okey oyna

Transistör Nedir?

Transistör

Transistör nedir ve ne işe yarar sorularını sizler için cevapladık.

Transistör Nedir?

Her ne kadar ismini az duysak da transistör elektrik devreye sahip her cihazın vazgeçilmez bir parçası. Bilgisayarlardan radyolara kadar hem tarihte hem de günümüzde devrim yaratma gücüne sahip transistör nasıl çalışır ve transistör ne işe yarar sorularının cevapları yazımızda.

Teknoloji dünyasında çığır açan transistörler dijital devrimin yapı taşı olarak kabul ediliyor. Eğer transistör icat edilmeseydi, bugün sürekli kullandığımız akıllı telefon, bilgisayar ve otomobiller şimdi olduğundan çok daha farklı bir donanıma sahip olurdu. 20 yıl önceki bilgisayarlardan kat kat güçlü olan akıllı telefonların cebimize girmesini sağlayan şey ise transistörler.

Oldukça basit gözüken ancak karmaşık bir yapıya sahip olan transistörün ne olduğunu ve nasıl çalıştığını hiç merak ettiniz mi? Elektronik endüstrisinde kullanım alanı oldukça yaygın olan transistörlere daha yakından bakacağız.

Transistör Ne İşe Yarar?

Transistör, elektronik devrelerde dolaşan küçük devre akımlarını yükseltip alçatabilen ve gerilimleri kontrol edebilen yarı iletken bir devre elemanıdır. Kablolardaki, devre yollarındaki elektronları kontrol edebilen transistörler, bu sayede elektriği de kontrol eden cihazlar olarak tanınır. Ayrıca devrede anahtarlama görevini de yerine getirebiliyorlar.

Transistör sadece akımı iletmekle kalmaz, aynı zamanda devre kartından geçen gücü yükseltip azaltmaya da imkan sunar. Transistörlerin devre kartında genelde 3 bacağı bulunur. Bu bacaklardan birisine uygulanan akım ile diğer bacaklar arasındaki olan elektrik akımı, hassas bir şekilde kontrol edilebilir.

İşlemcilerdeki Transistör Sayısı

İşlemcilerde bu transistörlerden mikroskopik boyutlarda milyonlarcası bulunuyor. Buna bir örnek vermek gerekirse, Apple Silicon M1 işlemcisinde 16 milyar transistör yer alıyor. Bir işlemcide ne kadar fazla transistör varsa o kadar yüksek hız ve performans üretiliri. Bu transistörler birbirlerine ne kadar yakın olursa o kadar az enerji tüketilmiş olur.

Transistörlerin Kullanım Alanları

Elektronik endüstrisinde transistörün kullanılmadığı bir alan neredeyse yok diyebiliriz. Transistör, Bell firması tarafından önce sesi iletmek ve kontrol etmek için telefonlarda kullanılmaya başlandı. Daha sonra radyo, televizyon ve bilgisayar gibi günlük hayatımızın bir parçası oldu.

Bir devreye sahip herhangi bir cihazda transistör olması kaçınılmaz bir durum. Arduino’dan elektronik gitarımızı bağladığımız amfiye kadar her türlü elektronik devrede akımı ve gerilimi kontrol etmek için transistör bulunması gerekiyor.

Transistörün İcadı

Transistör 20. yüzyılın en büyük buluşlarından birisi olarak kabul edilmekle birlikte elektronik dünyasında çığır açan bir yenilik olarak görülüyor. İlk icat aslında transistörün kendisi değildi ancak onun ana hatlarını oluşturuyordu. İlk patent başvurusu bakır sülfürden oluşan üç elektrota sahip bir buluş yapan fizikçi Julius Edgar Lilienfeld tarafından yapıldı.

Patentin verilmesinden 20 yıl sonra, dünyanın en büyük telefon şirketlerinden birisi olan Bell bu icadı geliştirmeye başladı. Bell, Walter Houser Brattain ve John Bardeen’den oluşan bir ekip kurdu. İkili radyo ve telefon sinyallerinin kontrol edilmesinde termiyonik adı verilen vakum lambalarının yerini alabilecek bir devre için çalışmalara başladı.

Bir yıl geçmeden ekip yarı iletken olan germanyum elementinin ileride transistör adını alacak olan yükseltme devresi için kullanılabileceğini keşfetti. Hem fazla enerji tüketen hem de devasa yer kaplayan vakum lambalarının yerini daha küçük boyutlardaki transistörler almış oldu.

Vakumlu Lambaların Kullanımdan Kalkması

Vakumlu lambalar daha önce televizyonlardan telefon sistemlerine kadar birçok farklı alanda kullanılıyordu. Elektronik devreleri tamamlamak için kullanılan vakum lambaları, her ne kadar görevini yerine getirse de mühendisler için pek de kullanışlı bir çalışma prensibine sahip değildi.

Mühendisler transistörlerin hem daha uygun maliyetli olduğunu hem de daha istikrarlı çalıştıklarını fark edince, devrelerde vakumlu lamba kullanımına son verdi ve radyodan başlayarak çeşitli alanlarda transistör kullanmaya başladı.

