NPN Transistör Nedir?

NPN Transistörü Nedir?

NPN Transistörü Tanımı

NPN transistörü, iki N tipi yarıiletken tabakası arasında bir P tipi yarıiletken tabaka bulunan, yaygın olarak kullanılan bir bipolar jönksiyon transistörüdür.

NPN Transistörünün Yapısı

Yukarıda bahsedildiği gibi, NPN transistöründe iki jönksiyon ve üç terminal vardır. NPN transistörünün yapısı aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

Emmiter ve kolektör tabakaları baz ile karşılaştırıldığında daha geniş olur. Emmiter yoğun doygunluklu olduğu için, baza büyük miktarda yük taşıyıcı enjekte edebilir.Baz, diğer iki bölgeye kıyasla daha az doygunluklu ve çok ince olup, emmiter tarafından üretilen çoğu yük taşıyıcıyı kolektöre geçirir.Kolektör, baz tabakasından gelen yük taşıyıcıları toplar.

NPN Transistör Sembolü

NPN transistörünün sembolü aşağıdaki resimde gösterilmiştir. Ok başı, kolektör akımı (IC), baz akımı (IB) ve emmiter akımı (IE) nin geleneksel yönünü gösterir.

Çalışma Prensibi

Emmiter-baz jönksiyonu, VEE besleme gerilimi tarafından ileri bias durumuna getirilirken, kolektör-baz jönksiyonu VCC besleme gerilimi tarafından ters bias durumuna getirilir.

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

Emmiter-baz bölgesindeki tükenmiş bölge, kolektör-baz jönksiyonundaki tükenmiş bölgeye göre daha incedir (Not: Tükenmiş bölge, mobil yük taşıyıcılarının bulunmadığı ve akımın akışına karşı bir bariyer gibi davranan bir bölgedir).

N tipi emmiterde çoğunluk yük taşıyıcısı elektronlardır. Bu nedenle, elektronlar N tipi emmiterden P tipi baza doğru akışa geçer. Elektronlar nedeniyle, emmiter-baz jönksiyonunda akım başlayacaktır. Bu akım, emmiter akımı IE olarak bilinir.

Elektronlar, yeniden birleşmeye uygun sınırlı delikler bulunan ince, hafif doygunluklu P tipi baz içine girer. Bu nedenle, çoğu elektron bazı atlayarak geçer, sadece birkaç tane yeniden birleşme yapar.

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

Çoğu elektron, kolektör-baz jönksiyonunun tükenmiş bölgesini geçerek kolektör bölgesinden geçer. Kalan elektronlar tarafından oluşturulan akım, kolektör akımı IC olarak bilinir. Kolektör akımı, baz akımına kıyasla büyüktür.

NPN Transistör Devresi

NPN transistörünün devresi aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

Şema, gerilim kaynaklarının nasıl bağlandığını gösterir: Kolektör, RL yük direnci aracılığıyla VCC'nin pozitif terminaline bağlanır, bu da maksimum akım akışını sınırlar.

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

Transistör açıldığında, daha küçük bir baz akımı baz terminaline girdiğinde, büyük bir kolektör akımı akışına izin verir.

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

Transistörün Çalışma Modları

Transistör, jönksiyonların biasing'ine bağlı olarak farklı modlarda veya bölgelerde çalışır. Üç çalışma modu vardır.

• Kesme modu

• Doyma modu

• Aktif mod

• Kesme Modu

Kesme modunda, her iki jönksiyon da ters bias durumdadır. Bu modda, transistör açık devre gibi davranır ve cihazdan akım akışına izin vermez.

Doyma Modu

Transistörün doyma modunda, her iki jönksiyon da ileri bias durumdadır. Transistör kapalı devre gibi davranır ve baz-emmiter gerilimi yüksek olduğunda kolektörden emmitere akım akar.

Aktif Mod

Bu modda, baz-emmiter jönksiyonu ileri bias durumdayken, kolektör-baz jönksiyonu ters bias durumdadır. Bu modda, transistör bir akım amplifikatörü olarak çalışır.

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

NPN Transistör Anahtarı

Transistör, doyma modunda açılmış, kesme modunda kapatılmış olarak çalışır.

Her iki jönksiyon da ileri bias durumdayken ve giriş gerilimine yeterli voltaj verildiğinde, kolektör-emmiter gerilimi sıfıra yakın olur ve transistör kısa devre gibi çalışır.

Bu durumda, kolektör ve emmiter arasında akım başlayacaktır. Bu devrede akan akımın değeri,

Her iki jönksiyon da ters bias durumdaysa, transistör açık devre veya kapatılmış anahtar gibi davranır. Bu durumda, giriş gerilimi veya baz gerilimi sıfırdır.

Bu nedenle, tüm Vcc gerilimi kolektör üzerinde görünür. Ancak, kolektör-emmiter bölgesinin ters bias durumunda olması nedeniyle, cihazdan akım akamaz. Bu nedenle, kapalı anahtar gibi davranır.

Kesme bölgesindeki transistörün devre şeması aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

NPN Transistör Pin Çıkışı

Transistör, kolektör (C), Emmiter (E) ve Baz (B) olmak üzere üç bacağa sahiptir. Çoğu yapılandırmada, orta bacak baz içindir.

Emmiter ve kolektör pinlerini tanımlamak için, SMD transistörünün yüzeyinde bir nokta bulunur. Bu noktanın tam altındaki pin kolektör, kalan pin ise emmiter pindir.

Eğer nokta yoksa, tüm pinler eşit olmayan boşluklarla yerleştirilir. Burada, orta pin baz, orta pine en yakın pin emmiter, kalan pin ise kolektör pindir.