1.Hafta Transistörlü Yükselteçler 1

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
Advertisements

Alan Etkili Transistör (FET)
TEMEL ELEKTRONİK EĞİTİMİ
Elektrik-Elektronik Mühendisliği için Malzeme Bilgisi
Sensörler Öğr. Gör. Erol KINA.
HACETTEPE ROBOT TOPLULUĞU TEMEL ELEKTRİK-ELEKTRONİK DERSİ
INVERTER NEDİR? NASIL ÇALIŞIR?
YARI İLETKEN ELEMANLAR DİYOTLAR
1 Yarıiletken Diyotlar.
Transistörlü Küçük İşaret Yükselticileri
Yarı İletken Maddeler Diyot Transistor
Ohm Kanunu Direnç ve Çeşitleri Diyotlar LED’ler Transistörler
Transistörler.
GÜÇ ELEKTRONİĞİ Doç. Dr. N. ABUT
Endüstriyel Elektronik
TRANSİSTÖR VE ENDÜSTRİYEL KONTROL ARIZA ANALİZİ.
2.4.TRANZİSTÖR Tranzistörler, iki amaçla kullanılan üç uçlulardır. Bu amaçlardan biri anahtar olarak kullanılması, diğeri ise yükseltici görevi yapacak.
Diyot Olarak Tranzistör
Introduction to electronics and telecommunication engineering
İKİ KAPILI AĞ (NETWORK) MODELLERİ
SENSÖR VE TRANSDUSERLER
TRANSİSTÖR.
İşlemsel Yükselticiler
ELEKTRİK VE MANYETİZMA
Resim Çeşitli transistörler
EMİTER KUPLAJLI LOJİK (Emiter Coupled Logic - ECL)
Bu slayt, tarafından hazırlanmıştır.
Şekil Sabit polarmalı devre
SENSÖR VE TRANSDUSERLER
Analiz Yöntemleri Düğüm Analiz
Elektrik-Elektronik Mühendisliği için Malzeme Bilgisi
MANTIKSAL KAPILAR.
Temel Kanunlar ve Temel Elektronik
TEMEL ELEKTRONİK -1-.
TEMEL ELEKTRONİK -2-.
Şekil 13. 8B’de verici ve alıcı ayrı, ayrı yerlerdedir
Transistörler.
Ön Çalışma BC546, BC547, BC548 transistörlerinin
Elektrik ve elektronik mühendisliği alanında diyotlar için pek çok uygulama alanı bulunmuştur. Güç diyotları, elektrik gücünün dönüşümü için.
DİJİTAL ELEKTRONİK ÖRNEK PROBLEM
Eleman Tanım Bağıntıları Direnç Elemanı: v ve i arasında cebrik bağıntı ile temsil edilen eleman v i q Ø direnç endüktans Kapasite memristor Endüktans.
ELEKTRİK AKIMI.
YARI İLETKEN DİYOTLAR Elektronik Devreler.
+ + v v _ _ Lineer Olmayan Direnç Bazı Özel Lineer Olmayan Dirençler
Dijital Elektronik Bipolar Tekniği ile Gerçekleştirilen Sayısal Kapı Aileleri.
2-Uçlu Direnç Elemanları
7.Hafta İşlemsel Yükselteçler 2
Diyot Giriş Diyot, transistör, tümleşik (entegre) devreler ve isimlerini buraya sığdıramadığımız daha birçok elektronik elemanlar, yarı iletken malzemelerden.
İşlemsel Yükselticiler
http// sct.emu.edu.tr\eet132
3.Hafta Transistörlü Yükselteçler 3
Eviriciler (DC-AC Dönüştürücüler)
Alan Etkili Transistör ve Yapısı
1 Yarıiletken Diyotlar.
6.Hafta İşlemsel Yükselteçler 1
2.Hafta Transistörlü Yükselteçler 2
Transistör ve Yapısı.
Temel kanunlardan bizi ilgilendirenler şunlardır:
5.Hafta Transistörlü Yükselteçler 5
Eleman Tanım Bağıntıları
+ + v v _ _ Hatırlatma Lineer Olmayan Direnç
4.Hafta Transistörlü Yükselteçler 4
Matrise dikkatle bakın !!!!
HAZIRLAYAN: NUR TUNÇ. DİRENÇ NEDİR Direncin kelime anlamı, bir şeye karşı gösterilen zorluktur. Devre elemanı olan dirençte devrede akıma karşı bir zorluk.
Ototransformatorlar GİRİŞ
Elektronik Devre Örnekleri
1 Yarıiletken Diyotlar.
Bir-fazlı Transformatorlar
DTL (Diyod-Transistör Lojik)
A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü
Sunum transkripti:

