İçeriğe atla

Junction Field Effect Transistor

JFET iç yapısı

JFET (Junction Field Effect Transistor - birleşim yüzeyli alan etkili transistör) üretilen ilk alan etkili transistörlerdir (FET-Field Effect Transistör). JFET'ler üç bacaklıdır; G (Gate), S (Source) ve D (Drain). JFET'lerin G bacakları normal transistörlerin base bacağına, source bacakları normal transitörlerin emiter bacağına, drain bacakları ise normal transistörlerin kollektör bacaklarına benzetilebilir.

JFET'lerin giriş empedansları 100 MOHM dolayında olup çok yüksektir, çalışabildikleri frekans aralığı dardır. JFET'ler giriş empedanslarının yüksek ve elektrotları arasındaki kapasitenin düşük olması nedeniyle yüksek frekanslı elektronik devrelerde kullanılırlar.

Normal transistör ile JFET arasındaki tek fark, normal transistörün kollektör emiter arasındaki akımın, base'inden verilen akımla kontrol edilmesi, JFET transistörün ise gate 'inden verilen gerilimle kontrol edilmesidir. Yani JFET'ler gate ucundan hiçbir akım çekmezler. JFET'in en önemli özelliği de budur. Bu özellik içerisinde çok sayıda transistör bulunduran entegrelerde ısınma ve akım yönünden büyük bir avantaj sağlar.

JFET çeşitleri

Normal transistörlerin NPN ve PNP çeşitleri olduğu gibi JFET transistörlerinde N kanal ve P kanal olarak çeşitleri bulunmaktadır. Fakat genel olarak en çok N kanal JFET'ler kullanılır.

N Kanallı JFET

N kanal JFET transistörler iki adet P ve bir adette N maddesinin birleşiminden meydana gelmiştir. Gate ucuna uygulanan gerilim ile Drain ve Source uçları arasındaki direnç değeri kontrol edilir. Gate ucu 0V tutulduğunda, yani D ucuna birleştirildiğinde P ve N maddeleri arasındaki nötr bölge genişlemeye başlar. Bu durumda D ve S uçları arasından yüksek bir akım akmaktadır. D ve S uçları arasına uygulanan gerilim seviyesi arttırıldığı takdirde ise bu nötr bölge daha da genişlemeye başlar ve akım doyum değerinde sabit kalır. Gate ucuna eksi değerde bir gerilim uygulanması durumunda ise nötr bölge daralır. Akım seviyesi de gate ucuna uygulanan gerilim seviyesine bağlı olarak düşmeye başlar. Bu sayede D ve S uçlarındaki direnç değeri yükselir.

P Kanallı JFET

P kanal JFET transistörlerin çalışma sistemi de N kanal JFET 'lerle aynıdır. Tek farkı polarizasyon yönünün ve P N maddelerinin yerlerinin ters olmasıdır. Yani gate ucuna pozitif yönde polarizasyon verdiğimizde D ve S uçları arasındaki direnç artar, akım düşer. Gate ucu 0V iken ise akım doyumdadır.

JFET'lerin avantajları

  • JFET'ler anahtar olarak kullanıldıklarında sapma gerilimleri yoktur.
  • JFET'ler bipolar transistörlere göre daha az parazit ile (gürültü) çalışırlar.
  • JET'lerin sıcaklık kararlılıkları yüksektir, yani sıcaklık değişimlerinden az etkilenirler.
  • JFET'lerin gövdeleri küçük olduğundan entegrelerde çok kullanılırlar.

JFET'lerin dezavantajları

  • JFET'lerin dezavantajı çalışabildikleri frekans aralığının (bant genişliği) dar olması ve çabuk hasar görebilmeleridir.
  • Mosfetler ve JFET'ler arasındaki en önemli fark da mosfetlerin bant genişliğinin çok daha fazla olmasıdır.

