Transistör, elektronik tüplerin elektrik titreşimlerini genişletmekte kullanılan bir aygıttır. Bugün elde taşınabilecek küçüklükte TV alıcıları yapılabilmektedir. Bunun gibi, işitme aygıtları bir gözlüğün kulaklığına sığdırılabilmektedir. Bu aygıtların aslında çok daha büyük olmaları gerekirdi. Bir zamanlar, radyolar bile, taşınamrvacak kadar büvüktü. Televizyonların yüksekliği ise, bir insan boyunun yarısı kadardı.
Boyutlardaki bu küçülme, transister ve benzeri aygıtların bulunmasıyla sağlanmıştır. Modern radyo ve TV alıcılarında yüzlerce hatta binlerce transistör bulunmaktadır: Bunlar, eskiden kullanılan büyük radyo lambalarıyla aynı işi yapmaktadırlar.Transistorlar, lambalardan çok küçüktürler ve çok kere, santimetrenin kesirleri ölçüsündedirier. Cermanyum, siliken. selenyum gibi katı maddelerden vapılırlar. Korunmaları için, küçük metal kutular içine konurlar. içlerinde bir havasız kısım olmasına gerek yoktur. Çok sayıda telle, örneğin radyonun diğer kısımlarına bağlaturlar. Transistorların, radyo lambalarından devraldıkları işlerin en önemlilerinden biri, elektrik akımını kuvvetlendirme işidir. Elektrik akımını kuvvetlendiren düzenlere yükseltici (amplifikatör) adı verilir.
Eskiden bütün yükselticilerde radyo lambaları kullarulırdr. Günümüzde ise, çoğunda transistorkullarulrnaktadır.
Radyo lambalarının görev yapabilmeleri için sıcak olmaları gerekir. Isıtılmaları elektrik enerjisi ile olur. Dolayısıyle, ısınana kadar elektrik enerjisi kullanırlar. Oysa transistorların çalışmaları için sıcak olmalarına gerek yoktur. Dolayısıyla, transistorlu radyolar küçük pillerle de çalışabilirler.
Transistorlar, yarı iletken maddelerden vapılırlar. Bunlar, elektriği metaller kadar iyi iletmezler. Yarı iletken maddeler, transistorda, yapay kristaller şeklinde düzenlenirler. Kristaldeki atomlar. istenilen bir biçimde verleştirilir. Her atom, belirli bir yerde titreşim yapar; böylece, atomların ne kadar yer kaplıyacağı belli olur.
Resimde, germanyum elementinin kristal yapısı gösterilmektedir. Her germanyum atomunda 32 elektron vardır. Bunlar sıkı bir şekilde atoma bağIıdırlar. Dıştaki 4 elektron, atomu kristale bağlar. Bazen bu dört elektrondan biri, kendi atomurldan ayrılıp, kristal içinde yer değiştirebilir.
Yer değiştiren elektron, eksi (negatif) elektrik yükünü de birlikte taşır. Böylece, ayrıldığı atomda bir artı (pozitif) elektrik yükü oluşmuş olur. Ayrılan elektron, bir pozitif boşluk ortaya çıkarmıştır.
Cermanyum kristalindeki atomlar. normaloda sıcaklığında sürekli olarak titreşirler ve kristal içindeki yerlerini değiştirirler. Dolayısıyle kristal içinde her zaman serbest elektronlar bulunur.
Pozitif boşluklar, bu gezen elektronları çekmeye çalışırlar. Boşluk dolunca, bu kez elektronun geldiği yerde bir boşluk oluşur. Böylece, boşluklar kristal içinde sürekli olarak değişir.
Transistorlarda kullanılan yarı iletken kristaller, önce, istenmeyen atomlardanve diğer maddelerden arıtılır. Sonra, yarı iletken maddenin niteliğini artırmak için, bazı özel maddeler katılır. Örneğin, germanyuma arsenik atomları eklenir. Arsenik atomlarında dışta 5 elektron vardır. German-
. yumla karşılaştmlmca her arsenik atomunda bir fazla elektron daha bulunmaktadır. Bu fazla elek~ tron, kristal içinde serbestçe dolaşabilir. Bu elektron gidince, yerinde pozitif boşluk kalacağı için, eksik arsenik atomuna pozitif gözüyle bakılabilir . Tam olmayan bir atoma “pozitif iyon” adı verilir. Pozitif yüklü arsenik ivonuvla germanyumdaki elektron sayıları eşit olmuş olur. Fakat negatif yüklü germanyum elektronları hareket edebilir. Bu tip yarı iletkene negatif tip, veya n-tipi iletken denir.
