T.C.
MİLLİ
EĞİTİM BAKANLIĞI
B
İ
L
İŞİ
M TEKNOLOJ
İ
LER
İ
TRANS
İ
STÖR VE FET
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.
AÇIKLAMALAR ...ii
GİRİŞ... 1
ÖĞRENME FAALİYETİ–1 ... 3
1. TRANSİSTÖR ... 3
1.1. Transistör Çeşitleri... 3
1.2. Transistörün Yapısıve Çalışması... 4
1.3. Transistörün Polarmalandırılması( Kutuplanması) ... 8
1.4. Akım, Gerilim Yönü ve IBAkımıHesaplama... 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 ElemanıOlarak Kullanılması... 14
1.7. Transistörün Yükselteç Olarak Kullanılması... 15
1.8. Katolog Bilgilerini Okuma... 18
UYGULAMA FAALİYETİ... 20
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ... 22
ÖĞRENME FAALİYETİ–2 ... 23
2. FET... 23
2.1. FET Çeşitleri ... 23
2.2. JFET Yapısıve 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, Çalışmasıve Karakteristikleri... 33
2.9.1 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı... 34
2.9.2 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışmasıve Karakteristiği... 35
2.9.3 Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı... 35
2.9.4. Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışmasıve Karakteristiği... 36
2.9.5. MOSFET Parametreleri ... 37
UYGULAMA FAALİYETİ... 38
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ... 40
MODÜL DEĞERLENDİRME ... 41
CEVAP ANAHTARLARI ... 43
KAYNAKÇA ... 44
AÇIKLAMALAR
KOD 523EO0075
ALAN Bilişim Teknolojileri DAL/MESLEK Bilgisayar Teknik Servisi MODÜLÜN ADI Transistör ve FET
MODÜLÜN TANIMI Transistör ve FET uygulamalarının anlatıldığıöğrenme materyalidir.
SÜRE 40 / 32
ÖN KOŞUL Kaydediciler modülünü tamamlamışolmak YETERLİK Transistörler ile çalışma yapmak
MODÜLÜN AMACI
Genel Amaç
Bu modül ile gerekli ortam sağlandığında, transistör ve fet uygulamalarınıgerçekleştirebileceksiniz.
Amaçlar
Transistör uygulamalarınıgerçekleştirebileceksiniz.
FET uygulamalarınıgerçekleştirebileceksiniz.EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI
DC güç kaynağı, Transistör, FET, elektronik malzemeler, malzeme çantası
ÖLÇME VE
DEĞERLENDİRME
Her faaliyet sonrasında o faaliyetle ilgili değerlendirme sorularıile kendi kendinizi değerlendireceksiniz.
Öğretmen modül sonunda size ölçme aracı(uygulama, soru-cevap)uygulayarak modül uygulamalarıile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek değerlendirecektir.
G
İ
R
İŞ
Sevgili Öğrenci,
Günümüzde, elektrik elektronik teknolojisi baş döndürücü bir şekilde gelişmiş ve hayatımızın her alanına hükmetmeyi başarmıştır. Bugün farkında olmadan yaşamımızın bir parçası haline gelen pek çok sistemin arka planında kusursuz çalışan elektronik devreler bulunmaktadır.
Bu devreleri tanımak, devrelerde kullanılan malzemelerin yapısını, çalışmasını öğrenmek elektronikle uğraşan herkes için önemlidir.
Bu devrelerin genelinde kullanılan elamanlardan en önemlilerinden ikisi de transistör ve FET’tir. Hemen hemen elektronik devrelerinin hepsinde bu elamanları görmek mümkündür. Bu elamanlar olmasa bile bu elamanlardan meydan gelmiş entegre devre elamanlarını görebiliriz. Bu yüzden bu elamanların yapısının, çalışmasının ve kullanım yerlerinin öğrenilmesi elektronikle ilgilenen öğrenciler için çok önemlidir.
Bu modülde konular çok fazla detaya inmeden verilmişancakşekillerle desteklenerek görsel bir zenginlik kazandırılmıştır. Konular işlenirken verilen devrelerin uygulamaya yönelik olmasına dikkat edilmiştir.
Bu modül iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde transistörün yapısı, çalışması ve kullanım alanları incelenirken ikinci bölümde; FET’in yapısı, çalışması ve kullanım alanlarıincelenmiştir.
Bu modülün elektronik ile ilgilenen tüm öğrencilere faydalıolacağıinancındayım.
Ö
Ğ
RENME FAAL
İ
YET
İ
–1
Bu faaliyette verilen bilgiler doğrultusunda transistörlerin genel yapısı ve temel özelliklerini tanıyıp, ürün bilgi sayfasındaki özellikler doğrultusunda devreye uygun transistörü seçerek transistör uygulamalarınıgerçekleştirebileceksiniz.
Transistörün nerelerde kullanıldığını araştırınız. Bunun için çevrenizde bulunan elektronik üzerine çalışan işyerlerinden ve internetten faydalanabilirsiniz.
1. TRANS
İ
STÖR
1.1. Transistör Çe
ş
itleri
İki P tipi madde arasına N tipi madde veya iki N tipi madde arsına P tipi madde konularak 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 metotlar kullanılır. Bu metotlara göre yapılan transistörler üç çeşittir.
Nokta temaslıtransistorler
Yüzey temaslıtransistorler
Alaşım veya yayılma metodu ile yapılan transistörler
Genelde elektronik devrelerde kullandığımız transistörler yüzey temaslı transistörlerdir. Bu yüzden bundan sonraki konularımızda bu transistörler üzerinde duracağız. Bu transistörler P ve N maddelerinin sıralanmasına göre iki tipte yapılır. Bunlar;
PNP transistorler
NPN transistorler
Ö
Ğ
RENME FAAL
İ
YET
İ
–1
AMAÇ
1.2. Transistörün Yap
ı
s
ı
ve Çal
ış
mas
ı
Transistör imalatında kullanılan yarı iletkenler, birbirlerine yüzey birleşimli olarak üretilmektedir. Bu nedenle “Bipolar Jonksiyon Transistör” olarak adlandırılır. Transistörün temel yapısı şekil 1.1’de gösterilmiştir.
Şekil 1.1: Transistörün temel yapısı
BJT transistörler katkılandırılmış P ve N tipi malzeme kullanılarak üretilir. Transistörler NPNvePNPolmak üzere iki temel yapıda üretilir. NPN transistörde 2 adet N tipi yarıiletken madde arasına 1 adet P tipi yarıiletken madde konur. PNP tipi transistörde ise, 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) ve Kolektör (Collector) adları verilir. Bu terminaller; genelde E, B ve C harfleri ile sembolize edilirler.
Şekil 1.2: NPN tipi transistör fiziksel yapısı, şematik sembolü ve diyot eşdeğer devresi
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 sistemlerin tasarımında transistörün bu özelliğinden yararlanılır ve anahtar olarak kullanılır. Transistörün çok yaygın olarak kullanılan bir diğer özelliği ise yükselteç olarak kullanılmasıdır. Yükselteç olarak kullanılacak bir transistör aktif bölgede çalıştırılır. Yükselteç olarak çalıştırılacak bir transistörün PN jonksiyonları uygun şekilde polarmalandırılmalıdır. Şekil 1.4’te NPN ve PNP tipi transistörlerin yükselteç olarak çalıştırılmasıiçin gerekli polarma gerilimleri ve bu gerilimlerin polariteleri verilmiştir. NPN tipi bir transistörde; beyz-emiter jonksiyonu doğru yönde, beyz-kolektör jonksiyonu ise ters yönde polarmalanır. Her iki transistorün de çalışma ilkeleri aynıdır. Sadece polarma gerilimi ve akımlarının yönleri terstir. Bu nedenle bu bölüm boyunca NPN tipi bir transistörün çalışmasınıanaliz edeceğiz.
Şekil 1.4: NPN ve PNP transistörlerin kutuplandırılması(polarmalandırılması)
Transistörün yükselteç olarak çalışması şekil 1.5’te verilen bağlantılar dikkate alınarak anlatılacaktır. NPN tipi bir transistörde beyz terminaline, emitere göre daha pozitif bir gerilim uygulandığında doğru polarma yapılmıştır. Bu polarma etkisiyle geçiş bölgesi daralmaktadır. Bu durumda P tipi maddedeki (beyz) çoğunluk akım taşıyıcıları, N tipi maddeye (emiter) geçmektedir. Emiter-beyz polarmasını iptal edip, beyz-kolektör arasına ters polarma uygulayalım. Bu durumda çoğunluk akım taşıyıcıları sıfırlanacaktır. Çünkü geçiş 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 jonksiyonlarıdoğru, beyz-kolektör jonksiyonlarıise ters polarmaya tabi tutulur diyebiliriz. Bu durumşekil-1.5’te ayrıntılıolarak verilmiştir.
