Tranzistör Nedir?

Bilim kategorisine 2 Kasım, 2016 tarihinde eklendi, 45 defa okundu

Tranzistör ya da ingilizce ismiyle transistor, bir elektronik devre elemanıdır. Diren. kapasitör ya da indüktör gibi pasif bir devre elemanı değildir, aksine aktif bir devre elemanıdır. Tranzistörler çoğunlukla 3 portlu devre elemanlarıdır.

Tranzistör Türleri

Genel olarak tranzistörleri iki gruba ayırabiliriz. Bipolar Junction Transistor (BJT) ve Field Effect Transistor (FET) olarak tanımlanabilir.

BJT türü transistörler 3 portlu elemanlardır, portların isimlerdirmeleri Base, Emitter ve Collector olarak tanımlanmıştır. Base portundan giren akıma bağlı olarak Collector ve Emitter akımları belirlenir. Genel çalışma prensibini bu şekilde tanımlayabiliriz. BJT transistörler çoğunlukla yüksek hız ve yüksek güç tüketimi gerektiren uygulamalarda tercih edilmektedir. Bunlar arasında cep telefonlarındaki alıcı verici devreleri, baz istasyonu, uydular gibi uygulamalar yer almaktadır.

FET türü transistörler de 3 portlu devre elemanlarıdır. FET türlerindeki portların isimlendirmeleri Gate, Source ve Drain şeklinde yapılmaktadır. FET türündeki tranzistörlerde Gate portuna uygulanan voltak aracılığı ile Source ve Drain arasındaki akım kontrol edilmektedir. Bu tür tranzistörler çoğunlukla günlük hayatta karşımıza çıkmaktadır. Birçok FET tranzistör türü bulunmaktadır MOSFET, MESFET, JFET ve daha birçok tranzistör türü bulunmaktadır. Bunlar içerisinde en yaygın olarak kullanılan, daha doğrusu tüm tranzistör dünyasında en çok kullanılan tür, MOSFET’tir.

MOSFET Tranzistörler

MOSFET tranzistörün açılımı Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor‘dür. Tranzistörün yapısı hakkında bilgi, isminden çıkarılmaktadır. En üstte metal katmanı bulunmaktadır, buraya Gate portu da diyebiliriz. Metalin altında dielektrik katmanı olarak Silikon-dioksit bulunmaktadır. Aşağıdaki resimde de belirtildiği üzere p-type silicon taban üzerine büyütülen Source Drain portları arasındaki akım kontrol edilmektedir. Source ve Drain arasında pembe renk ile belirtilmiş olan bölgeye channel-kanal adı verilmektedir. Akım yani yük transferi bu bölgede gerçekleşmektedir.

 

mosfet_tranzistor_yapisi

 

MOS tranzistörler channel doping türlerine göre ikiye ayrılmaktadır. NMOS ya da PMOS tranzistör adını alırlar. Normal şartlar altın her iki tranzistör yapısı aynı proses içerisinde oluşturulamaz. Fakat geliştirilen teknoloji aracılığı ile P-type silicon içerisine N-type doping yapılarak yeni bir bölge oluşturuluyor. Bu oluşturulan yeni bölgeye N-Well adı veriliyor ve PMOS tranzistör bu bölgede büyütülüyor. CMOS prosesin yapısı aşağıdaki resimde verilmiştir.

cmos_proses_yapisi

Günümüzde Tranzistör Teknolojisi

Tranzistör yapıları günümüzde elektroniğin adının geçtiği her alanda kullanılmaktadır. Basit bir örnek vermek gerekirse, şu anda kullandığımız bilgisayarların işlemcilerinde ya da cep telefonlarının işlemcilerinde milyonlarca tranzistör yapısı bulunmaktadır. Tranzistör yapıları çok küçüktür çoğunlukla, 1 mm2 alan içerisine 100 binlerce tranzistör sığdırabilirsiniz.

Transistor teknolojisi, yaklaşık olarak Source-Drain arasındaki kanalın uzunluğu ile anılır denebilir. Şu anda en  son teknoloji olarak 14nm teknolojisi kullanılmaktadır. Bu teknolojiler burada yazıldığı kadar kolay geliştirilmeyen teknolojiler. Çoğu tasarımcı hala 350nm, 180nm gibi teknolojiler kullanmakta. Buradan da 14nm teknolojisinin ne kadar değerli olduğunu anlayabilirsiniz. 10nm’nin altına inmek mümkün müdür sorusu hala cevap bulamamıştır. Çünkü bu seviyenin altına inmek artık electron boyutuna yaklaşmak olacağı için genel düşünceye göre 10nm sınırlayıcı bir büyüklük olarak görünüyor. Sonrasında ne olacağını zamanla göreceğiz, çok fazla beklememize gerek kalmayacak büyük ihtimalle.

Tranzistör yapılarını içeren devrelerin üretimi temiz oda koşullarınlarda FAB olarak adlandırılan şirketlerde yapılmaktadır. Bu yapıların üretim maliyeti, ilk üretim için 100binlerce doların üzerine çıkabilir. Fakat sonrasında aynı üretimi tekrar yaptıracaksanız maliyeti 10bin doların altına düşmektedir. Ülkemizde tranzistör büyütebilen fabrika bulunmamaktadır fakat tasarım yaparak yurtdışında üretime gönderen birçok firma bulunmaktadır.

Etiketler : , , , , , ,

Yorum Yaz

Yorum Yazabilmek İçin Lütfen Giriş Yapın.