Elektrik Mühendisliği · Sayı 8 · Temmuz 1957
TRANSİSTORLAR
Elektronik ve yarı iletkenler Teknik / bilimsel makale
- Yıl
- 1957
- Sayfa
- 3
- Okuma süresi
- 5 dk
- Görüntülenme
- 0
Konu
Anahtar kelimeler
- transistör
- germanium
- akım amplifikasyon faktörü
- topraklanmış emiter katı
- empedans
- alfa faktörü
Özet
Yazı, transistorların çalışma prensiplerini, akım amplifikasyon faktörü (alfa), giriş-çıkış empedansları ve farklı bağlantı şekillerine (topraklanmış gövde, emiter, kolektör) göre kazanç hesaplarını teknik formüllerle ele almaktadır; ayrıca transistorların frekans sınırlamaları ve ısınma sorunları tartışılmaktadır.
Tam metin
Metin PDF'ten otomatik çıkarılmıştır; tablo, şekil ve formüller eksik ya da hatalı olabilir. Özgün dizgi için PDF'e bakın.
Tecrübe ve işletme hatlaıında Koıon.ı
kayıplarının ölçülmesi.
3 — Ekstıa yüksek voltaj hatlarında koro
nadan dolayı meydana gelen radyo karıştırıl
mas'.nın nazari tahlili ve ölçülmesi.
4 — Diğer hususlar.
Grup 41 — İzolâsyon Koordinasyonu : 1 — Devre açıp kapamadaki dalga karakte ristikleri ve bu dalgalara maruz kalan izolas yonun hassaları. 2 — Paratonerlerin koı uma seviyeleri ile cihazların izolâsyon seviyesi arasında icap eden hududu tâyin eden esaslar ve metodları. Raporların Hazırlanması Hakkında Ma lûmat :
Rapotlar orijinal ve başka biı yerde tap edilmemiş olmalıdır.
Raporlar daha ziyade sınaî mahiyette cl malı, matematik formülle: le boğulmamalı, tıcaıı veya ilân propagandası yapar mahiyette olma malıdır
Rapoı tek bir mevzuyu ve teknik kıymeti haiz olup yenilikleri ihtiva etmeli ayni zaman
da özü havı ve kısa olmalıdır. İmalatçıların adlan mevzubahis edilmeme li ve mamuller (x, y, z.) imalâtçısına ait mal zeme diye adlandırılmalıdır.
Raporlar İngilizce veya Frans zca olarak 5 kopya olarak Odamıza gönderilmeli 16 sahl fcyı geçmemeli ve beher sahıfe vasatî 450 ke lime civarında olmalıdır.
Fazla şekil ve fotoğraf bulunmamalı ve ra pora ilâvesi muhakkak lüzumlu bulunan resim ve fotoğrafla nn orijinalleri çini mürekkeple iyi ce çizilmiş ve fotoğraf negatifleri net olarak raporla birlikte gönderilmelidir. Bunların eb'adı 25x34 cm. yi geçmemelidir.
Muhterem meslekdaşlarımız yukarıda adı geçen mevzularda kıymetli raporlarınızı haz'i layarak Odamıza göndermenizi rica eder, C.t.G R.£ huzurunda teknik sahada memleketimizin de bir varlık olduğunun gösterilmesine yardım edu ceğinize inanarak şimdiden teşekkürlerimizi sunarız.
İdare Hey'etı
T r a n s i s t o r l a r (Geçen sayıdan devaın)
Shockl ey'ın ispat etmiş olduğu gibi
UT
dir
qle
q elektron şarj miktarı
K Boltzman sabitesi
T = ısı derecesi, Kelvin olarak
Ie Emiter akımı
AKIM AMPLİFİKA8YON FAKTÖRÜ
Şekil 16, alfanın değerini veımektedır. Bu
faktör matematıki olarak sövle verilir
[
O 9$ ——— —o—
— f1
Şekil 16 da gösterildiği gibi alfanın buradaki Ueğeri takriben 0.98 dir, ve emiter akamı arttık ça alfa da artmaktadır. Alfanın elde edilebilen en yüksek değeri 0.9965 dar. Bu değer bahsetmekte olduğumuz saha birleşim transistorları içindir. Nokta birleşim transistorlarında bahsetmiş ol duğumuz gibi alfa bit den büyüktür.