Transistörün nasıl çalıştığını anlamak amacıyla yukarıda iki kademede anlatılan olayları birleştirelim. Şekil 1.6’da NPN tipi bir transistöre polarma gerilimleri birlikte uygulanmıştır. Transistörde oluşan çoğunluk ve azınlık akım taşıyıcıları ise şekil üzerinde gösterilmiştir. Transistörün hangi jonksiyonlarına doğru, hangilerine ters polarma uygulandığını şekil üzerindeki geçişbölgelerinin kalınlığına bakarak anlayabilirsiniz.
Şekil 1.6: NPN tipi transistörde çoğunluk ve azınlık akım taşıyıcılarının akışı
Doğru yönde polarmalanan beyz-emiter jonksiyonu, çok sayıda çoğunluk taşıyıcısının P tipi malzemeye (beyze) ulaşmasını sağlar. Beyz bölgesinde toplanan taşıyıcılar nereye gidecektir. IBakımına katkıda mıbulunacaklardır yoksa N tipi malzemeye mi geçeceklerdir.
Beyz bölgesinin (P tipi malzeme) iletkenliği düşüktür ve çok incedir. Bu nedenle; az sayıda taşıyıcı yüksek dirence sahip bu yolu izleyerek beyz ucuna ulaşacaktır. Dolayısıyla beyz akımı, emiter ve kolektör akımlarına kıyasla çok küçüktür. Şekil 1.6’da gösterildiği gibi çoğunluk taşıyıcılarının çok büyük bir bölümü, ters polarmalı kolektör-beyz jonksiyonu üzerinden difüzyon yoluyla emiter ucuna bağlı N tipi malzemeye geçecektir. Çoğunluk taşıyıcılarının ters polarmalı jonksiyon üzerinden kolaylıkla geçmelerinin nedeni, N-tipi maddede (emiterde) bulunan oyuklardır. Bu durumda akım miktarıartacaktır. Sonuç kısaca özetlenecek olursa; emiterden enjekte edilen elektronların küçük bir miktarıile beyz akımı oluşmaktadır. Elektronların geri kalan büyük bir kısmı ile kolektör akımı oluşmaktadır. Buradan hareketle; emiterden enjekte edilen elektronların miktarı, beyz ve kolektöre doğru akan elektronların toplamı kadar olduğu söylenebilir. Transistör akımları arasındaki ilişki aşağıdaki gibi tanımlanabilir.
IE= IC+IB
Kısaca, kolektör akımının miktarı beyz akımının miktarı ile doğru orantılıdır ve kolektöre uygulanan gerilimden bağımsızdır. Çünkü kolektör ancak beyzin toplayabildiği taşıyıcılarıalabilmektedir. Emiterden gelen taşıyıcıların yaklaşık %99’u kolektöre geçerken geriye kalan çok küçük bir kısmıbeyze akar.
Bir transistörün çalışmasıiçin gereklişartlarıkısaca özetleyelim.
Transistörün çalışabilmesi için; beyz-emiter jonksiyonu doğru yönde, beyz-kolektör jonksiyonu ise ters yönde polarmalandırılmalıdır. Bu çalışma biçimine transistörün aktif bölgede çalışmasıdenir.
Beyz akımıolmadan, emiter-kolektör jonksiyonlarından akım akmaz. Transistör kesimdedir. Farklıbir ifadeyle; beyz akımıküçük olmasına rağmen transistörün çalışmasıiçin 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 bölgeleri
şekil 1.7’de transistörün çıkış karakteristiği üzerinde gösterilmiştir. Bu bölgeleri kısaca inceleyelim.
Şekil 1.7: Transistörlerde çalışma bölgeleri
Aktif Bölge: Transistörün aktif bölgesi; beyz akımının sıfırdan büyük (IB>0) ve kolektör-emiter geriliminin 0V’dan büyük (VCE>0V) olduğu bölgedir. Transistörün aktif bölgede çalışabilmesi için beyz-emiter jonksiyonu doğru, kolektör-beyz jonksiyonu ise ters yönde polarmalanır. Bu bölgede transistörün çıkış akımı öncelikle beyz akımına, küçük bir miktarda VCE gerilimine bağımlıdır. Transistörün aktif bölgede nasıl çalıştığı, transistörün çalışması bölümünde ayrıntılı olarak incelenmişti. Doğrusal yükselteç tasarımı ve uygulamalarında transistör genellikle bu bölgede çalıştırılır.
Kesim Bölgesi: Transistörün kesim bölgesinde nasıl çalıştığı şekil 1.8.a yardımıyla açıklanacaktır.Şekilde görüldüğü gibi transistörün beyz akımı IB=0 olduğunda, beyzemiter
gerilimi de VBE=0V olacağıiçin devrede kolektör akımı (IC) oluşmayacaktır. Bu durumda
transistör kesimdedir. Kolektör-emiter jonksiyonlarıçok yüksek bir direnç değeri gösterir ve akım akmasına izin vermez. Transistörün kolektör-emiter gerilimi VCE, besleme gerilimi VCC
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.b yardımıyla açıklanacaktır. Transistöre uygulanan beyz akımıartırıldığında kolektör akımıda artacaktır. Bu işlemin sonucunda transistörün VCE gerilimi azalacaktır. Çünkü IC akımının
artması ile RC yük direnci üzerindeki gerilim düşümü artacaktır. Kolektör-emiter gerilimi
doyum değerine ulaştığında (VCE(DOY)) beyz-emiter jonksiyonu doğru yönde
polarmalanacaktır. Sonuçta IB değeri daha fazla yükselse bile IC akımı daha fazla
artmayacaktır. Doyum bölgesinde çalışan bir transistörün kolektör-emiter gerilimi VCE
yaklaşık 0V civarındadır. Bu değer genellikle VCE(DOY)=0V olarak ifade edilir.
1.3. Transistörün Polarmaland
ı
r
ı
lmas
ı
( Kutuplanmas
ı
)
Transistörün çalışmasını sağlayacak şekilde, emiter, beyz ve kolektörünün belirli değerdeki ve işaretteki (±), DC gerilim ile beslenmesine transistörün polarmalandırılması (kutuplandırılması) denir. Transistörlerin çalışması için gerekli ilk şart, DC polarma gerilimlerinin uygun şekilde bağlanmasıdır.Şekil 1.9’da NPN ve PNP tipi transistörler için gerekli polarma bağlantılarıverilmiştir. Transistörün beyz-emiter jonksiyonuna VBBkaynağı
ile doğru polarma uygulanmıştır. Beyz-kolektör jonksiyonuna ise VCC kaynağı ile ters
polarma uygulanmıştır.
1.4. Ak
ı
m, Gerilim Yönü ve IB
Ak
ı
m
ı
Hesaplama
Bir transistör devresinde akım ve gerilimler arasında belirli ilişkiler vardır. Transistörün her bir terminalinde ve terminalleri arasında oluşan gerilim ve akımlar birbirinden bağımsız değildir. NPN transistörün her bir jonksiyonundan geçen akımlar ve jonksiyonlar arasında oluşan gerilimler ve yönleri şekil 1.10 üzerinde gösterilmiş ve adlandırılmıştır.
Şekil 1.10: Transistörde akım ve gerilimler
Transistörün beyz-emiter jonksiyonu VBB gerilim kaynağı ile doğru yönde polarmalanmıştır. Beyz-kolektör jonksiyonu ise VCC gerilim kaynağı ile ters yönde polarmalanmıştır. Beyz-emiter jonksiyonu doğru yönde polarmalandığında tıpkı ileri yönde polarmalanmış bir diyot gibi davranır ve üzerinde yaklaşık olarak 0.7V (silisyum) gerilim düşümü oluşur.
VBE= 0.7 Volt
Devrede I.Göz için Kirsoff Gerilimler Kanununa göre denklem yazılırsa;
BE B B
BB
I
R
V
V
olur. Buradan IBakımıçekilirse;B B BE BB
V
I
R
V
B BE BB BR
V
V
I
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)Örnek 1.1:
Yukarıda verilen devrede IBakımınıbulunuz.