1.Hafta Transistörlü Yükselteçler 1 ELT201 Elektronik II Dersi 1.Hafta Transistörlü Yükselteçler 1

İçerik Bipolar Jonksiyon Transistörün Yapısı Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Transistörlü Yükseltme İşleminin Gerçekleştirilmesi Transistörün Anahtarlama Elemanı Olarak Çalışması

Bipolar Jonksiyon Transistörün Yapısı Geçirgeç veya transistör girişine uygulanan sinyali yükselterek gerilim ve akım kazancı sağlayan, gerektiğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılan yarı iletken bir elektronik devre elemanıdır.

Bipolar Jonksiyon Transistörün Yapısı BJT (Bipolar Junction Transistor) çift birleşim yüzeyli transistördür. İki N maddesi, bir P maddesi (NPN) ya da iki P maddesi, bir N maddesi (PNP) birleşiminden oluşur. Transistör üç kutuplu bir devre elemanıdır. Devre sembolü üzerinde orta kutup beyz (B), okun olduğu kutup emiter (E), diğer kutup kollektör (C) olarak adlandırılır. Beyz akımının şiddetine göre kollektör ve emiter akımları ayarlanır. Bu ayar oranı kazanç faktörüne göre değişir. Transistörler elektronik cihazların temel yapı taşlarındandır. Günlük hayatta kullanılan elektronik cihazlarda birkaç taneden birkaç milyara varan sayıda transistör bulunabilir.

Bipolar Jonksiyon Transistörün Yapısı

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Transistörün görevini yapabilmesi için uçlarına uygun yön ve değerde DC gerilim verilmesi gerekir. Uygulanan bu DC gerilime “transistörün polarma gerilimi”, işleme de “transistörün polarmalandırılması” denir. Bir transistörün aktif yükseltme işlemini yapabilmesi için; beyz-emiter arası doğru, beyz-kollektör arası ters polarmalandırılmalıdır. Diğer bir deyişle, eğer transistör PNP tipinde ise beyzi emitere göre negatif, kollektöre göre ise pozitif bir voltaj değerinde olmalıdır. Aynı şekilde NPN transistör için ise, beyzi emitere göre pozitif, kollektöre göre ise negatif bir voltaj değerinde olmalıdır. Bu kurala “transistörün aktif çalışma şartı” da denir.

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Şekil 1.2 : (a) PNP tipi transistörün doğru polarmalandırılması (b) NPN tipi transistörün doğru polarmalandırılması

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Bu açıklamalardan sonra bir transistörün çalışması, Şekil 1.2a`daki PNP tipi transistör göz önüne alınarak anlatılacaktır. NPN tipi transistörün çalışması ise, elektron ve oyukların rolleri karşılıklı olarak yer değiştirildiğinde PNP transistör ile aynı olmaktadır. Şekil 1.2a`daki PNP transistörü beyz-kollektör öngerilimlemesi olmadan Şekil 1.3a`da yeniden çizilmiştir. Bu durumda boşaltılmış bölgenin genişliği uygulanan öngerilimleme nedeniyle azalmıştır ve dolayısıyla P tipi malzemeden N tipi malzemeye büyük bir çoğunluk taşıyıcı akışı olacaktır. Şekil 1.3b`de ise beyz-emiter öngerilimlemesi olmadan Şekil 1.2a`daki PNP transistörün yeniden çizilmiş hali görülmektedir. Bu durumda çoğunluk taşıyıcılarının akışı sıfırlanıp, yalnızca azınlık taşıyıcı akışı olacaktır.