Transistörler ve Vakumlu Lambaların Arasındaki Farklar

Mühendisler vakumlu lambaları kullanmadan önce onları ısıtmak zorunda kalıyordu. Kimi lambalar ısıdan patlarken, kimi de doğru sonuç vermekte başarısız oluyordu. Ancak transistörlerin akımı iletmesi için ısınmasına ihtiyaç yoktu ve devre tetiklendiği anda akımı iletebiliyordu.

Transistörler hem ısınmaya ihtiyaç duymadıkları hem de daha az voltajla çalışabildiği için vakumlu lambalara göre çok daha az enerji tüketimine ve çok daha uzun ömüre sahipti.

Vakumlu lambalar cam olduğu için kırılma riski vardı, ancak daha önce de belirttiğimiz gibi transistörler ya silikondan ya da germanyum elementinden oluşuyordu ve bu da kolay kolay zarar görmelerini engelliyordu.

Dünden Bugüne Transistörler

Daha önce de belirttiğimiz gibi eskiden bipolar jonksiyon transistör (BJT) transistörler bulunuyordu ve bu transistörler germanyum adlı yarı iletken elementten oluşuyordu. 20 yıl boyunca kullanılan germanyum transistörlerin yerini, teknoloji ilerledikçe yine yarı iletken olan silikonlardan oluşan MOSFET transistörler aldı.

Silikon transistörler, hem germanyuma göre daha düşük maliyetliydi hem de daha güvenilir sonuçlar elde ediyordu. Silikon transistörlerin bir diğer güzel yanı ise, kullanım isteğine bağlı olarak diğer metal ve oksit türleri ile birleştirilebilmesiydi.

Transistörlerin Bilgisayar Çağına Etkileri

Transistörler elektronik çağında büyük bir devrim yarattıktan sonra, cep boyutlarındaki ilk transistörlü radyo, Texas Instruments ve IDEA isimli 2 firma tarafından 18 Ekim 1954’te satışa sunuldu. Regency TR-1 adını verdikleri bu radyo, vakumlu lambalardan üretilen radyolara göre hem daha uygun fiyatlıydı hem de daha yüksek performans sağlıyordu.

Transistörlerin radyoları küçültebildiğini gören mühendisler, aynı olayın bilgisayarlarda da gerçekleşebileceğini düşündü. İlk bilgisayarlardan birisi olan ENIAC, sahip olduğu 17.000 vakumlu lamba nedeniyle yaklaşık 30 ton ağırlığındaydı. Mühendisler transistörlerin bilgisayarlarda da işe yarayabileceğini anlayınca bilgisayar endüstrisinde büyük bir devrim yaşandı.

Bilgisayar endüstrisinde kullanılmaya başlanan silikon transistör, bilgisayarın kısa sürede çok fazla sayıda hesaplama yapmasına imkan sundu. Bilgisayarlar karmaşık görevleri yerine getirmek için milyonlar, hatta milyarlarca transistöre ihtiyaç duyar ve mühendisler de zaman içinde akıl almaz sayıdaki transistörü bir çip üzerine yerleştirebilir hale geldiler.

Transistör Nasıl Çalışır?

BJT yani iki kutuplu eklem transistörler Base, Emiter ve Collector isimli 3 bacaktan oluşuyor. Bu devrede akım, Base bacağından gelir ve akım ya Collector’dan Emiter’e, ya da tam tersi olacak şekilde iletilir.

Transistörü anlatmak için kullanılan en yaygın örneklerden birisi, her evde bulunan muslukların yapısı ile açıklanabilir. Musluğun vanasını Base, su çıkış noktasını Emiter ve suyun geldiği vanayı da Collector olarak düşünürsek, Base’i yanı vanayı açtığımızda bir su akımı yaratmış oluruz. Suyun gidiş yönünü ise Collector ve Emiter arasında kontrol edebiliriz.

BJT transistörler NPN ve PNP transistör olmak üzere ikiye ayrılır. Her iki transistör de aslında neredeyse aynı görevi yapar, ancak devreye bağlanış şekli birbirinden farklılık gösterir. NPN transistörler pozitif baz akımına ihtiyaç duyarken, PNP transistörlerin çalışması için negatif baz akımına ihtiyaç duyulur.

BJT transistörün dışında bir de silikondan oluşan ve MOSFET isimli Gate, Drain ve Source olmak üzere yine 3 bacaktan oluşan transistörler bulunur. MOSFET transistörlerinin BJT’lerden en büyük farkı, akım yerine gerilimle tetiklenmesidir. MOSFET transistörler BJT’ye göre daha az ısındıkları için dijital elektronik devrelerde daha çok tercih ediliyor. Ancak BJT transistör kadar akım gücü elde edemiyor. MOSFET transistörler aynı zamanda silikondan oluştuğu için BJT transistörlere göre daha düşük maliyetlerle üretilebiliyor.

 879 defa okundu

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir