trakya üniversitesi fen fakültesi fizik bölümü elektronik

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ
FEN FAKÜLTESİ
FİZİK BÖLÜMÜ
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
2010
Öğrencinin:
Adı Soyadı : . . . . . . . . . . . . . . .
Numarası : . . . . . . . . . . . . . . . .
Deney Grubu : . . . . . . . .
FİZİK BÖLÜMÜ LABORATUVAR KURALLARI
1)
Deney başlangıç saatinden 10 dakikadan daha geç gelenler ve deney föyü olmayanlar o
laboratuar çalışmasına alınmaz.
2)
Her öğrenci o gün yapacağı deneye hazırlıklı gelmek zorundadır. Deney öncesi öğrencilere
yapacakları deneylerle ilgili sözlü ve yazılı sorulardan oluşan bir ön sınav (quiz) uygulanabilir. Bu
sınavın değerlendirmesi raporla birlikte yapılır.
3)
Her öğrenci deney malzemelerini iyi kullanmak ve kollamakla yükümlü olup, kişisel kusuru ile
vereceği ziyanı tazmin eder. Deney sonrasında masalar düzenli ve temiz hale getirilecek ve masa
üzerinde hiçbir çöp, kağıt, silgi artığı vb. bırakılmayacaktır.
4)
Deney sonunda her kişi yapmış olduğu deneyle ilgili bir protokol verecektir. Bu protokol aynı
zamanda yoklama yerine de geçecektir.
5)
Her öğrenci yaptığı deneyle ilgili raporunu bireysel olarak hazırlayacak ve plastik bir dosya
içinde bir sonraki deney çalışması gününde getirecektir. Daha sonra getirilen raporlar kabul
edilmeyecektir. Ayrıca, öğrenciler girmedikleri deneyin raporunu veremezler (Öğrenci girmemiş
olduğu deneylerden de sınavlarda sorumludur).
6)
Raporlar 100 not üzerinden değerlendirilecek ve değerlendirmede raporun kuramsal bilgisi,
düzen ve görünümü, doğruluğu, grafik çizimi ve yapılması gereken açıklamalar dikkate
alınacaktır. Rapor ve quiz not ortalamalarının %30’u dönemsonu sınav notuna etki ettirilecektir:
DönemSonuNotu = [AraSınavın %30’u] + [(Rapor Ortalamasının %30’u) + (Final Sınavı Notunun %70’i)]
7)
Her öğrenciye yasal olarak (fakülte yönetim kurulunca) kabul edilmiş mazeretleri dışında ilgili
laboratuar koşullarına göre 1 veya 2 deney telafi hakkı verilecektir. Öğrenciler telafi deneyi için de
bir rapor hazırlayacaktır.
8)
Deney çalışmalarının %20 ‘sinden (2 deney) daha fazlasına girmeyen öğrenciler direkt olarak o
laboratuardan devamsızlıktan kalırlar.
9)
Öğrenciler laboratuar görevlilerinin belirlediği günlerde ve onların gözetiminde serbest çalışma
yapabilirler.
10)
Arasınav(lar) yazılı, dönem sonu sınavı deneysel uygulamalı olarak yapılacaktır.
DİKKAT : Hem Arasınavda hem de Dönemsonu sınavında yanınızda milimetrik kağıt,
cetvel ve hesap makinası bulundurunuz.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
1
RAPORLARIN HAZIRLANMASINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER
Rapor temiz bir A4 ebadında kağıda kurşunkalem ve renkli kurşunkalemle düzgün ve
okunaklı olarak yazılmalıdır. Raporun görünümünü bozacak silinti, kazıntı ve lekeler
olamamalıdır. Yapılan deneyle ilgili bazı teorik bilgiler deney föyü haricindeki kaynaklardan
araştırılarak özet halinde raporun başına yazılmalıdır. Yapılan deneyle ilgili şekiller düzgün
olarak ve özenilerek çizilmeli ve deneyin yapılış aşamaları ve bulunan sonuçlar açık bir
şekilde ifade edilmelidir. Sonuçlar ile ilgili yorumlar ve karşılaştırmalar yapılmalıdır. Bir
değişim serisi gösteren sonuçlar düzgün tablolar şeklinde sunulmalı ve tablodaki sonuçların
sadece 1-2 tanesi için yapılan matematiksel işlemler açıkça gösterilmelidir.
GRAFİK ÇİZİLMESİNDE DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER
Deney grafikleri elde edilen sonuçlara bağlı olarak milimetrik veya logaritmik
kağıtlara çizilmelidir. Çizimlerde kesinlikle tükenmez kalem kullanılmamalıdır. Grafik
eksenleri çizimi en açık ve kağıt üzerinde en geniş şekilde gösterecek biçimde
ölçeklendirilmelidir. Her bir deneysel veri, kağıt üzerinde ♦ • ∗ + gibi sembollerle
işaretlenmelidir. Ancak noktalardan eksenlere çizgilerle taşınmamalıdır. Sadece grafik
üzerindeki bazı özel ve anlamlı noktalar çizgilerle yan eksenlere taşınarak değerleri eksenler
üzerinde belirtilir. Deney veya hesap verilerini temsil eden noktalar üzerinden geçen ortalama
bir eğri çizilmelidir. Her noktadan geçen kırıklı çizgiler kullanılmamalıdır. Grafik
eksenlerinin ve çizilen grafik eğrisinin isim ve birimleri bunların yanına yazılmalıdır. Birden
fazla eğri içeren grafiklerde farklı renklerde ve sembollerde gösterimler kullanılmalı ve her
bir eğrinin kime ait olduğu diğerleriyle karışmayacak biçimde ifade edilmelidir.
Örnek grafikler:
5
0.8
rezonans
eğrisi
25 cc Su içeren örnekler
örnek1
yarı güç
noktaları
4
Işık Şiddeti , Itr
çıkış voltajı (Volt)
örnek2
0.6
3.6
3
örnek3
0.4
0.2
2
0.0
20
28.5
0
30
40
50
20
40
60
80
Kuruma süresi, t (saat)
Frekans (kHz)
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
2
Örnek Rapor:
Ad Soyad: . . . . . . . . . . . . .