Çözüm: B BE BB B
R
V
V
I
10 7 . 0 5 B I 10 3 . 4 B I IB= 430 µAÖrnek 1.2: Yukarıda görülen devrede VBB= 9V, IB=1mA ise RB direncinin değerini
bulunuz. (VBE=0,7 V alınız.) Çözüm: B BE BB B
I
V
V
R
1 7 , 0 9 B R 1 3 , 8 B R RB=8,3KΩ1.5. Transistör Sa
ğ
laml
ı
k Kontrolü
1.5.1. Transistörlerin Analog AVOmetre ile Sağlamlık Kontrolü
Resim 1.1: Analog AVOmetre
Analog ölçü aleti direnç (X1) kademesine alınır. Problardan biri herhangi bir ayakta sabit tutulurken, diğer prob ayrı ayrı boştaki diğer iki ayağa değdirilir. Sağlam bir transistörde prob bir uçta sabit iken diğer prob her iki ayağa değdirildiğinde ölçü aleti değer göstermelidir. Değer okunmuyorsa sabit ucu tespit etmek amacıyla, ölçüm ayakları değiştirilerek işlemler tekrarlanır. Değer gösterdiği andaki sabit uç beyz, yüksek değer okunduğundaki ayak emiter ve düşük değer görülen ayak ise kolektördür. Değer okunduğunda beyzdeki uç artıise transistör PNP, eksi ise NPN tipidir. Bunun sebebi analog AVOmetrelerde pil uçlarıile çıkışuçlarıfarklıpolaritede olmalarıdır.
Ayrıca sağlam bir transistörde ölçü aleti probları kolektör emiter arasına değdirildiğinde her iki yönde de değer göstermemesi gerekir.
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 sabit tutulurken, diğer prob ayrı ayrı boştaki diğer iki ayağa değdirilir. Sağlam bir transistörde prob bir uçta sabit iken diğer prob her iki ayağa değdirildiğinde ölçü aleti değer göstermelidir. Değer okunmuyorsa sabit ucu tespit etmek amacıyla, ölçüm ayakları değiştirilerek işlemler tekrarlanır. Değer gösterdiği andaki sabit uç beyz, yüksek değer okunduğundaki ayak emiter ve düşük değer görülen ayak ise kolektördür. Değer okunduğunda beyzdeki uç artıise transistör NPN, eksi ise PNP tipidir. Bunun sebebi dijital AVOmetrelerde pil uçlarıile çıkışuçlarıaynıpolaritededir.
Aynen analog ölçü aletinde olduğu gibi sağlam bir transistörde ölçü aleti probları kolektör emiter arasına değdirildiğinde her iki yönde de değer göstermemesi gerekir.
Resim 1.3: Transistör sağlamlık kontrolü
Resim 1.3.a. Kırmızı Prob Transistörün “1” nu.lı ucuna siyah prob “2” nu.lı ucuna temas ettirildi.
Resim 1.3.b. KırmızıProb Transistörün “1” nu.lı ucuna siyah prob “3” nu.lı ucuna temas ettirildi.
Resim 1.3.c. Kırmızı Prob Transistörün “2” nu.lı ucuna siyah prob “3” nu.lı ucuna temas ettirildi.
Resim 1.3.d. KırmızıProb Transistörün “2” nu.lı ucuna siyah prob “1” nu.lı ucuna temas ettirildi.
Resim 1.3.e. Kırmızı Prob Transistörün “3” nu.lı ucuna siyah prob “1” nu.lı ucuna temas ettirildi.
Resim 1.3.f. Kırmızı Prob Transistörün “3” nu.lı ucuna siyah prob “2” nu.lı ucuna temas ettirildi.
Ş
ekilde görülen transistörün sa
ğ
laml
ı
k kontrolünü ve
uçlar
ı
n
ı
n tespitini dijital multimetre ile yapal
ı
m.
Sonuç:Bu transistörün “1” nu.lıucuna kırmızı probu sabitşekilde tutup 2 ve 3 nu.lı uçlara siyah probu sırasıyla değdirdiğimizde değer göstermektedir. Bu yüzden 1 nu.lı uç Transistörün beyz ucudur. Beyz ucunda sabit tutulan uç kırmızı prob olduğundan bu transistör NPN tipi transistördür. 1-2 nu.lı uçlar arasında görülen değer, 1-3 nu.lı uçlar arasından görülen değerden daha küçüktür. Bu yüzden 2 nu.lı uç Kolektör, 3 nu.lı uç emiterdir. Resim 1-3 te görüldüğü gibi kolektör emiter (2-3 nu.lıuçlar) arasıher iki yönde de açık devre göstermektedir.
1.6. Transistörün Anahtarlama Eleman
ı
Olarak Kullan
ı
lmas
ı
Transistörün bir anahtar olarak nasıl kullanıldığı şekil 1.11’de verilmiştir.Şekil 1.11 a’da görüldüğü gibi transistörün beyz-emiter jonksiyonu ters yönde polarmalanmıştır. Dolayısıyla transistör kesimdedir. Kolektör-emiter arasıideal olarak açık devredir. Transistör bu 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 yönde polarmalanmıştır. Bu devrede beyz akımı yeterli derecede büyük seçilirse transistör doyum bölgesinde çalışacaktır. Kolektör akımı maksimum olacak ve transistörün kolektör-emiter arası ideal olarak kısa devre olacaktır. Transistör bu durumda kapalı bir anahtar gibi davranır.
Transistörlü anahtar uygulaması: Pek çok endüstriyel uygulamada veya sayısal tasarımda devrelerin çıkışından alınan işaretlerin kuvvetlendirilmesi istenir. Örneğin
şekil1.12.a’da devre çıkışından alınan bir kare dalga işaretin bir LED’i yakıp söndürmesi için gerekli devre düzeneği verilmiştir. Giriş işareti; 0V olduğunda transistör kesimdedir, LED yanmayacaktır. Girişişareti +V (Silisyum için 0.7 V dan büyük, germanyum için 0.3V dan büyük olmalıdır) değerine ulaştığında ise transistör iletime geçecek ve LED yanacaktır.
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 bağlıbir yükü kontrol etmesi gösterilmiştir.
1.7. Transistörün Yükselteç Olarak Kullan
ı
lmas
ı
Transistörün en temel uygulama alanlarından biri de yükselteç (amplificator) devresi tasarımıdır. Temel bir yükselteç devresinin işlevi, girişine uygulanan işareti yükselterek (kuvvetlendirerek) çıkışına aktarmasıdır. Transistörlü temel bir yükselteç devresi şekil 1.13’te verilmiştir. Devrede kullanılan DC kaynaklar transistörün aktif bölgede çalışmasını sağlamak içindir. Devre girişine uygulanan AC işaret (VIN) ise yükseltme işlemine tabi
tutulacaktır. Transistörlü yükselteç devresinde; devrenin yükselteç olarak çalışabilmesi için DC besleme (polarma) gerilimlerine gereksinim vardır. Dolayısıyla transistörlü yükselteç devreleri genel olarak iki aşamada incelenilir. Bu aşamalar;
Transistörlü yükselteç devrelerinin DC analizi
DC Analiz
İyi bir yükselteç tasarımı için transistörün özelliklerine uygun DC polarma akım ve gerilimleri seçilmelidir. Dolayısıyla yükselteç tasarımında yapılması gereken ilk adım transistörlü yükselteç devresinin DC analizidir. Analiz işleminde transistörün çalışma bölgesi belirlenir. Bu bölge için uygun akım ve gerilimler hesaplanır. Sonuçta; transistörlü yükselteç devresi AC çalışmaya hazır hale getirilir.
AC Analiz
Transistörlü yükselteç tasarımında ikinci basamak, tasarlanan veya tasarlanacak yükselteç devresinin AC analizidir. Yükselteç devresinin AC analizi yapılırken eş değer devrelerden yararlanılır. Şekil 1.14.a’da transistörlü temel bir yükselteç devresi verilmiştir. Aynıdevrenin AC eşdeğer devresi iseşekil 1.14. b’de görülmektedir.
a) Transistörlü yükselteç devresi b) Transistörlü yükselteç devresinin AC eşdeğeri
Şekil 1.14: Transistörlü temel yükselteç devresi ve AC eşdeğeri
Transistörlü bir yükselteç devresinin AC eş değer devresi çizilirken, DC kaynaklar kısa devre yapılır. Yükselteç devresi doğal olarak girişinden uygulanan AC işareti yükselterek çıkışına aktaracaktır. Dolayısıyla bir kazanç söz konusudur.
