bilişim teknolojileri transistör ve fet

T.C.
MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI
BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİ
TRANSİSTÖR VE FET
523EO0075
Ankara, 2011

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.

PARA İLE SATILMAZ.
İÇİNDEKİLER
AÇIKLAMALAR .................................................................................................................... ii
GİRİŞ ....................................................................................................................................... 1
ÖĞRENME FAALİYETİ–1 .................................................................................................... 3
1. TRANSİSTÖR ..................................................................................................................... 3
1.1. Transistör Çeşitleri ........................................................................................................ 3
1.2. Transistörün Yapısı ve Çalışması ................................................................................. 4
1.3. Transistörün Polarmalandırılması ( Kutuplanması) ...................................................... 8
1.4. Akım, Gerilim Yönü ve IB Akımı Hesaplama............................................................... 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 Elemanı Olarak 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 Yapısı ve 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, Çalışması ve Karakteristikleri .................................................... 33
2.9.1 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı........................................................ 34
2.9.2 Azaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışması ve Karakteristiği....................... 35
2.9.3 Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Yapısı...................................................... 35
2.9.4. Çoğaltan Tip MOSFET (D-MOSFET) Çalışması ve Karakteristiği.................... 36
2.9.5. MOSFET Parametreleri ....................................................................................... 37
UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 38
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 40
MODÜL DEĞERLENDİRME .............................................................................................. 41
CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 43
KAYNAKÇA ......................................................................................................................... 44
i
AÇIKLAMALAR
AÇIKLAMALAR
KOD
523EO0075
ALAN
Bilişim Teknolojileri
DAL/MESLEK
Bilgisayar Teknik Servisi
MODÜLÜN ADI
Transistör ve FET
MODÜLÜN TANIMI
Transistör ve FET uygulamalarının anlatıldığı öğrenme
materyalidir.
SÜRE
40 / 32
ÖN KOŞUL
Kaydediciler modülünü tamamlamış olmak
YETERLİK
Transistörler ile çalışma yapmak
MODÜLÜN AMACI
Genel Amaç
Bu modül ile gerekli ortam sağlandığında, transistör ve
fet uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz.
Amaçlar
 Transistör uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz.
 FET uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz.
EĞİTİM ÖĞRETİM
ORTAMLARI VE
DONANIMLARI
DC güç kaynağı, Transistör, FET, elektronik
malzemeler, malzeme çantası
Her faaliyet sonrasında o faaliyetle ilgili değerlendirme
soruları ile kendi kendinizi değerlendireceksiniz.
ÖLÇME VE
DEĞERLENDİRME
Öğretmen modül sonunda size ölçme aracı (uygulama,
soru-cevap)uygulayarak modül uygulamaları ile kazandığınız
bilgi ve becerileri ölçerek değerlendirecektir.
ii
GİRİŞ
GİRİŞ
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 verilmiş ancak şekillerle 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
alanları incelenmiştir.
Bu modülün elektronik ile ilgilenen tüm öğrencilere faydalı olacağı inancındayım.
1
2
ÖĞRENME FAALİYETİ–1
ÖĞRENME FAALİYETİ–1
AMAÇ
Bu faaliyette verilen bilgiler doğrultusunda transistörlerin genel yapısı ve temel
özelliklerini tanıyıp, ürün bilgi sayfasındaki özellikler doğrultusunda devreye uygun
transistörü seçerek transistör uygulamalarını gerçekleştirebileceksiniz.
ARAŞTIRMA
Transistörün nerelerde kullanıldığını araştırınız. Bunun için çevrenizde bulunan
elektronik üzerine çalışan iş yerlerinden ve internetten faydalanabilirsiniz.
1. TRANSİSTÖR
1.1. Transistör Çeşitleri
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 temaslı transistorler

