چی دەبێتە ترانزیستۆری NPN

NPN Tranzistor Nedir?

NPN Tranzistor Tanımı

NPN tranzistor, iki N tipi tabakalar arasında bir P tipi yarıiletken tabaka bulunan bipolar bağlantı tranzistörünün yaygın olarak kullanılan bir türüdür.

NPN Tranzistor Yapısı

Yukarıda bahsedildiği gibi, NPN tranzistörde iki bağlantı ve üç terminal vardır. NPN tranzistörün yapısı aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

Emmitter ve kolektör tabakaları, baz ile karşılaştırıldığında daha geniştedir. Emmitter yoğun doygunluktadır. Bu nedenle, baza büyük miktarda yük taşıyıcı enjekte edebilir. Baz, diğer iki bölgeyle karşılaştırıldığında hafif doygunlukta ve çok ince olup, emmitter tarafından emit edilen tüm yük taşıyıcıların çoğunu kolektöre geçirir. Kolektör, baz tabakasından yük taşıyıcıları toplar.

NPN Tranzistor Sembolü

NPN tranzistörün sembolü aşağıdaki resimde gösterilmiştir. Ok uçları, geleneksel akım yönünü (IC, IB, IE) gösterir.

Çalışma Prensibi

Baz-emmitter bağlantısı, VEE besleme gerilimi tarafından ileri bias durumuna getirilirken, kolektör-baz bağlantısı VCC besleme gerilimi tarafından ters bias durumuna getirilir.

İleri bias durumunda, besleme kaynağının negatif terminali (VEE), N tipi yarıiletken (Emmitter) ile bağlanır. Benzer şekilde, ters bias durumunda, besleme kaynağının pozitif terminali (VCC), N tipi yarıiletken (Kolektör) ile bağlanır.

Emmitter-baz bölgesinin tükenmiş bölgesi, kolektör-baz bağlantısının tükenmiş bölgesine göre daha incedir (Not: Tükenmiş bölge, mobil yük taşıyıcıları bulunmayan ve akımın akışını engelleyen bir bariyer gibi davranan bir bölgedir).

N tipi emmitterde, çoğunluk yük taşıyıcısı elektronlardır. Bu nedenle, elektronlar N tipi emmitterden P tipi baza doğru akışa başlar. Elektronlar nedeniyle, emmitter-baz bağlantısında akım akışına başlar. Bu akım, emmitter akımı IE olarak bilinir.

Elektronlar, yeniden birleşmeyi sınırlayan az sayıda delik olan ince, hafif doygunlukta P tipi bir baza girer. Bu nedenle, çoğu elektron bazı geçer ve sadece az miktarda yeniden birleşme gerçekleşir.

Yeniden birleşme nedeniyle, akım devrede akışa başlar ve bu akım baz akımı IB olarak bilinir. Baz akımı, emmitter akımına kıyasla çok küçüktür. Genellikle, toplam emmitter akımının %2-5'ini oluşturur.

Çoğu elektron, kolektör-baz bağlantısının tükenmiş bölgesini geçerek kolektör bölgesinden geçer. Kalan elektronlar tarafından sağlanan akım, kolektör akımı IC olarak bilinir. Kolektör akımı, baz akımına göre büyüktür.

NPN Tranzistor Devresi

NPN tranzistörün devresi aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

Şema, gerilim kaynaklarının nasıl bağlandığını gösterir: kolektör, maksimum akım akışını sınırlayan yük direnci RL aracılığıyla VCC'nin pozitif terminaline bağlanır.

Baz terminali, baz direnci RB ile VB besleme geriliminin pozitif terminaline bağlanır. Baz direnci, maksimum baz akımını sınırlamak için kullanılır.

Açık olduğunda, tranzistör, baz terminaline giren daha küçük bir baz akımı tarafından sürüklenecek büyük bir kolektör akımını sağlar.

KCL'ye göre, emmitter akımı, baz akımı ve kolektör akımının toplamıdır.

Tranzistör Çalışma Modları

Tranzistör, bağlantıların bias durumlarına bağlı olarak farklı modlarda veya bölgelerde çalışır. Üç çalışma modu vardır.

• Kesme modu

• Doygunluk modu

• Aktif mod

• Kesme Modu

Kesme modunda, her iki bağlantı da ters bias durumundadır. Bu modda, tranzistör açık devre olarak davranır ve cihazdan akım akışına izin vermez.

Doygunluk Modu

Tranzistörün doyum modunda, her iki bağlantı da ileri bias durumundadır. Tranzistör kapalı devre olarak davranır ve baz-emmitter gerilimi yüksek olduğunda, kolektör-emmitter üzerinden akım akışına başlar.

Aktif Mod

Bu modda, baz-emmitter bağlantısı ileri bias durumundadır ve kolektör-baz bağlantısı ters bias durumundadır. Bu modda, tranzistör bir akım amplifikatörü olarak çalışır.

Akım, emmitter ve kolektör arasında akar ve akım miktarı baz akımına orantılıdır.

NPN Tranzistor Anahtarı

Tranzistör, doyum modunda açık konumda ve kesme modunda kapalı konumda çalışır.

Her iki bağlantı da ileri bias durumunda ve girdi gerilimine yeterli voltaj verildiğinde, kolektör-emmitter gerilimi sıfıra yakın olur ve tranzistör kısa devre olarak çalışır.

Bu durumda, kolektör ve emmitter arasında akım akışına başlar. Bu devrede akan akımın değeri,

Her iki bağlantı da ters bias durumdayken, tranzistör açık devre veya kapalı anahtar olarak davranır. Bu durumda, girdi gerilimi veya baz gerilimi sıfırdır.

Bu nedenle, tam Vcc gerilimi, kolektör üzerinde görünür. Ancak, kolektör-emmitter bölgesinin ters bias durumu nedeniyle, cihazdan akım akışına izin verilmez. Bu nedenle, kapalı anahtar olarak davranır.

Kesme bölgesindeki tranzistörün devre şeması aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

NPN Tranzistor Pin Çıkışları

Tranzistör, kolektör (C), emmitter (E) ve baz (B) olmak üzere üç bacaklidir. Çoğu yapılandırmada, orta bacak baz içindir.

Emmitter ve kolektör bacaklarını tanımlamak için, SMD tranzistörün yüzeyinde bir nokta bulunur. Bu noktanın tam altındaki bacak kolektördir ve kalan bacak emmitter bacağıdır.

Nokta yoksa, tüm bacaklar eşit olmayan boşluklarla yerleştirilir. Orta bacak bazdır. Orta bacağa en yakın bacak emmitterdir ve kalan bacak kolektör bacağıdır.