Facebook'ta

Ziyaretçi Sayımız..

Şu anda 3 konuk çevrimiçi


Transistörlü Devrelerin Bayaslanması ve Bayaslama Teknikleri

Bu yazımızda transistörlü devrelerin bayaslanması ve bayaslama tekniklerini inceleyeceğim. Kısa bir hatırlatma gerekirse, bir transistördeki kollektör akımı IC=IB x ß idi. O zaman elimizde yeterli bilgi olduğu zaman transistörlü bir devrenin her türlü DC değerlerini hesaplayabiliriz şeklinde düşünebiliriz. Nedir yeterli bilgiler? Devredeki direnç değerleri, üzerlerine renk kodlarına bakarak okuyabiliriz. Voltaj değeri, bir AVO metre ile kolayca ölçebiliriz. Transistörün ß değeri onu da katalogdan bakarız.... Şimdi biraz düşünelim. Üreticiler ürettikleri her malzemeyi bir sonraki ile tıpatıp aynı şekilde üretebilirler mi? Yani bir direnç, bir kondansatör yada bir transistör bütün özellikleri ile bir diğerinin aynısı olabilir mi?

 Olmaz! Olsa olsa çok yakını olur. Hadi bu kadar kesin konuşmayalım ama tam eşitlik düşük bir olasılıktır. Arkadaşlar ısı; elektronik bir devrede, devrenin kararlı çalışmasını etkileyen önemli bir faktördür. Bu sebepten devreler ısıdan en az eğişime uğrayacak şekilde tasarlanmaktadır. Ayrıca devredeki elemanların toleransları yani olması gereken değerden yüzde olarak sapmaları da devremizi etkiler. Örneğin bir transistörlü devrede transistörün ß değeri %20 değiştiğinde IC değeri ne kadar değişiyor. Yukarıdaki formüle göre IC akımının da %20 değişmesi doğal görünmektedir. O zaman görünüşte aynı olan devrelerde de farklı sonuçlarla karşılaşmamızda doğal olacaktır. Bu faklılaşma bazı devrelerde önemli olmayabilir. Bazı devrelerde de çok önemli olabilir. Şimdi çeşitli bayaslama tekniklerini, özelliklerini inceleyelim.

Sabit Bayaslama Devresi:



Bu devrenin Beyz akımı IB=(VCC - VBE) / RB olduğunu kolayca olduğunu görebiliriz. Bu formüle baktığımızda ß değerinin IB akımı ile alakalı olamadığını, ß değeri ne olursa olsun IB akımını değiştiremeyeceğini görülebilir. Bu devrenin Kollektör akımı ise, IC=IB x ß dır. Şimdi bu formülde ß değerindeki değişiklik aynen IC akımına yansıyacaktır. Bu devre ile ilgili diğer formüller ise;

Maksimum IC akımı: ICsat = VCC / RC
Kollektör - Emitör arası voltaj: VCE = VCC - (IC x RC)

Şimdi bir örnek yapalım,
VCC=12V
RB=1M
RC=10K
VBE=0V
ß=50 olsun
ICsat, IB, IC ve VCE değerlerini bulalım.

ICsat = VCC / RC;
ICsat = 12 / 10
ICsat = 1,2mA

IB=(VCC - VBE) / RB
IB=(12 - 0) / 1000
IB=0,012mA

IC=IB x ß
IC=0,012 x 50
IC=0,6mA

VCE = VCC - (IC x RC)
VCE = 12 - (0,6 x 10)
VCE = 6V olur.

Şimdi bu transistörün bir nedenle bozulduğunu, ve yerine aynısını taktığımızı!! düşünelim. Fakat bu transistörün ß değeri eskisinden %20 fazla olsun. IB akımı aynı kalacak fakat IC;

IC=IB x ß
IC=0,012 x 60
IC=0,72mA olur.
Yani Sabit Bayaslama Devresinde %ß değişimi aynen IC akımına yansıyacaktır.