Yüzey temaslı transistorler

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
3
1.2. Transistörün Yapısı ve Çalışması
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 NPN ve PNP olmak üzere iki temel yapıda üretilir. NPN transistörde 2 adet N
tipi yarı iletken madde arasına 1 adet P tipi yarı iletken 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 eş değer devresi
Şekil 1.3: PNP tipi transistör fiziksel yapısı, şematik sembolü ve diyot eşdeğer devresi
4
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
çalıştırılması için 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
çalışmasını analiz 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 jonksiyonları doğru,
beyz-kolektör jonksiyonları ise ters polarmaya tabi tutulur diyebiliriz. Bu durum şekil-1.5’te
ayrıntılı olarak verilmiştir.
Şekil 1.5: NPN tipi transistör jonksiyonlarının doğru ve ters polarmadaki davranışları
5
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 geçiş bölgelerinin 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. IB akımına katkıda mı bulunacaklardır 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 miktarı artacaktır. Sonuç kısaca
özetlenecek olursa; emiterden enjekte edilen elektronların küçük bir miktarı ile 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
taşıyıcıları alabilmektedir. Emiterden gelen taşıyıcıların yaklaşık %99’u kolektöre geçerken
geriye kalan çok küçük bir kısmı beyze akar.
Bir transistörün çalışması için gerekli şartları kısaca özetleyelim.

Transistörün çalışabilmesi için; beyz-emiter jonksiyonu doğru yönde, beyzkolektör jonksiyonu ise ters yönde polarmalandırılmalıdır. Bu çalışma biçimine
transistörün aktif bölgede çalışması denir.
6

Beyz akımı olmadan, emiter-kolektör jonksiyonlarından akım akmaz. Transistör
kesimdedir. Farklı bir ifadeyle; beyz akımı küçük olmasına rağmen transistörün
çalışması için 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 (cutoff) 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 olacağı için devrede kolektör akımı (IC) oluşmayacaktır. Bu durumda
transistör kesimdedir. Kolektör-emiter jonksiyonları çok yüksek bir direnç değeri gösterir ve
akım akmasına izin vermez. Transistörün kolektör-emiter gerilimi VCE, besleme gerilimi VCC
değerine eşit olur. Kolektörden sadece IC0 ile belirtilen çok küçük bir akım akar. Bu akıma
“sızıntı akımı” denir. Sızıntı akımı pek çok uygulamada ihmal edilebilir.
7
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 akımı artırıldığında kolektör akımı da
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 Polarmalandırılması ( Kutuplanması)
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 bağlantıları verilmiştir. Transistörün beyz-emiter jonksiyonuna VBB kaynağı
ile doğru polarma uygulanmıştır. Beyz-kolektör jonksiyonuna ise VCC kaynağı ile ters
polarma uygulanmıştır.
Şekil 1.9: NPN ve PNP transistörlerin polarmalandırılması
8
1.4. Akım, Gerilim Yönü ve IB Akımı 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.
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)
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;
VBB  I B  RB  VBE
olur. Buradan IB akımı çekilirse;
VBB  VBE  I B  RB
IB 
VBB V BE
RB
9
Örnek 1.1:
Yukarıda verilen devrede IB akımını bulunuz.
Çözüm:
IB 
VBB V BE
RB
IB 
5  0.7
10
IB 
4.3
IB= 430 µA
10
Örnek 1.2: Yukarıda görülen devrede VBB= 9V, IB=1mA ise RB direncinin değerini
bulunuz.
(VBE=0,7 V alınız.)
Çözüm:
VBB  VBE
IB
9  0,7
RB 
1
8,3
RB 
RB=8,3KΩ
1
RB 
10
1.5. Transistör Sağlamlık 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 artı ise transistör PNP, eksi ise NPN tipidir. Bunun sebebi analog
AVOmetrelerde pil uçları ile çıkış uçları farklı polaritede olmalarıdır.
Ayrıca sağlam bir transistörde ölçü aleti probları kolektör emiter arasına
değdirildiğinde her iki yönde de değer göstermemesi gerekir.
11
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 artı ise transistör NPN, eksi ise PNP tipidir. Bunun sebebi dijital
AVOmetrelerde pil uçları ile çıkış uçları aynı polaritededir.
Aynen analog ölçü aletinde olduğu gibi sağlam bir transistörde ölçü aleti probları
kolektör emiter arasına değdirildiğinde her iki yönde de değer göstermemesi gerekir.
12
Şekilde görülen transistörün sağlamlık kontrolünü ve
uçlarının tespitini dijital multimetre ile yapalım.
Resim 1.3: Transistör sağlamlık kontrolü
Resim 1.3.a. Kırmızı Prob Transistörün “1” nu.lı ucuna siyah prob
ettirildi.
Resim 1.3.b. Kırmızı Prob Transistörün “1” nu.lı ucuna siyah prob
ettirildi.
Resim 1.3.c. Kırmızı Prob Transistörün “2” nu.lı ucuna siyah prob
ettirildi.
Resim 1.3.d. Kırmızı Prob Transistörün “2” nu.lı ucuna siyah prob
ettirildi.
Resim 1.3.e. Kırmızı Prob Transistörün “3” nu.lı ucuna siyah prob
ettirildi.
Resim 1.3.f. Kırmızı Prob Transistörün “3” nu.lı ucuna siyah prob
ettirildi.
13
“2” nu.lı ucuna temas
“3” nu.lı ucuna temas
“3” nu.lı ucuna temas
“1” nu.lı ucuna temas
“1” nu.lı ucuna temas
“2” nu.lı ucuna temas
Sonuç: Bu transistörün “1” nu.lı ucuna kırmızı probu sabit şekilde 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.lı uçlar) arası her iki yönde de
açık devre göstermektedir.
1.6. Transistörün Anahtarlama Elemanı Olarak Kullanılması
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 arası ideal 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. Giriş işareti +V (Silisyum için 0.7 V dan büyük, germanyum için 0.3V dan
büyük olmalıdır) değerine ulaştığında ise transistör iletime geçecek ve LED yanacaktır.
14
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 bağlı bir yükü kontrol etmesi gösterilmiştir.
1.7. Transistörün Yükselteç Olarak Kullanılması
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

