Transistörlü Yükselteçler

Ortak Emiterli Yükselteç   PDF
Ortak Beyz Bağlantılı Yükselteç  PDF
Ortak Kollektör Bağlantılı Yükselteç  PDF
Küçük Sinyal Yükselteci
Kaskat Yükselteç
Akortlu Yükselteç
A Sınıfı Güç Yükselteci
B Sınıfı Push-Pull Yükselteci
Direk Kuplajlı Yükselteç
Darlington Çifti

BJT transistörleri anlatmaya başladığımdan beri sadece transistör devresinin DC şartlarda nasıl çalıştığını ve DC gerilim altında transistör üzerinden geçen akım ile transistörün bacaklarına bağlı dirençler üzerinde düşen gerilimlerin nasıl oluştuğunu, hesaplandığını anlatmaya çalıştım. DC şartlarda transistörlü devreler genellikle sabit özellik gösterirler. Halbuki transistörler aynı zamanda AC sinyalleri yükseltmek için de kullanılırlar. Bu yazıda transistörlü bir devrede AC sinyallerin etkilerini, nasıl yükseltme yaptığını ve DC ile AC sinyallerin birbirlerinden nasıl ayrıldığını anlatacağım. Aslında transistörün DC olarak nasıl çalıştığını tam olarak kavramış durumda iseniz bundan sonrakiler sizin için çok basit olacaktır.
Arkadaşlar transistörlü AC yükselteçler iki gurupta incelenir. Birincisi; transistörlü devreye uygulanan sinyal çok küçükse örneğin 1mV , 0.01mV gibi ise (örneğin, ses frekans ön yükselteçleri, yüksek frekans ön yükselteçleri gibi) o zaman transistörlü devre “Küçük Sinyal Yükselteci” olarak incelenir. Küçük Sinyal Yükselteçlerini incelemek için transistörün küçük sinyal modelini göz önüne almak gerekir. Bu kısım amatörün bilmesi gereken noktaları biraz aşmaktadır. Ben size basit ve çok az formüllü anlatacağım. İkincisi ise transistörün büyük sinyal altında çalışması örneğin güç yükselteci olarak çalışmasıdır. AC sinyal altında transistörler özellikle çalışacakları frekansa göre de farklılıklar göstermektedir. Bu konuların bir kısmı amatörlerin bilmesi gereken kısımların çok üzerindedir. Bu sebepten yukarda da söylediğim gibi mümkün olduğunca basit bir anlatım kullanacağım. Tabi hepsini bir seferde değil sırası geldikçe.

Yukarıda emitörü topraklı bir transistörlü devre görülmektedir. Buradaki kondansatörlerin ne işe yaradıklarını sonra anlayacağız. R1, R2, RC ve RE dirençleri daha önceki konularda anlattığım gibi transitörün bayaslanmasını yani DC olarak istenilen yerde çalışmasını sağlamak içindir. Şimdi devreye AC bir sinyal uygulayalım,

Şimdi geldik işin püf noktasına. Burada iki güç kaynağı (biri AC diğeri DC) birbirine bağlandığında neler oluyor önce buna bakalım. Şimdi biraz matematik. Başlangıçta S anahtarı açık olsun. R1, R2 ve VCC den oluşan devre kısmını sadeleştirelim. Bu durumda ; VB=VCC x R2/ (R1 + R2)
RB= R1 x R2 / R1+ R2
Olmaktadır. Yani B noktasındaki voltaj transistörün beyzine uygulanan bayas voltajıdır.
Bir örnek verecek olursak;
VCC=12V,
R1=100K,
R2=10K
olursa B noktasındaki voltaj;
VB=12 x 10 / (100 + 10)
VB=1,09V bulunur.
RB= R1 x R2 / R1+ R2
RB=100 x 10 / 100+10
RB=9,09K bulunur.

Şimdi S anahtarını kapatalım. Kondansatör DC gerilimi bildiğiniz gibi geçirmez. AC gerilimi ise geçirir. AC sinyal B noktasında aynen görülecektir. B noktasında aynı zamanda DC gerilimde olduğu için buradaki bileşke voltaj AC ve DC sinyallerin toplamı olacaktır.
VB Toplam=VB + Vi
Bu durumu grafik olarak şekillerde görebiliriz.