Deney Tarihi: . . . . . . .
No: . . . . . . . . . .
Grup No: . . . . . . .
Deney Kodu ve İsmi: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ÖN BİLGİ:
(Deney föyünde verilen bilgiler kesinlikle tekrarlanmamalıdır. Bunu yerine deneyin
amacının ve içeriğinin anlaşıldığını gösteren özet bilgi, gerekliyse başka kaynaklara
başvurularak sunulmalıdır.)
DENEYSEL ÇALIŞMA:
(Aşağıdaki konulara dikkat edilerek hazırlanmalıdır:)
1) Genel olarak deney raporu, bu laboratuvar çalışmasına katılmamış ya da bu konu
hakkında fazla bilgi sahibi olmayan bir jürinin değerlendireceği tarzda hazırlanmalıdır.
2) Deneyin yapılışı, var ise şekiller ile gösterilmeli ve anlatılmalıdır.
3) Deney verileri fazla ise, düzenli bir tablo olarak düzenlenmelidir. Sunulan veriler birimler
ve bunların katlarına dikkat edilerek uygun biçimde ifade edilmelidir.
4) Grafikler ayrı bir milimetrik ya da logaritmik kağıda, grafik çizim kurallarına uygun
olarak çizilip rapora eklenmelidir.
5) Deney sonuçlarının hesaplanması için gereken işlemler açık ve doğru biçimde gösterilmeli
ve yorumlanmalıdır.
6) Hesaplanan sonuçlar bir seri halinde ve fazla sayıda ise tablo şeklinde sunulmalıdır.
Tablodaki 1-2 sonuç için kullanılan hesaplama tekniğinin ayrıntılı olarak gösterilmesi
yeterlidir.
7) Raporun hazırlanmasına, kullanılan yazının düzgünlüğüne ve sayfaların düzenlenmesine
çok özen gösterilmelidir. Raporun değerlendirilmesinde bilgilerin doğruluğu yanında
önemli bir oranda, görünüm ve orijinalliğe de not verilecektir.
8) Her rapor mutlaka bireysel olarak hazırlanmalı, başkalarından alıntı yapılmamalıdır.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
3
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
ELEKTRONİKTE BİRİMLERİN VE BÜYÜKLÜKLERİN
UYGUN ŞEKİLDE İFADESİ (ANLAMLI SAYILAR)
Elektronikte kullanılan başlıca birimler :
Ω (Ohm) , V (Volt) , I (Amper) , s (Saniye) , Hz (Hertz) , F (Farad) , H (Henry) v.s.
109 Katı
--- G (giga)
106 Katı
--- M (mega)
3
10
Katı
--- k (kilo)
Birimin kendisi
-3
10
Katı
--- m (mili)
10-6 Katı
--- μ (mikro)
-9
10
Katı
--- n (nano)
10-12 Katı
--- p (piko)
Bir formülde değerler yerine konularak işlem yapılmak istendiğinde, ilgili büyüklüğün
birimi, katları şeklinde değil de, esas halinde yerleştirilmelidir.
Örneğin :
Eldeki değerler : V1= 300 mV , V2=7,5 V , R=1 kΩ
Burada 1kΩ u yerine yazarken 103 ile çarparak Ohm a çevirmeli ve 300 mV’u da 0.3
V olarak kullanmalıyız.
V − V1 7,5− 0,3
I= 2
=
= 7,2 . 10 −3 A = 7,2 mA
3
R
10
Eldeki değerler : L=4 mH , C=10 nF
T = 2π L C = 6,28 4.10 −3.10 . 10 −9 = 4 .10-5 s =40 μs
İşlemlerin sonucunda elde edilen değerler örneklerde olduğu gibi uygun şekilde ifade
edilmelidir.
Örnek ifade ve söyleyişler :
=4700 Ω
= 4,7 kΩ
=1200 mV
= 1,2 V
=0,9 A
= 0,9 A veya 900 mA
=0,03 V
=0,03 . 103 mV = 30 mV
=8,2 10-5 H = 82 μH
Görüldüğü gibi sonuçlar 10 üzerili sayılarla ifade edilmez, ,’den sonra 0 ile başlayan
rakamlar kullanılmaz ve rakam 1000 ve daha yukarısı ise 1000 e bölünerek birimin başına
uygun kat ismi getirilir.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
4
DİRENÇ RENK KODLARI
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
A
RENK
Siyah
Kahverengi
Kırmızı
Turuncu
Sarı
Yeşil
Mavi
Mor
Gri
Beyaz
Altın
Gümüş
B
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
C
Tolerans
B
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
C
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
10-1
10-2
% Tolerans
1
2
5
10
Direnç şekildeki gibi tolerans çizgisi sağda olacak şekilde tutulur. A ve B renk
çizgilerine karşılık gelen değerler yanyana yazılır. Bu iki haneli bir rakam gibi okunarak C ye
karşılık gelen değer ile çarpılır.
