Transistörler ve Mikrodenetleyiciler

 GÖNÜLLÜ STAJ

Gün 3;

                                                        TRANSİSTÖRLER

Girişine uygulanan sinyali yükselterek gerilim ve akım kazancı sağlayan, gerektiğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılan yarı iletken elektronik devre elemanıdır.

Akım ve gerilim akışını düzenler. Yan yana birleştirilmiş iki PN diyodundan oluşur. Girişine uygulanan sinyali yükselterek akım ve gerilim kazancı sağlar.

Transistörler katkılandırılmış P ve N tipi malzeme kullanılarak üretilir. NPN ve PNP olmak üzere başlıca iki tipi vardır.

Transistörler üç bacağa sahiptir. Bunlar Emitör, Kollektör ve Beyz bacaklarıdır.

Emitör : Elektron yaydığı için Emitör olarak adlandırılır. E harfiyle belirtilir.

Beyz : İnce ve hafif katkılıdır.Emitör'den Kollektör'e çoğunluk taşıyıcıları geçirir. Anahtar görevi görür. B harfi ile gösterilir.

Kollektör : Adını, taşıyıcıları toplama işlevini yerine getirdiği için alır. Emitör ve Beyz’den biraz daha büyük değerdedir. C harfi ile gösterilir.

Transistörün Çalışma İlkeleri : 

-Transistörler genelde çalışma bölgelerine göre sınıflandırılabilir. Bunlar kesim, doyum ve aktif bölge olarak adlandırılır.

-Transistör kesim ve doyum bölgelerinde anahtar işlevi görür.

-Transistörün bir diğer kullanım amacıda yükselteç olarak kullanılmasıdır. Transistör yükselteç olarak kullanılacağı zaman aktif bölgede çalıştırılır.

-Yükselteç olarak çalıştırılacak bir transistörde baz-emetör jonksiyonları doğru,baz kollektör jonksiyonları ise ters kutuplanır.

-Baz akımı olmadan emetör-kollektör arasından akım akmaz. Transistör kesimde olur.

-Baz akımı küçük değerde olmasına rağmen transistörün çalışmasında önemli bir rol oynar.

NPN Çalışma :

Bir NPN transistöründe iletim elektronlar aracılığıyla gerçekleşir. Kollektör akımı verici akımından daha yüksektir. Emitör akımındaki artış veya azalma Kollektör akımını etkiler.

PNP Çalışma :

Bir PNP transistöründe iletim, delikler aracılığıyla gerçekleşir. Kollektör akımı, Emitör akımdan biraz daha azdır. Emitör akımındaki artış veya azalma kollektör akımını etkiler.

Transistör Çeşitleri : 

 Elektronikte sıkça karşılaşacağımız başlıca transistör çeşitleri;

-BJT (Bipolar Birleşim Transistörü)

-FET (Alan Etkili Transistör)

-MOSFET (Metal Oksit Yarıiletkenli Alan Etkili Transistör)

BJT (Bipolar Birleşim Transistörü) : BJT'lerde 3 tane uç vardır. Bunlar emitter, base ve kollektör diye adlandırılır. Base ucu kontrol ucudur,Ib akımı verilir ve buna bağlı olarak da Ic akımı geçirir. BJT transistörler yükseltici yapımında kullanılır.

FET (Alan Etkili Transistör) : Bu tip transistörler, terminalin source ve drain arasındaki akım akışını kontrol ettiği, üç terminalli olan voltaj kontrollü transitörlerdir. Tek kutuplu cihazlar olarak da adlandırılır. 

MOSFET (Metal Oksit Yarıiletkenli Alan Etkili Transistör) :

BJT'ler gibi MOSFET'lerde anahtarlama ve güçlendirme görevinde kullanılırlar.

MOSFET’lerde kontrol sinyali gate kapısından uygulanır.

MOSFET’ler, tıpkı BJT’lerde olduğu gibi kutuplarına göre N-tipi ve P-tipi olmak üzere farklı çeşiti vardır.

