[-Ana Sayfa-]

TRANZİSTÖR (Uygulama çeşitleri)

Tranzistörlerde Yükseltme İşleminin Yapılması
Tranzistörlerin akım kazancı özelliğinden yararlanarak amaca uygun kuvvetlendiriciler hazırlanabilir. Tranzistörün bağlantı şekline göre Emetörü Ortak, Kollektörü Ortak ve Bazı Ortak olmak üzere üç tür yükselteç devresi vardır. Animasyon-1'de bu üç tür yükselteç devresi ve teknik özellikleri gösterilmiştir. Üç devre modelinden herhangi biri kullanılarak küçük genlikli AC sinyaller yükseltilebilir.

Animasyon-1: Tranzistörlü Yükselteç Modelleri

Tranzistörler temelde akım yükseltme işlemi yapar. Bu durumda gerilim ve güç yükseltme işlemi de sağlanmış olur. Tranzistörlü bir yükseltme işleminde giriş sinyalinin ne kadar yükseltileceğini belirlemek için DC çalışma noktası değerlerinin hesaplanması gerekir. Bu noktadaki akım ve gerilim değerlerine Quescient (Q-kveskınt diye okunur) değerler denir.

Yükseltme devresine henüz AC sinyal (ses sinyali, vb.) uygulanmadan DC besleme sağlandığında tranzistör üzerindeki DC gerilime;
VCEQ
DC çalışma akımına ise;
ICQ    denir.

Emetörü Ortak Kuvvetlendirici

Bu kısımda emetörü ortak kuvvetlendiricinin DC çalışma değerleri hesaplanarak uygun bir yükselteç devresinin nasıl elde edileceği gösterilecektir.

Resim-1: Emetörü Ortak Kuvvetlendiricinin DC Yönden İncelenmesi

Resim-1'de NPN ve PNP tranzistörlü iki ayrı emetörü ortak yükselteç devresi gösterilmiştir. Bu iki devrenin matematiksel olarak incelenmesi işaret yönleri dışında farklı değildir. Ancak uygulamada daha kararlı çalışma durumu göstermesi nedeniyle NPN tipi yükselteç devreleri tercih edilir.

Bu devrenin DC yönden incelenmesi için yük doğrusu dediğimiz ve RC, RB dirençlerinin ve VCC geriliminin aldıkları değerlere göre çalışma noktasının tespit edilmesinde yararlandığımız bir doğru kullanacağız. Resim-2'de emetörü ortak kuvvetlendiricinin yük doğrusu gösterilmiştir.

Resim-2: Emetörü Ortak Kuvvetlendiricide Yük Doğrusu

Yük doğrusunun çizilebilmesi için öncelikle iki uç değerin tespit edilmesi gerekir. Bunlar;
Devreden geçecek en yüksek DC akım (ICmaks) ve tranzistör çıkışından alınabilecek en yüksek DC gerilimdir (VCEmaks).

Animasyon-2'de VCC ve RC değerlerine göre yük doğrusunun nasıl elde edildiği gösterilmiştir.

Animasyon-2: Emetörü Ortak Kuvvetlendiricide Çalışma Noktasının (Q noktası) Tespit Edilmesi

Animasyon-2'de ayrıca tranzistörün beta değerine göre çeşitli baz akımlarının durumu gösterilmiştir. Bu eğrilere beta eğrisi de denir. RB direnci değiştirilerek Q noktasının bu doğru üzerinde nasıl değiştiğine dikkat edin.

Resim-3: Emetörü Ortak AC sinyal kuvvetlendirici
Devre Resim-3'deki gibi düzenlenirse AC sinyali yükseltecek hale gelir. Burada C1 kondansatörü AC kaynağın devrenin giriş direncini etkilemesini engellemek ve olası DC seviyeyi bloke etmek için kullanılır. C2 kondansatörü ise kollektörden alınan çıkış sinyalinin DC seviyesini bloke etmek için kullanılır.

En iyi yükselteç giriş sinyalinin genliğini bozmadan yükseltebilendir. Bunun için RC ve RB dirençleri Q noktası mümkün olduğunca yük doğrusunun ortasına yakın bir yere gelecek şekilde seçilmelidir. Animasyon-2'yle Q noktasını ortada elde edecek direnç değerlerini bulabilirsiniz. Çıkış sinyali Q noktası üzerine konumlanır.

Emetörü Ortak Kararlı Kuvvetlendirici
Animasyon-3: Emetörü Ortak Kararlı Kuvvetlendirici
Tranzistörün Anahtarlayıcı Olarak Kullanılması

Silisyum tranzistörün bazına 0,7 voltun üzerinde bir gerilim uygulanırsa tranzistör iletime geçer. Tranzistörlü anahtarlama devreleri tranzistörün kesim ve doyum bölgelerinde çalışması ilekisine göre tasarlanırlar.

En iyi anahtarlama devreleri mümkün olduğunca iki bölge arasında çok hızlı geçiş yapan, dolayısıyla aktif bölgeyi en çabuk şekilde atlayan devrelerdir.

Animasyon-4'te örnek bir anahtarlama devresi gösterilmiştir. Şimdi bunun akım-gerilim çözümünü yapalım.

Animasyon-4: Tranzistörün Anahtarlayıcı Olarak Kullanılması

Tranzistör doyumdayken VCE = 0 V'tur. Dolayısıyla Formül-1'den;

ICmaks = VCC/RC = 5mA elde edilir. Formül-3'den;

IB = 50µA elde edilir. Elde edilen bu değer devrenin anahtarlama görevini yapabilmesi için gerekli baz akımıdır.

Devre çalıştırılacak olursa baz akımı geçmeye başlar. Formül-2'yi kullanarak geçen baz akımını hesaplayabiliriz.

VCC = IB x RB + VBE denkleminden;
IB = (VCC-VBE)/RB
IB = 4,3/10k = 0,43mA = 430µA'dir.

Görüldüğü gibi IB akımı, tranzistörün doyuma gitmesi için gerekli baz akımından (50µA) daha fazladır. O zaman devre anahtarlayıcı olarak çalışır.
IC = Beta x IB denkleminden IC = 43mA olarak bulunur. Bulunan bu değer tranzistörden geçebilecek en yüksek kollektör akımından (ICmaks) büyük olduğu için böyle bir akımın akabilmesi mümkün değildir. İşte bu duruma tranzistörün doyuma gitmesi denir.

Giriş sinyalinin genliği tranzistörü kesime sokacak seviyenin altına düştüğünde çıkış genliği kaynak gerilimine (VCC) yaklaşır.

Jonksiyon Birleşimli Alan Etkili Tranzistör (JFET - Junction Field Effect Transistor) çalışma ilkesi

Animasyon-5'te örnek bir JFET çalışma ilkesi gösterilmiştir.

Animasyon-5: FET çalışma ilkesi
[-Ana Sayfa-]