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Şekil 1.3 : (a) PNP transistörün ileri öngelimli jonksiyonu (b) PNP transistörün ters öngelimli jonksiyonu

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Şekil 1.4`de her iki öngerilimleme potansiyeli bir PNP transistörüne uygulanmıştır. Burada görüldüğü gibi, çok sayıda çoğunluk taşıyıcısı, ileri öngerilimli PN jonksiyonunu difüzyon yoluyla aşarak N tipi malzemeye ulaşmaktadır. Bu taşıyıcıların doğrudan IB beyz akımına mı katkıda bulundukları yoksa doğrudan P tipi malzemeye mi geçtikleri sorusu gündeme gelmektedir. Arada kalan N tipi malzeme, çok ince ve iletkenliği düşük olduğu için çok az sayıda taşıyıcı, yüksek dirence sahip bu yolu izleyerek beyz ucuna ulaşacaktır. Tipik olarak mA düzeyindeki beyz akımı, emiter ve kollektör akımlarında görülen mA düzeylerine oranla çok küçüktür.

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Şekil 1.4 : Bir PNP transistörde çoğunluk ve azınlık taşıyıcılarının akışı

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Şekilde gösterildiği gibi, çoğunluk taşıyıcılarının ters öngerilimli jonksiyon üzerinden difüzyon yoluyla kollektörün ucuna bağlı P tipi malzemeye geçeceklerdir. Ters öngerlilimli jonksiyona enjekte edilen çoğunluk taşıyıcılarının N tipi malzemede azınlık taşıyıcısı olarak görünmesi, çoğunluk taşıyıcılarının ters öngerilimli jonksiyon üzerinden kolaylıkla geçmelerini sağlamaktadır.

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Şekil 1.4`deki transistör tek bir düğüm olarak kabul edilerek Kirchhoff akım yasası uygulanırsa; (1.1)

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Ancak kollektör akımı çoğunluk ve azınlık taşıyıcıları olmak üzere iki bileşenden oluşmaktadır. Azınlık akım bileşenine kaçak akım denir ICO sembolüyle gösterilir. (emiter ucu açıkken akan IC akımı). Bu nedenle kollektör akımı eşitlik 1.2 ile belirlenir. (1.2) Genel amaçlı transistörlerde, IC mA düzeyindeyken, ICO µA veya nA düzeyindedir. Ters öngerilimlenmiş diyotlardaki IS akımında olduğu gibi, Ico akımı da sıcaklığa karşı duyarlıdır ve geniş sıcaklık aralıklarına sahip uygulamalar söz konusu olduğunda dikkatle incelenmelidir. Gerekli önem verilmezse yüksek sıcaklıklarda sistemin kararlığını önemli ölçüde etkileyebilmektedir. Yapım tekniklerinde sağlanan ilerlemelerle Ico düzeyleri, etkilerinin ihmal edilebileceği noktalara kadar düşürülmüştür.

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Şekil 1.2`de NPN ve PNP transistörleri için görülen devre, beyzin hem giriş (emiter) hem de çıkış (kollektör) uçlarında ortak olması nedeniyle ortak beyzli devre olarak anılmaktadır. Ortak beyzli devrede sabit VCB değerleri için IC`deki küçük bir değişmenin IE deki küçük bir değişime olan oranı ortak beyzli kısa devre yükseltme faktörü olarak tanımlanmakta ve α (alfa) sembolüyle gösterilmektedir. (1.3)

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Tipik α değerleri, 0.90 ile 0.998 arasında değişmektedir. Pratik uygulamaların çoğunda değeri aşağıdaki formülle belirlenebilir: (1.4) Burada IC ve IE sırasıyla, transistör karakteristiği üzerinde bulunan, belli bir noktadaki emiter ve kollektör akım değerleridir.

