www.radartutorial.eu Radar Temelleri

İki Kutuplu Transistörler

n p n
Emetör
Taban
Kollektör
pn-kavşaklar
p n p
Emetör
Taban
Kollektör
pn-kavşaklar

Resim 1: Bir transistörde yarıiletken malzeme düzeni

Bir npn- Transistor
n p n
Emetör
Taban
Kollektör
pn-kavşaklar
Bir pnp- Transistor
p n p
Emetör
Taban
Kollektör
pn-kavşaklar

Resim 1: Bir transistörde yarıiletken malzeme düzeni

Çok sayıda, temel prensipleri aynı olan iki kutuplu (bipolar) değişik transistörler geliştirildi. Yarıiletken diyotların pn-kavşaklarında (pn-junction) kullanılan prensip temelde transistörler içinde geçerlidir. Ancak bir transistörde benzeri iki kavşak ve en az üç terminal bulunur:

  1. Emetör (emitter) ucundan yük taşıyıcılar gönderilir,
  2. Taban (base) ucundan yük taşıyıcılarına kumanda edilir, ve
  3. Kollektör (collector) ucundan yük taşıyıcılar alınır.
Transistörlerin sınıflandırılması

Transistörler zonlarının dizilişine göre, npn veya pnp diye sınıflandırılır. Bir npn transistörde iki n-katmanı arasında ince bir p-katmanı bulunur. Benzeri şekilde bir pnp transistörde ince bir n-katmanı iki p-katmanı arasındadır. Bu tür transistörler Resim.2 de görüldüğü gibi iki adet pn-kavşağına sahiptir. Birinci pn-kavşağı taban ile emetör, ikincisi taban ile kollektör arasında bulunur. Her iki kavşak farklı seviyede katkılanmış yarıiletken zonlarına bağlıdır. Yani iki kutuplu bir transistör üç yarıiletken zondan meydana gelir.

n p n
Emetör
Taban
Kollektör
p n p
Emetör
Taban
Kollektör

Resim 2: Transistör simgeleri

Ein npn- Transistor
n p n
Emetör
Taban
Kollektör
p n p
Emetör
Taban
Kollektör

Resim 2: Transistör simgeleri

n ve p katkılanmış yarıiletken malzemelerde bulunan çoğunluk- ve azınlık taşıyıcıları farklı olduğundan, her iki transistör tipi farklı şekilde çalışır. Daha ayrıntılı olarak bir sonraki sayfada bunu anlatacağız.

Devre resimleri incelendiğinde bu iki tip arasındaki fark görülebilir. Semboldeki okun yönü daima bir yarıiletken diyottaki elektronların hareket yönü ile aynıdır, yani p-malzemeden n-malzemeye. Akılda kolayca tutulabilecek bir başka yol: Eğer ok içe ise (points in) transistör pnp, ok dışa ise transistör npn (not pointing) dir.

Transistörün yapısı

İlk imal edilen transistörlerin pn-kavşaklarının hepsi, nokta temaslı diyotlarda olduğu gibi, metal temaslı kontaklardı. Diyotla aradaki fark, Resim.3A da görüldüğü gibi, transistörde böyle iki adet nokta temaslı kontağın bulunmasıdır. Bu nokta temaslı kontaklar emetör ve kollektör adı verilen terminallere bağlıdır.

Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör

Resim 3: Muhtelif transistör yapıları

Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör

Resim 3: Muhtelif transistör yapıları

Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör
Emetör
Taban
Kollektör
Nokta temaslı transistör Mono kristal Alaşım yarıiletken malzeme Yayınmış yarıiletken malzeme

Resim 3: Muhtelif transistör yapıları

Ancak nokta temaslı transistör tekniği zaman içinde eskidi. Bunların yerini her bakımdan daha uygun özelliklere sahip ve daha iyi üretilebilen transistörler aldı. Mono kristal transistörler, nokta temaslı transistörlere göre çok daha iyi sinyal-gürültü katsayısına sahiptirler, kazançları daha yüksektir, daha büyük güçlerde kullanabilirler ve gerilim yalıtımları daha büyüktür. Resim. 3B deki transistör gelişen (filizlenen) kristalden oldukça karmaşık bir teknoloji ile yapılır. İnce taban katmanı önce n- daha sonra p-katkılı eriyiğe ekilir. Diyotta olduğu gibi farklı katkılanmış yarıiletken malzeme ya eritilerek (alaşım yöntemi) bir araya getirilir (Resim. 3C), yada taban katmanına yayınım yoluyla (Resim. 3D) ile işlenir.

Bir düzlemsel silisyum transistörün içi
(Resmi büyütmek için tıklayınız: 640·480 piksel = 39 kByte
Resim 4: Bir düzlemsel silisyum transistörün içi

Farklı üretim tekniklerine rağmen üretimde bir konu çok önemlidir: Kalite kontrolü. Transistörlerin üretimi sırasında kalite kontrolü sonucu reddedilen ürün sayısı daima çok yüksek olur. Örneğin, üretim sırasında ortam sıcaklığındaki en küçük salımınlar dahi ürünlerin elektrik özelliklerini hayli olumsuz etkileyebilir. Keza bundan sonraki mekaniksel işlemlerde de transistörün uzun ömürlü olabilmesini sağlamak için dikkat edilmesi gerekli hususlardan bazıları:

  1. Yarıiletken elektrotlarına bağlantılar çoğu kez altın kaplı ince tellerle yapılır.
  2. Kristal mekaniksel darbelere karşı bir koruyucu kılıfa alınır.
  3. Ortam kirliğine karşı sızdırmazlık sağlanır.