Örnekler
NOT:
A
B
C
DEĞERİ
Kırmızı
Kırmızı
Kırmızı
Kahverengi
Sarı
Mavi
Siyah
Mor
Gri
Siyah
Yeşil
Altın
22 .10 =
0
10 .10 =
5
47 .10 =
-1
68 .10 =
2
2200 Ω =2,2 K Ω
10 Ω
4,7 M Ω
6,8 Ω
Elektronikteki tüm değer ifadelerinde olduğu gibi direnç için de değerler uygun
birimlerle ifade edilmelidir. 12000 Ω , 0.056 K Ω , 0.0082 M Ω gibi gösterim ve söyleyişler
yanlıştır. Bunlar sırayla 12 k Ω , 56 Ω , 8,2 k Ω olarak yazılır ve söylenir.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
5
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
( EL 1 – 1 )
DOĞRU AKIM VE GERİLİM ÖLÇÜMLERİ
KURAM:
Üzerinde pasif ve aktif devre elemanları olan bir devrede;
Kirchoff gerilimler yasası: Herhangi bir anda devrenin herhangi bir çevresindeki n tane
elemanın gerilimleri toplamı sıfırdır:
n
∑Vk (t ) = 0
k =1
Kirchoff akımlar yasası: Herhangi bir anda bir düğüme giren ve çıkan n tane akımın toplamı
sıfırdır.
n
∑ ik (t ) = 0
k =1
Devre üzerindeki iki nokta arasındaki potansiyel farkını veya gerilimi ölçmek için voltmetre
kullanılır. Voltmetreler ölçülecek noktalar arasına paralel bağlanırlar. Ölçülecek gerilim doğru
gerilim ise + ve – kutuplanmaya uygun olarak bağlanmalıdır.Voltmetrelerin iç dirençleri çok
büyük (idealde sonsuz) olmalıdır. Çünkü paralel bağlantıda kendi iç direnci üzerinden bir
akım geçmesi ve bunun bir kayıp yaratması istenmez.
Devrenin herhangi bir noktasından geçen akımın ölçülebilmesi için bu nokta açık devre
edilerek bu uçlar arasına ampermetre seri olarak bağlanır. Ampermetrelerin idealde sıfır
olması gereken çok küçük bir iç dirençleri vardır. Böylece, hem iki noktayı kısa devre etmiş
hem de üzerinden geçen akımın, kendi iç direnci üzerinde bir gerilim düşümü yani kayba
neden olması önlenmiş olur.
Voltmetre ve ampermetreler, analog (orantılı) olarak adlandırılan ve bir skala ve ibreden
oluşan elektro-mekanik aletler olabileceği gibi, tamamen elektronik sayısal (dijital) olarak da
üretilirler. Sayısal ölçü aletleri, ayarları (kalibrasyon) iyi yapıldığında daha hassas bir ölçüme
izin verir. Her iki tip ölçü aleti de ‘kok’ (kare ortalaması karekökü) veya ‘etkin değer’ olarak
adlandırılan türden alternatif gerilim ölçümü yaparlar.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
6
DENEY:
1) Aşağıdaki devreyi kurarak devrenin girişine 10.0 V’luk doğru gerilim uygulayınız.
2) Her bir çevredeki eleman uçlarındaki gerilimleri, yönlerine dikkat ederek (aynı yön sırasını
takip ederek) voltmetre ile ölçünüz. Bu gerilimler ile Kirchoff gerilimler yasasının
doğruluğunu gösteriniz.
3) V13 ve V42 noktaları arasındaki gerilimleri ölçerek daha sonra kullanmak üzere not alınız.
R1
330 Ω
1
+
R2
100 Ω
10 V
-
2
R4
1 kΩ
4
R3
470 Ω
3
4) Devre üzerinde aşağıda gösterilen X düğüm noktası etrafındaki iA, iB ve iC düğüm
akımlarını sırasıyla ölçünüz. Ölçüm sırasında ampermetrenin + ve – uçlarını X düğümüne
göre hep aynı yönde bağlayınız. Bu akım değerlerini kullanarak Kirchoff akımlar yasasının
doğruluğunu gösteriniz.
330 Ω
+
iA
iB
X
iC
10 V
1 kΩ
100 Ω
-
470 Ω
5) Çevre akımları yöntemiyle devreyi analiz ediniz, iA, iB ve iC akım değerlerini bir de teorik
olarak hesaplayarak sonuçları karşılaştırınız.
6) Teorik çevre akımları değerleri elde edildiğine göre, V13 ve V42 gerilimlerini teorik olarak
hesaplayarak, önceden ölçtüklerinizle karşılaştırınız.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
7
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü
Deneyin Adı: Doğru Akım ve Gerilim Ölçümleri
Deneyin Kodu: EL 1 - 1
Tarih
…/……/20…
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
DENEY VERİLERİ:
1-) Her bir çevredeki eleman uçlarındaki gerilimleri yazınız.
I.Çevre
II.Çevre
VR1 =...............
VR2 =...............
Vk =................
VR4 =...............
VR3 =...............
VR2 =...............
2-)
V13=..........V,
3-)
İA=..........A, İB=...........A, İC=..........A
V42=...........V
B
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
8
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
( EL 1 – 2 )
RC DEVRELERİ
KURAM :
İçinden i(t) akımı geçen direnç (R), sığa (C) ve self (L) uçları arasındaki gerilim,
elemanların tanım bağıntıları gereği
t
1
di
VR = R i(t) , VC = ∫ i(t) dt + VC (o + ) , VL = L
C0
dt
olarak tanımlanır.
RC DEVRESİ
Şekil-1 deki devreye Vg(t) giriş gerilimi uygulandığında, sistemi
R
V
g
C
i
t
Ri +
1
idt + VC (O + ) = Vg (t)
∫
C0
denklemi ile tanımlayabiliriz. Denklemin Homojen kısmı
Şekil-1
t
Ri +
1
idt + VC (0 + ) = 0
∫
C0
denkleminin türevi alınarak, eşdeğer olan
R
di 1
+ i=0
dt C
denklemi elde edilir. τ =RC gevşeme süresi veya sistemin zaman sabiti olarak ifade edilmek
üzere, akım
i(t) = i 0 e − t/τ
olarak elde edilir. Buna göre eleman gerilimleri
VR (t) = Ri(t) = Ri 0 e
[
t
]
1
, VC (t) = ∫ i(t)dt + VC (0 + ) = Ri 0 1 − e − t/τ + VC (0 + )
C0
− t/τ
olarak elde edilir.
A) Basamak Tepkisi
Devreye,
kondansatör
başlangıçta
boşken
(Vc(0+)=0)
Şekil-2 de görülen bir basamak fonksiyonu
uygulanırsa
V0 = Ri 0 e
− t/τ
[
+ Ri 0 1 − e
− t/τ
]
Vo
t =0
t
Şekil-2
ve
i 0 = V0 /R
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
9
elde edilir.