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Denklem (1.3) ve (1.4), transistör karakteristikleri veya devre koşullarından α değerini bulmak için kullanılır. Ancak α değeri, sadece Şekil 1.4`ün P tipi emiter ucundan çıkıp kollektör ucuna ulaşan oyukların (çoğunluk taşıyıcılarının) yüzdesini gösteren bir ölçüdür. Bu nedenle IC akımı aşağıdaki formülle ifade edilebilir. (1.4)

Bipolar Jonksiyon Transistörün Çalışması Şekil 1.5 : Bir NPN transistörde çoğunluk ve azınlık taşıyıcılarının akışı

α=IC / IE Akım Kazançlarının Bulunması Transistörlü Yükseltme İşleminin Gerçekleştirilmesi Akım Kazançlarının Bulunması Transistörler de çıkış akımının giriş akımına oranına akım kazancı denir. Çıkış akımı daima kolektör akımıdır. Giriş akımı, transistör bağlantı şekline göre emiter veya beyz akımı olabilir. Çıkış gerilimi ise sabittir. Transistörün bağlantı şekline göre akım kazancı farklı isimler alır. Alfa ( α ) akım kazancı Ortak beyz bağlantılı yükselteç devrelerinde, kolektör – beyz gerilimi sabit kalmak şartı ile kolektör akımının emiter akımına oranına alfa akım kazancı denir. α=IC / IE

Akım Kazançlarının Bulunması α akım kazancı hiçbir zaman 1’ den büyük olamaz. Fakat mümkün olduğu kadar Alfa akım kazancının 1’e yakın olması istenir. Bunun için kolektör akımı ile emiter akımı birbirine yakın değerlerde olmalıdır. Bu amaçla beyz kalınlığı çok ince ( 10- 20 mikron ) tutulur. Alfa akım kazancı yüzey temaslı transistörlerde 0,95 - 0,98 arasında değişir. Alfa akım kazancının 1’den küçük olması, devrenin yükseltme yapmayacağını düşündürebilir. Ama beyzi şase yükselteçlerde, akım yükseltmesi değil, gerilim yükseltmesi yapar. Αlfa akım kazancı emiterdeki elektronların kolektöre geçen kısmını ifade eder.

Şekil : Alfa, beta akım kazancının bulunması deneyi Akım Kazançlarının Bulunması Şekil : Alfa, beta akım kazancının bulunması deneyi

Akım Kazançlarının Bulunması Örnek: Bir transistörün ortak beyzli bağlantısında emiterden geçen akım 6 mA, beyzden geçen akım 0,6 mA ve kolektör akımı 5,4 mA’dir. Buna göre alfa akım kazancını bulunuz; α= IC / IE = 5,4 / 6 = 0,9

Akım Kazançlarının Bulunması Transistörlerde β (beta) akım kazancı Emiteri şase yükselteçlerde, kolektör akımının (IC ) beyz akımına (IB) oranına denir. β akım kazancı bazı yerlerde hFE olarak ifade edilir. β >1’tür. hFE =β=IC / IB

Akım Kazançlarının Bulunması Örnek: Bir transistörün ortak emiterli bağlantısında emiter akımı 100 mA, beyz akımı 1 mA’dır. Beta akım kazancını bulunuz. hFE =β =IC / IB =100/1 =100

Akım Kazançlarının Bulunması α’nın β Cinsinden İfadesi: α = IC / IE dir. IE yerine, IE = IB + IC α ; formülünde yerine konulduğunda α akım kazancı β akım kazancı cinsinden bulunmuş olur.

Akım Kazançlarının Bulunması     Formülünde IE = IC + IB dir ve bu eşitlik α formülünde yerine konulduğunda; IC/ IB yerine, β yazarak α akım kazancı β akım kazancı cinsinden bulunmuş olur.    

Akım Kazançlarının Bulunması β nın α cinsinden ifadesi Elde edilen α akım kazanç formülünden faydalanarak β akım kazancı elde edilebilir. IC/ IE yerine α yazarak β akım kazancını α cinsinden bulunmuş olur.

Akım Kazançlarının Bulunması Örnek: Alfa akım kazancı 0,99 olan bir transistörün β akım kazancını bulunuz.

Akım Kazançlarının Bulunması Örnek: β akım kazancı 49 olan bir transistörün alfa akım kazancını bulunuz.

Dinlediğiniz için; Teşekkürler