Yükseltecin temel amacıda bu kazancısağlamaktır. Bir yükselteç devresi; girişinden uygulanan işaretin genliğini, akımını veya gücünü yükseltebilir. Dolayısıyla bir akım, gerilim veya güç kazancı söz konusudur. Yükselteçlerde kazanç ifadesi A ile sembolize edilir. Gerilim kazancı için AV, Akım kazancı için AI ve güç kazancı için AP sembolleri
kullanılır.
Örneğinşekil 1.14’te görülen yükselteç devresinin gerilim kazancıAV;
g O V
V
V
A
Beta (ß) ve Alfa (α) kazançları
β akım kazancı, ortak emiter bağlantıda akım kazancı olarak da adlandırılır. Bir transistör içinβakım kazancı, kolektör akımının beyz akımına oranıyla belirlenir.
β=
B C
I
I
β akım kazancı bir transistör için tipik olarak 20-200 arasında olabilir. Bununla birlikte β değeri 1000 civarında olan özel tip transistorler de vardır. β akım kazancı kimi kaynaklarda veya üretici kataloglarında hFEolarak da tanımlanır.
β= hFE
Kolektör akımınıyukarıdaki eşitlikten; IC=β.IB
olarak tanımlayabiliriz. Transistörde emiter akımı; IE=IC+IBidi. Bu ifadeyi yeniden
düzenlersek; IE=β.IB+IB
IE= IB(1+β)
değeri elde edilir. Ortak beyzli bağlantıda akım kazancı olarak bilinen α değeri; kolektör akımının emiter akımına oranıolarak tanımlanır.
α=
B C
I
I
Emiter akımının kolektör akımından biraz daha büyük olduğu belirtilmişti. Dolayısıyla transistörlerde α akım kazancı 1’den küçüktür. α akım kazancının tipik değeri 0.95-0.99 arasındadır. Emiter akımı; IE=IC+IB değerine eşitti. Bu eşitlikte eşitliğin her iki tarafıIC’ye
bölünürse;
αDC=IC/IEveβDC=IC/IBolduğundan, yukarıdaki formüle yerleştirilirse;
değeri elde edilir. Buradan her iki akım kazancıarasındaki 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 çok
Örnek :Bir transistörünβakım kazancıdeğeri 200’dür. Beyz akımının 75µA olması durumunda, kolektör akımı, emiter akımıveαakım kazancıdeğerlerini bulunuz.
Çözüm:
I
E=I
C+I
B=(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 bir transistör farklı özellikler içerebilir. Farklı amaçlar için farklı tiplerde üretilen her bir transistör; üreticiler tarafından birtakım uluslararası standartlara uygun olarak kodlanırlar. Transistörler; bu kodlarla anılır. Üretilen her bir transistörün çeşitli karakteristikleri üretici firma tarafından kullanıcıya sunulur.
1.8.1. UluslararasıStandart Kodlama
Transistörlerin kodlanmasında birtakım harf ve rakamlar kullanılmaktadır. Örneğin AC187, BF245, 2N3055, 2SC2345, MPSA13 vb. gibi birçok transistör sayabiliriz. Kodlamada kullanılan bu harf ve rakamlar rastgele değil, uluslararasıstandartlara göredir ve anlamlıdır. 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 Standartları
1.8.1.1 Avrupa Standardı(Pro-Electron Standardı)
Avrupa ülkelerinde bulunan transistör üreticilerinin genellikle kullandıkları bir kodlama türüdür. Bu kodlama türünde üreticiler transistörleri; AC187, AD147, BC237, BU240, BDX245 ve benzerişekilde kodlarlar. Kodlamada genel kural, önce iki veya üç harf sonra rakamlar gelir. Kullanılan her bir harf anlamlıdır ve anlamlarıaşağıda ayrıntılıolarak açıklanmıştır.
İlk Harf: Avrupa (Pro Electron) standardına göre kodlanmada kullanılan ilk harf, transistörün yapım malzemesini belirtmektedir. Germanyumdan yapılan transistörlerde kodlama A harfi ile başlar. Örneğin AC121, AD161, AF254 vb. kodlanan transistörler germanyumdan yapılmıştır. Silisyumdan yapılan transistörlerde ise kodlama B harfi ile başlar. Örneğin; BC121, BD161, BF254 vb. kodlanan transistörler silisyumdan yapılmıştır.
İkinci Harf:Transistörlerin kodlanmasında kullanılan ikinci harf Avrupa Standardına göre, transistörün kullanım alanlarınıbelirtir. Örnek kodlamalar aşağıda verilmiştir.
AC: Avrupa (Pro Electron) Standardına göre, düşük güçlü alçak frekans transistörüdür. Germanyumdan yapılmıştır. AC121, AC187, AC188, AC547 gibi...
BC:Avrupa (Pro Electron) Standardına göre, düşük güçlü alçak frekans transistörüdür ve Silisyumdan yapılmıştır. BC107, BC547 gibi...
Üçüncü Harf:Avrupa (pro electron) standardında bazıtransistörlerin kodlanmasında üçüncü bir harf kullanılır. Üçüncü harf, ilk iki harfte belirtilen özellikler aynı kalmak koşuluyla o transistörün endüstriyel amaçla özel yapıldığınıbelirtir. Örnek olarak; BCW245, BCX56, BFX47, BFR43, BDY108, BCZ109, BUT11A, BUZ22 vb. gibi
1.8.1.2 Amerikan (Jedec) Standardı
Amerikan yapımıtransistörler 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 rakamıtransistör olduğunu, N harfi transistörün silisyumdan yapıldığınıve 3055 imalat seri numaralarınıbelirtir.
1.8.1.3 Japon Standardı
Japon yapımı transistörler 2S ifadesi ile başlayan kodlar ile isimlendirilmişlerdir. Bu kodlarda
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 transistörün silisyumdan yapıldığınıC harfi NPN tipi yüksek frekans transistörü olduğunu ve 1384 imalat seri numaralarınıbelirtir.
UYGULAMA FAAL
İ
YET
İ
Transistörün Anahtar Olarak Kullanılması
Devresinin
İncelenmesi
Amaç:
Bu uygulama faaliyetini başarıile tamamladığınızda,
Transistörün anahtar olarak kullanılması devresini kurup çalıştırabileceksiniz. Elektronik simülasyon programlarıile devrenin çalışmasınıinceleyiniz.
Kullanılacak Araç Gereçler:
1. Breadboard 2. Güç Kaynağı 3. AVO metre
4. Devreşemasında belirtilen elamanlar
Transistörün Anahtar Olarak Kurulup Çalıştırılması
Q1 BC237 B1 9V R3 470R R1 10K R2 10K S1 D1 LED-BLUE
Şekil 1.15: Transistörün Anahtar Olarak Kullanılması
İşlem Basamakları
Öneriler
Şekil 1.13’teki devreyi montaj seti üzerine kurunuz. R1 = 10 K, R2 = 10 K ve R3=470Ω olarak seçiniz.
Güç kaynağının canlı ucunu R3'ün ve S1 anahtarının ucuna bağlayınız.
Devreyi kurmadan önce transistörün ve LED diyodun sağlamlık kontrolünü yapınız.
Güç kaynağının bağlantılarını doğru yaptığınızdan emin olunuz. Gerilim değerini 9V olarak ayarladığından emin olunuz.
Sağlamlık kontrolü hakkında bu modülün en başında verilen bilgileri hatırlayınız.
Devreye enerji vermeden önce devreni tekrar kontrol ediniz.
S1 anahtarına bastığınız zaman LED diyot yanmıyorsa ya devreyi yanlış kurmuşsunuz ya da devrede açık devre vardır. Devreyi tekrar kontrol ediniz.
Güç kaynağını aç devreye enerji uygula, devreyi çalıştır.
Besleme geriliminin doğru ayarlandığından ve kısa devre olmadığından emin olunuz.
Devrenin çalışmasınıtakip ediniz. Devrede ısınan parça olup olmadığını kontrol ediniz. S1 anahtarına bastığınız zaman LED’in yanmasıgerekir.
Ölçüm tablosunda belirtilen ölçümleri gerçekleştiriniz.
Bunun için multimetre kullanınız.
