Emiteri Ortak Bağlantının AC Yük Doğrusu

Her AC yükseltecin, bir DC bir de AC yük doğrusu vardır. Bazı hallerde bu iki doğru üst üste gelir. Bazı hallerde de ayrılır.

1- DC ve AÇ yük doğrularının aynı doğru olması hali:

Şekil 1

Şekil 1 ‘de görüldüğü gibi, kollektör direnci aynı zamanda yük direnci olarak kullanılmıştır. Hem DC hem de AC akım bu direnç üzerinden akmaktadır. Bu nedenle de DC ve AC yük doğrusu aynı doğru olur.

Şekil 2

Şekil 1 ‘e ait giriş – çıkış bağıntıları Şekil 2 ‘de verilen karakteristik eğrisi ile açıklanmıştır. Şekilde görüldüğü gibi. AC çalışmada da DC yük doğrusu kullanılmıştır.

2- AC ve DC yük doğrularının farklı olması hali:

Şekil 3 ‘te. uygulamada çok rastlanan bir yüksellecin prensip şeması verilmiştir. Bu yükselteçte aşağıda açıklandığı gibi, DC ve AC yük doğrulan farklıdır.

Şekil 3 ‘te verilmiş olan yükselteç şu özelliklere sahiptir;

• Polarılması tek V_CC kaynağından yapılmaktadır.
• R_C ve R_L gibi iki çıkış direnci vardır. Çıkış işaret gerilimi, R_L yük direnci üzerinden alınmaktadır.
• R₁ ve R₂ dirençleri ile beyz polarması sağlanmıştı.
• C_B kondansatörü ile, DC akımın V_b işaret kaynağına geçmesi önlenmiştir.
• R_E direnci ile negatif geri besleme yapılarak dengeli çalışma sağlanmaktadır.
• C_B köprüleme (by pass) kondansatörü AC işaret akımı için kısa yol olmaktadır. Böylece R_E direnci üzerindeki AC enerji kaybı önlenmektedir.
• C_C kondansatör DC akımın yük direncine geçmesini önlemektedir.
• Ortak nokta topraklanmıştır.

Devrenin Çalışması:

Devre, polarma gerilimi nedeniyle, daha önceki statik çalışma konularında incelenmiş olduğu gibi, öncelikle bir DC yükselteç olarak çalışmaktadır. Ancak, girişe uygulanan AC işaret gerilimi de, DC gerilime bindirilmek suretiyle R_C ve R_L dirençleri üzerinden yükseltilmiş olarak alınmaktadır. Yükselteç bu yönden de bir AC yükselteçtir.
AC çalışmada. V_CC ve C_C kısa devre olmakta ve R_C ile R_L paralel bağlı konumuna geçmektedir.

Burada daha önce incelenmiş olan yükselteclerin yapılarına göre iki önemli fark bulunmaktadır:

Birincisi C_E köpmleme (by pass) kondansatörü.
İkincisi de C_C kondansatöründan sonra R_L yük direnci ilavesidir.
Bu ilaveler nedeniyle DC ve AC akım yolları değişmektedir.

Şöyleki:
C_E kondansatörü. AC akımda R_E direncini kısa devre etmektedir. C_C kondansatörü ise yalnızca AC akımın R_Lyük direnci tarafına geçmesini sağlamaktadır.
DC ve AC akım yollarının değişmesi nedeniyle DC ve AC yük doğruları Şekil 7 ‘da görüldüğü gibi ayrılmaktadır. Bu nedenle, burada DC ve AC yük doğrularının birlikte incelenmesi, konuya daha etkin bir yaklaşım sağlayacaktır.

Şekil 3 – Uygulamada çok rastlanan bir yükselteç tipi

Önce. çıkışta AC akımın takip ettiği yolların bilinmesi gerekir.

=> Şekil 3’te görülen C_S, C_E ve C_C kondansatörleri, çalışılan frekansta küçük empedans gösterecek şekilde seçilmiştir. Pratik hesaplamalarda, kondansatörlerin empedans değeri, AC akım için sıfır (0) kabul edilir. Yani, AC devrede kondansatörler kısa devre olur.
=> Keza, V_CE gerilim kaynağının da iç direnci çok küçük olduğundan, AC ‘de bu da kısa devre olarak düşünülür.
Şekil 6da da görüldüğü gibi, transistorun C-E çıkışı ile R_C ve R_L dirençleri, AC akım için paralel hale gelmiş bulunmaktadır.
Paralel R_C ve R_L dirençlerinin eşdeğerine R_AC diyelim:

R_AC = (R_C.R_L / R_C+R_L) dir.

Şekil 6 – Şekil 3 ‘te verilmiş olan yükseltecin çıkış devresi AC akım yolu.

AC yük doğrusunu çizebilmek için:

Yük doğrusu, Şekil 7 ‘de de görüldüğü gibi AC çalışmadaki Icm maksimum kollektör akımının belirlediği nokta ile, V_CEm, maksimum Kollektör-Emiter gerilimin belirlediği noktayı birleştiren doğrudur.

I_Cm ve V_CEm Şu şekilde bulunur:

Şekil 7 ‘den takıp edilirse, AC gerilim ve akımın genlikleri. I_Cmak ve V_CEmak olduğuna göre;

I_Cm = I_CQ+I_Cmak V_CEm = V_CEQ+V_CEmak ‘tır.

Kollektör çıkışına, AC ampermetre ve voltmetre bağlanırsa, AC akım ve gerilimin efektif değerleri okunur. Buradan I_Cmak ve V_CEmak hesaplanır.
I_CQ ve V_CEQ ‘nun çalışma noktasına ait değerlerdir. Q noktası DC ve AC yük doğrularında ortaktır.
Böylece I_Cm ve V_Cem hesaplanarak D ve C noktaları bulunur Ve AC yük doğrusu çizilir.

Yukarıda belirtilmiş olan AC çalışmadaki R_AC çıkış direnci, DC çalışmadaki “R_L+R_E” direncine göre daha küçük olduğundan: AC çalışmadaki I_Cm kollektör akımı, DC yük doğrusuna ait maksimum kollektör akımından daha büyüktür.
Bu nedenle. Şekil 7 ‘de de görüldüğü gibi, AC yük doğrusu. DC yük doğrusuna göre daha diktir.

Şekil 7 – Şekil 3 ‘de verilmiş olan yükseltece ait DC ve AC yük doğrularıyla maksimum çıkış veren AC akım ve gerilim bağıntıları.