ORTAK BEYZLİ DEVRE

Güncelleme 15/06/2020

Beyzin, hem giriş hem de çıkış uçlarında ortak olarak kullanılmasıyla oluşan devrelere, ortak beyzli devre denir. Ortak beyzli devrede, uygulanan potansiyeller, beyz potansiyeline göre VEB ve VCB şeklinde isimlendirilirler. Başka bir deyişle, indisin ikinci harfi daima transistörün devre tipini belirtmektedir. Her durumda indisin ilk harfi, Şekil 1`de de gösterildiği gibi daha yüksek potansiyele sahip noktayı tanımlar. Bu nedenle PNP transistörü için Şekil 2`deki karakteristikde belirtildiği gibi, VEB pozitif ve VCB negatifdir (çünkü VCB kaynağı, kollektörü daha düşük potansiyelde tutmaktadır). NPN tipi transistörde ise, VEB negatif ve VCB pozitifdir.

Şekil 1 : Ortak beyzli devre için kullanılan işaret ve semboller (a) PNP transistör (b) NPN transistör

Şekil 2a`daki çıkış veya kollektör karakteristiği, kollektör akımını, kollektörden beyze giden gerilime ve emiter akımına ilişkilendirir. Kollektör karakteristiği Şekil 2a`da da gösterildiği gibi iletim, kesim ve doyma bölgelerine sahiptir. İletim bölgesinde kollektör jonksiyonu ters yönde, emiter jonksiyonu ise ileri yönde öngerilimlenmiştir.

Şekil 2 : Ortak beyzli PNP transistörünün karakterisrikleri (a) Kollektör veya çıkış karakteristikleri (b) Emiter veya giriş karakteristikleri

Emiter akımı (IE) sıfır düzeyindeyken kollektör akımı Şekil 2a`da gösterildiği gibi, ters doyma akımı Ico`dan oluşmaktadır. Ico akımı, IC`nin düşey eksen ölçeğine (mA) göre o denli küçüktür ki (µA), IC = 0 ile aynı yatay eksende görülmektedir. Ortak beyzli devrede IE = 0 durumunda görülen devre koşulları Şekil 3`de gösterilmiştir. Ico için bilgi sayfalarında en sık kullanılan işaret, Şekil 3`de de gösterildiği gibi, ICBO`dır. Gelişen yapım teknikleri sayesinde genel amaçlı (özellikle silisyum) transistörlerde düşük ve orta güç aralıklarında ICBO düzeyi ihmal edilebilmektedir.

Ancak, yüksek güç elemanlarında ICBO yine µA düzeyindedir. Buna ek olarak ICBO, aynı diyottaki IS akımı (her ikisi de kaçak akımdır) gibi, sıcaklığa karşı duyarlıdır. Yüksek sıcaklıklarda herhangi bir düzeydeki güç elemanı için, sıcaklıkla beraber hızlı bir yükselişe geçmesi sebebiyle önemli bir faktör olabilir.

Şekil 2a`ya dikkat edilirse, emiter akımı sıfırın üzerine çıkınca kollektör akımı da yaklaşık olarak, transistör akım denklemlerinde belirtildiği gibi emiter akımının artışına eşit bir artışla yükselmektedir. Ayrıca VCB`nin kollektör akımı üzerindeki etkisi, neredeyse ihmal edilebillir ölçüdedir. Eğrilerden de açıkça anlaşılabileceği gibi, IE ve IC arasındaki ilişki iletim bölgesinde yaklaşık olarak

———— (1)

kadardır.

Şekil 3 : Ters doyma akımı

Kesim bölgesinde, hem kollektör hem de emiter jonksiyonu ters öngerilimlenmiştir. Bu da Şekil 2 a`da gösterildiği gibi ihmal edilebilir bir kollektör akımına yol açmaktadır.

Doyma bölgesi adı verilen bölgede ise kollektör ve emiter jonksiyonları ileri öngerilimlenmiştir. Bu da, kollektör-beyz potansiyelindeki küçük değişiklere karşılık kollektör akımında üstel değişimler oluşturmaktadır.

Şekil 2b`de gösterildiği gibi, giriş veya emiter karakteristiklerinin sadece bir bölgesi ile ilgilenilmektedir. Sabit VCB gerilimi altında, emiter-beyz potansiyeli arttıkça emiter ekımı da artmaktadır. Artan VCB düzeyleri ise, aynı akımı sağlayacak şekilde, VEB düzeyinin azalmasına yol açmaktadır. Yarıiletken silisyum diyotta olduğu gibi, DC çalışmada ileri öngerilimli beyz-emiter jonksiyonu için VEB değeri yaklaşık olarak,

————(2)

bulunmaktadır.

Örnek 1

Şekil 2`deki karakteristikleri kullanarak;

(a) IE = 3mA ve VCB = -10V için devredeki kollektör akımını (IC) bulunuz.
(b) VEB = 750mV ve VCB = -10V için devredeki kollektör akımını (IC) bulunuz.
(c) IC = 5mA ve VCB = -1V için VEB`yi bulunuz.

Çözüm :

VEB = 750mV ve VCB = -10V değerlerindeki kesişme noktasında IE = 3,5mA`dir. Böylece IC ;

olarak belirlenir.

(c) IE = IC = 5mA`dir. Giriş karakteristiğinde IE = 5mA ve VCB = -1V`un kesişme noktasında VEB= 800mV = 0.8V olarak bulunur.

Şekil 4