Transistörler bir sinyali nasıl güçlendirir?

[taydin]

Transistörlerin kendileri birer güç kaynağı değildir, yani kendi içlerinde var olan bir enerjiyi kullanarak girişteki sinyali yükseltmezler. Onun yerine, kendilerinin dışında bulunan bir güç kaynağının verdiği gücü, girişteki sinyale uygun şekilde kontrol ederler. Bu konunun daha iyi anlaşılması için bazı benzetmeler yapalım.

 

[taydin]

BJT (Bipolar Junction Transistor) veya bildiğimiz standart bipolar transistörler.

Bir akaryakıt rafinerisinde iki tane benzin deposu var. Depolardan birisi diğerine göre daha yüksekte. İki depo birbirine bir boru ile bağlı ve o boru üzerinde bir vana var. Bu vana, buhar basıncı ile kontrol ediliyor. Buhar basıncı arttıkça vana açılıyor, basınç azaldıkça da vana kapanıyor. Hiç buhar yoksa da vana tam kapalı.

Benzin ile çalışan bir buhar kazanı da bu vanaya bağlı. Şimdi bu kazanın yaktığı benzin miktarını artırırsak, daha sıcak bir buhar üretilecek ve buhar basıncı artacak, dolayısıyla vana daha açılacak. Benzin miktarını azaltırsak da buhar basıncı azalacak ve vana kapanma yönünde gidecek. Örneğin, buhar kazanına dakikada 0.1 litre benzin yaktırırsak, vana dakikada 100 litre benzin geçiriyor. 0.2 litre benzin yaktırırsak, vana 200 litre benzin geçiriyor. Yani buhar kazanına giden benzin AKIMINI değiştirerek, vanadan geçen benzin AKIMINI kontrol ediyoruz. Burada vana ve buhar kazanı, birlikte bir BJT gibi davranıyor. Buhar kazanına akan benzin, baz akımı oluyor, vanadan akan benzin kollektör akımı oluyor.

Bir güçlendirme (amplification) açısından bakarsak, 1000 kat bir sinyal güçlendirmesi sözkonusu.

 

[taydin]

FET (Field Effect Transistor)

Gene rafineri örneğinden gidelim. İki tane benzin deposu var, ve birisi diğerine göre daha yüksekte. İki depo birbirine bir boru ile bağlı ve o boru üzerinde bir vana var. Vana normal mekanik küresel vana ve üzerindeki çarkı döndürerek kontrol ediliyor. Vana %50 açık iken, dakikada 100 litre benzin yukarıdaki depodan aşağı akıyor.

Şimdi bu vananın tekerleğine çok uzun bir çubuk bağladık ve kaldıraç etkisi sayesinde çok az bir kuvvetle vananın konumunu değiştirebiliyoruz. Ve neticede, çok az bir kuvvet kullanarak, çok büyük bir benzin akış miktarını kontrol edebiliyoruz.

Eğer vanaya bağlı olan çubuğu sinüsoidal olarak aşağı yukarı hareket ettirirsek, vanadan akan benzin akış miktarı da sinüsoidal olarak değişecektir. Yani gene bir güçlendirme (amplification) elde ettik.

 

[taydin]

Bu iki durum arasındaki tek fark, transistörden geçen ana akımın (BJT için kollektör akımı, FET için drain akımı) nasıl kontrol edildiği. BJT için kollektör akımı, baz AKIMI ile kontrol ediliyor. FET için drain akımı, gate VOLTAJI ile kontrol ediliyor.

 

[naschibo]

Hocam örnekleriniz cok güzel

 

[kudretuzuner]

Molecular Expressions: Electricity and Magnetism - Interactive Java Tutorials: Building A Transistor

This interactive Java tutorial explores the many steps necessary to build a transistor on a silicon wafer.

micro.magnet.fsu.edu

Molecular Expressions: Search Engine

Molecular Expressions: Electricity and Magnetism - Interactive Java Tutorials: Ohm's Law

This interactive Java tutorial explores the relationships among current, voltage, and resistance.

micro.magnet.fsu.edu

Molecular Expressions: Electricity and Magnetism - Resistance

This section of the Electricity and Magnetism Primer will help you gain an understanding of electrical resistance. It contains several Interactive Java Tutorials demonstrating key concepts

micro.magnet.fsu.edu

 

[mehmetaliözdemir]

Bu iki durum arasındaki tek fark, transistörden geçen ana akımın (BJT için kollektör akımı, FET için drain akımı) nasıl kontrol edildiği. BJT için kollektör akımı, baz AKIMI ile kontrol ediliyor. FET için drain akımı, gate VOLTAJI ile kontrol ediliyor.

Bu farkı simülasyonda da gözlemleyebiliriz.
Aynı miktarda yükü kontrol ediyorlar. BJT iletime geçmek için akım çekerken FET çekmiyor. En azından DC de.