Transistörlü yükselteç devrelerinin AC analizi
Şekil 1.13: Transistörlü yükselteç devresi
15
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.
Aynı devrenin AC eş değer devresi ise şekil 1.14. b’de görülmektedir.
a) Transistörlü yükselteç devresi
b) Transistörlü yükselteç devresinin AC eş değeri
Şekil 1.14: Transistörlü temel yükselteç devresi ve AC eş değeri
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 amacı da bu kazancı sağlamaktır. 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.
Örneğin şekil 1.14’te görülen yükselteç devresinin gerilim kazancı AV;
AV 
VO
Vg
16
Beta (ß) ve Alfa (α) kazançları
β akım kazancı, ortak emiter bağlantıda akım kazancı olarak da adlandırılır. Bir
transistör için β akım kazancı, kolektör akımının beyz akımına oranıyla belirlenir.
β=
IC
IB
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 hFE olarak da tanımlanır.
β = hFE
Kolektör akımını yukarıdaki eşitlikten;
IC= β.IB
olarak tanımlayabiliriz. Transistörde emiter akımı; IE=IC+IB idi. 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 oranı olarak tanımlanır.
α=
IC
IB
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 tarafı IC’ye
bölünürse;
α DC=IC/IE ve βDC=IC/IB olduğundan, yukarıdaki formüle yerleştirilirse;
değeri elde edilir. Buradan her iki akım kazancı arasındaki 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
büyük miktarlarda değişime neden olacağı yukarıdaki formülden görülmektedir.
17
Örnek : Bir transistörün β akım kazancı değeri 200’dür. Beyz akımının 75µA olması
durumunda, kolektör akımı, emiter akımı ve α akım kazancı değerlerini bulunuz.
Çözüm:
IC= 200. (75µA) IC= 150mA
IE=IC+IB=(1+ β)IB
IE= (1+200)75µA IE= 150,75mA
1.8. 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. Uluslararası Standart 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, uluslararası standartlara 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 benzeri şekilde kodlarlar. Kodlamada genel kural, önce iki veya üç harf
sonra rakamlar gelir. Kullanılan her bir harf anlamlıdır ve anlamları aşağıda ayrıntılı olarak
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.
18
İkinci Harf: Transistörlerin kodlanmasında kullanılan ikinci harf Avrupa Standardına
göre, transistörün kullanım alanlarını belirtir. 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 bazı transistörlerin kodlanmasında
üçüncü bir harf kullanılır. Üçüncü harf, ilk iki harfte belirtilen özellikler aynı kalmak
koşuluyla o transistörün endüstriyel amaçla özel yapıldığını belirtir. Örnek olarak; BCW245,
BCX56, BFX47, BFR43, BDY108, BCZ109, BUT11A, BUZ22 vb. gibi
1.8.1.2 Amerikan (Jedec) Standardı
Amerikan yapımı transistörler 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 rakamı transistör olduğunu, N harfi transistörün silisyumdan
yapıldığını ve 3055 imalat seri numaralarını belirtir.
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 yapıldığını C harfi NPN tipi yüksek frekans transistörü olduğunu ve 1384 imalat
seri numaralarını belirtir.
19
UYGULAMA
UYGULAMAFAALİYETİ
FAALİYETİ
Transistörün Anahtar Olarak Kullanılması Devresinin İncelenmesi
Amaç:
Bu uygulama faaliyetini başarı ile tamamladığınızda,
Transistörün anahtar olarak kullanılması devresini kurup çalıştırabileceksiniz.
Elektronik simülasyon programları ile devrenin çalışmasını inceleyiniz.
Kullanılacak Araç Gereçler:
1. Breadboard
2. Güç Kaynağı
3. AVO metre
4. Devre şemasında belirtilen elamanlar
Transistörün Anahtar Olarak Kurulup Çalıştırılması
S1
R3
470R
D1
R1
LED-BLUE
10K
Q1
B1
9V
BC237
R2
10K
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 S1 anahtarına bastığınız zaman
kontrol ediniz.
LED diyot yanmıyorsa ya
devreyi yanlış kurmuşsunuz ya
da devrede açık devre vardır.
Devreyi tekrar kontrol ediniz.
20
 Güç kaynağını aç devreye enerji uygula, devreyi Besleme
geriliminin
doğru
çalıştır.
ayarlandığından ve kısa devre
olmadığından emin olunuz.
 Devrenin çalışmasını takip ediniz.
Devrede ısınan parça olup
olmadığını kontrol ediniz. S1
anahtarına bastığınız zaman
LED’in yanması gerekir.
 Ölçüm
tablosunda
gerçekleştiriniz.
Anahtarın
Durumu
S1 Açık
S1 Kapalı
belirtilen
C-Ş (Volt)
ölçümleri Bunun
için
kullanınız.
B-Ş (Volt)
IB
multimetre
IC
Tablo 1.1. Sonuç değerlerini kaydedin ve yorumlayın
KONTROL LİSTESİ
Değerlendirme Ölçütleri
Araştırma faaliyetleri yaptınız mı?
Devre elemanları doğru 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 öngörülen şekilde çalıştınız mı?
Ölçme işlemleri doğru olarak yaptınız mı?
Sonuç tablosu eksiksiz doldurdunuz mu?
Tablo 1.2. Kontrol listesi
21
Evet
Hayır
ÖLÇME
ÖLÇMEVE
VEDEĞERLENDİRME
DEĞERLENDİRME
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 temaslı transistörler
2.
Aşağıdakilerden hangisi transistör terminallerine verilen isimlerden biri değildir?
A) Emiter
B) Anot
C) Beyz
D) Kolektör
3.
Transistörün aktif bölgede çalışma şartı aşağıdakilerden hangisidir?
A) Beyz-Kolektör arası ters, beyz-emiter arası doğru,
B) Beyz-Kolektör arası doğru, beyz-emiter arası doğru,
C) Beyz-Kolektör arası doğru, beyz-emiter arası ters,
D) Beyz-Kolektör arası ters, beyz-emiter arası ters polarmalandırılmalıdır.
4.
Transistör sağlamlık kontrolüne göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Doğru yönde beyz emiter arası değer gösterir.
B) Doğru yönde beyz-kolektör arası değer gösterir.
C) Kolektör-emiter arası bir yönde değer gösterir diğer yönde değer göstermez.
D) Kolektör-emiter arası her iki yönde de değer göstermez.
5.
Silisyum yarı iletken malzemeden yapılmış bir transistörün iletime geçmesi için
gerekli lanan minumum VBE gerilim 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 amacı gerilim kazancı sağlamaktır.
B) Transistör aktif bölgede çalışmaktadır.
C) Transistör doyum bölgesinde çalışmaktadır.
D) Devrenin kazancı AV 
VO
formülü ile hesaplanır.
Vg
DEĞERLENDİRME
Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek
kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız
sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz
Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz diğer faaliyete geçiniz.
22
ÖĞRENME FAALİYETİ–2
ÖĞRENME FAALİYETİ–2
AMAÇ
Bu faaliyette verilen bilgiler doğrultusunda FET’lerin genel yapısını ve temel
özelliklerini tanıyacak, devreye uygun FET’i seçerek FET uygulamalarını
gerçekleştirebileceksiniz
ARAŞTIRMA
Transistör varken neden FET gibi bir elamana ihtiyaç duyulmuştur? Araştırınız.
2. FET
2.1. FET Çeşitleri
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 kanallı ve 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
farklılıkları vardır. Bu konu daha sonra ayrıntılı anlatılacaktır.
23
2.2. JFET Yapısı ve Çalışması
JFET'ler; N kanallı ve P kanallı olmak üzere iki tipte üretilir. JFET'in fiziksel yapısı ve
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 kanallı ve P kanallı JFET'in yapısı ve sembolü
N kanallı JFET ile P kanallı JFET’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 gerilimler şekil 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.
24
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, VGG gerilimi 0V (şase) yapılırsa ve VDD besleme
kaynağı da 0V’dan başlayarak yükseltilirse kanal içerisinden geçen akım miktarı da artar.
Ancak n tipi kanalın jonksiyon direnci maksimum akım değerini sınırlar. V DD 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.
Şekil 2.4: JFET'in çalışması
25
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
akımı sebep olur. Şekil 2.5'te görüldüğü gibi VP noktasında, VDS artarken ID sabit 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 giriş empedansı çok yüksektir. (BJT’de 2 KΩ iken FET’lerde yaklaşık
100 M Ω)

