C Sınıfı Güç Yükselteçleri

Güncelleme 29/01/2021

C sınıfı güç yükselteçlerinde, transistör girişine ya ters işaretli polarma gerilimi uygulanmakta ya da hiç uygulanmamaktadır.
Devreye AC gerilim (işaret gerilimi) uygulanmamışken kollektör akımı akmaz.
Yani transistör kesimdedir.

C sınıfı yükselteçlerde, hatalar ve hormoniklerin kuvvetlendirilmeleri minimuma inmektedir. Bu bakımdan C sınıfı yükselteçler yüksek frekanslar için uygun bir yükselteçtir.
C sınıfı yükselteçlere, Radyo Frekansı (RF) Güç yüksetteci de denir.
Verimi %100’e yakındır.

C sınıfı yükselteçler 2 guruba ayrılır:

1- Doğrudan bir R_L yük direncine çıkış yapanlar.
Bunlara akortsuz (out of tune) C sınıfı yükselteç denir.

2- Bir L-C rezonans devresine çıkış yapanlar.
Bunlara da akortlu (Tune) yükselteç denir.

Akortsuz C Sınıfı Güç Yükselteci

C sınıfı yükseltecin çalışma şekli akortsuz yükselteç ile daha kolay açıklanabilmektedir.
Şekil 1 ‘de, NPN transistörlü akortsuz bir C sınıfı yükseltece ait iki farklı giriş devresi ile, giriş-çıkış işaret akımları ve gerilimleri verilmiştir.

Şekil 1 (a) ‘daki devrenin girişinde polarma gerilimi yoktur. Çalışma doğrudan işaret gerilimi ile sağlanmaktadır.

Şekil 1 (c) ‘deki devrenin girişine ise, ters işaretli polarma gerilimi uygulanmıştır.
Her iki devrenin çıkışında da, darbeli I_C akımı ve V_C gerilimi oluşmaktadır. Ancak, çalışma şekilleri arasında fark vardır.

Şekil 1 – C sınıfı yükseltecin çalışma prensibi
(a) Akortsuz C sınıfı yükselteç devresi
(b) R_L yük direnci üzerindeki akım ve gerilim darbeleri
(c) Girişe “-” gerilim verilmesi

Yükseltecin Çalışması:

1. Kondansatör girişli devre:

Şekil 1 ‘den takip edilirse;
Giriş işaret kaynağı. R_B direnci üzerinden C_B kondansatörünü sürekli şarj ve deşarj eder.

Bir kaç şarj ve deşarjdan sonra kondansatörün, beyz ‘e bağlı plakasında, darbeli olarak devam eden bir V_Bpozitif gerilimi oluşur.

V_B gerilimi, darbeh I_B akımını, I_B akımı da, şekilde görüldüğü gibi darbeli I_C akımını yaratır.
Şekil 1 (b) ‘den de anlaşılacağı gibi, I_B = 0 iken transistör kesimdedir. Kollektör gerilimi V_C=V_CC ‘dir.

Transistör iletime geçtiğinde, darbeli I_CC akımının yük doğrusu boyunca değişimi, Şekil 1 (b) ‘de taralı olarak gösterildiği gibi, V_C (V_CE) geriliminin ve dolayısıyla da V_RL ‘in, 20 V ‘dan itibaren küçülerek darbeli bir değişim göstermesini sağlamaktadır.
Şekle dikkat edilirse I_C büyürken V_C küçülmektedir. Bu durum da I_C ile V_C ‘nin ters fazlı olduğunu göstermektedir. Uygulama da, C sınıfı yükseltecin bu özelliğinden yararlanılarak, verim artırılmaktadır.

Şöyle ki;
Transistörde sarf olan güç: P = I_C.V_C ‘dir.
I_C doyma değerine yaklaşınca, V_C ‘de sıfıra yaklaşmaktadır.

Dolayısıyla P = I_C.V_C çok küçülür.
Böylece, transistörde harcanan güç küçülünce yararlı güç artar.

Sonuç olarak, verim, %100 ‘e yaklaşmaktadır.

2. Girişi ters polarılmış devre

Kondansatör yerine, beyz ‘i ters polarmalı besleyecek şekilde sürekli bir gerilim de uygulanabilir.
Şekil 1 (c) ‘de görüldüğü gibi, NPN transistörde beyz ‘e negatif gerilim uygulanmıştır.

Bu durumda, uygulanan v_b (AC) geriliminin pozitif alternansı, beyz ‘in negatif gerilimini geçince transistör iletime geçecektir.

Akortlu C Sınıfı Yükselteç

Şekil 2 ‘de verilen, akortlu (Tuned) C sınıfı yükselteçte de, kollektör çıkışına kadar, akordsuz C sınıfı yükselteçteki aynı işlem olmaktadır.
Ancak, çıkışa tank devresi bağlanarak çok önemli bir avantaj sağlanmaktadır.

Şekilde görüldüğü gibi kollektör çıkışındaki Tank (depo) devresi rezonansa geldiği zaman R_L yük direnci çıkışından tam bir sinüzoidal dalga elde edilmektedir.

Bunun nedeni şöyle açıklanır:

Kollektöre gelen her I_C akımı darbesinde C_T kondansatörü şarj olur ve ikinci darbe gelinceye kadar L_T self üzerinden deşarj olur.

Böyle devam eden şarj ve deşarj sonucu L_T selfi uçları arasında, Şekil 2 ‘de görüldüğü gibi 2V_CC ile V_CEdoyma gerilimleri arasında değişen sinüzoidal bir gerilim oluşur.

AC çalışmada, yük direnci ve C_C kondansatörü L_T ‘ye paralel hale gelir.
Dolayısıyla. L_T uçları arasındaki sinüzoidal gerilim R_L uçlarında da oluşur.

Bu şekildeki bir çalışma, bütün güç yükselteçlerinden daha büyük bir verim sağlamaktadır.
C sınıfı güç yükselteçlerinin önemi de buradan gelmektedir.

R_L Yük direnci, Şekil 2 (b) ‘de görüldüğü gibi, tank devresi bobini yerine bir Y.F. transformatörü konularak, bunun sekonderine de bağlanmaktadır. Böylece daha büyük bir güç transferi yapılmaktadır.

Şekil 2 – Akortlu C sınıfı güç yükselteci
(a) Doğrudan R_L çıkışlı
(b) R_L yük direncinin transformatör üzerinden bağlantısı