Kaynakça

İlgili Araştırma Makaleleri

Boole cebiri değişkenlerin değerinin doğru ve yanlış olabildiği bir cebir altkoludur. Doğru ve yanlış değerleri genelde sırasıyla 1 ve 0 olarak ifade edilir. Değişken değerlerinin sayı, işlemlerin ise toplama ve çarpma olduğu temel cebrin aksine Boole cebrinde ∧ işareti ile ifade edilen "ve", ∨ işareti ile ifade edilen "veya", ¬ ile ifade edilen "değil" işlemleri bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Elektronik devre elemanları</span> elektronik devreyi meydana getiren ögeler

Elektronik devre elemanları, elektrik devresinin çalışabilmesi için kullanılan parçalara denir. Aktif ve pasif devre elemanları olarak iki gruba ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Kondansatör</span> Ani yük boşalması amacıyla kullanılan devre elemanı

Kondansatör ya da sığaç veya yoğunlaç, elektronların kutuplanıp elektriksel yükü elektrik alanın içerisinde depolayabilme özelliklerinden faydalanılarak bir yalıtkan malzemenin iki metal tabaka arasına yerleştirilmesiyle oluşturulan temel elektrik ve elektronik devre elemanı. Piyasada kapasite, kapasitör, sığaç gibi isimlerle anılan kondansatörler, 18. yüzyılda icat edilip geliştirilmeye başlanmış ve günümüzde teknolojinin ilerlemesinde büyük önemi olan elektrik-elektronik dallarının en vazgeçilmez unsurlarından biri olmuştur. Elektrik yükü depolama, reaktif güç kontrolü, bilgi kaybı engelleme, AC/DC arasında dönüşüm yapmada kullanılır ve tüm entegre elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanıdır. Kondansatörlerin karakteristikleri olarak;

<span class="mw-page-title-main">Diyot</span> Yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanı.

Diyot, yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanıdır. Bir yöndeki dirençleri ihmal edilebilecek kadar küçük, öbür yöndeki dirençleri ise çok büyük olan elemanlardır.

<span class="mw-page-title-main">Ohm kanunu</span> iki nokta arasındaki iletken üzerinden geçen akımın, potansiyel farkla doğru; iki nokta arasındaki dirençle ters orantılı olması

Ohm yasası, bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki iletken üzerinden geçen akım, potansiyel farkla doğru; iki nokta arasındaki dirençle ters orantılıdır.

<span class="mw-page-title-main">Tristör</span> kontrollü yarı iletken bir anahtarlama elemanı

Tristör, kontrollü yarı iletken bir anahtarlama elemanıdır. SCR olarak da bilinirler. SCR silikon kontrollü doğrultucu anlamına gelmektedir. Özellikle güç elektroniği devrelerinde kullanılan tristörler çok hızlı açma ve kapama özelliğine sahiptirler. Son teknikle saniyede 25.000 defa açıp kapama yapan tristörler yapılmıştır. Dört katlı bir yarı iletkenden meydana gelen tristörler (P-N-P-N) kapı (gate) ucu ile iletken yapılabilmektedir. Doğru akım ve Alternatif akımla çalışırlar. Her yönlü akım geçirirler. Anot-Katot ve gate olmak üzere üç bağlantı ucu mevcuttur. Yüksek güçlü tristörlerde anot geniş bir taban üzerine tespit edilir. Bu tristörün hem kolay soğutulmasını hem de kolay monte edilmesini sağlar. Katot kalın bir kablo ile gate ucu ince bir bükülebilir kablo ile çıkartılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Transistör</span> Devre elemanı

Transistör veya geçirgeç girişine uygulanan sinyali yükselterek gerilim ve akım kazancı sağlayan, gerektiğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılan yarı iletken bir elektronik devre elemanıdır. BJT çift birleşim yüzeyli transistördür. İki N maddesi, bir P maddesi (NPN) ya da iki P maddesi, bir N maddesi (PNP) birleşiminden oluşur. Transistör üç kutuplu bir devre elemanıdır. Devre sembolü üzerinde orta kutup Base (B), okun olduğu kutup Emitter (E), diğer kutup Collector(C) olarak adlandırılır. Base akımının şiddetine göre kollektör ve emiter akımları ayarlanır. Bu ayar oranı kazanç faktörüne göre değişir. Transistörler elektronik cihazların temel yapı taşlarındandır. Günlük hayatta kullanılan elektronik cihazlarda birkaç taneden birkaç milyara varan sayıda transistör bulunabilir.