GENEL OÖRÜŞ VE FORMÜLLER Bu tip transistorlarda alfa birden daima aşağı olduğundan bütün bağlantı şekilleıinde iş lemesi stabıldır. Böylelikle bu Uansıstoıhüi
'ZİL
0.9Z
c .2
c .t
/. 4
/i 0
I,
: /T
alfa
rm
re f rb
Bunun İspatı ilerde yapılacaktır, rm ve re
ye göre çok (büyük oWuklawndaa takriben şöyle gfösterilir
rm alfa
muhtelif şekillere bağlamakla muhtelif giriş ve çıkış empedanslan elde edilir, ilk olarak bütün bağlantı şekillerine şâmil olacak denklemleri ya zalım. Devre şekil 17 de gösterilmiştir. Şekil 18 ise bu devrenin 4 terminal sistemini göstermek tedir.
3.Ter m
•îr
kat giriş empedansı RL değerine ve çıkış empe dansn da Rg değerine aşağıdaki şekilde bağlıdır.
VI = II re + rb (II + 12) V3 = i m l i + 12 re + rb (II + 12) VI = 11 (re + rb) + rb 12 V2 = 12 (rc+rb) + II (rm + rb)
Bu denklem şu şekilde de yazılabilir :
VI = II (Ru) + (R12) 12 V2 = 12 (R22) + (R21) II
öyle W
re+rb = Rll
rc+rb = R22
r m + r b = R21
= R12
Bu denklemlere göre şekil 17 aşağıdaki şe kilde gösterilebilir (Bak şekil 19).
ıf2
5 e A// /9
Yukarıdaki devreye Rg iç empedansı olan bir Vg jeneratörü bağlandığı takdirde
VI = Vg — IlRg olur Çıkış devresine de değeri RL olan bir yük bağlandığı takdirde
V2 = RLI2 olur Böylelikle yukarıdaki denklemler şu şekil alırlar.
(Rll + Rg) II + R12 12 Vg R21I1 + (R22 + RL) 12 = O
Yük üzerindeki voltaja göre denklemleri ku rarsak (RL R21) Vg V2 = (Rll + Rg) (R22 + RL) — R12 R21
Devredeki güç kazancı : Yükün aldığı ener jinin (V22/RL) jeneratörden alınan enerjiye (Vg /4Rg) bölümüdür. Bu aşağıdaki şekilde ve rilmektedir.
G=
4 Rg RL R221 [(Rll + Rg) (R22 + RL)
— R12RJ1]1
Kazanç Rg ve RL değerlerine bağlıdır. Bun
ların değerleri transistorun çıkış ve giriş empe
<îan«larma uyduğu zaman kazanç âzamidir. Fa
SehL ZO
VI II re+rb (11+12) rmll=12 RL+rb (11+12) +I2re rmll = 12 (RL+rb + rc) + rtH
— rmI2 rbI2 12 =
RL+rb+rc
— 12 (rm+rb) RL+rb+rc
VI — Ilre+rbIl+rbI2 = II Rll + rbK
VI = II Rl _
II R12 R21 RL + R22
VI
GÎRlŞ EMPEDANSI
= Rll
II
R12 R21 RL+R22
Aynı şekilde çıkış empedansı da .bulunabilir.
V2 • •=• R a R22 — R12 R21
Rll+Rg
RI = Rg ve Ro RL müsavi oldukları tak
dirde empedanslar uygulanmış ve kazançta âza
midir. Bu duruma göre giriş empedansı
RI = R giriş ~ Rll (1 RI2 R21/R11 R22) 1/2
ve çıkış empedansı
RI = R giriş R l l (1 R12 R21/R11 R22) 1/2
Bu değerlere göre de âzami elde edilecek ka
zanç
O Azami
2R1 1
R11R22U + 1 R12 R21/R11R22]'
alfanın bulunuşu
alfa (dlc/dle)
Ve 12. R22+I1. R21 R21 alfa rz (dl2/dll) — R22
Ve = sabit rm+rb rc+rb
TOPRAKLANMIŞ GÖVDE KATI
SeA,/. 21
R. M. H. 8
fi v,
Yukarıdaki denklemlere göre hesaplandığı zaman tou şekil bağlantısıınn alçak giriş empe danadyle yüksek yük empedansı arasında kulla nılmaya elverişli olduğu görülür. Giriş empedansı bir kaç yüz ohm civarında olduğu halde çıkış empedansı bir kaç megaohm civarındadır. 40 ilâ 50 db güç kazancı elde edilebilir. Bu bağdantı şekil giriş ve çıkış katları arasında faz değişik liği yaratmaz.