Bu devrenin beyz akımını oluşturan gerilim doğrudan kollektör gerilimidir. Şimdi dikkat edelim. Kollektör gerimi kollekör akımına bağlıdır. Kollektör akımı da ß değerine bağlıdır. Örneğin ß değerinin arttığını düşünelim. Bunun sonucu olarak IC akımı artacak fakat VCE gerilimi azalacaktır. VCE gerilimi IB akımını sağladığı için, IB akımına azaltma etkisi gösterecektir. Bu da ß artmasından dolayı IC akımının artışını azaltacaktır. Bu devrenin Formülleri;

IB=(VCC - VBE) / (ß x RC + RB)
IC=IB x ß
VCE = VCC - (IC + IB) x RC

IB, IC akımından çok küçük olursa IC akımının yaklaşık değeri;
VCE = VCC - (IC x RC) formülü de kullanılabilir.

ICsat = VCC / RC

Şimdi bir örnek yapalım,
VCC=12V
RB=1M
RC=10K
VBE=0V
ß=50 olsun.
ICsat, IB, IC ve VCE değerlerini bulalım.

ICsat = VCC / RC
ICsat = 12 / 10
ICsat = 1,2mA

IB=(VCC - VBE) / (ß x RC + RB)
IB=12 / (50 x 10 + 1000)
IB=12 / 1500
IB=0,008mA

IC=IB x ß
IC=0,008 x 50
IC=0,4mA

VCE = VCC - (IC x RC)
VCE = VCC - (IC x RC)
VCE = 12 - (0,4 x 10)
VCE = 8V

Şimdi bu transistörün bir nedenle bozulduğunu, ve yerine aynısını taktığımızı!! düşünelim. Fakat bu transistörün ß değeri eskisinden %20 fazla olsun. Bu durumda IC akımı;

IB=(VCC - VBE) / (ß x RC + RB)
IB=12 / (60 x 10 + 1000)
IB=12 / 1600
IB=0,0075mA

IC=IB x ß
IC=0,0075 x 60
IC=0,45mA

Bu sonuca bakacak olursak, ß %20 değişmesine rağmen IC %12,5 değişmiştir. Yani Kollektör Geri Besleme Bayaslama Devresinde %ß değişimi aynen IC akımına yansımayacaktır. Transistörün çalışma noktasının kararlılığı bu devrede daha iyidir.

Emitör Geri Beslemeli Bayas;




Bu devre, bir önceki Kollektör Geri Beslemeli Bayas devresindeki etkiyi gösterir. Devre ile ilgili formüller;

IB=(VCC - VBE) / ((RB + (RE x (ß +1))

IC=IB x ß

VC=VCC - (IC x RC)

VE= IE x RE = IC x RE

VCE=VC - VE

ICsat = VCC / (RC + RE)

Şimdi bir örnek yapalım,
VCC=12V
RB=1M
RC=10K
VBE=0V
RE=1K
ß=50 olsun.
ICsat, IB, IC ve VCE değerlerini bulalım.

ICsat = VCC / (RC + RE)
ICsat = 12 / (10 + 1)
ICsat = 1,1mA

IB=(VCC - VBE) / ((RB + (RE x (ß +1))
IB=12/ ((1000 + (1 x (50 +1))
IB=12/ 1051
IB=0,0114mA

IC=IB x ß
IC=0,0114 x 50
IC=0,57mA

VC=VCC - (IC x RC)
VC=12 - (0,57 x 10)
VC=6,3V

VE= IE x RE = IC x RE
VE = 0,57 x 1
VE = 0,57 V

VCE=VC - VE
VCE=6,3 - 0,57
VCE=5,73V

Şimdi bu transistörün bir nedenle bozulduğunu, ve yerine aynısını taktığımızı!! düşünelim. Fakat bu transistörün ß değeri eskisinden %20 fazla olsun. Bu durumda IC akımı;

IB=(VCC - VBE) / ((RB + (RE x (ß +1))
IB=12/ ((1000 + (1 x (60 +1))
IB=12/ 1061
IB=0,0113mA

IC=IB x ß
IC=0,0113 x 60
IC=0,678mA

Bu sonuca bakacak olursak, ß %20 değişmesine rağmen IC %18,9 değişmiştir. Yani Emitör Geri Beslemeli Bayaslama Devresinde %ß değişimi aynen IC akımına yansımamıştır. Eğer kullanılan transistörün ß değeri yüksek olsaydı bu devrenin de kararlılığı iyi çıkacaktı. Bu devrenin kararlılığı Kollektör Geri Besleme Bayaslama Devresinden daha kötüdür.

