Transistör Nedir? Ne İşe Yarar?

Modern çağda elektrikli ve elektronik sistemler içerisinde vazgeçilmez bir ekipman olan transistör yakın geçmişte bugün hayatımızda var olan birçok elektronik cihazın geliştirilmesine büyük katkı sağlamıştır. 20. yüzyılda inşa edilen bir teknoloji olarak; elektronik alanda büyük bir keşif olduğu her zaman kabul edilmektedir. 

Transistör Nedir? 

Elektronik devre ve cihazlar içerisinde elektrik sinyallerinin kontrolünün gerçekleştirilmesi, daha güçlü hale getirilmesi ve işlenebilmesi açısından yarı iletken olarak kullanılan ekipman transistör şeklinde adlandırılır. 

Farklı bir tanım ile birlikte transistör elektronik sinyallerin ve gücün geçişini gerçekleştirebilen yarı iletken bir elektronik malzemedir. Üretiminde genellikle Germanyum ya da Silisyum gibi elementler veya Galyum Arsenit gibi bir bileşik kullanılır. 1940’lı yıllarda Walter Brattain ve John Bardeen ikilisine William Shockley’in eşlik etmesi sayesinde keşfedilmiştir. Bu üçlü ekip 1947 yılında ilk defa çalışan bir transistör geliştirirken, o dönemlerde çok daha önceden bu yana kullanılan vakum tüpleri yerine geçmeyi başarmıştır.

Daha eski dönemlerde elektronik devreler ve elektrikli cihazlar içerisinde bulunan vakum tüpleri büyük bir boyuta sahip olarak yüksek enerji tüketimi ve kırılgan yapıları ile hassas bir ekipman oluşturuyordu. Ancak transistör çok daha pratik ve küçük bir malzeme olarak uzun ömürlü kullanım ortaya koyarken, tükettiği enerji miktarı ise çok daha düşük bir yapıya sahipti. Transistör ise üç değişen katman olarak “e” katmanında emici bir yapı, “b” katmanında taban ve “c” katmanında da kolektör ile geliştirilmiştir. 

Katmanların her biri değişen bir yarı iletken malzeme ile arasında bağlantı sağlarken, tabanda akım kontrolü vasıtasıyla akımın nasıl akış gerçekleştireceğini kontrol eder. Daha sonrasında tabanda yaşanan en ufak bir değişim dahi kolektör ve emici arasında büyük bir akım değişimi ortaya çıkarır. Tam olarak da bu sayede transistör zayıf sinyalleri güçlü bir hale dönüştürebilir. Bir elektronik devre içerisinde sinyal kontrolü ve yükseltme açısından kullanılan bu malzemeler kendi içerisinde de değişen bileşenler ile bu iletişimi oluşturur. 

Transistör Ne İşe Yarar?

Transistör olarak adlandırılan malzeme elektronik devrelerde yükseltici vazifeye sahiptir. Giriş akımı bir ucundan ekipmana girerken, diğer ucunda çok daha büyük bir çıkış akımı ortaya koyar. Yani bu ekipman bir devrede istenilen noktada akım seviyesini yükseltmek için kullanılır. 

Elektronik sistemlerde ve elektrikli devrelerde akla gelen her noktada bu çalışma prensibi ile birlikte değerli bir ekipman anlamına gelir. Günümüzde transistör üretiminde akım değerini saniyenin 100 milyonda bir kadarı bir süre içerisinde iletebilen malzemeler üretilirken, bu teknoloji birçok noktada görülmektedir. Örneğin; her gün hayatımızın büyük bir alanını kapsayan cep telefonları, radyolar, televizyonlar ya da daha uç boyutta uzay araçları veya uydu cihazları transistör sayesinde çalışır. 

