(EĞİLİMLENDİRİLMESİ) BLM 224 ELEKTRONİK DEVRELER Hafta 5

BLM 224 ELEKTRONİK DEVRELER
Hafta 5
TRANZİSTORLARIN KUTUPLANDIRILMASI
(ÖN GERİLİMLENMESİ)
(EĞİLİMLENDİRİLMESİ)
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
Karabük Üniversitesi
Bilgisayar Mhendisliği Bölümü
16.03.2015
BSM 224 Electronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
1
DC Kutuplama, (Ön gerilimleme), (Eğilimlendirme)
Kutuplama, yükseltecin uygun bir şekilde lineer çalışması
için dc çalışma noktasını (Q noktası) kurar. Bir yükselteç,
giriş ve çıkışında doğru DC gerilimi ile polarma
yapılmamışsa, giriş sinyali uygulandığı zaman doyum
veya kesim durumuna geçebiliriz. Şekil 1, bir yükseltecin
uygun ve uygun olmayan DC polarma etkilerini
göstermektedir. Kısım (a) 'da, çıkış sinyali, ters olması
dışında, giriş sinyalinin güçlendirilmiş bir kopyasıdır ki bu
girişi ile faz dışı (180o faz farkı) olduğu anlamına gelir.
Çıkış sinyali, dc polarma düzeyi VDC(out)’nin üstünde ve
altında eşit olarak salınım yapar. Uygun olmayan polarma
yapıldığı zaman, kısım (b) ve (c)'de gösterildiği gibi, çıkış
sinyalinde bozulmaya neden olabilir.
16.03.2015
BSM 224 Electronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
2
(a) Lineer çalışmada çıkış geriiminin şekli giriş
geriliminin şekli ile aynıdır. Sadece aralarında gelik
farkı ve 180o faz kayması vardır.
Şekil 1(a)
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
3
Kısım (b) kesime çok yakın olan bir Q-noktasının (dc
çalışma noktası) sonucu olarak çıkış geriliminin pozitif
kısmının sınırlamasını göstermektedir.
Şekil 1(b)
Kısım (c), kesime çok yakın olan bir Q-noktasının
(dc çalışma noktası) sonucu olarak çıkış
geriliminin negatif kısmının sınırlamasını
göstermektedir
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
4
Grafiksel Analiz
Şekil 2(a)'da tranzistor, belirli IB, IC, IE, ve VCE
değerlerini elde etmek için VCC ve VBB ile polarma
(kutuplama) yapılmiş hali göstermektedir.
Kollektör karakteristik eğrilerini üretmek için değişken
dc polarma gerilimi (VBB) ile kutuplanmış bir tranzistor
devresi Şekil 2(b)’de gösterilmiştir. Bu şekil dc-polarma
etkisini grafiksel olarak göstermek için kullanılacaktır.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
5
Şekil 2
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Mehmet Akbaba
Prof. Dr.
6
Şekil 2(b). Kollektör karakteristik eğrileri
Değişken polarma gerilimi (VBB) ile tranzistorün kollektör
karekteristiğinin elde edilmesi Şekil 2(b)’de gösterilmiştir
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
7
Şekil 3’te IB‘ye 3 değer atadık ve IC ve VCE‘nin ne
olduğunu gözlemledik. İlk olarak, Şekil 3’te görüldüğü
gibi IB üretmek için VBB değeri ayarlanır.
kollektör akımı 20 mA olarak verildiğinden (Şekil 3 (a))
Bu Q-noktası Şekil 3’teki grafikte Q1 olarak
gösterilmiştir. Sonra, Şekil 3(b)’de gösteirldiği gibi, VBB
300 µA IB ve 30 mA IC üretmek için yükseltilmiştir.
Bu durumdaki Q-noktası grafikte Q2 olarak gösterilmiştir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
8
Şekil 3 Q noktasının ayarlanmasının gösterilimi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
9
(a)
Şekil 3 Q noktasının ayarlanmasının gösterilimi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
10
(b) VBB yi artırarak IB yi 300 mA çıkartalım.
