DİJİTAL ELEKTRONİK Sayısal Devreler Rezistör Transistör Lojik Diyot Transistör Lojik Transistör Transistör Lojik Emiter Kuplajlı Lojik Mosfet Kapıları Analog Anahtarlar Multivibratörler Diğer Konular

Analog Devre Elemanları DİJİTAL ELEKTRONİK Analog Devre Elemanları Triyak Güç transitörü Opamp ve OTA Tristör *

Şekil 1: Analog aydınlık ayarı DİJİTAL ELEKTRONİK Analog Devre Nedir ? Analog devrelerde çıkış büyüklüğü; Giriş işaretinin büyüklüğü ile, Devredeki diğer elemanlara bağlı olarak sıfır ile maksimum bir büyüklük arasında bir değer alır. Yani çıkış sürekli olarak (Analog) artabilir veya azalabilir. Şekil 1: Analog aydınlık ayarı

DİJİTAL ELEKTRONİK Dijital Devre Nedir ? “Dijital” terimi Avrupa dillerindeki “digital” teriminin okunuşu olup Türkçe karşılığı “Sayısal”dır. Analog sistemlerde elektrik sinyalleri sürekli olarak değişir ve belli sınırlar içinde her değeri alabilirler. Sayısal sistemlerde ise elektriksel sinyaller olduğu gibi iletilmez. Bu sinyallerin yerine bunlara karşı düşen rakamlar iletilir.

DİJİTAL ELEKTRONİK Dijital Devre Nedir ? Başlangıçta elektronik devrelerin hemen hemen tamamı “analog” olarak gerçekleştiriliyordu. Fakat zaman içinde “sayısal” devreler çoğalmaya ve analog devrelerin yerini almaya başladı. Çünkü sayısal elektronik devreler: Daha güvenilirdir. benzer sistemler aynı tarzda çalışır. Sinyal kalitesi yüksektir. Gürültü ve dış etkilerden çok az etkilenir. Daha ucuzdur (Pek çok uygulamada). Kopyalama ve iletim sırasında bozulmaz. (İlk kopya ile yüzüncü kopyanın kalitesi aynıdır) Geniş çaplı tümleşik devreler (VLSI: Very Large Scale Integrated Circuits) halinde bütün sistemin tek bir kırmık (chip) olarak imalata uyundur.

DİJİTAL ELEKTRONİK Dijital Devre Nedir ? Sayısal elektronik sistemler 1950 yıllarında ilk tüplü bilgisayarın icadı ile uygulanmaya başladı. Buna karşılık ilk elektronik kol saatleri ve küçük, ucuz hesap makinelerinin piyasaya çıkması ancak 1970’li yıllarda mümkün oldu. 1970’den sonra sayısal elektronik devreler yaygınlaşmaya başladı Yaygın kullanılan dijital sistemler; CD(Compact Disc), DAT (Digital Audio Tape), VCD (Video CD), DVD (Digital Video Disc) Dijital TV kameraları, Fotoğraf makinaları, Dijital radyo ve televizyon yayınları ise çok yakında tamamen dijital hale dönüşecek gibi görünmektedir.

DİJİTAL ELEKTRONİK Dijital Devre Nedir ? Dijital devrelerde çıkış sadece iki değer alabilir. Ara değerler sözkonusu değildir. Mesela Low bölgesi 0.8 Volt, High bölgesi de 3 Volt ile belirlenmiş olsun. Bu durumda 0.8 voltun altındaki bütün değerler Low seviyeyi temsil eder. 3 voltun üzerindeki bütün değerlerde High seviyeyi temsil eder. Dolayısı ile 3 volt High görüldüğü gibi, 6 voltta artık High sınırları içindedir. Çıkış değerleri şu şekilde ifade edilebilir. Açık veya kapalı 0 veya 1 Yüksek (H) veya Alçak (L) Evet veya Hayır Doğru veya Yanlış

DİJİTAL ELEKTRONİK Dijital Devre Nedir ? Bu ikili mantık sisteminde çıkışta ancak iki değerli (Binary) bilgi oluşunu bir örnek devreyle vurgulayalım. Anahtar açık lamba yanmıyor Anahtar kapalı, Lamba yanıyor Bu günkü elektronik uygulamalar da artık mekanik anahtarların yerini tüm devre tekniği ile hazırlanmış anahtarlama elemanları almıştır.

DİJİTAL ELEKTRONİK Dijital Devre Nedir ? Farkında olmadan VE - VE DEĞİL, VEYA - VEYA DEĞİL gibi mantıksal kararlar vermek zorunda kaldığımız günlük yaşantımızdan bir VE kararı örneği verelim. Dijital Elektronik dersinden geçme prosedürü : Dersi benimseyip, seviyor mu : Evet Derse devam etti mi : Evet Vize ve Final’den geçecek notları aldı mı : Evet KARAR : Evet ( Bu öğrenci dijital elektronikten geçer.) Burada kararın (Evet) olabilmesi için yukarıdaki üç koşulun her birinin (Evet) olması gerekir. Bu durum 3 girişli VE kapısı ile temsil edilir.