I2 c1'
2*
TOPRAKLANMIŞ EMİTER KATI En çok kullanılan bağlantı şekli budur. El de edilebilen güç kazancı 50 db civarındadır. Kat lar arası kuplaj bu sistemde kolaylaştırılmıştır. Zira giriş empedansı topraklanmış gövde katına göre daha yüksek olduğu gibi çıkış empedansı da daha azdır. Giriş empedansı bir kaç yüz ohmun üstünde ve çıkış empedansı da bir kaç yüz ki loohm civarındadır. Giriş ve çıkış katlan arasında faz değişikliği vardır. Kuplaj transformatörü kul lanılmadan her kat arasında 30 db lik laır kazanç elde edilebilir. Giniş ve çıkış empedanslan da bağlı olup ufak değişiklikler yaratabilir.
TOPRAKLANMIŞ KOLEKTÖR KATI
Bu bağlantı şeklinde nisbeten az kazanç el de edilir. (15 ilâ 20 db arasında). Fakat bu bağ lantı şeklinde çok büyük giriş empedansı ve çok küçük çıkış empedansı mevcuttur. Giriş empe dansı megaohm civarında olduğu halde çıkış em pedansı 20 ilâ 25 ohm civarındadır. Bu bağlantı şekli normal lâmbalarda katod foloer katına te kabül eder. Çıkış voltajı giriş voltajından daha azdır. Giriş ve çıkış katları arasında faz deği şikliği yoktur.
FREKANB YETalLERÎ —GENEL İZAHAT — Transistorların katof frekansı transistorların fiziki yapıklarına ve bunları meydana getiren germaniumun evsafına tabidir. Fakat bunları kontrol eden ve hudutlandıran bazı hususlar var dır. Meselâ p tiptne verilen elektronların hepsi kolektör birleşim sahasında aynı süratle gitmez ler. Bazıları daha süretli, bazıları da daha yavaş olarak giderler. Bu hal frekans yükseldikçe artar ve en sonunda, evvel varan elektronlar sonra va ran elektronların tesirini sıfıra indirir. Buna ilâ veten kristal içinde hol'larm elektronlara nisbeten (süratleri daha azdır. Aynı zamanda transistorla rın n ve p tipi kısımları arasındaki intikal me safesi çok az olduğundan ıbu kısımlar çak büyük kapasitans yaratırlar. Bu da transistorların katof frekansına tesir eder. Aynı zamanda transistor ların en büyük düşmanı da ısınmadır. Harici te sirlerle ısınan bir transistor evsafının büyük bir kısmını kaybeder. Bu sebepüe transistorlar kul lanılırken bir redresör lâmbasının yanına hiç bir suretle yerleştirilmemelidir. Bugün için transis torlarda bir kaç vatın üstüne çıkamama sebebi ısınma tesiriyle evsafının değışmesidlr.
FAYDALANILAN KİTAP VE ESERLER
1. Proceedings of the İRE, July 1951, Propettıes and Application of n p n Transistora.
2. Proceedings of the İRE, March 1952, The Equ ivalent Circuit of Transistor.
3. Proceedings of the İRE, April 1952, Transistor Formlng Effects in n Germanium.
4. Radıo Television News, September 1952, Sur vey of Transistor Developments.
5. Radio Electronic Engineering Section, Decem ber 1952, The Transistor in Simple Gircuits.
6. Radlo and Television News, February 1956, Power Transistora.
7. Internationales Kalloquium über Halblelter und Phosphore, 1956 Ağustos 28 den Eylül 1 ine kadar, Garmiach Partenkirchen, Almanya.
8. Handbook of Semiconductor Electronics, Lloyd P. Hunter, McGraw Hill Book Company, 1956.