Şekil 3. Q-noktasının ayarlanmasının gösterimi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
11
(b)
Şekil 3. Q-noktasının ayarlanmasının gösterimi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
12
Son olarak, Şekil 3 (c)’de gösteirldiği gibi, VBB
IB =400 µA ve IC =40 mA değerlerini verecek şekilde
yükseltilmiştir.
Bu durumdaki Q-noktası grafikte Q3 olarak gösterilmiştir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
13
(c) VBB yi artırarak IB yi 400 mA çıkartalım.
Şekil 3: VBB yi ayarlayarak Q noktasının ayarlanması
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
14
(c)
Şekil 3. Q-noktasının ayarlanmasının gösterimi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
15
DC Yük Doğrusu
Bir tranzistor devresinin DC çalışma noktası dc yük
doğrusu kullanarak grafiksel bir şekilde tanımlanabilir.
Şekil 4(a)’da görüldüğü gibi bu, doyum değerinin yekseni üzerinde IC = IC(sat) olduğu noktadan kesim
değerinin x-ekseni üzerinde VCE = VCC olduğu noktaya
kadar olan bir doğrudur.
Yük doğrusu tranzistor tarafından değil, karakteristik
eğrileri ile açıklanan dış devre (VCC ve RC) tarafından
belirlenir.
Şekil 3’ten, IC denklemi:
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
16
Yük Doğrusu
Şekil 4(a): Yük Doğrusu gösterilimi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
17
Şekil 4(b): Yük Doğrusu gösterilimi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
18
Bu denklem eğimi 1/RC olann, x eksenini VCE = VCC
noktasında kesen ve y eksenini IC(sat) =VCC / RC
noktasında kesen doğrunun denklemidir.
Yük doğrusu Şekil 4(a) ve Şekil 4(b) de gösterilmiştir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
19
Figure 4(c) Illustration of Q Points on the Load Line
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
20
Lineer (Doğrusal) Çalışma
Yük doğrusunun doyma ve kesim arasındaki tüm
noktaları içeren bölge, genellikle transistörün doğrusal
çalışma bölgesi olarak bilinir. Transistor bu bölgede
çalıştığı sürece, çıkış gerilimi giriş geriliminin ideal
olarak lineer üretimidir. Şekil 5, bir transistörün
doğrusal çalışmasının örneğini göstermektedir. AC
büyüklkler küçük italik simgeler ile gösterilmektedir.
Sinüs formunda bir gerilimin (Vin) VBB üzerine
bindirildiğini varsayalım; beyz akımının sinus formu
şeklinde Q-noktasının altında ve üstünde değişen
değerler almasına neden olmaktasır ve bu da kollektör
akımının 30 mA’lık Q-noktasının 10 mA altında ve
üstünde değişen değerler almasına neden olmaktadır.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
21
Kollektör akımındaki değişimin sonucu olarak, emiter
gerilimi 3.4 V’lık Q-noktasının, 2.2 V altında ve üstünde
değişen değerler alır. Şekil 5’te, yük doğrusunun A
noktası sinus formundaki giriş geriliminin pozitif
tepesine karşılık gelir. B noktası negatif tepeye karşılık
gelir ve Q noktası sinüs dalgasının sıfır değerine
karşılık gelir. VCEQ, ICQ ve IBQ değerleri giriş sinus
gerilimi uygulanmamış olduğu dc Q-noktalarıdır.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
22
Şekil 5. Beyz akımındaki değişimin sonucu olarak
kollektör akımındaki ve kollektör-emitter
gerilimindeki değişim
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
23
Dalga formu Bozulması (Distorsiyonu)
Daha önceden de belirtildiği gibi, bazı giriş sinyali