Ana işlevi yani faydası yükselteç olması ile birlikte bu cihazlar aslında devre içerisinde anahtarlama da gerçekleştirir. Bir bilgisayar içerisinde veya bir uçakta görülebilir. Örneğin; eski tarihlerdeki lambalı radyolar yerine transistörün icadı sonrasında transistörlü radyolar çıkmış ve radyo kullanımında dahi kısa sürede bir devrim elde edilmiştir. Hatta bu ekipmanı 1947 yılında icat eden üç bilim adamı 1956 yılında elektronikteki devrim niteliğindeki keşifleri için Nobel fizik ödülü almayı başarmıştır. 

Bir transistör yarı iletken malzeme ile üretim gerçekleştirilen bir ekipman olmak ile birlikte bu malzemenin iletkenlik niteliğini üzerine temas eden elektrik sinyalleri ile değişime uğratır ve bu sayede akım kontrolü sağlar. Giriş noktasına uygulanan gerilim, cihazın açık ya da kapalı konumunu belirlerken; voltaj düşük hale geldiğinde transistör kapalı hale gelir ve akımın durmasını sağlar. Tam olarak da bu nedenle bir anahtarlama gerçekleştirirken, gelirim yükseldiğinde de akım tekrar aktif hale gelir ve bu sayede de yükselteç görevini üstlenir. 

Transistör Çeşitleri Nelerdir?

Günümüzde bilinen transistör çeşitleri 4 farklı türe ayrılmaktadır. Bu çeşitler aşağıdaki listede sıralanabilir. 

• İlk olarak “Alan Etkili Transistör” yani FET türü ekipmanlar yer alır. Bu malzeme yarı iletken bir materyal üzerinde elektrik alanı etkisi ile çalışır. Kendi içinde de Metal Oksit Yarı İletken Alan Etkili Transistör ya da Yalıtkan Metal Yarı İletken Alan Etkili Transistör gibi türleri bulunur. Bu tür ekipmanların çok yüksek giriş empedansı bulunurken, çoğu zaman yüksek frekanslı işlemler için tercih edilirler. 
• Bipolar Junction Transistörü yani BJT temel çeşitlerden biri olmak ile birlikte NPN ya da PNP transistörler bu şekilde adlandırılır. İki farklı taşıyıcı birleşimi sayesinde bir p-n birleşimi sağlayan bu ekipmanlar, yüksek güçlü, frekansı yüksek ya da akım kazancını çok fazla ihtiyaç haline getiren uygulamalarda çok iyi bir performans ortaya koyarlar. 
• Darlington Transistörü ise genellikle iki ve hatta daha fazla BJT transistörün bir arada bulunduğu bir ekipman türüdür. İki farklı ekipman düşük giriş akımını ve yüksek kazancı ortaya koyarlar. 
• Son çeşit olan Unipolar Transistör ise FET olarak bilinse de BJT ile çok farklı bir çalışma yapısı ortaya koyar. Çünkü taşıyıcı tek bir tiptir ve en yaygın türleri arasında MOSFET olarak adlandırılan Field-Effect Transistör yer alır. 

Sayılan bu çeşitleri ile birlikte bu tip ekipmanlar günümüzde tüketici elektroniği olarak bilinen televizyon, radyo, hesap makinesi veya bir bilgisayar içerisinde yer alabilir. Akıllı telefonlar gibi mobil cihazlarda, evlerde veya işletmelerde bulunan, sinema salonlarındaki ses sistemlerinde ve telekomünikasyonda yerleri bulunmaktadır. Hatta günümüzde otomotiv sektöründe de transistör özellikle motor yönetimi ya da araç içerisindeki sensörlerde bir gereklilik olarak kullanılır. Günümüzde bu ekipmanlarda boyut giderek küçüldükçe daha güvenilir ve daha uzun ömürlü bir kullanım ortaya çıkarken, bilim insanları yine de alternatif malzemeler geliştirmeye ve daha güçlü bir transistör etkisi ortaya koyacak ekipmanlar keşfetmeye devam etmektedir. 

Sıkça Sorulan Sorular