Buna göre
VR = V0 e
− t/τ
[
, VC = V0 1 − e
− t/τ
Vo
]
olarak bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-3 de
verilmiştir.
Devreye, kondansatör Vo gerilimi ile dolu iken
(Vc(0+)=Vo ) Vg=0 olan bir gerilim uygulanırsa ( giriş kısa
devre edilirse )
0 = Ri 0 e
ve
− t/τ
+ Ri 0 (1 − e
− t/τ
VC
VR
t
t =0
Şekil-3
) + V0
V
o
i 0 = − V0 /R
V
C
t =0
elde edilir. Buna göre
VR = −V0 e − t/τ , VC = V0 e − t/τ
V
R
bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-4 de verilmiştir.
B) Sinüs Tepkisi
t
Şekil-4
Vg (t) = V0 Cos(ω t + φ ) giriş geriliminin, i(t) = i 0 Cos(ω t) akımını akıttığını varsayalım. Kompleks gösterimde Vg = V0 e j(ωt +φ ) , i = i 0 e jωt olarak ifade edilir. Bu gösterimde
kompleks eleman empedansları
ZR = R , R C =
devrenin toplam empedansı,
Z = ZR + R C = R +
1
jCω
1 + jRCω
1
=
jCω
jCω
olarak elde edilir. Sistemin çevre denkleminden
VO e j(ωt +φ ) = (R +
eşitliği elde edilir. Buradan
V
VO
iO = O =
Z
R 2 + 1/(ω 2 C 2 )
1
)i O e jωt
jCω
ve
tan(φ ) = R Cω
bulunur. Bu durumda sığa üzerindeki gerilimin genliği
VCO =
V0
1
i0 =
= V0 sin(φ )
2 2 2
Cω
1+ R C ω
olarak bulunur.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
10
DENEY :
1) RC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı
CH2
CH1
T½
Kare
R
C
Şekil-1
Şekil-2
R=1kΩ, C=56nF, F=1,5kHz
a) Şekil-1 deki RC devresini verilen uygun direnç ve kondansatör değerlerini
kullanarak kurunuz, gerekli ayarlamaları yaparak Şekil-2 deki osiloskop
görüntüsünü elde ediniz.
d
d
b) T1/2
yarılanma süresini ölçerek T1/2
= ln(2)τ d ifadesinden τ d yi bulunuz.
c) τ k = R C yi hesaplayınız.
d) Kuramsal ve deneysel sonuçları karşılaştırarak yorum yapınız.
2) RC Devresinin Sinüs Fonksiyonuna Cevabı
CH2
CH1
Sinüs
R
C
Şekil-3
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
11
a) Şekil-3 deki devreyi kurunuz. Dalga üretecinden genliği tepeden tepeye Vg=4V
olacak şekilde giriş gerilimini ayarlayınız ve frekans taraması yaparak aşağıdaki
tabloyu doldurunuz. Giriş gerilimini her ölçümde sabit tutunuz
f(Hz) 100
200
500
1k
2k
5k
10 k
20 k
50 k
100 k 200 k 500 k
Vg
Vcod
Vco ’ın denel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çiziniz.
Δ t
Şekil-4
b) CH1 ve CH2 deki işaretler arasındaki deneysel faz farkını Şekil-4 deki gibi Δt yi
ölçerek φ d = 2π Δt .f eşitliğinden bulunuz ve kuramsal değeri de hesaplayarak aşağıdaki
tabloyu doldurunuz.
f(Hz) 100
200
500
1k
2k
5k
10 k
20 k
50 k
100 k 200 k 500 k
Δt
φd
(rad)
φk
(rad)
φ nin denel ve kuramsal değerlerini aynı yarı logaritmik kağıda çizerek karşılaştırınız.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
12
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü
Deneyin Adı: RC Devreleri
Deneyin Kodu: EL 1 -2
Tarih
…/……/20…
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
DENEY VERİLERİ:
1-) RC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı:
b) T1/2d=................
2-) RC Devresinin Sinüs Fonksiyonuna Cevabı:
a)
f(Hz)
Vg
100
200
500
1 k
2 k
5 k
10 k
20 k
50 k
100k
200k
500k
100
200
500
1 k
2 k
5 k
10 k
20 k
50 k
100k
200k
500k
Vco
b)
F(Hz)
∆t
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
13
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
( EL 1 – 3 )
RLC DEVRELERİ - 1
KURAM :
A) RL DEVRESİ
L
V
g
Şekil 1 deki devrenin çevre denklemi,
i
R
di
Vg = L + R i
dt
olarak elde edilir.
L
di
+ Ri = 0
dt
Şekil-1
homojen denklemin çözümü τ = L/R olmak üzere,
i(t) = i 0 e − t/τ
VR (t) = R i(t) = R i 0 e − t/τ , VL (t) = L
d
(i 0 e − t/τ ) = − R i 0 e − t/τ
dt
olarak elde edilir.
1) Basamak Tepkisi
Vg = V0 , i(0) = 0
koşulları
ile
ikinci
taraflı
denklemin
özel
çözümünü
aradığımızda Vö = V0 ve i 0 = − V0 /R bulunur. Buna göre eleman gerilimleri,
VR = V0 (1 −e − t/τ ) , VL = V0 e − t/τ
olarak elde edilir.
Vg = 0 , i(0) = V/R koşulları ile ikinci taraflı denklemin özel çözümü arandığında
Vö = 0 ve i 0 = V0 /R bulunur. Buna göre eleman gerilimleri
VR = V0 e − t/τ , VL = − V0 e − t/τ
olarak elde edilir. Davranış biçimleri Şekil-2 ve Şekil-3 de verilmiştir.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
14
V
R
VR
VL
t
t=0
t
Şekil-2
VL
Şekil-3
2) Sinüs Tepkisi
Şekil-1 deki devre için Z L = j Lω ve Z = R + j Lω olarak verilir. V g = V0 e j (ω t +φ )
V
V0
Lω
i0 = 0 =
, tan(φ ) =
Z
R
R 2 + L2 ω 2
ve i =i0 e jω t için
olarak bulunur. R / L = ω 1 olmak üzere EL2-B deki analiz aynen tekrarlanabilir.