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.
26
2.4. JFET’in Karakteristikleri
JFET'lerde; gate ucu, kanal bölgesini (azalma bölgesi) kontrol etmek için kullanılır.
Örneğin; n kanallı bir 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 kanallı JFET'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 ID akımı sıfıra düşebilir. Kanalın tamamen
kapanıp akım geçirmemesine neden olan ters gerilim değerine “gate-source daralma
gerilimi (pinch-off)” adı verilir: Bu değer “VP” ile ifade edilir. Yukarıdaki şekiller ve grafik
iyi incelendiğinde VDS'nin küçük değeri için, ID akımının lineer olarak arttığı görülür (şekil
2.6). VDS gerilimi artarken, kanalın daraldığı görülür.
FET'in bir diğer önemli karakteristiği ise, “Transfer Karakteristiği” olarak
adlandırılır. Transfer karakteristiği eğrisi; sabit bir drain-source (VDS) geriliminde, gatesource (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 VP ve IDSS değerlerini verir. Transfer karakteristiği eğrisi matematiksel olarak;
I D  I DSS  (1 
VGS 2
)
VP
eşitliği ile ifade edilir. Bu eşitlik veya bu eşitlikten çizilen transfer karakteristiği V P ve 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; V GS=0 olduğunda, eşitliğin
ID=IDSS durumunu sağladığı ve eğrinin dikey eksen ID'yi, IDSS değerinde kestiği görülür.
27
Diğer taraftan ID=0 için, eşitlik VGS=VP durumunu sağlar. IDSS ve VP değerleri imalatçı
kataloglarında verilir. Bu değerlerden yararlanılarak transfer karakteristiği çizilebilir.
Transfer karakteristiği eğrisinden ve değerlerden faydalanarak ID değerleri de hesaplanabilir.
Şekil 2.7: N ve P kanallı JFET'in transfer karakteristikleri
JFET'in çalışması grafiksel olarak şekil 2.8’deki drain çıkış karakteristiği yardımı ile
görülebilir. IDSS değeri, VGS=0 durumunda elde edilen akım seviyelerinin meydana getirdiği
eğriden okunur. VP değeri ise açık bir şekilde görülmez. Ancak VP değeri en alttaki VGS
eğrisinin değerinden biraz daha büyüktür. Karakteristikteki kesik çizgi, doyum akımının
aktığı noktalardan geçmektedir. Buna göre, kesik çizgi V DS=VP-VGS durumunu
göstermektedir. Bu çizgi genellikle drain karakteristiğinin bir parçası değildir, 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 V GS değeri 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.
28
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 arası iletkendir. Yani normal transistör gibi ölçülürken C-E arası kısa 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 parametreleri şunlardır.