<span class="mw-page-title-main">Öz empedans</span>

Öz direnç (Empedans), maddenin kimyasal özelliğinden dolayı direncinin artması ya da azalmasına neden olan her maddeye özgü ayırt edici bir özelliktir. Farklı maddelerin empedansları aynı olabilir ama öz dirençleri aynı olamaz. R= Lq/Q dur. (Rezistif Direnç= Uzunluk*öz direnç/kesit, Alternatif akım'a karşı koyan zorluk olarak adlandırılır. İçinde kondansatör ve endüktans gibi zamanla değişen değerlere sahip olan elemanlar olan devrelerde direnç yerine öz direnç kullanılmaktadır. Öz direnç gerilim ve akımın sadece görünür genliğini açıklamakla kalmaz, ayrıca görünür fazını da açıklar. DA devrelerinde öz direnç ile direnç arasında hiçbir fark yoktur. Direnç sıfır faz açısına sahip öz direnç olarak adlandırılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Zener diyot</span> Uçlarına uygulanan gerilimi sabit tutmaya yarayan diyotlar

Zener diyot, P ve N tipi yarı iletken malzemelerden oluşmuştur, silikon yapılıdır. Uçlarına uygulanan gerilimi sabit tutmaya yarayan diyotlardır. Zener diyotlar belli bir gerilim değerine kadar akım geçirmezler. Bu gerilime kırılma ya da zener gerilimi (Vz) adı verilir. Devreye doğru yönde bağlandığı zaman normal bir diyot gibi çalışır. Ters yönde bağlandığı zaman ise kırılma gerilimine kadar iletime geçmez, kırılma gerilimi aşıldığında ise çığ etkisi şeklinde akım geçirir ve iletime geçer. Ters gerilim kalkınca, zener diyot da normal haline döner. Zener diyotlar ters polarlamada çalıştıkları için devreye ters bağlanırlar. Zener noktası değeri üretim aşamasında katkı maddesi miktarı ayarlanarak belirlenir.

<span class="mw-page-title-main">MOSFET</span> Elektronik devre bileşeni

Metal oksit yarı iletken alan etkili transistör bir tür alan etkili transistör (FET)’dür ve daha çok silisyum'un kontrollü oksitlenmesi ile üretilir. Voltajı cihazın iletkenliğini belirleyen yalıtımlı bir kapısı vardır. Uygulanan voltaj miktarıyla iletkenliği değiştirme özelliği, elektronik sinyal’lerin güçlendirilmesi veya değiştirilmesi için kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Topraklama</span>

Topraklama, elektrikli cihazların herhangi bir elektrik kaçağı tehlikesine karşı gövdelerinin bir iletkenle toprağa gömülü vaziyetteki "topraklama" sistemine bağlanması yöntemi. Böylece cihazda elektrik kaçağı varsa, dokunduğumuzda elektrik akımı bizim üzerimizden değil, direnci daha az olan toprak hattı üzerinden geçer ve çarpılma tehlikesi ortadan kalkmış olur.

<span class="mw-page-title-main">Varistör</span>

Varistör, elektronik devre elemanı olan varistör doğrusal olmayan bir direnç özelliği gösterir.

Elektrik mühendisliğinde, düğüm analizi, düğüm-voltaj analizi veya kol akımlar metodu bir elektrik devresinde kolların birbirine bağlandığı düğümler arasındaki gerilimleri belirleyen bir yöntemdir. Bir devrede her biri birbirine bağlı olan herhangi bir noktadaki akım veya gerilimleri çözmek için Kirchhoff kanunları kullanılır.
Bu, çoğu farklı devre elemanlarını modellemede çok kullanışlı bir yöntemdir. işlemsel yükselteçler gibi aktif devre elemanları bu analize eklenebilir. Bu elemanlar basit veya istenildiği kadar karmaşık olabilir. Örneğin; Farklı sayıda transistör modelleri düğüm analizinde kullanılabilir. Elemanların sadece lineer olması yeterlidir.