B) RLC DEVRESİ SİNÜS TEPKİSİ
L
Şekil-4 teki devreye bir sinüssel gerilim
uygulandığında kompleks gösterim olarak
V0 e j (ω t +φ ) = i0 ( j Lω )e jω + i0 Re jω + i0 (
Vg
R
i
C
1
)e jω
jCω
Şekil-4
eşitliği elde edilir. Buradan
i0 =
V0
=
Z
V0
1
)
R + j ( Lω −
Cω
tan( φ ) =
=
V0
1 2
R + ( Lω −
)
Cω
,
2
L ω − 1 /( C ω )
R
eşitlikleri elde edilir.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
15
ω → 0 için i0 → 0 , φ → −π / 2 ve ω → ∞ için i0 → 0 ,φ → +π / 2
Burada
olduğu gö-rülür. Arada bir noktada i0 maxsimum değeri alır; bu frekansa ω0 rezonans
frekansı denir. ω = ω 0 = 1 / LC için,
i0 ) max =
V0
, tan(φ ) = 0
R
dır. Devre saf direnç gibi davranır. i0 ın ω 'ya bağlı davranış biçimi ( frekans tepkisi )
Şekil-5 de görülmektedir. Akımın maksimum değerinin 1 / 2 katına düştüğü değerler
yarı güç frekansları olarak bilinir. Bu koşul,
R 2 = ( Lω − 1 /(Cω )) 2
halinde sağlanabilir.Elde edilen sonuçlar
i0
ω1 = ω 0 − 1 / τ ve ω1 = ω 0 + 1 / τ
i0)max
dir. ω 02 ⟩⟩1 / τ 2 yaklaşıklığında ω 1ω 2 = ω 02 dir.
i0)max /
√2
ω
ω
Devrenin Q faktörü (kalite faktörü)
Q=
ω0
ω 2 − ω1
=
ω 0τ
2
=
1
R
1
ω
0
ω2
Şekil-5
L
C
olarak tanımlanır. Q faktörü büyük olan devrenin, frekans tepkisi sivri olur ve böyle devreler
frekans seçici devreler olarak kullanılır.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
16
DENEY:
1) RL Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı
Şekil-1 deki RL devresini kurarak, dalga üretecinin
frekansını ayarlayarak osiloskop ekranında uygun şekli elde
ediniz.
CH1
CH2
L
Kare
4.7 mH
d
a) T1/2
yarılanma süresini ölçerek T1/2 =ln2.τ ifadesinden τ
d yi bulunuz.
R
270 Ω
Şekil-1
b) τk=L/R den , L nin değerini hesaplayınız.
2) RLC Devresinde Rezonans
Şekil-2 deki devreyi kurunuz ve dalga üretecinin frekans ayarını kullanarak (uygun
frekans aralığında), osiloskop ekranındaki sinüsoidal işaretin genliğinin, girişteki frekansla
( L=4,7mH, C=4,7nF, R=270Ω)
birlikte değiştiğini gözleyiniz.
CH1
Sinüs
CH2
L
C
R
Şekil-2
a) Genliğin max. olduğu rezonans noktasında, dalga üretecinin frekansını okuyunuz (fo). Bu
noktanın solunda ve sağında genliğin 1 / 2 katına düştüğü yarı güç frekanslarını okuyunuz
(f1 ve f2) .
b) Aşağıdaki frekans taramasını yaparak tablonun kalanını doldurunuz.
f1
fo
f2
f(kHz)
Vçıkış
c) Bu tablodan yararlanarak bir milimetrik kağıda Vçıkış - f grafiğini çiziniz ve bunun
üzerinde yarı güç ve rezonans noktalarını gösteriniz.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
17
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü
Deneyin Adı: RLC Devreleri - 1
Deneyin Kodu: EL 1-3
Tarih
…/……/20…
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
DENEY VERİLERİ:
1-) RL Devresinin Basamak Fonsiyonuna Tepkisi:
a) Td1/2=................
2-) RLC Devresinde Rezonans:
a) fo=..................f1=..................
f2=..................
b)
f(kHz)
f1
f0
f2
Vç
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
18
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
( EL 1 – 4 )
RLC DEVRELERİ - 2
KURAM :
RLC DEVRESİ BASAMAK TEPKİSİ
L
Vg
Şekil-1 deki seri RLC devresinin çevre denklemi,
t
R
i
C
di
1
V g = L + Ri + ∫ i dt + VC (0 + )
dt
C0
şeklinde verilebilir.
Şekil-1
Homojen denklem, türev alınarak,
L
d 2i
dt
2
+r
di 1
+ i=0
dt C
haline getirilir. Bu denklemin karakteristik denklemi
1
⎛ R ⎞
=0
⎟α +
LC
⎝ 2L ⎠
α 2 + 2⎜
dir Bu denklemin Köklerine göre, çözümleri üç tipte incelemek
gerekir . τ = 2 L / R , ω 02 = 1 / LC , Δ = 1 / τ 2 − ω 02
olmak
i
üzere,
a) α 1 ≠ α 2 reel kökler varsa çözüm
i=e
−t / τ
[Ae
− Δt
+ Be
+ Δt
]
Şekil-2
t
biçimindedir. Bu duruma aşırı sönüm durumu denir. Davranış
biçimi Şekil-2 de görülmektedir.