Kollektör ve Emitör Geri Beslemeli Bayas;

Bu devre adından da anlaşılacağı gibi her iki devrenin kararlılığa yaptığı etkilerin tümümü taşır.



Devre ile ilgili formüller;

IB=VCC-VBE / ((ß x RC) + RB + (1 + (ß x RE)))

IC=IB x ß

VC=VCC - (IC x RC)

VE= IE x RE = IC x RE

VCE=VC - VE

ICsat = VCC / (RC + RE)

Şimdi bir örnek yapalım
VCC=12V
RB=1M
RC=10K
VBE=0V
RE=1K
ß=50 olsun.
ICsat, IB, IC ve VCE değerlerini bulalım.

ICsat = VCC / (RC + RE)
ICsat = 12 / (10 + 1)
ICsat = 1,1mA

IB=VCC-VBE / ((ß x RC) + RB + (1 + (ß x RE)))
IB=12 / ((50 x 10) + 1000 + (1 + (50 x 1)))
IB=12 / 500 + 1000 + 50
IB=0,0077mA

IC=IB x ß
IC=0,0077 x 50
IC= 0,385mA

VC=VCC - (IC x RC)
VC=12 - (0,385 x 10)
VC=8,15V

VE = IC x RE
VE = 0,0385 x 1
VE = 0,385V

VCE=VC - VE
VCE=8,15 - 0,385
VCE=7,765V

Şimdi bu transistörün bir nedenle bozulduğunu, ve yerine aynısını taktığımızı!! düşünelim. Fakat bu transistörün ß değeri eskisinden %20 fazla olsun. Bu durumda IC akımı;

IB=VCC-VBE / ((ß x RC) + RB + (1 + (ß x RE)))
IB=12 / ((60 x 10) + 1000 + (1 + (60 x 1)))
IB=12 / 600 + 1000 + 60
IB=0,0072mA

IC=IB x ß
IC=0,0072 x 60
IC= 0,432mA

Bu sonuca bakacak olursak, ß %20 değişmesine rağmen IC %12,2 değişmiştir. Yani Kollektör ve Emitör Geri Beslemeli Bayaslama Devresinde %ß değişimi aynen IC akımına yansımamıştır. Bu devrenin kararlılığı yukarıdakinden daha iyidir.

Çift Kaynaklı Bias;

Çift kaynaklı devrelerde iki adet güç kaynağı kullanıldığı için bütün ölçmeler şaseye göre yapılmalıdır. Bu devrede dikkat edilmesi gereken nokta IB akımının VEE kaynağı tarafından sağlanmasıdır.



Devre ile ilgili formüller;
IB=VEE-VBE / (RB + (1+ ß) x RE)

IC=IB x ß

VC=VCC - (IC x RC)

VE= -(VBE + IB x RB)

VCE=VC - VE

Şimdi örneğimizi bu devre için yapalım.
VCC=VEE=12V
RB=1M
RC=10K
VBE=0V
RE=1K
ß=50 olsun.
IB, IC ve VCE değerlerini bulalım.