DİJİTAL ELEKTRONİK Lojik sistemlerde Pozitif ve Negatif lojik olmak üzere iki türlü durum mevcuttur. Pozitif lojik kullanan sistemde High seviye (1) , Low seviye (0) ‘ı temsil eder. Negatif lojik kullanan sistemde High seviye (0) , Low seviye (1) ‘i temsil eder.

Dijital teknikte sıklıkla kullanılan elemanlar : KAPILAR VE Kapısı DİJİTAL ELEKTRONİK Dijital teknikte sıklıkla kullanılan elemanlar : KAPILAR VE Kapısı Şekil 4: VE kapısının elektriksel eşdeğer devresi (a) (b) (c) Şekil 5: VE Kapısı a) Sembol b) doğruluk Tablosu c) Boolean ifadesi Anahtarlar Lamba A B Y Açık Kapalı Sönük Yanıyor Girişler Çıkış A B Y 1

DİJİTAL ELEKTRONİK VE Kapısı (a) (b) (c) Şekil 6: 3 girişli VE kapısı a) sembol b) doğruluk tablosu c)Boolean ifadesi Girişler Çıkış A B C Y 1

DİJİTAL ELEKTRONİK VE Kapısı 7408 entegre devresi

Diyotlu VE kapısı (Pozitif Lojik) Transistörlü VE kapısı DİJİTAL ELEKTRONİK VE Kapısı Diyotlu VE kapısı (Pozitif Lojik) Transistörlü VE kapısı

Şekil 10:VEYA Kapısının elektriksel eşdeğer devresi DİJİTAL ELEKTRONİK VEYA Kapısı Şekil 10:VEYA Kapısının elektriksel eşdeğer devresi Şekil 11: VEYA Kapısı a) Sembol b) Doğruluk Tablosu c) Boolean ifadesi Anahtarlar Lamba A B Y Açık Kapalı Sönük Yanık Girişler Çıkış A B Y 1

Şekil 12: 3 girişli VEYA kapısı DİJİTAL ELEKTRONİK VEYA Kapısı Şekil 12: 3 girişli VEYA kapısı Girişler Çıkış A B C Y 1

Şekil 13: 7432 Entegre devresi DİJİTAL ELEKTRONİK VEYA Kapısı Şekil 13: 7432 Entegre devresi

Şekil 14: Diyotlu VEYA kapısı Şekil 15: Transistörlü veya kapısı DİJİTAL ELEKTRONİK VEYA Kapısı Şekil 14: Diyotlu VEYA kapısı Şekil 15: Transistörlü veya kapısı

NOT kapısının bir giriş birde çıkış ucu vardır. DİJİTAL ELEKTRONİK NOT Kapısı NOT kapısının bir giriş birde çıkış ucu vardır. Giriş ne ise çıkış onun tersidir. Kullanılış Amacı : Ters alma işlemlerinde İletim gecikmesi sağlamak için. Birden fazla NOT seti bağlanarak iki nokta arasında istenilen sürede iletim gecikmesi sağlanır. Tampon (Buffer) olarak kullanılır. TTL entegrelerin birbirlerini sürmesinde, çıkışlara bağlanacak entegre sayısını artırabilir.

Şekil 17: Transistörlü NOT kapısı DİJİTAL ELEKTRONİK NOT Kapısı a) Sembol b) doğruluk Tablosu c)Boolean ifadesi Şekil 16: NOT kapısı Şekil 17: Transistörlü NOT kapısı Girişler Çıkış A Y 1

Şekil 18: 7404 Entegre devresi DİJİTAL ELEKTRONİK NOT Kapısı Şekil 18: 7404 Entegre devresi

Şekil 20: VEDEĞİL Kapısı eşdeğer devresi DİJİTAL ELEKTRONİK VE DEĞİL Kapısı Şekil 19: VE DEĞİL Kapısı a) Sembol b) Doğruluk Tablosu c) Boolean Ifadesi Bu kapı çıkışına NOT kapısı bağlanmış VE kapısı olarak düşünülebilir. Şekil 20: VEDEĞİL Kapısı eşdeğer devresi

Şekil 21: VEDEĞİL Kapısının tersleyici olarak kullanılması DİJİTAL ELEKTRONİK VE DEĞİL Kapısı Ayrıca VEDEĞİL kapısı kullanılarak NOT kapısı elde etmek mümkündür. Bunu gerçeklemek için sadece iki girişi birbirine bağlamak yeterlidir. Bu durumda her iki giriş ya 1 yada 0 olacaktır. Şekil 21: VEDEĞİL Kapısının tersleyici olarak kullanılması

Şekil 22: 7400 Entegre Devresi DİJİTAL ELEKTRONİK VE DEĞİL Kapısı VEDEĞİL kapısı dijital devrelerin temel elemanlarından birisidir. Şimdiye kadar gördüğümüz kapılar VEDEĞİL kapısı kullanılarak elde edilebilir. Şekil 22: 7400 Entegre Devresi

