer göstermez.5. Silisyum yarı iletken malzemeden yapılmış bir transistörün iletime geçmesi için gerekli olanan minumum VBE gerilim değeri kaçtır? A) 0,4 Volt B) 0,7 Volt C) 0,9 Volt D) 1 Volt6. Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) JFETin giriş empedansı çok yüksektir. B) JFET’ler anahtar olarak kullanıldığında, sapma gerilimi yoktur. C) JFETin gürültü seviyesi bipolar transistörlere nazaran azdır. D) JFET’lerin bant genişlikleri BJT’lere göre daha büyüktür.7. Bir FET’te maksimum drain akımı hangi durumda geçer? A) VGS gerilimi VP gerilim değerine eşit olduğunda B) VGS gerilimi VP gerilim değerinin yarı olduğunda C) VGS gerilim değeri 0V olduğunda D) VGS gerilimi - VP gerilim değerine eşit olduğunda. 41
  • 46. 8. VDS sabit iken drain akım değişiminin gate-source arası voltaj değişim oranına ne denir? A) IDSS B) gm C) VGS D) ID9. Aşağıdakilerden hangisi JFET parametrelerinden değildir? A) VP B) VGS C) IDSS D) VCE10. Aşağıdakilerden hangisi FET polarma yöntemlerinden değildir? A) Değişken polarma B) Sabit polarma C) Self polarma D) Gerilim bölücülü polarmaDEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerekkendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınızsorularla ilgili öğrenme faaliyetine dönerek tekrar inceleyiniz. 42
  • 47. CEVAP ANAHTARLARI CEVAP ANAHTARLARI ÖĞRENME FAALİYETİ-1CEVAP ANAHTARI 1 D 2 D 3 A 4 C 5 B 6 A 7 C ÖĞRENME FAALİYETİ–2 CEVAP ANAHTARI 1 D 2 C 3 B 4 D 5 A 6 Doğru 7 Doğru 8 Yanlış 9 Yanlış MODÜL DEĞRLENDİRME CEVAP ANAHTARI 1 D 2 B 3 A 4 C 5 B 6 D 7 D 8 B 9 D 10 ACevaplarınızı cevap anahtarları ile karşılaştırarak kendinizi değerlendiriniz. 43
  • 48. KAYNAKÇA KAYNAKÇA BEREKET Metin, Engin TEKİN, Atölye ve Laboratuvar 2, İzmir 2003. Peynirci h. refik, Hikmet ÖZATA, Temel Elektronik, İzmir 2001. YAĞIMLI Mustafa, Feyzi AKAR, Elektronik. YARCI Kemal, Elektronik 2, Ağustos 2002. Mersin Üniversitesi Web sitesi www.mersin.edu.tr silisyum.net Web Sitesi http://www.silisyum.net/htm/opamp/opamp.htm 44