IB=VEE-VBE / (RB + (1+ ß) x RE)
IB=12 / (1000 + (1+ 50) x 1)
IB=0,0114mA

IC=IB x ß
IC=0,0114 x 50
IC=0,57mA

VC=VCC - (IC x RC)
VC=12 - (0,57 x 10)
VC=6,3V

VE= -(VBE + IB x RB)
VE= -(0+ 0,0114 x 1000)
VE= -11,4V

VCE=VC - VE
VCE=6,3 - (-11,4)
VCE=17,7V

Şimdi bu transistörün bir nedenle bozulduğunu, ve yerine aynısını taktığımızı!! düşünelim. Fakat bu transistörün ß değeri eskisinden %20 fazla olsun. Bu durumda IC akımı;

IB=VEE-VBE / (RB + (1+ ß) x RE)
IB=12 / (1000 + (1+ 60) x 1)
IB=0,0113mA

IC=IB x ß
IC=0,0113 x 60
IC=0,687mA

Bu sonuca bakacak olursak, ß %20 değişmesine rağmen IC %18,9 değişmiştir. Yani Çift Kaynaklı Geri Beslemeli Bayaslama Devresinde kararlılık Emitör Geri Beslemeli devre ile aynıdır.

Üniversal Bayas Devresi:




Yukarıdaki şekilde görülen Üniversal Bayas devresinde VB voltajı, VCC kaynağından R1 ve R2 dirençlerinden oluşan gerilim bölücüden sağlanmaktadır. Bu dirençler, girişine bağlanan devrenin çıkış direncini yada empedansını etkilemeyecek kadar büyük, RE emitör direncinden yaklaşık olarak on kat büyük ve IB akımını sağlayacak şekilde seçilir. VB voltajı;

VB=(R2/(R1 + R2)) * VCC

RB eşdeğer direnci;

RB=R1 * R2/(R1 + R2)

Bazı arkadaşlarımın aklına takılmış olabilir. Yukarıdaki şekle baktığımızda R1 ve R2 dirençleri seri bağlı gibi duruyor. Burada VCC voltaj kaynağının iç direnci önem kazanıyor. İdeal voltaj kaynaklarının iç direnci sıfırdır. Yani bir voltaj kaynağını omik olarak kısa devre olarak düşüneceğiz. O zaman R1 in üst ucu R2 nin alt ucuna bağlı gibi düşüneceğiz. Şekil bu durumda R1 ve R2 birbirine paralel bağlı olacaktır. Zaten RB direncinin formülü de paralel bağlı iki direncin eş değerini bulmaya yarayan formül oluyor.

Aşağıdaki şekil RB direncinin ve VB voltajının eş değerleri kullanılarak çizilmiştir.



Bu devreye bakarak IB akımını bulalım. Lafı uzatmadan Kirshhoff un gerilim kanununu kullanarak;

VB=IB * RB + VBE + IE * RE

Denklemini yazarız. IE akımının karşılığını yazarsak;

VB=IB * RB + VBE + (IB +IB * ß) * RE

VB - VBE =IB * RB + IB (1 + ß) * RE

VB - VBE =IB (RB + (1 + ß) * RE)

IB=VB - VBE / RB + (1 + ß) * RE)

Bulunur. Aslında Bu formül bizim için yeterli olabilir. Burada VB ve RB değerlerini açarak yazarsak;

IB=((R2/(R1 + R2)) * VCC - VBE) / (R1 * R2/(R1 + R2) + (1 + ß) * RE))

Bu formül Üniversal Bayas devresinde IB akımını bulmak için kullanılır.
IC akımı her zamanki gibi;
IC= IB * ß

ICmax=VCC / (RC + RE)

Bundan sonraki formüllerde IE akımını yaklaşık IC akımına eşit olduğunu kabul edeceğiz.
VC=VCC - (IC * (RC + RE))

VE=IC * RE

VCE= VC - VE

Şimdi bir örnek çözüm yapalım.
VCC=12V
RC=10K
RE=1K
R1=100K
R2=12K
VBE=0.6V
ß=50 olsun.
Q noktasının değerlerini bulalım. (IB, IC, ICmax, VC,VCE)

IB=((R2/(R1 + R2)) * VCC - VBE) / (R1 * R2/(R1 + R2) + (1 + ß) * RE))
IB=((12/(100 + 12)) * 12 - 0,6) / (12 * 100/(100 + 12) + (1 + 50) * 1))
IB=0,011mA