Bu durumda t=0 da i(0) ≠ 0 ise, 0 değerini alması için veya i(0)=0 ise maksimum değerini
alması için uzun bir zaman geçmesi gerekmektedir.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
19
b) α 1 = α 2 reel katlı kök durumunda Δ = 0 dır. Çözüm
i
i = e − t / τ [ A + Bt ]
şeklindedir.Bu duruma kritik çözüm durumu denir ve akım
maksimum ve minimum değerleri arasında en kısa sürede
değişir. Davranış biçimi Şekil-3 te görülmektedir. Kritik sönüm
t
Şekil-3
oluşma koşulu
Δ = 0,
1
τ
2
= ω 02 veya R K = 2 L / C
olarak ifade edilir.
c)
α1 = α 2* eşlenik kompleks kök durumunda
-t /τ
e
ω = ω 02 − 1 / τ 2 olmak üzere çözüm
[
i = e −t / τ Ae jω + Be − jω
]
Şekil-4
veya
i = e −t / τ cos(ω t + φ )
şeklinde ifade edilebilir. Bu duruma sönümlü salınım durumu denir. Davranış biçimi Şekil-4
de görülmektedir.
Şekil-1 deki devreye bir basamak fonksiyonu uygulandığında, yukarıdaki a, b, c
durumlarından biri oluşur. Bu davranış zaman içinde eksponansiyel olarak azaldığından
bunlara geçici rejim adı da verilir.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
20
DENEY:
RLC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Tepkisi
CH1
P
L
R
4.7 mH
22 Ω
Kare
5 kΩ
CH2
C
4.7 nF
Şekil-1a
Şekil-1b
Şekil-1a daki RLC devresini kurarak;
a) Potansiyometreyi max. açarak aşırı sönümü gözleyiniz.
b) Potansiyometreyi ayarlayarak, kritik sönüm olayını gözleyiniz ve potansiyometreyi
çıkararak değerini ölçünüz. Rk= 2 L/C den kuramsal kritik direnci hesaplayarak deneysel
değerle karşılaştırınız.
c) Potansiyometreyi çıkararak devre üzerinde sadece R direncinin kalmasını
sağlayınız. Osiloskop ekranındaki sönümlü salınımların birisini (Şekil-1b), gerekli
d
ayarlamaları yaparak Şekil-2 ‘deki gibi büyütünüz. Şekli uygun eksenlere yerleştirerek T1/2
yarılanma süresini ölçünüz. Buradan τ d = T1/2 /ln2 yi hesaplayınız.
τ k = 2L/R ‘yi
hesaplayarak sonuçları karşılaştırınız. Büyük farkın sebebi ne olabilir?
d) Sönümlü salınımların periyodunu ( Td )
ölçünüz. T k = 2π LC ifadesinden kuramsal değeri
e -t / τ
hesaplayınız.
Şekil-2
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
21
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü
Deneyin Adı: RLC Devreleri - 2
Deneyin Kodu: EL 1-4
Tarih
…/……/20…
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
DENEY VERİLERİ:
RLC Devresinin Basamak Fonsiyonuna Tepkisi:
a) Rkd=................
b) T1/2d=................
c) Td=................
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
22
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
( EL 1 –5 )
DOĞRULTUCU DİOD VE UYGULAMALARI
KURAM :
(a)
(b)
ideal p-n
eklem
diodu
Ve
Id
rd
Şekil-1
Ve
Vd
Diodlar genel özellik olarak üzerinden yalnız bir yönde akım geçirebilen yarıiletken
devre elemanlarıdır.
AC akımı doğrultan, uçları arasındaki gerilimi sabitleyen, gerilime bağlı olarak iç
kapasitesini değiştiren, ışık yayan ve algılayan ve bunun benzeri özellikler gösteren diod
çeşitleri mevcuttur.
Doğrultucu olarak kullanılan “p-n eklem diodu”nun eşdeğer modeli ve yaklaşık
belirtkin (karakteristik) eğrisi Şekil-1 (a) ve (b) de görüldüğü gibidir. Ve “diod eşik gerilimi”,
rd diod dinamik direnci olarak adlandırılır. İletimdeki diod grafiğinin, teğetinin eğimi
( ΔI / ΔV ) = 1 / rd , teğetin ekseni kestiği nokta da Ve değerini verir.
Pratikteki birçok uygulamada rd gözardı edilir. Ancak kullanılan gerilimler eşik
gerilimine göre çok büyük değilse hesaba katılması gerekebilir.
Anot
Katot
Şekil-2 . p-n eklem diodu sembolü ve diğer bazı diod çeşitleri.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
23
DENEY:
1) İleri yönde kutuplamada Diod belirtkin eğrisi :
I
22Ω
0-2V
d
V
d
Şekil-1
Şekil-1 deki devreyi kurarak aşağıda verilen Vd değerlerine karşı gelen akımları
bulunuz.
Vd (mV) 100
200
300
500
550
600
650
700
750
Id
Bir milimetrik kağıda Id-Vd grafiğini çiziniz ve diod eşik gerilimini gösteriniz.
2) Tam dalga doğrultucusu
Şekil-3 teki devreyi kurarak Şekil-4 daki çıkış gerilimini gözleyiniz.
Burada Vm ve Vr yi ölçerek VDC=Vm-Vr ve δ = Vr / 3 VDC formülleri yardımıyla δ
dalgalanma faktörünü hesaplayınız.
10K
2V
r
10μF
Vm
Şekil-3
Þekil-6
Şekil-2
Þekil-5
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
24
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü
Deneyin Adı: Doğrultucu Diod ve Uygulamaları
Deneyin Kodu: EL 1 -5
Tarih
…/……/20…
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
DENEY VERİLERİ:
1-) İleri Yönde Kutuplanmada Diod Belirtkin Eğrisi:
Vd(mV)
Id
100
200
300
500
550
600
650
700
750
2-) Tam Dalga Doğrultucu:
Vm=...................., Vr=....................
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
25
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
( EL 1 – 6 )
ZENER DİOD
KURAM :
Zener diod ileri yönde kutuplandığında, doğrultucu diod gibi davranır. Ters yönde
kutuplandığında ise uçları arasındaki Vz zener gerilimi civarında doğrultucu dioda göre büyük
akımlar çekilmesine rağmen bozulmaz. Zener diod için Şekil-1 deki eşdeğer devre
kullanılabilir. Buradaki rd dinamik direnci, akıma bağlıdır. Belli bir akımdan sonra yaklaşık
sabit kalır.
