Npn Transistörün Çalışması

Güncelleme 16/08/2024

1. N Bölgesindeki Gelişmeler

Şekil 1’den takip edilirse;

Emiter ve collectorü oluşturan N bölgesindeki, çoğunluk taşıyıcılar,elektronlar şu şekilde etkilenir;

• V_CB besleme kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisinde kalan, gerek emiter,
  gerekse de collector bölgesi elektronları V_CB kaynağına doğru akar. Bu akış I_C collector
  akımını yaratır.
• Aynı anda V_EB kaynağının negatif kutbundan ayrılan elektronlar da emitere geçer. Bu geçiş
  I_E emiter akımını yaratır.
• P bölgesinden geçemekte olan elektronlardan bir miktarıda V_EB besleme kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle V_EB ‘ye doğru akar. Bu akış I_Bbeyz akımını yaratır.

Son olarkada V_CB ‘nin negatif kutbundaki elektronlar, V_EB ‘nin pozitif kutbuna geçiş
yaparak akım yolunu tamamlar. Böylece devrede bir akım doğar.

Şekil 1 – NPN transistörde elektron ve pozitif elektrik yüklerinin hareketleri

(—>) : N bölgesindeki ve dış devredeki elektron akış yönü
(++>) : P bölgesindeki pozitif elektrik yükü (oyuk) akış yönü
(—>) : Dış devredeki akım yönü.
: Verici katkı maddesi atomu (N bölgesindeki etkisiz pozitif iyon)
: Alıcı katkı maddesi atomu (P bölgesinde etkisiz negatif iyon)
“+” : Pozitif elektrik yükü (oyuk)(P bölgesindeki akım taşıyıcılar)
“-” : Elektron (N bölgesindeki akım taşıyıcılar

2. P Bölgesindeki Gelişmeler

NPN transistörde beyz P tipi kristaldir.

P tipi kristaldeki “+” yükler (oyuklar) şu şekilde aktif rol oynamaktadır:

• P tipi kristaldeki katkı maddesi atomlarının dış yörüngesinde üç elektron var. Bir elektronu
  katkı maddesi atomlarına veren Ge ve Si atomları, pozitif elektrik yükü (oyuk) haline
  gelir ve bunlar çoğunluktadır.
• Şekil 1 ‘de görüldüğü gibi VEB besleme kaynağının pozitif (+) kutbunun itme kuvveti
  etkisi ve negatif kutbunun da çekme kuvveti etkisiyle, beyzden emitere doğru bir pozitif
  elektrik yükü (oyuk) hareketi başlar. Diğer bir ifadeyle, emiterden beyz ‘e doğru elektron
  hareketi başlar.
• Yine collectorde. Azınlık taşıyıcılar durumunda olan çok az sayıdaki “+” yükler (oyuklar),
  VCB kaynağının pozitif kutbunun itme kuvveti ve negatif kutbunun çekme kuvveti etkisiyle
  Şekil 1 ‘de görüldüğü gibi beyz elektroduna doğru hareket eder. Böylece çok küçük bir
  akım doğar. Bu akım, beyz collector diyodunun ters yön (kaçak) akımı olup ihmal
  edilebilecek kadar küçüktür.

ÖZETLE:

Yukarıda açıklanan hususların sonucu olarak, Şekil 2 ‘de özelliği olan elektrik yükleri gösterilmek suretiyle özet bir görüntü verilmiştir.

1. Şekilde büyük ok ile gösterilmiş olduğu gibi, emiter ve collector bölgesindeki elektronların büyük bölümü collector elektroduna doğru ve küçük bir bölümü de yalnızca emiterden beyz elektroduna doğru akmaktadır. Elektron akışı dış devrede de devam eder.
   Bu akış I_E, I_B ve I_C akımlarını yaratır.I_E = I_B + I_C ‘dir.Bu bağıntı her çeşit devre kuruluşunda ve her transistör için geçerlidir.
   Ancak I_B akımı I_C akımı yanında çok küçük kaldığından (I_B=0.02 I_C), pratik hesaplamalarda I_B ihmal edilir.
   I_E = I_C olarak alınır.
2. Katkı maddelerine ait, “+” ve “-” iyonların bir etkinliği olmadığından daire içerisine alınmıştır
3. Serbest elektronların çok hızlı hareket etmesi nedeniyle NPN transistördeki akım iletimide hızlı olmaktadır. Bu nedenle NPN transistörler yüksek frekanslarda çalışmaya daha uygundur.

Ayrıca, Şekil 2 ‘de, bir NPN transistörün, ters yönde bağlı iki NP ve PN diyot şeklinde düşünülebileceği de gösterilmiştir. Böylece, ters bağlı iki diyot devresinden akımın nasıl aktığıda kendiliğinden açıklanmış olmaktadır.

Şekil 2 – NPN trnasistörde akım iletimini sağlayan elektronların akış yönleri ve transistörün ters bağlı iki diyot halindeki görüntüsü