Grafikten de anlaşılacağı gibi vi AC gerilimi VB DC gerilimini değiştirmektedir. Bildiğimiz gibi beyz akımını VB gerilimi oluşturmaktaydı. Eğer VB gerilimi değişiyorsa IB akımı da buna bağlı olarak ICakımları da değişecektir. Bu değişiklik girişe uygulanan AC sinyalin şekli biçiminde olacaktır. Bir kondansatör DC gerilimi hiç geçirmez. AC gerilime ise bir direnç gösterir. Bu dirence AC sinyallerde empedans denir. Devredeki kondansatörlerin empedansı devredeki bağlı oldukları eşdeğer direncin (giriş devreleri için RB eşdeğer direnci, yada RE emitör direnci yada RL yük direnci) en çok 1/10 u kadar olursa kondansatörlerin direnci ihmal edilir. Kondansatörlerin empedansı AC sinyalin frekansına ters orantılı olarak bağlıdır. Kondansatörlerde frekans yükseldikçe empedans azalır. Bir kondansatörün empedansı XC ile gösterilir. Birimi ohm dur.
XC=1/(2 x pi x f (Hz) x C (Farad) )

Sırası gelmişken bobinler DC sinyallere 0 ohm direnç gösterirler. AC sinyallere ise doğru orantılı olarak bağlıdırlar. Bobinlerde frekans yükseldikçe empedans çoğalır. Bir bobinin empedansı XLolarak gösterilir. Birimi ohm dur.

XL=2 x pi x f (Hz) x L (Henri)

Şimdi birinci şeklimizin nasıl AC yükselteç olarak çalıştığını anlatalım. Aşağıdaki şekle dikkat ederseniz CE kondansatörü konulmamış. Aşağıdaki şekil Emitörü Topraklı bir devredir.

Devremizdeki vi giriş sinyalinin başlangıçta 0V olduğunu ya da uygulanmadığını varsayalım. Bu durumda transistör üzerinden sabit olarak geçen IC akımı kollektörle toprak arasında sabit bir voltaj oluşturacaktır. Bu durumu grafiklerde de görmekteyiz.

VC voltajı sabit yani DC olduğu için C2 kondansatörü tarafından RL üzerine geçmesi engellenmekte ve vo çıkış voltajı da 0V olmaktadır. Şimdi vi giriş sinyalinin devreye uygulandığını düşünelim. Bu durumda vi sinyali yönü ve şiddetine bağlı olaraktransistörün beyzindeki DC gerilimi değiştirecektir. Yani vi sinyali yükselirken VB gerilimi de yükselecek, visinyali azalırken de VB gerilimi azalacaktır. VB gerilimindeki değişim vi sinyalinin dalga şeklinin aynısıdır. Bildiğimiz gibi VB gerilimi IB akımını oluşturmaktadır. IB akımı da IC akımını.. Bu durumda IC akımı da vi giriş sinyalinin şeklinde olacaktır. Yani vi giriş gerilimi artarken IB ve ICakımları da artacak, vi giriş gerilimi azalırken IB ve IC akımları da azalacaktır. Tabi ki IC akımı IBakımından daha fazla olacağı için devremizde bir akım kazancı söz konusudur. Acaba vi giriş gerilimi artarken vo çıkış gerilimi de artıyor mu? Hayır, vi giriş gerilimi pozitif yönde yükselirken vo çıkış gerilimi negatif yönde artmaktadır. Bu tip emitörü topraklı (CE common emitter) devrelerde giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasında 180o faz farkı vardır. Çıkış gerilimindeki değişim giriş geriliminden büyük olduğu için bir gerilim kazancı da söz konusudur.
CE kondansatörünün etkisi
Bu kondansatörün DC şartlarda hiç bir etkisi yoktur. Fakat AC sinyallerde üzerine bağlı bulunduğu RE direncini kısa devre edecektir. Bu direncin AC sinyallerde kısa devre olması, IBakımının bağlı olarak da IC ve IE akımlarının artmasına neden olacaktır. Yani CE kondansatörü olan devrelerde kazanç CE kondansatörü olmayanlardan daha fazladır.

Bu yazımızın da sonuna geldik. Kısaca özetleyecek olursak, bir transistörün AC yükselteç olarak çalışmasında girişine uygulanan sinyalin VB voltajını buna bağlı olarak IB akımını ve ICakımını değiştirmesinden ibaret olduğunu öğrendik. Ayrıca devredeki kondansatörlerin alternatif akımda kısadevre olarak düşünülmesi gerektiğini öğrendik. Bu kondansatörler AC sinyallerde her zaman kısa devre olmaz. Özellikle filitre devrelerinde farklı düşünmek gerekir.

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 ?

HI – FI Stereo Yükselteçler ve Düzenleri

HI-FI ve stereo nedir? HI-FI: HI-FI deyimi , ingilizce “high fidelity” kelimelerinin ilk iki harfleri …

Bir cevap yazın