koşulları altında, yük doğrusu üzerindeki Q-noktasının
konumu, Şekil 6 kısım (a) ve (b)’de gösterildiği gibi VCE
dalga formunun bir tepe noktasının sınırlandırlmasına
ya da kırpılmasına neden olur. Her iki durumda da, giriş
sinyali Q-noktasının konumu için çok büyüktür ve giriş
alternansının bir bölümü sırasında, tranzistorü kesim ya
da doyum durumuna geçer. Her iki tepe Şekil 6 (c) 'de
olduğu gibi sınırlandırılmış olduğunda, tranzistor aşırı
derecede büyük bir giriş sinyali ile doyum ve kesim
durumuna sürülür. Sadece pozitif tepe sınırlı olduğunda,
tranzistor doyum durumuna değil kesim durumuna
sürülür. Sadece negative tepe sınırlı olduğunda,
transistor kesim durumuna değil sadece doyum
durumuna sürülür.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
24
Şekil 6(a)
Q-noktası verilen giriş sinyali için doyuma çok yakın
olduğundan dolayı tranzistor doyum durumuna sürülür.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
25
Figure 6(a)
Transistor is driven into saturation because the Q-point is
too close to saturation for the given input signal.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
26
(c) Giriş sinyali çok büyük olduğundan dolayı transistor
hem doyum hem kesim durumuna sürülür.
Şekil 6: Doyum ve / veya kesim içine sürülme durumunda
tranzistorün grafiksel yük doğrusu gösterimi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
27
Örnek 1: Şekil 7’deki devre için Q-noktasını belirleyin ve
dc yük doğrusunu çizin. β=βDC=200 olduğunda, lineer
çalişma için beyz akımının maksimum tepe değerini
bulun.
Şekil 7
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
28
Çözüm: Q-noktası IC ve VCE değerleri ile tanımlanır.
Q-noktası IC = 39.6 mA ve VCE = 6.93 V değerlerindedir.
IC(cutoff)(kesim) 0 değerinde iken, kollektör akımında ne
kadar değişim meydana geldiğini ve hala transistörün
lineer çalişmayı sağladığını belirlemek için
IC(sat)(doyum) değerini bilmek gerekir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
29
Solution The Q-point is defined by the values of IC and
VCE.
The Q-point is at IC = 39.6 mA and at VCE = 6.93 V.
Since IC(cutoff ) 0, you need to know IC(sat) to
determine how much variation in collector current can
occur and still maintain linear operation of the
transistor.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
30
Beyz akımının en yüksek tepe değeri değişimi
aşağıdaki gibi belirlenir:
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
31
TRANSİSTÖR KUTUPLAMA (POLARMA) YÖNTEMLERİ
Kutuplama (Polarma) için birkaç yol vardır. Örneğin;
a) Beyz Kutuplama (Base Biasing)
b) Emiter Geri-besleme Kutuplama (Emiter Feedback
Biasing)
c) Kollektör Dirençli Geri-besleme Kutuplama (Collector
Feedback Resistor Biasing)
d) Gerilim Bölücü Kutuplama (Voltage Divider Biasing)
Her bir kutuplama konusu ayrı ayrı detaylı olarak
anlatılacaktır.
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
32
(Base Biasing )
Beyz Kutuplama ( Eğilimleme)
Bu kutuplama yöntemi, anahtarlama devrelerinin en
yaygın kullanılanıdır. Şekil 1’da beyz kutuplamalı devre
görülmektedir. Doğrusal bölge için bu devrenin analizi
Kirchhoff’un gerilimler kanunu ile yapılabilir.
Şekil 1
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
33
VCC  VRB  VBE  0
VRB y erine I B RB y azarsak,
VCC -I B RB -VBE  0
IB
olur. Buradan;
VCC  VBE