Galyum atomlarıyla germanyumunkiler birleştirilirse, daha değişik tipte bir yarı iletken oluşur. Galyum atomunun dışında 3 elektron vardır. Hemen germanyumdan bir elektron alır ve onda pozitif boşluk oluşturur. Bu tip yarı iletkene pozitif tip veya p-tipi denir.
Yarı iletkenlere bu şekilde özelolarak katılan atomlara katkı atomları adı verilir. Germanyum kristalleri, her on milyar atomdan yalnız biri katkı atomuyla birleşecek şekildedir. Katkı atomları, yarı iletkenin iletme gücünü artırırlar.
Diod: Yarı iletken maddelerden yapılan en basit düzenleme dioddur. Bir miktar n-tipi maddeyle, p-tipi maddenin birleştirilmesiyle elde edilir. Iki ayrı tip maddenin yanyana geldiği yere” birleşme yeri” denir. Örneğin bakırdan yapılan bağlantı telleri, iki farklı maddeyi birbirine bağlar. Diodda elektrik akımı yalnız bir yönde geçer. n-tipi maddenin, şekilde görüldüğü gibi, bir pilin negatif kutbuna bağlandığıru düşünelim. p-tipi madde ise, pilin pozitif kutbuna bağlanmıştır. Pilin etkisiyle, elektronlar n-tipinden p-tipine doğru akarlar ve birleşirn yerinden geçerler. Aynı anda elektronlar, p-tipi maddeden ayrılıp, iletken telden geçerek pilin pozitif kutbuna giderler. Bir başka deyişle pozitif boşluklar, p-tipi maddeden geçerek birleşirn yerine doğru hareket ederler.
Pozitif boşluklar ve elektronlar, birleşim yerinde karşılaşınca, elektrik yükleri sıfır olur. Elektronlar pozitif boşlukları dolduracak şekilde, atomlarla b i ri eş i ri er.
Bu durumda, diodla pil arasında normal bir elektrik akımı doğar. Dioda “ilerletici ortam” denir. Pilin pozitif kutbu, n-tipi maddeye, negatif kutbu ise p-tipi maddeye bağlanmışsa. bir akım oluşmaz. Diod “ters yönlü ortam” olur. n-tipi maddedeki bazı elektronlar, birleşirn yerinden diğer tarafa geçmek isterler. Geride pozitif iyonlar kalır. Iyonlardaki çekim kuvveti, diğer elektronların, n-tipi maddeyi terketmelerine engelolur.
Aynı anda diodun p-tipi madde tarafındaki bazı pozitif boşluklar da maddeyi terketmek isterler. Bunun sonucunda da , birleşim yerinde dengelenmemiş negatif iyonlar oluşur. Bu negatif iyonlar, daha fazla pozitif boşluğun p-tipi maddeyi terketmesini önlerler. Iyonlar hareket edemediğinden, bir elektrik akımı oluşmaz.
Diodlar, radyo ve TV’de, saniyede milyonlarca kere yön değiştiren alternatif akımı, tek yönlü doğru akıma çevirmekte kullanılırlar.
Triod: Asıl transistorlar diodlardan çok triodlardır. Triodlar üç parça yarı iletkenden oluşurlar. Bunlar n-p-n veya p-n-p şeklinde düzenIenebilirler.
p-n-p tip transistorda p-tipi maddelerden biri, yüklü parçacıklar gönderdiği için verici adını alır. Bu düzenlemede yük taşıyan parçacıklar, pozitif boşluklardır. Bunlar, ana madde denilen, aradaki n-tipi maddeden geçerler ve diger taraftaki, toplayıcı denilen o-tipi maddeye gelirler. Bu olay, p ve n tiplerine bir elektriksel gerilim bağlanınca olur.
n-p-n tip transistorda da kısımların adı yine verici, ana madde ve toplayıeıdır. Fakat bu tipte, vericiden toplayıcıya doğru pozitif boşluklar değil de, negatif yüklü parçacıklar hareket ederler.
n-p-n transistoru elektriksel güç kaynağına bağlanır.
Transistera bir pilden akım verilebileceği gibi, bir alternatif akım da verilebilir. Küçük bir gerilim farkı, akımda büyük bir değişikliğe yol açar. Transistorların, sinyalleri kuvvetlendirmesi bu şekilde olur. Örneğin, radyo sinyallerinden oluşan ve antenle alınan küçük elektrik gerilimi, transistorun verici ve ana maddelerine bağlanır. Bu küçük voltajdaki değişmeler, transistordan geçen akımda büyük değişiklikler oluştururlar. Bu şekilde, sinyaller kuvvetlenmiş olur.
Konuşmacı mikrofon önünde konuşunca. mikrofonda zayıf bir elektrik akımı oluşur. Bu akım, radvova gelince, transistorlarla kuvvetlendirilerek hoparlörden dinlenecek duruma gelir. Bu ses, konuşmacının sesinden daha yüksektir.