+
Rd
Vz
Şekil-1
Þekil-1
DENEY :
1) Zener diod belirtkin eğrisi
a) İleri yönde kutuplama
Şekil-2 deki devreyi kurarak
gerilimlere karşı gelen akımları ölçünüz.
Id
22Ω
aşağıdaki
+
Vd
0-2V
Þekil-2
Şekil-2
Vd (mV) : 100 - 200 - 300 - 500 - 550 - 600 - 650 - 700 - 750
Id
: ....
....
....
....
....
....
....
....
....
b) Ters yönde kutuplama
Şekil-3 deki devreyi kurarak aşağıdaki
gerilimlere karşı gelen akımları ölçünüz.
+
470Ω
0-12V
Id
Vd
Vd
Şekil-3
Þekil-3
Vd (V) : 1.0 - 2.0 - 3.0 - 4.0 - 4.2 - 4.4 - 4.6
Id
: .... - .... - .... - .... - .... - .... - ....
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
26
c) Yukarıda elde edilen verilerle zener diodun belirtkin eğrisini çiziniz ve zener gerilimini
(Vz) bulunuz.
2) Zenerli gerilim düzenleyici
a) Şekil-4 deki devreyi kurunuz.
b) Transformatör çıkışındaki gerilimin tepe değerini (Vo), tam dalga doğrultulmuş
gerilimin tepe değerini (Vm), dalgalanma gerilimini (Vr), zener gerilimini (Vz) osiloskop
yardımıyla ölçünüz.
c) Vo ve Vm arasındaki farkı açıklayınız.
d) VDC ortalama doğru gerilimi ve IDC ortalama doğru akımı, maksimum ve minimum
akımları hesaplayınız.
e) Yük direncinden akan akımı ve zenerden geçen ortalama, minimum ve maksimum
akımları hesaplayınız.
CH1
470Ω
10μF
CH2
1K
Şekil-4
Þekil-4
VDC
2Vr
Vm
Vz
Şekil-5
Þekil-5
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
27
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü
Deneyin Adı: Zener Diod
Deneyin Kodu: EL 1 -6
Tarih
…/……/20…
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
DENEY VERİLERİ:
1-) Zener Diod Belirtkin Eğrisi:
a) İleri Yönde Kutuplanma:
Vd(mV)
Id
100
200
300
500
550
600
650
4.0
4.2
4.4
4.6
700
750
b) Ters Yönde Kutuplanma:
Vd(V)
Id
1.0
2.0
3.0
2-) Zenerli Gerilim Düzenleyici:
b) Vo=..............
Vr=.................
Vm=..............
Vz=..............
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
28
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
( EL 1 – 7 )
TRANSİSTÖR BELİRTKİN EĞRİLERİ
KURAM :
Transistörlerin çalışması için belli bir doğru akımın baz-emiter ve buna bağlı olarak
kollektör-emiter arasından akması ve baz-emiter ve kollektör-emiter arasında belirli gerilimler
oluşması gerekir. Bu büyüklüklerden sadece ikisi bağımsızdır. Bu noktaya "doğru gerilim
Q
Q
çalışma noktası" denir ve bu değerler VBE
, IQB , VCE
ve IQC ile gösterilir. Bu nokta civarında
küçük genlikli alternatif işaretler için ayrıca vbe , i b , vce ve ic sembolleri kullanılır.
"h" parametreleri gösteriminde, alternatif gerilim paremetreleri hie , hoe , hre ve hfe ile
gösterilir. hFE = IC / I B = β ile gösterilir ve hfe den biraz farklıdır.
DENEY :
IB
10 k
1) Giriş Belirtkenleri
I
B k
10
+
VBE
0-2V
Şekil-1 deki devre üzerinde
aşağıdaki tabloda verilen değerleri
ölçünüz.
VCE
0-12 V
Şekil-1
Þekil-1
VCE=0 V iken
IB (μA) : 2 - 10 - 15 - 20 - 25
VBE(mV): .... - .... - ..... - ..... - ...
2) Çıkış Belirtkenleri
IB
10 k
Şekil-2 deki devre üzerinde
aşağıdaki tabloda verilen değerleri
ölçünüz.
IC
IB
10 k
+
VCE
0-2V
0-12 V
Şekil-2
Þekil-2
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
29
IB=10 μA :
VCE(V) : 0.2 - 0.5
IC(mA) : .... - ....
- 1.0 - 2.0
- .... - ....
-
3.0
....
-
5.0
....
-
7.0
...
IB=15 μA :
VCE(V) : 0.2 - 0.5
IC(mA) : .... - ....
- 1.0 - 2.0
- .... - ....
-
3.0
....
-
5.0
....
-
7.0
...
IB=20 μA :
VCE(V) : 0.2 - 0.5
IC(mA) : .... - ....
- 1.0 - 2.0
- .... - ....
-
3.0
....
-
5.0
....
-
7.0
...
IB=25 μA :
VCE(V) : 0.2 - 0.5
IC(mA) : .... - ....
- 1.0 - 2.0
- .... - ....
-
3.0
....
-
5.0
....
-
7.0
...
IB
10 k
I 10
B
k
+
I
IC
C
1k
VCE
0-2V
0-12 V
Şekil-3
Þekil-3
3) β ölçümü
VCE=5 V iken Şekil-3 deki devre üzerinde aşağıdaki tabloda verilen değerleri ölçünüz.
IB (μA) : 2.0 - 5.0 - 10.0 - 15.0 - 20.0 - 25.0
IC (mA): .... - .... - ....
- ....
- ....
- ....
4) Yukarıda elde ettiğiniz değerlerle milimetrik kağıda grafikleri çiziniz.
Q
Q
= 5 V. değerleri için I QB ve VBE
5) I Qc = 6 mA , VCE
değerlerini grafikten bulunuz.