elde edilir.
RB
Şekil 1’de verilen devre için kollektör tarafından
Kirchhoff gerilimler kanunu yazılırsa, VCE için;
(VCE çekilirse;)
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
34
IC=βDCIB formülündeki IB yerine yukarıda verilen ifadeyi yazarsak;
(βDC = β)
ÖRNEK 1:
Şekil 2’de verilen devre için ß
değeri 100’den 200’e
çıkarıldığında Q çalışma
noktasındaki değişim ne kadar
olacaktır?
RC=620 Ω, RB=360 kΩ, VCC=12 V,
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Şekil 2
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
35
β=100 için
 VCC  VBE 
 12  0.7 
  100
I C1   DC 
  3.139 mA
RB
 360 


VCE1  VCC  RC I C1  12  620 * 3.139mA  10.054 V
β=200 için
 VCC  VBE
I C 2   DC 
RB


 12  0.7 
  200
  6.278mA
 360 

VCE 2  VCC  RC I C 2  12  620 * 6.278mA  8.107 V
β 100 den 200 e değiştiğinde IC deki değişme aşağıdaki gibi olur
 I C 2  I C1 
6.278  3.139 

  100
%I C  100
  100.09
3.139


 I C1 
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
36
VCE deki % azalma aşağıdaki gibi olur:
% VCE
 VC 2  VC1 
10.054  8.107 

  100
 100
  19.4
10.054


 VC1 
Bu devrede gördüğünüz gibi, Q-noktası β değerine
oldukça bağlıdır. Bu yüzden beyz polarma ayarlaması
yapmak oldukça güvensizdir. Sonuç olarak doğrusal
çalışma gerekiyorsa beyz polarması kullanılmaz. Bu
devre daha çok anahtarlama uygulamalarında
kullanılır.
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
37
Emiter geri-besleme kutuplama (Emitter-Feedback Bias)
Şekil 2’deki Beyz polarmalı devreye emiter direnci
eklenirse, Şekil 3’de görüldüğü gibi devre “Emiter
geribesleme polarmalı” hale gelir.
+ VCC
Negatif geri-besleme sayesinde, Beyz
gerilimine ters yöde bir kollektör
IC R
gerilimi elde edilir. Kollektör akımında
C
oluşan herhangi bir değişim beyz
RB
+
gerilimini de değiştirecektir. Bu
VCC
durumda beyz gerilimi daha belirgin
IB +
bir hal alır. Eğer kollektör akımı
VBE artarsa, Emiter gerilimi de artacaktır.
Bu durumda beyz gerilimi artacaktır.
Çünkü VB= VE+VBE dir.
Şekil 3
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
38
Beyz gerilimindeki artış nedeneyle RB nin uçlarındaki
gerilim azalacaktır, Bu azalma nedeniye beyz akımı
azalacak ve kollektör akımındaki artışı tutacaktır.
Benzer durum kollektördeki akımın azaltılmasıyla
gerçekleşecektir. Doğrusal (lineer çalışan) devreler için
daha iyi olsa da, β'ya bağlı olduğu için hala gerilim
bölücü devre gibi kararlı değildir. IE ‘yi hesaplamak
için, Kirchhoff’un gerilimler kanunu beyz devresine
uygulayabiliriz.
IB yi IE cinsinden yazarsak IE’nin hala β’ya bağlı
olduğu görülür;
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
39
ÖRNEK 2
+ VCC
Örnek 1’de verilen devre
emitere bir direnç
eklenerek emiter geri
besleme haline getirilir.
Diğer tüm değerler ve
kullanılan tranzistor aynı
kalıyor. Q çalışma
noktasının ne kadar
değişeceğini belirleyin.
RC=620 Ω, RB=360 kΩ,
VCC=12 V, RE=1.0 kΩ,
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
IC
RC
RB
IB
IE
RE
Şekil 3
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
40
β= 100 için
 VCC  VBE  
12  0.7

  
I C1  I E1  
  2.46 mA
 RC  RB /  DC   1000  360000 / 100 
VCE1  VCC  ( RC  RE ) I C1  12  (620  1000) * 2.46mA  8.015 V
β=200 için
 VCC  VBE  
12  0.7