MOSFET’ler, BJT’ler gibi base akımına ihtiyaç duymadan çalıştıkları için daha az ısınırlar. Bu sebeple dijital elektronik devrelerin çoğunda MOSFET tipi transistörler tercih edilir.

Transistör Nerelerde Kullanılır?

Transistör yapısı gereği yükselteç olarak kullanılabilir. Bir diğer kullanım amacı ise devrede anahtarlama yapmaktır.

Yaygın kullanım alanları analog ve dijital anahtarlar, sinyal yükselticileri, ekipman kontrol cihazlarıdır.

                                                        MİKRODENETLEYİCİLER

Mikrodenetleyici, dışarıdan gelen bir veriyi hafızasına alan, onu derleyen sonucunda da bir çıktı elde eden bilgisayardır. Mikrodenetleyiciler, mikroişlemciler ve ona bağlı birimlerin bir arada bulunduğu bir entegredir. Mikrodenetleyici, bir bilgisayar sisteminin içinde bulunması gereken tüm birimleri tek bir devre içerisinde birleştiren elemandır. Otomasyon ve kontrol sistemleri için çok kullanışlıdır. 

Mikrodenetleyici yapısında;

-CPU

-RAM

-ROM 

-I/O Portları

-Seri ve Paralel Portlar-

-Sayıcılar

-Bazılarında D/A ve A/D çeviriciler bulunur.

Mikrodenetleyici Ne İşe Yarar?

Mikrodenetleyici, programlandığı yazılımı hafızasına kaydedip, işleyebilecek bir şekilde derler ve çıkışına bir sinyal gönderir. Çıkışına bir motor bağlı olduğunu düşünürsek, motor mikrodenetleyiciden gelen sinyale göre hareket etmeye başlayacaktır.

Mikrodenetleyiciler elektronik devrelerde beyin görevi görür ve kontrol etmemizi sağlar.

Mikrodenetleyiciler ucuz olmaları, tek bir mikrodenetleyici ile elektronik çözümler üretebilme imkanı, mikrodenetleyici içinde program depolayabilme ve gerektiğinde çalıştırabilme özelliklerinden dolayı tercih edilir.

Mikrodenetleyici tercih edilme nedeni küçük boyutlu ve düşük maliyetli olmasına karşın güç tüketimi düşük, performansı yüksektir.

Mikrodenetleyici Çeşitleri :

Mimarilerine göre mikrodenetleyiciler ikiye ayrılmaktadır.

-Von Neumann Mimarisi

-Harvard Mimarisi

Von Neumann Mimarisi : Program ve veriler aynı bellekten alınarak tek bir yol üzerinden işlemciye gönderilir. Önce komut daha sonra veri işlenir.

Bu mimaride gecikmeler meydana gelmektedir.

Harvard Mimarisi : Günümüzde daha çok tercih edilmektedir. Verileri ve komutlara farklı yollardan ulaşılır. Bu yüzden çalışması daha hızlıdır.

Piyasada kullanılan bazı mikrodenetleyiciler şunlardır :

Mikrodenetleyiciler Nerde Kullanılır?

Mikrodenetleyiciler, televizyon, radyo, cep telefonu, bilgisayar, otomobil gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Kullanım alanının bir kısmı bilgisayar olsa da en büyük kullanım alanı gömülü sistemlerdir. Otomasyon ve kontrol sistemlerinde de sıklıkla kullanılırlar.

Mikrodenetleyici Programlama Nasıl Yapılır?

Mikrodenetleyicinin programlanabilmesi için komut satırından oluşan bir yazılıma ihtiyaç vardır. Her mikrodenetleyici için farklı bir derleyici, derlenen programın aktarılabilmesi için farklı programlar vardır. Mikrodenetleyicinin programlanabilmesi için kartın sabitlenmesi, kartın da bilgisayara bağlanması gerekmektedir. Bilgisayarda yapılan yazılım, mikrodenetleyici tipi seçilerek karta aktarılır.  Böylece mikrodenetleyici programlanmış olur.