Emiteri Ortak Bağlantının DC Yük Doğrusu

Yük Doğrusu Nedir?

Buraya kadar yapılan incelemelerde, transistörün iki çeşit bağlantı hali dikkate alınmıştır:

  1. Kısa devre bağlantı hali:
    Bu durumda giriş ve çıkış dirençleri ile akım kazancı incelendi. Bunlar, tamamen transistörün yapısıyla ilgili olan, karakteristik değerlerdir. Ve transistörün tanınmasını sağlamaktadırlar.
  2. Bir yük direncinin bağlanması hali:
    Bu durumda da gerilim ve yük kazancı incelendi.
    Çıkışta yük direncinin bulunması halinde, çıkış akımı ile çıkış gerilimi arasındaki bağıntı, bir doğru boyunca değişmektedir.
    Bu doğrunun durumunu yük direnci belirlediğinden Yük doğrusu adı verilmiştir.
Çalışma Noktası Nedir?

Yük doğrusu üzerinde bulunan ve hangi DC çıkış akımı ve gerilimi ile çalışıldığını gösteren noktadır. Genellikle Q harfi ile gösterilir.

DC Yük Doğrusu

Yük doğrusu ğç temel yükselteç içinde aynı şekilde tanımlanır.
Ancak, DC ve AC çalışmada farklıdır.
Burada Emiteri Ortak Yükselteçte önce DC, sonra da dinamik karakteristikler bölümünde AC yük doğrusu incelenecektir.

Şekil 1 (a) ‘da görüldüğü gibi, VBB ve VCC gerilim kaynakları, giriş ve çıkış için gererkli polarma gerilimini sağlamaktadır.

Giriş gerilimi (VBE) ve dolayısıyla da giriş akımı (IB), P potansiyometresi ile değiştirilir. Bu değişim VBEvoltmetresi ve IB ampermetresi ile takip edilir.

Girişteki değişime bağlı olarak, çıkıştaki kollektör akımı (IC) ve dolayısıyla da kollektör gerilimi VCE değişir.

VCE ‘nin değişimi, Kirchoff (Kirşof) bağıntısına göre gerçekleşir.

Bu bağıntı şöyle ifade edilir: VCE = VCC – IC * RL

Şekil 1 – Yük direnci DC çalışmada giriş ve çıkış gerilim ve akımları arasındaki bağınıtının incelenmesi
a) İnceleme devresi, b) VCE gerilimin VBE ‘ ye göre değişimi
VCE ve IC Değişim Sınırlarının Belirlenmesi:

Şekil 1 (a) ‘dan takip edilirse şöyle iki deney yapmak mümkündür.

a) VCE ‘nin sınır değerinin belirlenmesi:

P potansiyometresi en sağa (0 konumuna) alındığında:

Transistöre hiç bir gerilim uygulanmayacaktır. Yani, VBE = 0, IB = 0 ‘dır.

Bu durumunda çıkış akımıda: IC = 0 olur.

IC = 0 iken, RL direnci üzerinden herangi bir gerilim düşümü olmayacağından; VCE = VCC olur.

Diğer bir ifadeyle:

VCE = VCC – IC * RL bağıntısında, IC = 0 konulursa; VCE = VCC olur.

b) IC ‘nin sınır değerinin belirlenmesi ve Transistörün Doyması

P potansiyometresi, VBE gerilimini ve dolayısıyla da IB ve IC akımını büyültecek şekilde sola doğru kaydırılsın;

IB büyüdükçe IC akımı büyüyecek, dolayısıyla da RL direnci üzerindeki gerilim düşümü artacaktır. Belirli bir ICkollektör akımına ulaşınca: IC * RL = VCC olur.

Bu durumda, VCE = 0 olur. (Gerçekte, VCE tam “0” olmaz. Bkz. Şekil 2)

Bu evreden sonra, IB büyütülmeye devam edilirse de, artık IC daha fazla büyümez, ve ICm gibi bir maksimum değerde kalır.

Olayı tanımlamak için, “Transistör doydu” denir.
Bu andaki ICm kollektör akımına da ICd doyma akımı denir.

Not:

1. Şekil 2 ‘de, transistörün kısa devre çalışmadaki “VCE, IC” karakteristik eğrileri, yük doğrusu ve Q çalışma noktası gösterimiştir. Şekilde de görüldüğü gibi, transistör kısa devre çalışırken: VCE geriliminin, IC akımına dikkate alınabilecek etkisi olmamaktadır.