Şekil 23: VEYADEĞİL Kapısı DİJİTAL ELEKTRONİK VEYADEĞİL Kapısı Bu kapıyı, VEYA kapısının çıkışına bir tersleyici bağlanmış şekli olarak düşünebiliriz. Şekil 23: VEYADEĞİL Kapısı

Şekil 24: VEYADEĞİL Kapısı eşdeğer devresi DİJİTAL ELEKTRONİK VEYADEĞİL Kapısı Şekil 24: VEYADEĞİL Kapısı eşdeğer devresi Şekil 25: 7402 Entegre devresi

Şekil 26: Özel VEYA Kapısı ve 7486 entegre devresi DİJİTAL ELEKTRONİK Özel VEYA Kapısı Bu kapı da girişler eşit olursa çıkış 0, eğer girişler farklı olursa çıkış 1 olur. Şekil 26: Özel VEYA Kapısı ve 7486 entegre devresi

Şekil 27: Özel VEYADEĞİL Kapısı DİJİTAL ELEKTRONİK Özel VEYA DEĞİL Kapısı Bu kapının girişleri eşit olduğunda çıkışı 1, girişleri farklı olduğunda ise çıkışı 0 olur. Yani XOR kapısının çıkışının terslenmiş hali olarak düşünebiliriz. Şekil 27: Özel VEYADEĞİL Kapısı

IC devrelerin üstünlükleri : DİJİTAL ELEKTRONİK IC devrelerin üstünlükleri : Yüzbinlerce Diyot, transistör, direnç vs. birarada bulunabilmektedir. Çok karışık cihazların hacimsel olarak küçülmesi ve basitleşmesi sağlanabilmektedir. Daha hafiftir Daha az ısı oluşturur işlevini daha hızlı yapar Daha az güç harcar Maliyeti daha düşüktür. Birbirlerine lehimle bağlı olmadıklarından arıza olasılığı azdır. Sakıncaları Akımın ısı etkisi, minik devre elemanlarım bozacağından, yüksek akımlı devrelerde kullanılamaz. Voltajın, birbirine çok yakın olan devre elemanları arasındaki yalıtkanı delme etkisi nedeniyle, yüksek voltajlı devrelerde kullanılamaz. Çok yer işgal etmeleri nedeniyle, entegre içinde, direnç ve kondansatör oluşturmak zordur (Zorunluluk olmadıkça, direnç ve kondansatör, entegreden uç çıkarılarak, harici olarak bağlanır). Tamir edilemez, içindeki bir eleman dahi bozulsa tüm entegre, yenisi ile değiştirilir.

Entegrelerin Pin numaralarının bulunması : DİJİTAL ELEKTRONİK Entegrelerin Pin numaralarının bulunması : Entegrelerin üst yüzeyinin bir tarafında bir çentik vardır. Bu çentik sol tarafta kalacak şekilde entegreye üstten bakılır. Bu durumda altta en soldaki pin 1 numaralı pindir. Bunun yanındaki pin 2 numaralı pin olmak üzere bu şekilde devam eder. En büyük pin numarası üst sıradaki en soldaki pine aittir.

TRANSİSTÖRÜN ANAHTAR OLARAK KULLANILMASI DİJİTAL ELEKTRONİK TRANSİSTÖRÜN ANAHTAR OLARAK KULLANILMASI Tam iletimde yada tam kesimde olmasına izin verilir. Ara durumlardan mümkün olduğu kadar hızlı geçilmelidir. Bu hızlı geçiş kayıp gücünün düşük tutulması açısından da önemlidir. Baz yeterince sabit bir kumanda akımı (baz akımı) verir ya da bu akımı tamamıyla keser. R direncinin özelliği : Transistörün aşırı yüklenmemesi için kumanda akımını sınırlayacak, transistörü tam iletime (doyma) sürecek değere sahiptir.

TRANSİSTÖR SINIRLAMALARI DİJİTAL ELEKTRONİK MEKANİK ANAHTARLARIN SINIRLAMALARI Hızları sınırlıdır. Sıçrama yaparlar. İlk kapanma sırasında kontaklar kısa bir süre titreşirler. Bu durumda kısa tepki sürelerine sahip dijital develerde belirsiz darbeler meydana gelir. TRANSİSTÖR SINIRLAMALARI Ters kutuplu emiter jonksiyonu voltajı : VEB : Bu voltaj emiterden beyze kırılma voltajını aşmamalıdır. Bu değer 1V.....25V arasında olabilir. DC akım kazancı (hFE) : Sıcaklığın azalmasıyla hFE ‘ninde değeri değişeceğinden, devre o şekilde tasarlanmalıdır ki, beklenen en düşük sıcaklıkta bile transistör doyumda kalabilmelidir. Ters kollektör doyum akımı (ICBO): Kollektörden beyze doğru akan ters sızıntı akımıdır. Yüksek sıcaklıklarda ihmal edilmemelidir.