Kollektör Beyz Polarması
Güncelleme 29/01/2021
Kollektör – Beyz polarması iki şekilde uygulanabilmektedir.
Seri Polarma
Gerek NPN ve gerekse de PNP transistörler de kollektör ile beyz polarma gerilimleri bilindiği gibi aynı işaretlidir.
Bu nedenle kollektörün ve beyzin aynı kaynak ile polarılmaları mümkündür.
Şekil 1
Şekil 1(c) ‘de böyle bir bağlantı verilmiştir. Şekil 2 ‘de de uygulama devresi görülmektedir.
IB polarma akımının çok küçük olması nedeniyle RB direncinin RC ‘ye oranla çok büyük seçilmesi gerekir. Bu değer akım kazancı oranında, RB=(10~200)RC olabilmektedir.
Beyz, RB direnci üzerinden doğrudan besleme kaynağına bağlandığı için bu polarma şekline de seri polarma adı verilmiştir.
Örnek:Şekil 2 ‘de verilmiş olan seri polarmalı devredeki IB, IE, IC akımlarını b ve akım kazancını bulunuz.
Çözüm:
VBE=0.6 Volt kabul edildiğinden, VCC, RB, transistör ve RE ‘nin oluşturduğu kapalı devreye Kirchoff kanunu uygulayalım.
VCC=RB*IB+VBE+IE*RE bağlantısında değerler yerine konulursa:
|
|
| 6=105*IB+0,6+IE*500 olur. Yukarıdaki bağıntıda IB ve IE gibi iki bilinmeyen bulunmaktadır. Ancak, IE ≈ IC = β*IB ‘den IB = IE / β olduğunu biliyoruz. Şekilden takip edilirse, çalışma sırasında transistörün RCE direnci çok küçüldüğünden, yaklaşık olarak, RCE=0 kabul edilecektir. Bu durumda: RB ve RC dirençleri paralel bağlı durumuna geçer. |
Paralel iki dirençten geçen akımlar dirençleri ile ters orantılı olduğundan şu bağıntı yazılabilir.
β = IC/IB = RB/RC
RB = 100*10³ Ohm ve RC = 500 Ohm değerleri yerine konulursa;
β = 100000/500 = 200 olarak bulunur.
Yukarıda IB = IE/200 olarak yerine konulursa;
6 = 105*(IE/200)+0,6+IE*500 ‘den IE=IC=0,6mA,
IB = IE/200 = 6/200 den IB= 0,03 mA = 30 µA olarak bulunur.
Seri polarmanın avantajı:
Tek besleme kaynağından yararlanıldığı için ekonomiktir.
Seri polarmanın dezavantajı:
Transistör çalıştıkça ısıtır. Ayrıca kapalı bir ortamda çalışıyorsa ve çevre sıcaklığı fazla ise, dış sıcaklık etkisiyle ısınma daha da artar. Isınan transistör de elektron hareketi fazlalaşacağından, ICO kaçak akımı fazlalaşır.
Ayrıca yanma tehlikesi de mevcuttur.
Geri Beslemeli Polarma
Geri beslemeli polarmada Şekil 1(d) ‘de görüldüğü gibi RB beyz direnci, VCC besleme kaynağına RC kollektör direncinden sonra bağlanmaktadır.
Böylece herhangi bir nedenle, IC kollektör akımında artış olduğunda RC direncindeki gerilim düşümü artacağından, gerek VC (VCE) kollektör gerilimi, gerekse de VB (VBE) gerilimi küçülecektir.
Dolayısıyla da IB ve bunun sonucunda IC akımı küçüleceğinden dengeli bir çalışma sağlanmış olacaktır.
Bu şekilde uygulamada RB direnci bir geri besleme direnci fonksiyonu yapmaktadır. Çıkış artınca girişin küçülmesini sağlayan geri besleme türüne negatif geri besleme denir. Burada negatif geri besleme vardır.
Bu tür bir uygulamada, transistörün yanma tehlikesi önlenmektedir.
Ancak, kollektör akımı belirli limitler arasında tutulduğundan, gerek akım kazancı gerekse de gerilim ve güç kazançları sınırlı olacaktır.
Devrenin basitliği ve tek gerilim kaynağı ile çalışması nedeniyle, kazancının sabit tutulması gereken devreler için uygun bulunmaktadır.
 Şekil 3 – Geri beslemeli kollektör-beyz polarması |
Örnek:
Şekil 3 ‘deki, geri beslemeli polarma devresinde verilen değerlerden yararlanarak VCE, IB ve IC değerlerini hesaplayınız.
Çözüm:
Şekilde iki çevrim vardır.
1.Çevrim:
“Kaynak (VCC)- RC direnci – kollektör – emiter – ortak nokta (toprak)” çevrimi;
Kirchoff kanununa göre:
VCC = RC(IC+IB)+VCE ‘dir.
2. Çevrim:
“Kollektör – RB direnci – beyz – emiter – ortak nokta (toprak)” çevrimi;
Kirchoff kanununa göre: VCE = RB*IB+0,6 ‘dir.
Diğer taraftan IC = β*IB olup, yukarıda IC yerine konulursa:
VCC = RC (β*IB+IB)+VCE olur.
Buradan;
VCE = VCC-RC*IB(β+1) ‘dir.
VCE ‘ler eşitlenirse:
RB*IB+0,6 = VCC-RC*IB(β+1) ve
RB*IB+RC*IB2(β+1)+0,6 = VCC olur.
Buradan;
IB = (VCC-0,6) / RB+RC(β+1) = (20-0,6) / 1000000+5000(100+1) olur.
20 yanında 0,6 ve 100 ‘ün yanında 1 ihmal edilebileceğinden:
IB = 20/1000000+500000, den IB = 13,3 µA olarak bulunur.
Bu değer, IC = β*IB bağıntısında yerine konulursa:
IC = 100*13,3 = 1330 A olur. IC = 1,33 mA ‘dir.
VCE = RB*IB+VBE = RB*IB+0,6 ‘dan değerler yarine konulursa:
VCE= 106*13,3.10-6+0,6 ‘dan VCE = 13,9 Volt olarak bulunur.