Anahtarın
Durumu C-Ş(Volt) B-Ş(Volt) IB IC S1 Açık
S1 Kapalı
Tablo 1.1. Sonuç değerlerini kaydedin ve yorumlayın
KONTROL LİSTESİ
Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır Araştırma faaliyetleri yaptınız mı?
Devre elemanlarıdoğru 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 öngörülenşekilde çalıştınız mı? Ölçme işlemleri doğru olarak yaptınız mı? Sonuç tablosu eksiksiz doldurdunuz mu?
ÖLÇME VE DE
Ğ
ERLEND
İ
RME
A- 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 temaslıtransistörler
2. Aşağıdakilerden hangisi transistör terminallerine verilen isimlerden biri değildir? A) Emiter B) Anot
C) Beyz D) Kolektör
3. Transistörün aktif bölgede çalışmaşartıaşağıdakilerden hangisidir? A) Beyz-Kolektör arasıters, beyz-emiter arasıdoğru,
B) Beyz-Kolektör arasıdoğru, beyz-emiter arasıdoğru, C) Beyz-Kolektör arasıdoğru, beyz-emiter arasıters,
D) Beyz-Kolektör arasıters, beyz-emiter arasıters polarmalandırılmalıdır. 4. Transistör sağlamlık kontrolüne göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Doğru yönde beyz emiter arasıdeğer gösterir. B) Doğru yönde beyz-kolektör arasıdeğer gösterir.
C) Kolektör-emiter arasıbir yönde değer gösterir diğer yönde değer göstermez. D) Kolektör-emiter arasıher iki yönde de değer göstermez.
5. Silisyum yarı iletken malzemeden yapılmış bir transistörün iletime geçmesi için gerekli lanan minumum VBEgerilim değeri kaçtır?
A) 0,4 Volt B) 0,7 Volt C) 0,9 Volt D) 1 Volt
6. Aşağıdakilerden hangisi transistör çalışma bölgelerinden değildir? A) Pasif B) Aktif
C) Kesim D) Doyum
7. Transistörün yükselteç olarak kullanıldığı bir devre için aşağıdakilerden hangisi söylenemez?
A) Devrenin amacıgerilim kazancısağlamaktır. B) Transistör aktif bölgede çalışmaktadır. C) Transistör doyum bölgesinde çalışmaktadır. D) Devrenin kazancı g O V
V
V
A
formülü ile hesaplanır.DEĞERLENDİRME
Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlışcevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız sorularla ilgili konularıfaaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz
Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz diğer faaliyete geçiniz.
Ö
Ğ
RENME FAAL
İ
YET
İ
–2
Bu faaliyette verilen bilgiler doğrultusunda FET’lerin genel yapısını ve temel özelliklerini tanıyacak, devreye uygun FET’i seçerek FET uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz
Transistör varken neden FET gibi bir elamana ihtiyaç duyulmuştur? Araştırınız.
2. FET
2.1. FET Çe
ş
itleri
Alan Etkili Transistör (Field Effect Ttransistor), 3 uçlu bir grup yarı iletken devre elemanının genel adıdır. Bu gruptaki transistörler kendi aralarında birtakım kategorilere ayrılır 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 kanallıve p kanallı olmak üzere iki tipte üretimi yapılır. N kanallı JFET'lerde iletim elektronlarla, P kanallı JFET’lerde ise oyuklarla sağlanır. FET'lerin yapımı basit ve ekonomik olduğundan dolayı oldukça çok kullanım alanı bulmuştur. JFET’lerin bipolar transistörlere göre önemli farklılıklarıvardır. Bu konu daha sonra ayrıntılıanlatılacaktır.
Ö
Ğ
RENME FAAL
İ
YET
İ
–2
AMAÇ
2.2. JFET Yap
ı
s
ı
ve Çal
ış
mas
ı
JFET'ler; N kanallıve P kanallıolmak üzere iki tipte üretilir. JFET'in fiziksel yapısıve elektriksel sembolü şekil 2.2’de gösterilmiştir. JFET üç uca sahiptir. Uçlarına işlevlerinden ötürü; Geyt (Gate), Sörs (Source), Dreyn (Drain) isimleri verilmiştir. JFET sembolünde, gate ucunda bulunan okun yönü kanal tipini ifade eder. Ok yönü içeri doğru ise N kanal JFET, ok yönü dışarıya doğru ise P kanal JFET olduğu anlaşılır. Bu durum şekil 2.2.a ve b’de gösterilmiştir.
Şekil 2.2: N kanallıve P kanallıJFET'in yapısıve sembolü
N kanallıJFET ile P kanallıJFET’in çalışma prensibi aynıdır. Tek fark akım yönleri ile polarma gerilimlerinin ters olmasıdır. Bu yüzden biz burada sadece N kanallı FET’in çalışma prensibini inceleyeceğiz. JFET'e polarma gerilimleri uygulandığında meydana gelen akım ve gerilimlerşekil 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 sembolize
edilir. VDD gerilimi, n kanal içerisindeki elektronların hareket etmesini sağlar. Bu elektronlar, source'den drain'e oradan da VDD kaynağının pozitif kutbuna gider. VDD kaynağının içinden source’e geri döner. Source ve drain üzerinden geçen bu akıma “drain akımı”denir ve“ID”ile sembolize edilir.
Şekil 2.3: JFET'in çalışması
JFET’in gate terminali kontrol ucudur. JFET’in iletkenliğini kontrol eder. Önce gate terminali kullanmadan JFET’in çalışmasını analiz edelim. Bu amaçla şekil 2.4’ten yararlanacağız.Şekil 2.4’te verilen devrede, VGGgerilimi 0V (şase) yapılırsa ve VDDbesleme
kaynağı da 0V’dan başlayarak yükseltilirse kanal içerisinden geçen akım miktarı da artar. Ancak n tipi kanalın jonksiyon direnci maksimum akım değerini sınırlar. VDD daha fazla
artırıldığında JFET’de bir ters polarma bölgesi oluşur. Bu polarma bölgesine, azalma bölgesi (deplation) denir. Azalma bölgesi, kanal akımının n maddesinin dar bir kesidi içinden geçmesini gerektirir. Bu durum kanal direncinin artmasına sebep olur. Dolayısı ile ID
akımında artık bir azalma söz konusudur.
VDD kaynağının daha fazla artırılması sonucu kanalın tamamen daraldığı (kanal
direncinin maksimuma yükseldiği) bir duruma erişilir. Bu değerden sonra daha fazla akım akışı meydana gelmez. Kısaca kanal akımında artış artık mümkün olmaz. Çünkü kanal kapanma moduna girmiş ve drain akımı doyuma ulaşmıştır. Bu durum şekil 2.4.b’de gösterilmiştir. Sonuçta, kanal direncinden dolayı drain-source arasında bir gerilim düşümü meydana gelir. Bu gerilim, VDS gerilimi olarak adlandırılır. Görüldüğü gibi, VDD artarken
drain ve source uçlarında VDS gerilim düşümü meydana gelir. Bu gerilim düşümüne ise ID
akımısebep olur.Şekil 2.5'te görüldüğü gibi VPnoktasında, VDSartarken IDsabit bir değerde
kalır. ID maksimum değerine ulaşmıştır. IDmax değerine ise IDSS denir. IDSS kanalın doyum
akımıdır. Bu anda yani IDSS akımı, VP değerine ulaştığında gate-source arası gerilim de
sıfırdır (VGS=0V). IDSS değeri, elemanın yapısına göre belli bir değerde bulunur. Bu değer
imalatçılar tarafından verilir veya ölçülebilir.
Şekil 2.5: Kanal akımının neden olduğu daralmanın grafiği
2.3. JFET’in BJT’ye Göre Üstünlükleri
Avantajları:
JFET'in girişempedansıçok yüksektir. (BJT’de 2 KΩ iken FET’lerde yaklaşık 100 MΩ)
Anahtar olarak kullanıldığında, sapma gerilimi yoktur.
JFET'in gürültü seviyesi bipolar transistörlere nazaran azdır. Bu nedenle FET, alçak ve yüksek frekanslarda kullanılabilir. JFET, iyi bir sinyal kırpıcı olarak çalışır.
JFET'in sıcaklık kararlılığı daha iyidir. Sıcaklık değişimlerinden pek etkilenmez.
JFET'in radyasyon etkisi yoktur ve radyasyondan az etkilenir.
BJT’lere göre daha küçüktür. Bu nedenle entegrelerde daha fazla kullanılır. Dezavantajı:
JFET'in BJT’ye göre sakıncası; bant genişliklerinin dar olması ve çabuk hasar görebilmesidir.
