Emiteri Ortak Bağlantının DC Yük Doğrusu

V_CE ve I_C Değişim Sınırlarının Belirlenmesi:

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

a) V_CE ‘nin sınır değerinin belirlenmesi:

P potansiyometresi en sağa (0 konumuna) alındığında:

Transistöre hiç bir gerilim uygulanmayacaktır. Yani, V_BE = 0, I_B = 0 ‘dır.

Bu durumunda çıkış akımıda: I_C = 0 olur.

I_C = 0 iken, R_L direnci üzerinden herangi bir gerilim düşümü olmayacağından; V_CE = V_CC olur.

Diğer bir ifadeyle:

V_CE = V_CC – I_C * R_L bağıntısında, I_C = 0 konulursa; V_CE = V_CC olur.

b) I_C ‘nin sınır değerinin belirlenmesi ve Transistörün Doyması

P potansiyometresi, V_BE gerilimini ve dolayısıyla da I_B ve I_C akımını büyültecek şekilde sola doğru kaydırılsın;

I_B büyüdükçe I_C akımı büyüyecek, dolayısıyla da R_L direnci üzerindeki gerilim düşümü artacaktır. Belirli bir I_Ckollektör akımına ulaşınca: I_C * R_L = V_CC olur.

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

Bu evreden sonra, I_B büyütülmeye devam edilirse de, artık I_C daha fazla büyümez, ve I_Cm gibi bir maksimum değerde kalır.

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

Not:

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

I_C akımı yalnızca, I_C =β I_B bağıntısı ile I_B ‘ye bağlı olmaktadır.
Ancak, V_CC ve I_C ‘nin, transistör kataloğunda verilen, V_Cmak ve I_Cmak limit değerini geçmemsi gerekir.

R_L yük direnci bağlandığında ise:

I_Cd = I_Cm = V_CC / R_L olmakta ve bu değerden sonra I_B ‘nin etkisi bulunmamaktadır.
Görüldüğü gibi, burada, V_CC ve R_L ‘nin seçimi büyük önem taşımaktadır.
V_CC ve R_L öyle seçilmelidir ki, I_Cm = V_CC / R_L değeri transistör firmasınca verilen, kollektör akımı limitini (I_Cmax) geçmemelidir. Geçerse, transistör ısınarak tahrip olur.

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

3. Şekil 2 ‘den takip edilirse:

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

Sonuç olarak, DOYMA halinde çıkış devresi bağıntısı şöyle olacaktır:

V_CE = 0 = V_CC – I_Cd.R_L veya 0 = V_CC – I_Cm.R_L buradan.
I_Cm = I_Cd = V_CC / R_L 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 R_L yük direnci bulunan yükselteçte ;
1- Çalışmazken, yani I_C = 0 iken, V_CE = V_CC olmaktadır.
2- Doyma da yani, V_CE = 0 iken I_Cm =I_Cd =V_CC / R_L olmaktadır .

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

   Şekil 3
Şekil 3’de görüldüğü gibi, yük doğrusu, I_C eksenini, I_Cm = 8 mA noktasında V_CE eksenini de V_CC = 15 V noktasında kesmiştir
I_Cm = 8 mA = 0,008 A noktasında V_CE = 0 olduğuna göre:
Bağıntısında gerekli değerler yerlerine konursa: 0 = 15 – 0,008 . R_L ‘den
R_L = 15 / 0.008 = 1875 Ohm olarak bulunur.