Drain-Source doyma akımı (IDSS): Gate-Source
yapıldığında drain-source arasından akan akımdır.

Gate-Source kapama gerilimi (VP): Drain-Source kanalının kapandığı gerilim
değeridir.

Gate-Source kırılma gerilimi (BVGDS):Bu parametre belirli bir akımda drainsource 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.
29
eklemi
kısa devre
JFET transfer karakteristristiğinde iki önemli nokta IDSS ve VP değerleridir. Herhangi
bir noktadaki ID akımının değeri şu şekilde bulunur.
I D  I DSS  (1 
VGS 2
)
VP
Geçirgenlik VDS sabit iken drain akım değişiminin gate-source arası voltaj değişimine
oranıdır. Şu formülle hesaplanır.
gm=∆ID / ∆VGS
gm=
2  I DSS
VP
ID
I DSS
Örnek 2.1: IDSS=7,5 mA, VP= 4 V olan p-kanallı JFET elamanının drain akımını
VGS=2 Volt için bulunuz.
Çözüm:
I D  I DSS  (1 
VGS 2
)
VP
2
4
ID=7,5 mA (1- ) 2
ID=7,5mA.(0,5)2
ID=7,5.0,25
ID=1,875 mA
Örnek 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. Drainsource doyum akımının değerini bulunuz.
Çözüm:
I D  I DSS  (1 
VGS 2
)
VP
6,75 mA= IDSS(1-
1,5 2
)
6
6,75mA=0,5625. IDSS
IDSS=12 mA
30
2.7. JFET Polarmalandırılması (Kutuplanması)
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
polarmalı yükselteç devresi görülmektedir.
Şekil 2.9: Sabit polarmalı JFET'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 gatesource polarma gerilimi elde etmek için bir self polarma direnci RS kullanılmıştır. RS direnci
uçlarında ID x RS gerilim düşümü nedeniyle pozitif bir VS gerilimi 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 noktası source alındığında negatif değerde ölçülür.) Ölçülen bu negatif
gerilim gate-source arası polarma gerilimi VGS’dir. Gate-source arası polarma bağlantısı;
VGS=0 - ID . RD=ID . RS
olduğu devreden görülmektedir. Bu bağıntı transfer karakteristiği üzerinde gösterilir. Bunun
için iki ID değeri seçilir. JFET kesimde iken,
ID=0
olur. JFET iletimde iken ID;
ID=
VDD
RS  R D
31
Aşağıdaki şekilde self polarmalı JFET devresi görülmektedir.
2N5459
Şekil 2.10: Self polarmalı JFET devresi
2.7.3. Gerilim Bölücülü Polarma
JFET için kullanılan diğer bir dc polarma devresi şekil 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
farklı bir değerde tutulmasında durum değişir.
2N5459
Şekil 2.11: Gerilim bölücülü gate polarması
32
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.
2N5459
Şekil 2.12: FET’li temel yükselteç devresi
Bu devrede C1 kondansatörü, giriş sinyalini gate ucuna aktaran kuplaj
kondansatörüdür. C2 kondansatörü RS direncini AC sinyaller bakımından by-pass yapan (yan
geçit) kondansatördür. Yani AC sinyaller RS üzerinden değil C2 üzerinden geçer ve böylece
RS uçlarında AC gerilim düşümü olmaz. C3 kondansatörü de FET’in çıkış sinyalini bir
sonraki kata iletir.
2.9. Mosfet’lerin Yapısı, Çalışması 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-Oxide Semiconductor FET) 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 DMOSFET, 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 EMOSFET'in temel yapıları şekil 2.13'te verilmiştir. MOSFET’lerde tıpkı JFET’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. DMOSFET’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
oluşturması gerekir. Bunun için de gate ucuna gerilim uygulanması gereklidir.
33
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 yapısı ve şematik sembolü görülmektedir. Şekil 2.14
b’de ise p-kanal D-MOSFET’in yapısı ve şematik sembolü görülmektedir. N kanallı DMOSFET, 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 dışarı doğru ise p-kanal DMOSFET tanımlanır.
Şekil 2.14 a ve b: N kanal ve P kanal DE-MOSFET'in yapısı ve sembolü
34
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
artış olur. 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 V GS değerleri, daraltma