  
I C 2  I E 2  
  4.04 mA
 RC  RB /  DC   1000  360000 / 200 
VCE 2  VCC  ( RC  RE ) I C 2  12  (0.62  1.0)k * 4.04mA  5.46 V
β 100 den 200 e değiştiğinde IC deki değişme aşağıdaki gibi olur
 I C 2  I C1 
4.04  2.46 

  100
% I C  100
  64.22
 2.46 
 I C1 
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
41
VCE deki % azalma aşağıdaki gibi olur:
% VCE
 VC 2  VC1 
5.46  8.015 

  100
 100
  31.88
 8.015 
 VC1 
Emiter geri beslemeli polarma daha kararlı çalışmasına
ve Beyz polarmalı devre ile karşılaştırıldığında daha
güvenilebilir sonuçlar vermesine rağmen, hala tam
kararlı bir Q noktası belirlenemez.
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
42
Kollektör geri besleme kutuplama (polarma)
(Collector Feedback Resistance Biasing)
Devrenin daha düzgün çizimiş hali şekil 4 de verilmiştir.
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
43
Şekil 4: Kollektör rezistansı (direnci) geri
besleme kutuplama (Collector feedback
resistor biasing)
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
44
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
45
ÖRNEK 3 (EXAMPLE 3)
RB yi önce 100 kΩ ve sonra
500 kΩ seçin ve aradaki
farkı irdeleyin.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
46
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
47
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
48
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
49
GERİLİM BÖLÜCÜ KUTUPLAMA
Bu noktaya kadar ayrı bir dc kaynak olan VBB, beyzemiter polarması (kutuplaması) için kullanılmaktaydı.
Çünkü VCC’den bağımsız ve tranzistörün nasıl çalıştığını
göstermeye yardım etmekteydi. Fakat daha pratik
polarma (kutuplama) yöntemi olan tek kaynaklı
polarmalandırma
(kutuplandırma)
Şekil
9’da
gösterilmektedir. Şemayı daha sadeleştirmek için kaynak
bir daire (VCC) ile göstterilmiştir.
Şekil 9’da gösterildiği gibi, tranzistorün beyz ucunda R1
ve R2 dirençlerinden oluşan bir gerilim bölücü vardır.
Gerilim kaynağı VCC’dir. A noktası ile toprak arasında iki
adet akım yolu vardır: ilki R2 üzerinden geçmekte diğeri
ise tranzistorün beyz-emiter bağlantısı ve RE üzerinden
geçmektedir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
50
Akım yönlerine ve
elektron akış yönlerine
dikkat edin. Gerçekte
akım yönleri ok ile
gösterilen yönlerin tam
tersi olacaktır.
Şekil 5: Gerilim Bölücü Kutuplama (Polarma)
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
51
Genelde gerilim bölücü polarmalandırma beyz akımını
Şekil 5’da görülen R2 üzerinden geçen I2 akımından çok
küçük yapmak için tasarlanır. Bu durumda beyz
akımının yükleme etkisi göz ardı edilebildiği için gerilim
bölücü devrenin analizini yapmak oldukça basittir.
Beyz akımı R2 üzerinden geçen akımın yanında çok
küçük olacak şekilde tasarlanmış bir gerilim bölücü
polarmalı bir tranzistorde çalışma büyüklükleri
scaklıktan daha az etkilenir ve pratik olarak sıcaklık
etkisinden bağımsız olduğu düşünülür.
I2 ile karşılaştırıldığında oldukça küçük bir IB değerine
sahip gerilim bölücü devrenin analizini yapmak için ilk
yapılması gereken; Yüksüz gerilim bölücü formülü
kullanılarak beyz ucundaki gerilimi hesaplamaktır.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
52
Eğer beyz gerilimini (VB) biliyorsak aşağıda belirtilenleri