2.4. JFET’in Karakteristikleri
JFET'lerde; gate ucu, kanal bölgesini (azalma bölgesi) kontrol etmek için kullanılır. Örneğin; n kanallıbir JFET'te, gate ile source arasına uygulanan negatif polariteli bir gerilim, gerilim azalma bölgesini büyültür. Bu durum, kanal akımının daha düşük değerlerinde kanalın kapanmasına sebep olur. Eğer; VGS gerilimi artırılırsa (n kanal için daha negatif yapılırsa) kanalın azalma bölgesi daha da büyür. Neticede drain akımı şekil 2.6.a ve b'de gösterildiği gibi daha düşük akım seviyelerinde doyuma ulaşır. Şekil 2.6. a ve b'de n ve p kanal JFET'ler için VDS-ID grafiği çizilmiştir. Karakteristikte sabit VGS geriliminin çeşitli
değerlerinde ID ve VDS değerleri gösterilmiştir. Örnek eğriler; VGS=0V, -1V ve -2V için
çizilmiştir.
Şekil 2.6: N ve P kanallıJFET'in drain karakteristikleri
Sonuç olarak, n kanal bir JFET’de gate-source arasına uygulanan ters polarma büyürken, kanal akımı azalır. Gate-source arasına uygulanan ters polarma gerilimi yeterli büyüklüğe ulaşırsa kanal tamamen kapanabilir ve IDakımısıfıra düşebilir. Kanalın tamamen
kapanıp akım geçirmemesine neden olan ters gerilim değerine “gate-source daralma gerilimi (pinch-off)”adıverilir: Bu değer“VP”ile ifade edilir. Yukarıdakişekiller ve grafik
iyi incelendiğinde VDS'nin küçük değeri için, ID akımının lineer olarak arttığı görülür (şekil
2.6). VDSgerilimi artarken, kanalın daraldığıgörülür.
FET'in bir diğer önemli karakteristiği ise, “Transfer Karakteristiği” olarak adlandırılır. 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 b'de gösterildiği gibi elemanın iki önemli parametresi olan VPve IDSSdeğerlerini verir. Transfer karakteristiği eğrisi matematiksel olarak;
2
)
1
(
P GS DSS DV
V
I
I
eşitliği ile ifade edilir. Bu eşitlik veya bu eşitlikten çizilen transfer karakteristiği VPve IDSS
değerlerine bağlıdır ve JFET'in çalışmasını oldukça iyi tanımlar. VP değeri, n kanallı
JFET’ler için negatif, p kanallı FET’ler için pozitif bir değerdir. Transfer karakteristiği eşitliği ile, şekil 2.7'deki transfer karakteristiği karşılaştırılırsa; VGS=0 olduğunda, eşitliğin
Diğer taraftan ID=0 için, eşitlik VGS=VPdurumunu sağlar. IDSSve VPdeğerleri imalatçı
kataloglarında verilir. Bu değerlerden yararlanılarak transfer karakteristiği çizilebilir. Transfer karakteristiği eğrisinden ve değerlerden faydalanarak IDdeğerleri de hesaplanabilir.
Şekil 2.7: N ve P kanallıJFET'in transfer karakteristikleri
JFET'in çalışmasıgrafiksel olarakşekil 2.8’deki drain çıkış karakteristiği yardımı ile görülebilir. IDSSdeğeri, VGS=0 durumunda elde edilen akım seviyelerinin meydana getirdiği
eğriden okunur. VP değeri ise açık bir şekilde görülmez. Ancak VPdeğeri en alttaki VGS
eğrisinin değerinden biraz daha büyüktür. Karakteristikteki kesik çizgi, doyum akımının aktığı noktalardan geçmektedir. Buna göre, kesik çizgi VDS=VP-VGS durumunu
göstermektedir. Bu çizgi genellikle drain karakteristiğinin bir parçasıdeğildir, ama eğrinin yatay eksene (VDS) değdiği noktanın değerini verir.
Şekil 2.8: JFET'in drain karakteristiği
Karakteristikten görüldüğü gibi aktif bölgede ID akımı sabittir. Ancak belli bir VDS
değerinden sonra JFET bozulur, drain akımının artışı JFET tarafından artık sınırlanamaz. Ancak JFET devresine bir harici eleman bağlanarak JFET korunur. JFET'in bozulma gerilimi değeri BVGDS olarak işaretlenmiştir. BVGDS değeri, küçük gate-source polarma gerilimleri
için daha büyüktür. Üretici firmalar tek bir VGSdeğeri için genellikle 0V, BVGDS değerini
kataloglarında belirtir. JFET’in drain karakteristiğinde kesik çizgi ile belirtilen bölge ile, bozulma eğrileri arasında kalan bölge JFET için aktif çalışma bölgesidir. JFET'ler sinyal yükseltmek amacı ile kullanıldıklarında aktif bölgede çalıştırılır. Aktif bölgede çalışma ise büyük ölçüde dc polarma gerilimleri ile sağlanır. JFET'ler sayısal devrelerde ve anahtarlama devrelerinde de çok sık kullanılır. Bu tip çalışmada JFET’lerin Kesim veya doyum bölgelerinde çalışmalarından faydalanılır ve bu bölgelerde çalıştırılır.
2.5. FET ve MOSFET Ölçme
FET’lerde transistörün aksine gate ucu boşta iken drain (D)-source(S) arasından akım geçer. Hem FET ve azaltan tip MOSFET’in çalışma prensibi ve ölçümleri aynıdır. Gate ucu boşta iken D-S arasıiletkendir. Yani normal transistör gibi ölçülürken C-E arasıkısa devre olmuş gibidir. Azaltan tip MOSFET’in D-S arası direnci FET’in D-S arası direncinden büyüktür.
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 kanal FET ve Azaltan MOSFET Çoğaltan tip MOSFET FET ve Azaltan MOSFET Çoğaltan tip MOSFET
Tablo 2.1: FET ve MOSFET sağlamlık kontrolü sonuçları
Tablodaki değerler yaklaşık değerlerdir. Ölçülecek malzemenin tipine ve karakteristik özelliklerine göre değişiklik gösterebilir.
2.6. JFET Parametreleri ve Formülleri
JFET’e uygulanan voltajların değiştirilmesiyle, JFET’in gösterdiği davranışa Parametre denir. Üretici firmalar elamanı tanımlamak ve farklı elamanlar arasında seçim yapabilmek için gerekli olan bilgileri kataloglarda verirler. JFET parametrelerişunlardır.
Drain-Source doyma akımı (IDSS): Gate-Source eklemi kısa devre
yapıldığında drain-source arasından akan akımdır.
Gate-Source kapama gerilimi (VP):Drain-Source kanalının kapandığıgerilim
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.
JFET transfer karakteristristiğinde iki önemli nokta IDSS ve VPdeğerleridir. Herhangi
bir noktadaki IDakımının değerişuşekilde bulunur.
2
)
1
(
P GS DSS DV
V
I
I
Geçirgenlik VDSsabit iken drain akım değişiminin gate-source arasıvoltaj değişimine
oranıdır.Şu formülle hesaplanır.
gm=∆ID/∆VGS gm= DSS D DSS
I
I
VP
I
2
Örnek 2.1: IDSS=7,5 mA, VP= 4 V olan p-kanallı JFET elamanının drain akımını VGS=2 Volt için bulunuz.
Çözüm: 2
)
1
(
P GS DSS DV
V
I
I
ID=7,5 mA (1- ) 4 2 2 ID=7,5mA.(0,5) 2 ID=7,5.0,25 ID=1,875 mAÖrnek 2.2:Drain akımının akmadığı kritik gerilim değeri VP=-6 Volt olan n-kanallı
JFET elamanında VGS=1,5 V anında drain akımı 6,75 mA olarak ölçülmektedir. Drain-source doyum akımının değerini bulunuz.
Çözüm: 2
)
1
(
P GS DSS DV
V
I
I
6,75 mA= IDSS(1- ) 6 5 , 1 2 6,75mA=0,5625. IDSS IDSS=12 mA2.7. JFET Polarmaland
ı
r
ı
lmas
ı
(Kutuplanmas
ı
)
Belli bir drain akımı ve drain-source gerilimi etrafında JFET'in çalışabilmesi için çoğunlukla polarmalandırılması gerekir. Eleman bir yükselteç olarak çalıştırılacaksa aktif bölgede çalışacak şekilde polarma gerilim ve akımları seçilir. JFET polarmalarında birçok polarma 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. Devreyi incelediğimizde polarmanın iki adet dc besleme kaynağından sağlandığı görülmektedir. Gerçekte uygulamalarda tek bir dc besleme kaynağı kullanılır. Fakat konunun daha iyi anlaşılabilmesi için bu devrede çift besleme kaynağı kullanılmıştır. Aşağıdaki şekilde sabit polarmalıyükselteç devresi görülmektedir.
Şekil 2.9: Sabit polarmalıJFET'li yükselteç devresi
2.7.2 Self Polarma Devresi
Pratik uygulamada JFET'li yükselteçler genellikle tek bir dc besleme kaynağı ile polarmalandırılır. Böyle bir polarma devresi şekil 2.10' da gösterilmiştir. Bu devrede gate-source polarma gerilimi elde etmek için bir self polarma direnci RSkullanılmıştır. RSdirenci
uçlarında IDx RSgerilim düşümü nedeniyle pozitif bir VSgerilimi meydana gelir. Gate veya
RG gate direncinden dc akımı geçmediğinden gate gerilimi sıfır volttur. Gate gerilimi sıfır
volt olduğundan, gate (0V) ile source (+VS) arasında ölçülen net gerilim negatif gerilimdir. (Bu gerilim, referans noktasısource alındığında negatif değerde ölçülür.) Ölçülen bu negatif gerilim gate-source arasıpolarma gerilimi VGS’dir. Gate-source arasıpolarma bağlantısı;
VGS=0 - ID. RD=ID. RS
olduğu devreden görülmektedir. Bu bağıntıtransfer karakteristiği üzerinde gösterilir. Bunun için iki IDdeğeri seçilir. JFET kesimde iken,
ID=0
olur. JFET iletimde iken ID;
Aşağıdakişekilde self polarmalıJFET devresi görülmektedir.
Şekil 2.10: Self polarmalıJFET devresi
2.7.3. Gerilim Bölücülü Polarma
JFET için kullanılan diğer bir dc polarma devresişekil 2.11’de verilmiştir. Bu polarma
şekli, gerilim bölücülü gate polarma olarak bilinir. Bu polarma tipinde, polarma gerilimi ve akımının belirlenmesi diğer polarma devrelerindeki gibidir. Sadece gate geriliminin 0 volttan farklıbir değerde tutulmasında durum değişir.
Şekil 2.11: Gerilim bölücülü gate polarması
2N5459
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 devresi görülmektedir.
Şekil 2.12: FET’li temel yükselteç devresi
Bu devrede C1 kondansatörü, giriş sinyalini gate ucuna aktaran kuplaj
kondansatörüdür. C2kondansatörü RSdirencini AC sinyaller bakımından by-pass yapan (yan
geçit) kondansatördür. Yani AC sinyaller RSüzerinden değil C2üzerinden geçer ve böylece
RS uçlarında AC gerilim düşümü olmaz. C3 kondansatörü de FET’in çıkış sinyalini bir
sonraki kata iletir.
2.9. Mosfet’lerin Yap
ı
s
ı
, Çal
ış
mas
ı
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-OxideSemiconductorFET) veya kısaca“MOSFET”denir.
MOSFET'ler; ya azaltan tip MOSFET (Deplation-MOSFET) ya da çoğaltan tip MOSFET (Enhancment-MOSFET) olarak imal edilir. Azaltan tip Mosfet’lere kısaca D-MOSFET, çoğaltan tip Mosfet’lere ise E-MOSFET denilmektedir. Her iki tip MOSFET’inde; P kanal ve N kanal olmak iki tipi vardır. N kanallı D-MOSFET ve E-MOSFET'in temel yapıları şekil 2.13'te verilmiştir. MOSFET’lerde tıpkıJFET’ler gibi 3 uçlu aktif 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 şase potansiyelinde tutulur. D-MOSFET'in yapısında kanal fiziksel olarak yapılmış haldedir. D-MOSFET’in, drain-source uçlarına bir dc gerilim kaynağı bağlandığında drain ile source arasında bir akım meydana gelir. E-MOSFET' in yapısında ise, imalat sırasında
şekillendirilmiş veya oluşturulmuş bir kanal yoktur. E-MOSFET'in; drain-source uçlarına gerilim uygulandığında akım meydana gelebilmesi için, şarj taşıyıcılarının kanalı
Şekil 2.13: N kanal azaltan (E-MOSFET) ve çoğaltan tip (D-MOSFET) MOSFET'lerin yapıları
2.9.1 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı
D-MOSFET’lerin, n-kanal ve p-kanal olmak üzere başlıca iki tipde üretimi yapılır.
Şekil 2.14 a'da n-kanal D-MOSFET'in yapısıve şematik sembolü görülmektedir.Şekil 2.14 b’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 iletken maddeden yapılan source ve drain bölgelerine, source ve drain terminalleri bir metalle (alimünyum) bağlanmışlardır. Ayrıca source ve drain bölgeleri içten N tipi kanal bölgesiyle birbirine bağlanır. N kanalın üstünde bulunan ve kanal ile gate arasındaki izolasyonu sağlayan ince silikon dioksit (SiO2) tabakasının üzerine ince bir metal tabaka konur. Bu
bileşim DMOSFET'i oluşturur. Şematik sembol’de elemanın gate, source ve drain uçları gösterilir. Sabsreyt ucu ise çoğunlukla source’e bağlı olarak gösterilir. Şematik gösterimde elemanın kanal tipi sabstreyt ucundaki okun yönü ile belirtilir.Şekil 2.14’te görüldüğü gibi ok yönü elemanın içine doğru ise n-kanal D-MOSFET, ok yönü dışarıdoğru ise p-kanal D-MOSFET tanımlanır.
2.9.2 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışması
ve Karakteristiği
N-kanallı D-MOSFET'in gate-source arasına negatif bir gerilim (VGS) uygulanırsa
elektronlar kanal bölgesinin ortasına doğru itilir ve kanalda daralma olur. Yeterli büyüklükte gate-source gerilimi kanalı tamamen daraltarak kapatır. Diğer taraftan; pozitif gate-source geriliminin uygulanması halinde, p tipi taşıyıcılar itildiklerinden kanal büyüklüğünde bir artışolur. Bu durum daha çok şarj taşıyıcısının oluşumuna izin verdiğinden daha büyük bir kanal akımı meydana gelir. N kanallı D-MOSFET'in transfer ve drain karakteristikleri ise
şekil 2.15'te görülmektedir. Karakteristik eğriler; elemanın gerek pozitif, gerekse negatif gate-source geriliminde çalışmasını göstermektedir. Negatif VGS değerleri, daraltma
gerilimine (pinch-off) kadar drain akımını azaltır. Bu gerilimden sonra drain akımı hiç akmaz. N kanallıD-MOSFET'in transfer karakteristiği, negatif gate-source gerilimleri için JFET karakteristiği ile aynıdır ve pozitif VGSdeğerleri için de bu özellik korunur. Negatif ve
pozitif her iki VGS değerinde de gate kanaldan izole edildiğinden MOSFET, VGS'nin her iki
polarite durumunda çalıştırılabilir. Söz konusu iki polarite durumun da da gate akımı meydana gelmektedir.
Şekil 2.15 a ve b: N Kanal D-MOSFET'in transfer ve V-I karakteristikleri
P ve N kanallıD-MOSFET'ler çalışma esasıbakımından birbirinin benzeridir. Ancak P kanallı D-MOSFET’te polarma kaynaklarının yönü terstir. Akım taşıyıcıları oyuklardır. Gate-source gerilimi negatif olduğunda drain akımı artarken, pozitif olduğunda azalır. Bu nedenle daralma gerilimi VP pozitif değerlidir.
2.9.3 Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı
Çoğaltan tip MOSFET’in (E-MOSFET) temel yapısıveşematik sembolüşekil 2.16'da verilmiştir. E-MOSFET’ler, n-kanallı ve p-kanallı olmak üzere iki tipte üretilir. Şekildeki yapıdan da görüldüğü gibi E-MOSFET’in temel yapısında fiziksel olarak oluşturulmuş bir kanal yoktur. Kısaca E-MOSFET, drain ile source arasında fiziksel bir kanala sahip değildir. E-MOSFET'in şematik sembolünde drain ile source arası kesik çizgilerle gösterilir. Bu durum başlangıçta E-MOSFET’de kanal olmadığını belirtmek içindir. Şematik sembolde sabsreyt ucundaki ok’un yönü E-MOSFET’in kanal tipini belirtir. Ok yönü içeri doğru ise, N tipi kanalı ok yönü dışarı doğru ise P tipi kanalı gösterir. E-MOSFET’lerde kanal tipi ile sabsreyt’te kullanılan yarıiletken malzemelerin tipleri terstir.
