a)Transistörün çalışma bölgeleri ve kullanım alanları :
Transistör elektronikte kullanılan en önemli elemanlardan biridir. Kullanıldığı yerleri birkaç madde altında sınırlamak zordur. Genel olarak, işlevi açısından yükseltme, anahtarlama, tamponlama vb amaçlar için kullanıldığını söyleyebiliriz.
Transistörde üç çalışma bölgesi vardır. Bunlar kesim, aktif ve doyum bölgeleridir. Kesim bölgesinde transistör yalıtım durumundadır. Aktif bölge akım yükseltme işlevini gerçekleştirdiği bölgedir. Doyum ise sabit ve maximum akım değerinde çalıştığı durumdur.
b)Transistörün kesimdeki gerilim ve akım değeri:
Kesim durumunda Ib ve Ic akımları sıfır olmaktadır. Bu yüzden Rc direnci üstüne düşen gerilim VRc = 0 x Rb = 0 volt olur. Yani V2 geriliminin tamamı Transistörün kollektör ile emiteri arasında görülür. Beyz ile emiter arasında gerilim gözükmez, çünkü kesim durumunda beyz’e voltaj uygulanmaz.
c)Transistörün doyumdaki gerilim ve akım değeri:
Transistöre uygulanan V2 gerilimi ile Rc direnci üstüne düşen gerilim birbirine eşit olduğu durumda transistör doyumda çalışır. Bu durumda kollektörden Icmax akımı geçer ve değeri V2 / Rc ‘ye eşit olur. Kollektör emiter voltajı ise sıfırdır. Transistör iletimde olduğu için baz emiter voltajı yaklaşık 0,7 volt’tur. Baz akımı Icmax’ın B’ya bölünmesinden hesaplanır. Baz akımı doyum değerinden sonra arttırılsa bile Ic akımı Icmax değerinde sabit kalır.
d)Transistörlerin anahtar elemanı olarak üstünlükleri:
Avantajları:
1)Hızlı çalışırlar.
2)Gürültüsüz çalışırlar.
3)Ark (kıvılcım) aralığı bulunmaz.
4)Periyodik bakıma ihtiyaç göstermezler.
Dezavantajları:
1)Isıdan ve elektriki gürültüden etkilenirler
2)Kumanda devreleri ve güç devreleri birbirinden bağımsız değildir.
Transistör doyumdayken tamamıyla iletkendir. IC akımı en üst seviyede, VCE gerilimi sıfırdır. Transistörün çalışması demek Beyz (B) ve Emiter (E) kutubu doğru yönde, Beyz (B) ve Kollektör (C) kutbu ters yönde polarlanması demektir. Bu çalışma biçimine ise transistörün aktif bölgede çalışması adı verilir.
Beyz (B) akımı olmadan, Emiter (E) ve Kollektör (C) kutbundan akım geçmez, bu olaya transistör kesimdedir denir.
Şekildeki devrede 10K lık potansiyometre ile transistörün beyzinden geçecek akım kontrol edilebilmektedir. Potansiyometrenin direnci ne kadar az ise akım kolay yolu seçerek potansiyometre üzerinden geçecektir. Bu direnci artırdıkca potansiyometre üzerinden geçen akım azalır beyzden geçen akım artar ve transistörü doyuma ulaştırır. Kollektörden emitere doğru akım geçişine izin verilir. Bu akım rölenin bobin uçlarından da geçeceğinden rölenin kontakları konum değiştirir. Normalde açık olan kontak kapanır ve LED yanmaya başlar. Böylece Beyzden geçen çok küçük bir akımı kontol ederek rölenin bobin akımı kontrol edilir. Kullanılacak rölenin duruma göre kontaklarıyla 220 volt gerilimi dahi kontrol edilebilir.
Transistörün anahtar olarak kullanımı ile ilgili örnek problem:
Örnek 1: Şekildeki devrede transistörü doyuma getiren en küçük beyz akımını bulunuz?
Icmax = V2/Rc = 12 / 5K = 2,4 mA
Ib = Icmax / B = 2,4 / 50 = 48 uA
Örnek 2: Beta değeri 100 olan bir transistörün beyzine 25uA akım verilmektedir. V2 voltajı 12 V ve Rc direncinin değeri 6K ise bu tansistörün hangi bölgede çalıştığını bulunuz?
Eğer B x Ib > Icmax ise transistör doyum bölgesindedir.
Icmax = V2/Rc = 12 / 6K = 2 mA
B . Ib = 100 . 25uA = 2,5 mA bu değer Icmax’tan büyük olduğu için transistör doyum bölgesinde çalışmaktadır.