IC= IB * ß
IC= 0,011 * 50
IC= 0,55mA

ICmax=VCC / (RC + RE)
ICmax=12 / (10 + 1)
ICmax=1,1mA

VC=VCC - (IC * (RC + RE))
VC=12 - (0,55 * (10 + 1))
VC=6V

VE=IC * RE
VE=0,55 * 1
VE=0,55V

VCE= VC - VE
VCE= 6 - 0,55

VCE= 5,45V

Yukarıdaki örnek çözümümüzde devremiz güzel bir Q noktasında çalışmakta. Şimdi devredeki transistörün bir şekilde arızalandığını ve yerine bir yenisini taktığımızı varsayalım. Fakat transistörün ß değerinin %20 fazla olduğunu varsayalım. Bakalım IB ve IC akımları ne kadar değişecek.

IB=((R2/(R1 + R2)) * VCC - VBE) / (R1 * R2/(R1 + R2) + (1 + ß) * RE))

IB=((12/(100 + 12)) * 12 - 0,6) / (12 * 100/(100 + 12) + (1 + 60) * 1))

IB=0,01mA
IC= IB * ß
IC= 0,01 * 60
IC= 0,6mA

Bu sonuca bakacak olursak, ß %20 değişmesine rağmen IC %9 değişmiştir. Yani Üniversal Bayaslama Devresinde kararlılık diğer devrelere göre çok iyidir.

Bu bölümde anlatmaya çalıştığım devrelerde, bir transistörlü devrenin DC çözümü ve kararlılığı hakkında idi. Buradaki devreler en temel devreler olup, istediğimiz özelliklere sahip olması için bazı ekler yapılır. Transistörlü bir devrenin kararlılığını arttırmak (eğer gerek varsa) için bazen NTC, diyot yada yine transistörle yapılan sabit akım kaynakları kullanılır. Burada elektronikteki her devreyi teorik olarak anlatmak imkansız. Ancak sırası geldiğinde ben yada diğer arkadaşlarım pratik devrelerle vereceğimiz örneklerde açıklayacağız.

Artık şimdi basit transistörlü devrelerin DC çözümlemelerini kendiniz yapabilirsiniz. Hesapladığınız değerleri çalışan devre üzerinde kontrol edebilirsiniz. Ölçme sonuçlarınız hesaplarınızla eşit çıkmasa bile yakın değerler elde edeceksiniz. Bunun sebebi ise formüle koyacağınız değerlerde toleranslardan dolayı sapmalar olabilir. Eğer yeterli pratiğe sahip olursanız (zamanla, sabırla ve sevgiyle) artık hesap yapmadan sadece ölçerek devrenin normal yada arızalı olduğunu tespit edebilirsiniz. Hesaplamalarınızda devredeki dirençleri renk kodları ile voltajı da ölçerek bulabilirsiniz. Transistörün beta değerini tabi ki katalogdan bakacaksınız. Katalogda göreceğiniz beta değeri sizi şaşırtabilir. Çünkü beta tek bir rakam olarak değil örneğin 100 - 200 olabilir. Siz ortalama bir değer alın. Bulacağınız sonuçlar fazlaca değişmeyecektir. Değerli okuyucularım, buraya kadar anlattıklarımla sizden bir devreyi tasarlamanızı beklemiyorum. Sadece devrenin nasıl çalıştığını anlamanız yeterli sonuçtur.

Benzer Konular

Teknik Servis Hizmetlerimiz

AKM Telekom Artık büyüyor; Yeni anlayışı ile PIXEL Telekom & Bilgisayar olarak PMR Telsiz,Dect & Telsiz Telefon Cihazların Teknik Servis Hizmetini konusunda deneyimli, güvenilir tek firma olma yolunda hızla ilerlemektedir.Bunun Yanında Toptan & Perakende cihaz satışlarına da başlamış bulunmaktadır.
Onarımını yaptığımız belli başlı markalar;
  • Panasonic
  • Siemens
  • Senao
  • Laxon
  • Philips
  • Aselsan
  • PMR ve Dect telefonlar teknikservis

Bülten Üyeliği

Haber Beslemeleri

Ürün Arama