gerilimine (pinch-off) kadar drain akımını azaltır. Bu gerilimden sonra drain akımı hiç
akmaz. N kanallı D-MOSFET'in transfer karakteristiği, negatif gate-source gerilimleri için
JFET karakteristiği ile aynıdır ve pozitif VGS değerleri 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 kanallı D-MOSFET'ler çalışma esası bakımından 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 yapısı ve şematik sembolü şekil 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 yarı iletken malzemelerin tipleri terstir.
35
Şekil 2.16 a ve b: N kanallı ve P kanallı E-MOSFET'in yapısı ve 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 ve şekillendirilen N kanallı E-MOSFET'in
transfer ve V-I karakteristiği şekil 2.17'de gösterilmiştir.
Şekil 2.17: N kanallı E-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,
I D  k  (VGS  VT ) 2
eşitliği yardımıyla tanımlanabilir. Eşitlik yukarıdaki formülde yalnız VGS>VT şartı için
geçerlidir. Eşitlikte k sabitesi tipik olarak 0.3 mA/V 2değerinde olup elemanın yapısına bağlı
36
olan bir özelliktir. VGS=0 volt durumunda drain akımı akmadığı için 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 olmayışını belirtmek içindir. Bundan başka sabstreyt ucundaki ok P tipi
sabstreyti ve N kanalı gösterir.
P kanallı E-MOSFET’in sabstreyti, N tipi yarı iletkenden yapılır. P-kanallı EMOSFET'in çalışma prensibi N kanallı gibidir. Ancak, P kanallı da polarma kaynaklarının
yönü terstir. Akım taşıyıcıları oyuklardır. Negatif değerli eşik gerilimi aşılıncaya kadar drain
akımı yoktur. Daha büyük değerli negatif gate gerilimlerinde artan bir drain akımı vardır.
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
akımını veren formüller;
I D  I DSS  (1 
VGS 2
)
VP
I D  K  (VGS  VT ) 2 dir.
ve
MOSFET’lerde geçiş iletkenliği;
gm  2  k  (VGS  VT )
bağlantısı ile bulunabilir.
Örnek 2.3: Çoğalan tip MOSFET’te VGS=5 V, VT= 3V olduğuna göre drain akımını
bulunuz.
(k=0,3 mA/V2)
Çözüm:
I D  K  (VGS  VT ) 2
I D  0,3  (5  3) 2 V
ID=0,3mA/V2.4V
ID=1,2 mA
37
UYGULAMA
UYGULAMAFAALİYETİ
FAALİYETİ
MOSFET’in Zamanlayıcı Olarak Kullanılması Devresinin İncelenmesi
Amaç:
Bu uygulama faaliyetini başarı ile tamamladığınızda,
MOSFET’in zamanlayıcı olarak kullanılması devresini kurup çalıştırabileceksiniz.
Elektronik simülasyon programları ile devrenin çalışmasını inceleyiniz.
Kullanılacak Araç Gereçler:
1. Breadboard
2. Güç Kaynağı
3. AVO metre
4. Devre şemasında belirtilen elamanlar
MOSFET’in Zamanlayıcı Devresi Olarak Kurulup Çalıştırılması
D1
LED-BLUE
S1
R3
470
B1
3
9V
Q1
2N7000
2
1
C1
R1
47K
100uF
R2
1M
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 bağlantısını tespit ediniz.
38
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, Besleme
geriliminin
doğru
S1 anahtarına basınız ve devreyi çalıştırınız.
ayarlandığından ve kısa devre
olmadığından emin olunuz.
 Devrenin çalışmasını takip ediniz. S1 anahtarını Devrede ısınan parça olup
açınız, LED diyodun ne kadar süre sonunda olmadığını kontrol ediniz. S1
söndüğünü takip ediniz.
anahtarına bastığınız zaman
LED’in yanması gerekir.
 Devrenin zaman sabitesini hesaplayınız. R1 ve R2 T=R x C formülünü kullanınız.
dirençlerini değiştirerek LED’in yanma süresinde
ne gibi değişiklik olduğunu gözlemleyiniz.
KONTROL LİSTESİ
Değerlendirme Ölçütleri
Araştırma faaliyetleri yaptınız mı?
Devre elemanları doğru 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 öngörülen şekilde çalıştırdınız mı?
Ölçme işlemleri doğru olarak yaptınız mı?
Sonuç tablosu eksiksiz doldurdunuz mu?
Tablo 2.1. Kontrol listesi
39
Evet
Hayır
ÖLÇME
ÖLÇMEVE
VEDEĞERLENDİRME
DEĞERLENDİRME
1.
Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) JFET'in giriş empedansı çok 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 akımı hangi durumda geçer?
