Emiteri Ortak Yükseltecin (EOB) Dinamik Karakteristikleri

Dinamik karakteristikler, Transistörün AC ile çalışması sırasında, giriş ve çıkış akımları ve gerilimleri arasındaki bağıntılardır. Bu bağıntılar transistörün AC çalışmadaki giriş ve çıkış dirençlerini, akım, gerilim ve güç kazançlarını, transfer oranlarını vermektedir. Bir anlamda transistörün AC karakterini belirlemektedirler.

AC çalışmaya örnek olarak transistörün, radyo, televizyon, seslendirme sistemleri gibi pek çok elektronik sistemlerdeki çalışma şekli gösterilebilir.

Şekil 1 ‘de, Dinamik karakteristiklerin tanımlanması amacıyla kurulan, emiteri ortak bağlantılı bir AC yükselteç devresi verilmiştir.

Şekil 1 ‘de verilmiş olan devre, transistörün AC karakteristiklerinin incelenebileceği en basit bir AC yükselteç devresidir.

Şekil 1 – İşaret kaynağı uygulanmış emetörü ortak yükselteç.

Şekilde görüldüğü gibi, girişe V_b gibi bir işaret gerilimi uygulanmış ve çıkıştaki R₂ yük direnci üzerinden de V_C gibi bir gerilimi alınmıştır.

Durum böyle olmakla beraber, transistörün, beyz girişinde ve kollektör çıkışında, ve R₂ dirençleri üzerinden gelen DC polarma gerilimi ve akımları da vardır. C_B ve C_C kondansatörleri de AC giriş ve AC çıkış tarafına DC akımın geçmesini önlemektedir.

AC ‘de Çalışan Bir Yükselteçte Giriş ve Çıkıştaki AC ve DC Değerleri Aşağıdaki Gibi Toplanmaktadır:

Ancak. AC ‘de hesaplama yaparken, yalnızca AC ‘ye ait efektif veya maksimum – minumum değerler kullanılır.

Beyz Girişinde: Gerilim olarak vB = VB+vb Burada: VB : beyz polarma gerilimi (DC) vb : işaret gerilimi. (AC) Akım olarak iB = IB+ib Burada: IB : beyz polarma akımı I b : beyz işaret akımı Kollektör Çıkışında: Gerilim olarak vC = VC + vC Burada: VC kollektör polarma gerilimi (DC) vC: kollektör işaret gerilimi (AC) Akım olarak iC = IC + iC Burada: IC : kollektör polarma akımı iC : kollektör işaret akımı

NOT:

1- V_B ve V_C ile gösterilen polarma gerilimleri, ortak noktaya (toprağa) göre olan gerilimlerdir.
Bu gerilimler, emiterde direnç yokken V_BE ve V_CE olarak gösterilmişti. Ancak genelde benimsenen V_B ve V_Cşeklindeki gösterilimdir.
2- Yukarıda verilen işaret gerilim ve akımları sinüzoidal olarak değişir.

Örneğin:

V_b = V_Bm Sin ωt <—-> İ_b = I_Bm Sin ωt gibi
V_C = V_Cm Sin ωt <—-> İ_C = I_Cm Sin ωt gibi

Ancak, uygulamada. Şekil 2’de de görüldüğü gibi giriş işaret gerilim ve akımı tam sinüzoidal olduğu halde, çıkış işaret gerilim ve akımı, tam sinüzoidal olmayabilmektedir. Buna distorsiyonlu işaret denir.

AC Çalışmadaki Giriş – Çıkış Gerilimleri Faz Bağıntısı
Emiteri ortak bağlantıda, giriş ve çıkış gerilimleri arasında 180° faz farkı vardır.

Şekil 2’den takip edilirse:

Girişteki I_b işaret akımı, V_b giriş gerilimi ile aynı sinüzoidal değişimi gösterir. Şekilde görüldüğü gibi I_Bmak ve dolayısıyla da V_Bmak girişine karşın kollektör gerilimi V_Cmin olmaktadır V_Bmak iken V_Cmin olması 180° faz farkını gösterir.

Şekil 2 – Emiteri ortak yükseltecin dinamik karakteristiği ve distorsiyonu

AC yükseltecin çalışmasında şu işlemler olmaktadır:

• Dinamik çalışmada etken olan değişken işaret gerilimi ve akımıdır.
• Bu nedenle AC yükselteçlerde hesaplamalar “AC” değerler ile yapılır.
• Hesaplamalarda, efektif veya maksimum değerler kullanılır.
• AC yükselteçteki, DC polarma değerleri ise çalışma noktasını belirlemektedir. Örneğin, Şekil 2’de görülen “Q” noktası gibi.
• AC değerler, Q çalışma noktasına ait DC değeri, büyültüp küçültür. Örneğin, “V_CQ” DC gerilimi, V_C‘nin genliği kadar, V_Cmak ile V_Cmin arasında değişmektedir.

AC yükselteçte de şu karakteristik değerlerin bilinmesi gerekir:

1. Giriş direnci,
2. Çıkış direnci.
3. Akım kazancı,
4. Gerilim kazancı,
5. Güç kazancı,

Bu değerlerin hesaplanabilmesi için şu üç yöntem de uygulanabilmektedir:

1 – Ölçme Yöntemi:
Şekil 1’e benzer şekilde giriş ve çıkışa bağlanan AC ölçü aletlerinden okunan Efektif (etkin) Değerler ‘den yararlanılır.
2 – Karakteristik Eğrilerinden Yararlanma Yöntemi:
Üretici firmalar tarafından verilen veya laboratuarda çıkarılan karakteristik eğrilerinden yararlanılır.
Giriş ve çıkışa ait AC akım ve gerilimler tam sinüzoidal ise efektif ve dolayısıyla da maksimum – minimum değerler kullanılır. Akım ve gerilim tam sinüzoidal değilse, ortalama değerler kullanılır.
3 – Verilmiş Bir Devredeki Değerlerden Yararlanma Yöntemi:
Özellikle gerilim ve güç kazancı hesabında uygulanan, girişteki devrenin çıkış direnci ile yük direnci ve akım kazancından yararlanma yöntemidir.
1. ve 3. Yöntemlerdeki hesaplamalar statik karakteristikler incelenirken yapılan hesaplamaların bir benzeridir
Bu nedenle, burada “karakteristik eğrilerinden” yararlanma yöntemi ile hesaplama örneklen verilecektir.