<span class="mw-page-title-main">Alternatif akım</span>

Alternatif akım, genliği ve yönü periyodik olarak değişen elektriksel akımdır. En çok kullanılan dalga türü sinüs dalgasıdır. Farklı uygulamalarda üçgen ve kare gibi değişik dalga biçimleri de kullanılmaktadır. Bütün dalgalar birbirlerine elektronik devreler aracılığı ile çevrilebilir. Devrede kondansatör, diyotlar, röleler ile bu çevrim yapılabilir.

Empedans uygunluğu elektronikte maksimum güç transferi için gereken kaynak ve yük empedansları arsındaki ilişkidir. Fizikte hemen hemen daima üretilen gücün yüke en yüksek verim ile aktarılması yani maksimum güç transferi yapılması hedeflenir. Elektronik devrelerde maksimum güç transferi için, yük empedansı kaynağa göre ayarlanır.

Kısa devre bir elektrik veya elektronik devrede bir hata sonucu direncin aşırı düşük olması olayıdır. Bu durumda devre aşırı akım çeker ve şayet koruma devresi yoksa, kaynağın arızalanması, aşırı sıcaklık ve yangın tehlikesi oluşur.

<span class="mw-page-title-main">UJT transistorü</span>

UJT tek bileşimli transistör. Özellikle transistörlerin iletken yapılması için geliştirilmiş bir yarı iletken elektronik devre elemanıdır. Kontrollü olarak akımı tek yönde ileten bir transistor türüdür. Çoğunlukla periyodik tetiklemeler için bir Osilatör devresi ya da doğrusal testere dişi dalga üretmek için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Karakteristik empedans</span> bir düzgün iletim hattında, yansımasız durumda, hat üzerinde ilerleyen gerilim dalgası ile akım dalgasının genlikleri oranı

Karakteristik empedans, bir düzgün iletim hattında, yansımasız durumda, hat üzerinde ilerleyen gerilim dalgası ile akım dalgasının genlikleri oranı. Genellikle ile gösterilir. SI'da empedans birimi ohmdur. Kayıpsız iletim hatlarında karakteristik empedans sadece reel kısımdan oluşur; bir başka deyişle imajiner kısım içermez. Karakteristik empedansın dirence benzediği bu durumda, hatta bağlı kaynaktan gelen güç, sonsuz uzunluktaki hattın diğer ucuna iletilir ama iletim sırasında hatta herhangi bir güç harcanması söz konusu değildir. Karakteristik empedansına eşit büyüklükte bir yükle sonlandırılmış, sonlu uzunluktaki bir iletim hattı sonsuz uzunluktaymış gibi davranır.

<span class="mw-page-title-main">Tek atom transistörü</span>

Tek atom transistörü kontrol edilebilen ve tersinir hareketler yapabilen bir atom ile bir elektrik devresini açıp kapamaya yarayan bir transistördür. Tek atom transistörü 2004 yılında Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nde Prof. Thomas Schimmel ve bilim adamlarından oluşan ekibi tarafından icat edildi ve tanıtıldı. Kontrol elektroduna uygulanan küçük bir voltaj vasıtasıyla, tek bir gümüş atomu minik bağlantı noktasının içine ve dışına doğru tersinir hareketler yapar. Bu da elektrik bağlantı noktasının açılıp kapanmasına sebep olur.

Seri ve paralel devreler elektrik mühendisliğinde devre elemanlarının bağlanış şekillerini ifade eder. Seri devrelerde devre elemanları aynı hat üzerinde her elemanın çıkışı bir sonrakinin girişine bağlanacak şekildedir. Bütün elemanlar üzerinde aynı akım akar. Fakat devre elemanları üzerindeki gerilim farklı olabilir. Paralel devrelerde ise bütün elemanların girişleri de çıkışları da ortaktır. Bütün elemanların üzerindeki gerilim eşittir. Buna karşılık devre elemanları üzerinde akan akım farklı olabilir.