A) VGS gerilimi VP gerilim değerine eşit olduğunda.
B) VGS gerilimi VP gerilim değerinin yarı olduğunda
C) VGS gerilim değeri 0V olduğunda
D) VGS gerilimi - VP gerilim değerine eşit olduğunda.
3.
VDS sabit iken drain akım değişiminin gate-source arası voltaj 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. soruları doğru yanlış olarak 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 giriş empedansı yüksek MOSFET’lerin ise düşüktür.
9.
(
) MOSFET’ler Azaltan, Artıran ve Sabit tipi MOSFET olmak üzere 3 çeşittir.
Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız.
DEĞERLENDİRME
Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek
kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız
sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz
Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz diğer faaliyete geçiniz.
40
MODÜL DEĞERLENDİRME
MODÜL DEĞERLENDİRME
1.
Aşağıdakilerden hangisi kullanım amaçlarına göre transistör çeşitlerine girmez?
A) Anahtarlama devre transistörleri
B) Osilatör devre transistörleri
C) Amplifikatör devre transistörleri
D) Yüzey temaslı transistörler
2.
Aşağıdakilerden hangisi transistör terminallerine verilen isimlerden biri değildir?
A) Emiter
B) Anot
C) Beyz
D) Kolektör
3.
Transistörün aktif bölgede çalışma şartı aşağıdakilerden hangisidir?
A) Beyz-Kolektör arası ters, beyz-emiter arası doğru
B) Beyz-Kolektör arası doğru, beyz-emiter arası doğru
C) Beyz-Kolektör arası doğru, beyz-emiter arası ters
D) Beyz-Kolektör arası ters, beyz-emiter arası ters polarmalandırılmalıdır.
4.
Transistör sağlamlık kontrolüne göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Doğru yönde beyz emiter arası değer gösterir.
B) Doğru yönde beyz-kolektör arası değer gösterir.
C) Kolektör-emiter arası bir yönde değer gösterir diğer yönde değer göstermez.
D) Kolektör-emiter arası her iki yönde de değer göstermez.
5.
Silisyum yarı iletken malzemeden yapılmış bir transistörün iletime geçmesi için
gerekli olanan minumum VBE gerilim değeri kaçtır?
A) 0,4 Volt
B) 0,7 Volt
C) 0,9 Volt
D) 1 Volt
6.
Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) JFET'in giriş empedansı çok 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.
7.
Bir FET’te maksimum drain akımı hangi durumda geçer?
A) VGS gerilimi VP gerilim değerine eşit olduğunda
B) VGS gerilimi VP gerilim değerinin yarı olduğunda
C) VGS gerilim değeri 0V olduğunda
D) VGS gerilimi - VP gerilim değerine eşit olduğunda.
41
8.
VDS sabit iken drain akım değişiminin gate-source arası voltaj değişim oranına ne
denir?
A) IDSS
B) gm
C) VGS
D) ID
9.
Aşağıdakilerden hangisi JFET parametrelerinden değildir?
A) VP
B) VGS
C) IDSS
D) VCE
10.
Aşağıdakilerden hangisi FET polarma yöntemlerinden değildir?
A) Değişken polarma
B) Sabit polarma
C) Self polarma
D) Gerilim bölücülü polarma
DEĞERLENDİRME
Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek
kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız
sorularla ilgili öğrenme faaliyetine dönerek tekrar inceleyiniz.
42
CEVAP ANAHTARLARI
CEVAP ANAHTARLARI
ÖĞRENME FAALİYETİ-1CEVAP ANAHTARI
D
D
A
C
B
A
C
1
2
3
4
5
6
7
ÖĞRENME FAALİYETİ–2 CEVAP ANAHTARI
D
C
B
D
A
Doğru
Doğru
Yanlış
Yanlış
1
2
3
4
5
6
7
8
9
MODÜL DEĞRLENDİRME CEVAP ANAHTARI
D
B
A
C
B
D
D
B
D
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Cevaplarınızı cevap anahtarları ile karşılaştırarak kendinizi değerlendiriniz.
43
KAYNAKÇA
KAYNAKÇA

BEREKET Metin, Engin TEKİN, Atölye ve Laboratuvar 2, İzmir 2003.

Peynirci h. refik, Hikmet ÖZATA, Temel Elektronik, İzmir 2001.

YAĞIMLI Mustafa, Feyzi AKAR, Elektronik.

YARCI Kemal, Elektronik 2, Ağustos 2002.

Mersin Üniversitesi Web sitesi
www.mersin.edu.tr

silisyum.net Web Sitesi
http://www.silisyum.net/htm/opamp/opamp.htm
44