Şekil 2.16 a ve b: N kanallıve P kanallıE-MOSFET'in yapısıve sembolü
2.9.4. 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 sabstreyt bölgesinde bulunan oyukları(boşlukları) iter ve orada bir azalma (deplasyon) bölgesi yaratır. Gate gerilimi yeterince pozitif değere çıkarıldığında; elektronlar, pozitif gerilim tarafından bu azalma bölgesine çekilir. Böylece, drain ile source arasındaki bu bölge N kanalı gibi hareket eder. Pozitif gate gerilimiyle oluşturulan veşekillendirilen N kanallıE-MOSFET'in transfer veV-Ikarakteristiğişekil 2.17'de gösterilmiştir.
Şekil 2.17: N kanallıE-MOSFET'in V-I karakteristikleri
Elemanın transfer karakteristiğinden de görüldüğü gibi, gate-source gerilimi eşik (threshold) başlangıç değeri VT'yi aşıncaya kadar drain akım hiç akmaz. Bu eşik gerilimi
değerinin üzerindeki pozitif gerilimlerde, artan değerli bir drain akımı meydana gelir. Bu akımın transfer karakteristiği de,
2
) ( GS T
D k V V
I
eşitliği yardımıyla tanımlanabilir. Eşitlik yukarıdaki formülde yalnız VGS>VT şartı için
olan bir özelliktir. VGS=0 volt durumunda drain akımıakmadığıiçin E- MOSFET'lerde IDS
değerinden söz edilebilir. E-MOSFET'lerin çalışma sahası; D-MOSFET'lerden daha sınırlı olmasına rağmen, E-MOSFET’ler, büyük-ölçekli entegre devreler için çok kullanışlıdır. Çünkü E-MOSFET’ler basit yapılı ve küçük boyutlu elemanlardır. E-MOSFET'in şematik sembolünde drain ile source arası kesik çizgilerle gösterilir. Bu çoğaltan tip elemanda başlangıçta kanalın olmayışınıbelirtmek içindir. Bundan başka sabstreyt ucundaki ok P tipi sabstreyti ve N kanalıgösterir.
P kanallı E-MOSFET’in sabstreyti, N tipi yarı iletkenden yapılır. P-kanallı E-MOSFET'in çalışma prensibi N kanallı gibidir. Ancak, P kanallı da polarma kaynaklarının yönü terstir. Akım taşıyıcılarıoyuklardır. Negatif değerli eşik gerilimi aşılıncaya kadar drain akımıyoktur. Daha büyük değerli negatif gate gerilimlerinde artan bir drain akımıvardır. Artıran tipi mosfetlerin gate uçlarına uygulanan gerilime bağlı olarak açılıp kapanan bir anahtar gibi davranma özelliğinden yararlanılarak CMOS tipi entegreler üretilmiştir. Yani CMOS tipi dijital entegrelerin içinde bol miktarda mosfet vardır.
2.9.5. MOSFET Parametreleri
JFET parametrelerinde anlatılan, drain source doyma akımı(IDSS), gate-source kapama
gerilimi (VP), geçiş iletkenliği (gm) parametreleri MOSFET’lerde de geçerlidir. Drain
akımınıveren formüller; 2
)
1
(
P GS DSS DV
V
I
I
ve ID K(VGS VT)2 dir. MOSFET’lerde geçişiletkenliği;)
(
2
k
V
GSV
Tgm
bağlantısıile bulunabilir.Örnek 2.3: Çoğalan tip MOSFET’te VGS=5 V, VT= 3V olduğuna göre drain akımını
bulunuz. (k=0,3 mA/V2) Çözüm: 2 ) ( GS T D K V V I 2
)
3
5
(
3
,
0
DI
V ID=0,3mA/V 2 .4V ID=1,2 mAUYGULAMA FAAL
İ
YET
İ
MOSFET’in Zamanlayıcı
Olarak Kullanılması
Devresinin
İncelenmesi
Amaç:
Bu uygulama faaliyetini başarıile tamamladığınızda,
MOSFET’in zamanlayıcı olarak kullanılması devresini kurup çalıştırabileceksiniz. Elektronik simülasyon programlarıile devrenin çalışmasınıinceleyiniz.
Kullanılacak Araç Gereçler:
1. Breadboard 2. Güç Kaynağı 3. AVO metre
4. Devreşemasında belirtilen elamanlar
MOSFET’in Zamanlayıcı
Devresi Olarak Kurulup Çalıştırılması
3 2 1 Q1 2N7000 R1 47K R2 1M S1 C1 100uF B1 9V D1 LED-BLUE R3 470
Şekil 2.18: Transistörün anahtar olarak kullanılması
İşlem Basamakları
Öneriler
Şekil 2.18’deki devreyi montaj seti üzerine kurunuz. R1 = 47 K, R2 = 1MΩ ve R3=470Ω olarak seçiniz.
Güç kaynağının canlı ucunu LED’in ve S1 anahtarının ucuna bağlayınız.
Devreyi kurmadan önce LED diyodun sağlamlık kontrolünü yapınız.
MOSFET’in bacak bağlantısınıtespit ediniz.
Güç kaynağının bağlantılarını doğru yaptığınızdan emin olunuz. Gerilim değerini 9V olarak ayarladığından emin olunuz.
Bacak bağlantısının tespiti için kataloglardan faydalanınız.
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, S1 anahtarına basınız ve devreyi çalıştırınız.
Besleme geriliminin doğru ayarlandığından ve kısa devre olmadığından emin olunuz.
Devrenin çalışmasını takip ediniz. S1 anahtarını açınız, LED diyodun ne kadar süre sonunda söndüğünü takip ediniz.
Devrede ısınan parça olup olmadığını kontrol ediniz. S1 anahtarına bastığınız zaman LED’in yanmasıgerekir.
Devrenin zaman sabitesini hesaplayınız. R1 ve R2 dirençlerini değiştirerek LED’in yanma süresinde ne gibi değişiklik olduğunu gözlemleyiniz.
T=R x C formülünü kullanınız.
KONTROL LİSTESİ
Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır Araştırma faaliyetleri yaptınız mı?
Devre elemanlarıdoğru 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 öngörülenşekilde çalıştırdınız mı? Ölçme işlemleri doğru olarak yaptınız mı? Sonuç tablosu eksiksiz doldurdunuz mu?
ÖLÇME VE DE
Ğ
ERLEND
İ
RME
1. Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) JFET'in girişempedansıçok yüksektir
B) JFET’ler anahtar olarak kullanıldığında, sapma gerilimi yoktur. C) JFET'in gürültü seviyesi bipolar transistörlere nazaran azdır. D) JFET’lerin bant genişlikleri BJT’lere göre daha büyüktür. 2. Bir FET’te maksimum drain akımıhangi durumda geçer?
A) VGSgerilimi VPgerilim değerine eşit olduğunda.
B) VGSgerilimi VPgerilim değerinin yarıolduğunda
C) VGSgerilim değeri 0V olduğunda
D) VGSgerilimi - VPgerilim değerine eşit olduğunda.
3. VDSsabit iken drain akım değişiminin gate-source arasıvoltaj değişimine oranına ne
denir?
A) IDSS B) gm
C) VGS D) ID
4. Aşağıdakilerden hangisi JFET parametrelerinden değildir? A) VP B) VGS
C) IDSS D) VCE
5. Aşağıdakilerden hangisi FET Polarlama yöntemlerinden değildir? A) Değişken polarlama B) Sabit polarlama
C) Self polarlama D) Gerilim bölücülü polarlama 6-9. sorularıdoğru yanlışolarak 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 girişempedansıyüksek MOSFET’lerin ise düşüktür.
9. ( ) MOSFET’ler Azaltan, Artıran ve Sabit tipi MOSFET olmak üzere 3 çeşittir. Cevaplarınızıcevap anahtarıile karşılaştırınız.
DEĞERLENDİRME
Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlışcevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız sorularla ilgili konularıfaaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz
Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz diğer faaliyete geçiniz.
