Temel Devre Elemanları-5-Transistörün Yükselteç Olarak Kullanılması | Mühendis Bilim
Çarşamba, 19 Haziran
Mühendis Bilim / Eğitimler / Temel Devre Elemanları / Temel Devre Elemanları-5-Transistörün Yükselteç Olarak Kullanılması
Hasan Eren EMİR | 17 Nisan 2016, 11:58 | Temel Devre Elemanları | 4346 görüntülenme
Hemen her birimizin küçük veya büyük çapta ses sistemi olmuştur. Eğer elektronikle ilgileniyorsanız bu ses sistemlerinin amplifikatör devresi ile çalıştığını duymuşsunuzdur. Bu devre girişine uygulanan sinyal seviyesi hoparlörlerden direk ses almaya yetecek seviyede değildir. Bu nedenle ses sinyalinin yükseltilerek hoparlörlere iletilmesi gerekir. Amplifikatör devresi tam olarak bu işi yapar. Bu işi yapmasının temelinde ise transistörlerin yükselteç olarak kullanılması prensibi yatıyor. Transistörler hakkında bilgi sahibi olmak için Temel Devre Elemanları-5-Transistörler başlıklı yazımızı okuyunuz.
Bu başlığın tam manasıyla anlatılmasını sanırım en az 4-5 ayrı yazı ile(mühendislik hesaplamaları hariç) ancak gerçekleştirebilirim. Konunun daha fazla uzamaması açısından burada en yaygın kullanılan yükselteci anlatmam daha isabetli olacaktır; Common Emiter(CE) yani ortak emiterli NPN yükselteç. Ortak emiterli yükseltecin yaygın olarak kullanılmasının sebebi yüksek akım ve gerilim kazancı sağlıyor olmasından kaynaklanır. Ortak bazlı ve ortak kollektörlü yükselteçler ise farklı amaçlar için kullanılabilirler. Örneğin ortak bazlı yükselteçler empedans ayarı için, ortak kollektörlü yükselteçler emetör izleyici olarak kullanılabilir.
Yukarıdaki şematik gösterimde, NPN transistör kullanılarak oluşturulmuş ortak emiterli bir yükselteç devresi bulunuyor. Giriş sinyali baz ve emiter uçları arasında, çıkış sinyali ise kollektör ve emiter arasında olduğundan yani hem girişte hem çıkışta emiter ucu ortak olduğundan bu düzene ortak emiterli yükselteç diyoruz.
Burada RB1 ve RB2 dirençleri transistörün iletim yönünde kutuplanmasını sağlamaktadır. RB2 direnci baz-emiter bölgesinde VBE geriliminin(silisyum yapılı transistör için minimum 0,6V / 0,7V germanyum yapılı transistör için minimum 0,2V civarında) oluşmasını sağlayacak şekilde seçilmelidir. RC direnci ise yükseltmenin yapılabilmesi için gerekli olan bir direnç değeridir. Transistörün baz ucuna verilen giriş sinyali ve akımı, baz-emiter eklemininde iletimde olması ve kollektör ucunda bulunan VCC gerilimi sayesinde kollektöre akacaktır. Aslında emiter akımının %99 u bazdan geçerek kollektöre akacaktır ve geri kalan %1 lik akım ise baz devresine aktarılacaktır. Bu %1 lik akım uygulanan bir sinyal vasıtasıyla artacak yada azalacak yönde değiştirilebilir. Bazdaki bu küçük değişim kollektörde daha büyük değişime sebep olacaktır. Bu olaya “kuvvetlendirme” denir. Bu durumda çıkış sinyali giriş sinyalinden büyük olduğundan transistörün bir kazancı olduğundan bahsedilir.
RE direnci devrenin daha kararlı çalışması açısından kullanılır. Burada C3 kapasitesi de hayati bir öneme sahip. Köprüleme kapasitesi olarak adlandırılan bu kapasite, giriş sinyali transistöre çıkışa daha fazla akım vermesini söylediğinde, bu akım C3 kapasitesi üzerindeki yükten karşılanır. Eğer C3 kullanılmasaydı gerekli olan bu akım RE vasıtasıyla toprak bağlantısından sağlanacaktı. Bu durum baz-emetör kutuplanmasını olumsuz yönde etkileyecek ve baz-emetör eklemini tıkamaya götürecekti. Dolayısıyla çıkış akımı ve elde edilen kazançta bu duruma bağlı olarak düşecekti. Örneğin bir radyo devresinden bu kapasitenin kaldırılması daha düşük bir ses elde etmemize sebep olacaktır.
Ortak emiterli yükseltecin sağladığı bu imkanların yanında birde sorun diyebileceğimiz bir özelliği bulunuyor; Giriş sinyali ve çıkış sinyali birbirinin tersidir. Daha bilimsel bir ifadeyle giriş ve çıkış sinyali arasında 180° faz farkı bulunur. Bu pek istenmeyen bir durumdur. Çünkü girişten verilen sinyal hiçbir değişikliğe uğramadan sadece yükseltilerek elde edilmek istenir. Burada faz farkını da anlatmam faydalı olacaktır.
Yukarıdaki grafikte mavi olarak çizilmiş sinyal, ortak emiterli yükseltecimizin giriş sinyali olsun. Kırmızı olarak çizilen sinyalde aynı yükseltecin çıkış sinyali olduğunu varsayalım. Tabi burada bu kırmızı sinyalin tepe değerinin daha yüksek olması beklenir, çünkü ortak emiterli yükselteç ile yükseltme işlemi yapıyoruz. Ancak faz farkının daha iyi anlaşılması açısından ikisininde büyüklüklerinin eşit olduğunu varsayalım. Grafikten göreceğiniz üzere giriş sinyalinin tepe değeri 0,2 aynı noktada çıkış sinyalinin değeri ise tam aksi yönde ve değeri -0,2. Bu durumda bu iki sinyal arasında faz farkı vardır ve değeri de iki sinyal birbirinin tam tersi olduğundan 180° dir denir. Şayet iki sinyal tam olarak birbiri üstüne otursaydı yani aynı anda aynı değere sahip olsalardı bu durumda faz farkı olmayacaktı.
Konularımda eksik veya hatalı bir durum olduğunu düşünüyorsanız, veya sorularınızı yorum olarak belirtirseniz memnun olurum. İyi okumalar dilerim 🙂
Etiketler: amfi amplifikatör Faz Faz Farkı ortak baz ortak emiter ortak kollektör transistör Transistörün Yükselteç Olarak Kullanılması yükselteç