6) Bu nokta civarında hie, hfe, hoe parametrelerini grafiklerden hesaplayınız.
(Not: Bu yöntemle hre bulunamaz.)
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
30
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü
Deneyin Adı: Transistör Belirtkin Eğrileri
Deneyin Kodu: EL 1 -7
Tarih
…/……/20…
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
DENEY VERİLERİ:
1-) Giriş Belirtkenleri: (VCE=0 V iken)
IB(μA)
2
10
VBE (mV)
15
B
20
25
2-) Çıkış Belirtkenleri:
0.5
IB= 10μA
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
0.5
IB= 15μA
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
3.0
5.0
7.0
3.0
5.0
7.0
B
VCE (V)
IC(mA)
0.2
B
VCE (V)
IC(mA)
0.2
VCE (V)
IC(mA)
0.2
0.5
IB= 20μA
1.0
2.0
VCE (V)
IC(mA)
0.2
0.5
IB= 25μA
1.0
2.0
B
B
3-) β Ölçümü:
IB(μA)
IC(mA)
B
2
5
VCE =4V
10
15
20
25
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
31
ELEKTRONİK-I LABORATUVARI
( EL 1 – 8 )
TRANSİSTÖRLÜ KUVVETLENDİRİCİ
KURAM :
Şekil-1 deki devre için doğru gerilim (DC) koşulları :
[R B2 /(R B1 + R B2 )]Vcc =I B R B + VBE + VE
I C /I B = β , h IE = β 25(mV)/ I C (mA)
[
]
K V = {h fe /[h ie + (1 + h fe )R E ] } R C R y /(R C + R y )
b) CE>0 (kondansatör var, CE kondansatörlü devre) için,
R g = R B h ie /(R B + h ie )
[
RC
B1
Alternatif gerilim (AC) koşulları :
a) CE=0 (kondansatör yok, emiter dirençli devre) için,
R g = R B[h ie + (1 + h fe )R E ]/[R B + h ie + (1 + h fe )R E ]
K V = (h fe /h ie ) R C R y /(R C + R y )
+V
R
CC
C
C
RR
Ly
R
C
B2
R
E
E
Þekil-1
Şekil-1
]
olarak verilir.
DENEY :
1) Şekil-2 deki devrede Vcc=12 V için VCE, VBE, VCB, VB, VC ve VE değerlerini ölçünüz ve
buradan VE/RE=Ic yi bulunuz. RB yi hesaplayarak IB yi
bulunuz.
Bulduğunuz değerler yardımıyla, DC koşullarından,
+VCC
R
RC
B1
β ve hIE yi hesaplayınız.
RB2
R
E
C
E
Şekil-2
Þekil-2
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
32
CH1
+V
R
CC
R
B1
C
CH2
R
B2
R
C
E
E
Şekil-3
Þekil-4
2) Şekil-3 deki devreyi kurunuz, CE=100 μF için aşağıdaki frekanslara bağlı olarak
ölçümleri yaparak tabloyu doldurunuz. Ölçümler sırasında Vg)tt=20 mV değerinde sabit
tutarak Vc)tt değerlerini tabloya kaydediniz. 1 kHz için giriş ve çıkış gerilimleri arasındaki faz
farkını osiloskop ekranında gözleyerek çiziniz.
f(Hz) 10
20
50
100
200
500
1k
10 k
100 k
200 k
500 k
1M 2M
Vg
(mV)
Vc
KV
vc ) tt /v g ) tt = − K V ifadesinden yararlanarak deneysel KV değerlerini hesaplayınız.
Hesaplanan Kv değerlerinin frekansa bağlı Grafiğini yarı-logaritmik kağıda çiziniz.
3) Düzgün bölge merkezinde yer alan 1 kHz için elde edilen KV’yi ve hie=. . . . kΩ
değerlerini kullanarak hfe ‘yi hesaplayınız.
4) Şekil-3 deki devre üzerinden kondansatörü sökerek (CE=0 durumu), sadece f=1 kHz için,
vg )tt = 20 mV olacak şekilde Vc)tt ‘yi ölçünüz. Buna ait deneysel KV ‘yi hesaplayarak,
kondansatör varken elde edilen değerle karşılaştırıp sonucu yorumlayınız.
5) hfe ve hie yi kullanarak, CE=0 için KV ‘nin kuramsal değerini hesaplayınız ve deneyseli
ile karşılaştırınız.
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
33
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü
Deneyin Adı: Transistörlü Kuvvetlendirici
Deneyin Kodu: EL 1 -8
Tarih
…/……/20…
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
Adı Soyadı
Numarası
Deney Grubu
İmza
:. . . . . .
: . . . . . .
:. . . . . .
: . . . . .
DENEY VERİLERİ:
1-) VCE=..................... VBE=..................... VCB=.....................
VB=..................... VC=..................... VE=.....................
B
2-)
f(Hz)
Vg(mV)
10
20
50
100
200
500
1k
10k
100k
200k
500k
1M
2M
Vc
4-) VC)tt= . . . . . . .
TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010
34
1
2
3
4 5 6 7 89
10
2
3
4 5 6 7 89
2
10
2
3
4 5 6 7 89
3
10
2
3
4 5 6 7 89
frekans (Hz)
4
10
2
3
4 5 6 7 89
5
10
2
3
4 5 6 7 89
6
10
2
1
2
3
4 5 6 7 89
10
2
3
4 5 6 7 89
2
10
2
3
4 5 6 7 89
3
10
2
3
4 5 6 7 89
frekans (Hz)
4
10
2
3
4 5 6 7 89
5
10
2
3
4 5 6 7 89
6
10
2
1
2
3
4 5 6 7 89
10
2
3
4 5 6 7 89
2
10
2
3
4 5 6 7 89
3
10
2
3
4 5 6 7 89
frekans (Hz)
4
10
2
3
4 5 6 7 89
5
10
2
3
4 5 6 7 89
6
10
2