bulabiliriz;
VE = VB - VBE
IC = I E = V E / R E
Eğer VC ve VE biliyorsak, VCE değerini bulabiliriz.
VCE=VC-VE
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
53
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
54
ÖRNEK 4
Şekil 6’daki devrede VCE ve IC değerlerini bulunuz
(β=100)
Şekil 6
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
55
Çözüm:
16.03.2015
Beyz gerilimi;
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
56
Yukarıdaki örnekte temel bir analiz yapılmıştır. Ancak
bazı durumlarda daha detaylı ve doğru analizler
yapılması istenilebilir.
İdealde, gerilim bölücü devre kararlıdır. Yani,
tranzistörü önemli bir yük olarak görmez. Devre
tasarımları bir yönden kazanç sağlarken diğer yönden
kayba yol açan durumlar içerir. Örneğin kaealı gerilim
bölücü diğer devrelerdeki potansiyel yük etkileri ve
ilave güç gereklilikleri bakımından istenmeyen küçük
dirençler gerektirir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
57
Eğer bir devre tasarımcısı giriş direncini artırmak isterse
bu gerilim bölücü kararlı olmayabilir ve daha detaylı bir
analiz gerektirir. Gerilim bölücünün kararlı olup
olmadığını belirlemek için Şekil 7 de gösterilen beyzdeki
doğru akim giriş direnci incelenmelidir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
58
Şekil 7: Yüklü gerilim bölücü devresi
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
59
Gerilim Bölücü Polarmada Yük Etkisi
Tranzistor beyzinde DC Giriş Direnci:
Transistörün dc giriş direnci orantılıdır. Bu yüzden
farklı transistörlerde farklı değerler alır.Transistör
doğrusal bölgede çalıştığında, Emiter akımı (IE) =βIB
olur. Emiter direnci, beyz devresinden bakıldığında,
değeri normal değerinden daha büyük görünecektir.
Bunun sebebi dc akım kazancıdır. Bu sebeple,
RIN(base) = VB / IB = VB / (IE/β) olacaktır.
RİN (base) 
16.03.2015
VB
IE
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
60
This is the effective load on the voltage divider
illustrated in Figure 11.
You can quickly estimate the loading effect by
comparing RIN(base) to the resistor R2 in
The voltage divider. As long as RIN(base) is at least ten
times larger than R2 , the loading effect will be 10% or
less and the voltage divider is stiff. If RIN(base) is less
than ten times R2, it should be combined in parallel with
R2.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
61
EXAMPLE 5 (ÖRNEK 5)
Şekil 8 de tranzistorun beyzinden bakıldığında görülen
giriş direnci bulunuz. β= 125 ve VB=4 V.
ÇÖZÜM:
Rin(base)
Figure 8
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
62
GERİLİM BÖLÜCÜ YÖNTEMİNDE YÜKLEME (GİRİŞ
DİRENCİNİN) ETKİSİNİN HESABA KATILMASI
Daha önce verilen analizde IB ve dolayısı ile tranzistorun
yükleme (giriş dierencinin) etkisi ihmal edilmişti. Burada bu
etki hasaba katılarak daha hassas analiz yapılacaktır.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
63
Rin>10R2 olunca yükleme etkisi ihmal edilebilir. (Rin:
Beyzden bakıldığında tranzistotrun giriş direnci). Fakat
bu şart sağlanmazsa Thevenin teoremi kullanılarak analiz
aşağıdaki gibi yapılır:
Şekil 9
Çevre denkleminden:
Vth  Rth I B  VBE  Rin I B
 ( Rth  Rin ) I B  VBE
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
64
Şekil 9
Şekil 10.a, 10.b ve 10.c takip edilirse:
R2VCC
Vth 
R1  R2
Ve
R1 R2
Rth 
R1  R2
Olduğu görülür.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
65
Yine Şekil 9 dan
Vth  VBE
IB 
Rth  Rin
Rin=VB / IB = (VBE+REIE) / IB
VBE <<REIE
olduğu göz önüne alınırsa
Rin=RE(IE / IB) = (1+β)RE olur.
β>>1 olması durumunda IC  IE ve
Rin= βRE
16.03.2015
olur.
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
66
Yine Şekil 9 dan
Vth  VBE
IB 
Rth  Rin
Rin=VB / IB = (VBE+REIE) / IB
VBE <<REIE
olduğu göz önüne alınırsa
Rin=RE(IE / IB) = (1+β)RE olur.
β>>1 olması durumunda IC  IE ve
Rin= βRE
16.03.2015
olur.
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
67
Ayrıca denklemler aşağıdaki gibide yazılabilir:
IB=IC/β, IB=IE /(1+β)
ve IC=βIE /(1+β) yazılırsa
Vth=RthIE /(1+β)+VBE+REIE
Vth=(Rth /(1+β)+RE )IE+VBE
Ve buradan:
Vth  VBE
IE 
RE  Rth (1   )
elde edilir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
68
VB  VBE  Rin I B  Vth  Rth I B
VCC  RC I C  VCE  RE I E
ve
I C  I B ve I E  (1   ) I B
Yazılırsa
VCC = (βRC+(1+β)RE)IB+VCE
VCE = VCC - (βRC+(1+β)RE)IB
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
elde edilir.
69
β>>1 olması halinde yukarıdaki bağıntılar aşağıdaki
şekildede yazılabilir:
IC  IE
ve
Vth  VBE
IE 
RE  Rth 
ve
VCE=VCC - (RC+RE)IE
VE=REIE
elde edilir.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
70
ÖRNEK 6 :
( β=150>>1 )
β
β
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
71
Veya
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
72
ÖRNEK 10:
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
73
VB>VE ve BE birleşimi ileri yönde kutplanmış
VC<VB ve yine BC birleşimi de ileri yönde kutplanmış.
Bu nedenlerle tranzistör is doyma (saturation)
bölgesinde çalışmaktadır.
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
74
ÖRNEK 7:
Şekil 11 deki devrede IB , IC , IE , VB , VCE , VC , ve VE
değerlerini
a) Yükleme etkisini yok sayayarak
b) Yükleme etkisini hesaba katarak (tam analiz) bulunuz
ve sonuçları karşılaştırınız.
Vo
Si, β=80
Parametreler:
VCC=24 V, β=80, R1=68 kΩ
R2=15 kΩ, RC=6.8 kΩ,
RE=1.2 kΩ
Şekil 11
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
75
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
76
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
77
Sonuçlar aşağıdaki tabloda karşlaştırılmaktadır. Bu karşılaştırmadan
görülmekredirki βRE<10R2 olunca yaklaşık hesap yöntemi oldukça
büyük hata vermektedir. Bu problemde βRE = 80*1.2= 96 kΩ fakat
10R2= 10*15=150 kΩ. Bu nedenle yaklaşık metodun yüksek oranda
hata vereceği açıkça görülmektedir.
IB (µA)
37.4
33.2
VB(V)
IC
(mA)
2.99
2.66
VC(V)
IE
(mA)
3.03
2.69
VE(V)
Pt
(µW)
16.4
7172.1
VCE(V)
Yaklaşık Analiz
4.337
3.643
3.637
0.0055
Tam Analiz
3.929
5.928
3.229
2.699
Yaklaşık Analiz
Tam Analiz
16.03.2015
Electronics Prof. Dr. Mehmet Akbaba
78
KAYNAKLAR
1. Robert Boylestad and Louis Nashelski,
Elektromik Cihazlar ve Devre Teorisi, Palme
Yayıncılık
2. Mehmet Akbaba, Elektronik Ders Devreler
Notları
3. Thomas L. Floyd, Electronic Devices, Merill
Publishin Company
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Prof. Dr. Mehmet Akbaba
79
Teşekkür Ederim
Sağlıklı ve mutlu bir hafta geçirmeniz
temennisiyle, iyi çalışmalar dilerim…
16.03.2015
BSM 224 Elektronik Devreler
Mehmet Akbaba
Prof. Dr.
80