IC akımı yalnızca, IC =β IB bağıntısı ile IB ‘ye bağlı olmaktadır.
Ancak, VCC ve IC ‘nin, transistör kataloğunda verilen, VCmak ve ICmak limit değerini geçmemsi gerekir.

RL yük direnci bağlandığında ise:

ICd = ICm = VCC / RL olmakta ve bu değerden sonra IB ‘nin etkisi bulunmamaktadır.
Görüldüğü gibi, burada, VCC ve RL ‘nin seçimi büyük önem taşımaktadır.
VCC ve RL öyle seçilmelidir ki, ICm = VCC / RL değeri transistör firmasınca verilen, kollektör akımı limitini (ICmax) geçmemelidir. Geçerse, transistör ısınarak tahrip olur.

2. Gerek Şekil 1(b) ‘de, gereksede Şekil 2 ‘de de görüldüğü gibi doyma anında VCE gerilimi, gerçekte tam olarak 0 olmaz. “VCEd” gibi çok küçük bir değere sahiptir. Bu anda, VCEd = VBE olur.

3. Şekil 2 ‘den takip edilirse:

VCEd noktasından çıkılan dik, IB = 240 µA eğrisini, tam dönüm noktası olan B noktasında kesmektedir . Bu da transistörün IB = 240 µA de doyma haline geldiğini göstermektedir .
B noktasma ait IC akimi “ICd” doyma akımı olmaktadır.
Pratik hayatta : VCEd = 0 Kabul edilir . B noktası da, IC ekseni üzerindeymiş gibi düşünülür ve ICd = ICm olarak alınır .

Sonuç olarak, DOYMA halinde çıkış devresi bağıntısı şöyle olacaktır:

VCE = 0 = VCC – ICd.RL veya 0 = VCC – ICm.RL buradan.
ICm = ICd = VCC / RL olur..


Şekil 2- Yük doğrusu, Q çılışma noktası ve PCm maksimum güç eğrisi
Yük Doğrusunun Çizimi

Yukandaki hesaplamalardan iki önemli sonuç çıkmaktadır:
Şekil 2’deki gibi, çıkışında bir RL yük direnci bulunan yükselteçte ;
1- Çalışmazken, yani IC = 0 iken, VCE = VCC olmaktadır.
2- Doyma da yani, VCE = 0 iken ICm =ICd =VCC / RL olmaktadır .

Şekil 2′ de de görüldğüğ gibi , VCC noktası ile ICm noktasını birleştiren doğruya Yük Doğrusu denmektedir.
Giriş beyz akımı (IB) değiştirildikçe, buna bağlı olarak çıkış kollektör akımı (IC) ve Kollektör – Emiter gerilimi (VCE) yük doğrusu üzerinde kalacak şekilde değişir.
Yukarıdaki bağıntılardan:1 / RL = ICm / VCC yük doğrusunun eğimidir.
Çıkış değerlerinin hesaplanmasında yük doğrusu önemli rol oynamaktadır.
Örnek:
Bir transistörün kataloğunda yük doğrusu verilmiş ise, RL yük direncini bulmak mümkündür.

   Şekil 3
Şekil 3’de görüldüğü gibi, yük doğrusu, IC eksenini, ICm = 8 mA noktasında VCE eksenini de VCC = 15 V noktasında kesmiştir
ICm = 8 mA = 0,008 A noktasında VCE = 0 olduğuna göre:
Bağıntısında gerekli değerler yerlerine konursa: 0 = 15 – 0,008 . RL ‘den
RL = 15 / 0.008 = 1875 Ohm olarak bulunur.

Benzer Yazılar

YAZAR : Admin

Elektronik Mühendisi / E.Üni. Kalibrasyon Lab. Sorumlusu / Biyomedikal Kalibrasyon Laboratuvarı Sorumlu Müdürü (Sağ.Bak.) / X-Işınlı Görüntüleme Sistemleri Test Kontrol ve Kalibrasyon Uzmanı (Sağ.Bak.) / Ultrason-Doppler Sistemleri Test Kontrol ve Kalibrasyon Uzmanı (Sağ.Bak.) - Hatalı veya kaldırılmasını istediğiniz sayfaları diyot.net@gmail.com bildirin

BU YAZIYI DA İNCELEDİNİZ Mİ ?

Emiteri Ortak Yükselteç (EOB)

Emiteri ortak yükselteç en çok kullanılan yükselteç türüdür. Transistör uygulamasının %90-95 ‘inde kullanılır. Özellikle ses …

Bir cevap yazın