Elektrik-Elektronik Mühendisli˘gi Bölümü Elektronik

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
Elektronik-2 Dersi
2016-2017 Güz Dönemi
Uygulama Ödevi
Bu ödev final sınavının 25 puanını oluşturacaktır. Ödevinizi 2 kişilik gruplar halinde yapabilirsiniz. Her grup ödevde istenilen simülasyon ve devre tasarımlarını gerçekleştirecek ve
bir rapor hazırlayacaktır. Hazırlanan raporlar 23.12.2016 tarihine kadar Arş. Gör. Mustafa
Sacid Endiz’e teslim edilecektir. Ayrıca her grup sözlü olarak raporunu Arş. Gör. Mustafa
Sacid Endiz’e 28.12.2016 tarihine kadar Elektrik-Elektronik Mühendisliği Laboratuvarında
sunacaktır.
Fiziksel olarak tasarlanması istenen devrenin sunum sırasında işlevsel olması
gerekmektedir.
1) Şekilde verilen devreyi SPICE simülatöründe kurun.
5V
Transistör olarak 2N2222 ya da benzeri bir npn
seçin. Yük direncini küme parantezi ile şekildeki gibi
tanımlayıp, “.step param RL list ...” SPICE kodunu
3.6kΩ
{RL}
kullanarak (... yerine istenilen direnç değerleri yazılır,
mesela .step param RL list 0.1k 0.2k 0.3k 0.4k 0.5k)
akım kaynağının farklı yük dirençleri için istenilen
akım değerini verip vermediğini gösterin. SPICE komutu ile list komutundan sonra yazdığınız her direnç
değeri için ayrı bir simülasyon yapmış ve hepsini tek
bir grafikte göstermiş oluyorsunuz.
Simülasyon
sonuçlarını
kullanarak
bu
step param RL list ...
akım
kaynağının i-v karakteristiğini çizin ve iç direncini hesaplayın. (Ve lütfen basit analitik geometri
hataları yapmayın).
Transistörlü akım kaynağını
3) Şekildeki
OPAMPlı
yükselteç
devresini
SPICE
simülatöründe kurun. 741 OPAMPının Iout değeri
silip yerine iç direnci paralel bağlı ideal akım kaynağı
en fazla 25mA civarındadır.
kullanarak devreyi basitleştirip tekrar simülasyon
OPAMPın çıkış akımını simülasyon ile gösterip
yapın. İki i-v grafiğini karşılaştırıp, modellememiz
değerlendirin.
doğru mu, yorumlayın.
10kΩ
5V
4.3kΩ
Bu devre çalışır mı?
1kΩ
{RL}
12V
−
+
-12V
100Ω
0.5Vsin(2π1000t)
step param RL list ...
4) 3. şıktaki devreyi aşağıdaki şekildeki gibi değiştirin.
Sınıf-B yükselteci ne amaçla kullanılmıştır? OPAMP
2) Şekilde verilen akım kaynağı için 1. şıkkı tekrarlayın.
çıkış akımlarını simülasyon ile ne buldunuz? Tran-
Bu akım kaynağı Kaskot bir akım kaynağıdır. İç di-
sistörlerin emiter akımlarının simülasyon sonuçları
renci kaç kat bir artış gösterdi? Kullandığınız tran-
Sınıf-B çalışmasını gösteriyor mu? Bu devre çalışır
sistörün β değeri nedir, kontrol edin.
mı? Simülasyon sonuçlarını ekleyip yorumlayın.
12V
10kΩ
12V
12V
1kΩ
−
−
+
+
100Ω
-12V
-12V
0.5Vsin(2π1000t)
-12V
5) 3. ve 4. şıktaki devreleri fiziksel olarak tasarlayıp
çalıştırın. Önce 3. şıkta OPAMPın kendini korumak amaçlı çıkış gerilimini kırptığını osiloskop ile
gözlemleyin. Sonra 4. şıktaki devreyi kurun. Osiloskop sonuçlarını raporunuza ekleyin.
Bu şıktaki
devreleri laboratuvardaki sunumunuzda göstermeniz
gerekmektedir.
6) Şekildeki devreyi SPICE simülatöründe kurun. Analiz
çeşiti olarak AC analizi seçin. Bu analizde gerilim
kaynağının AC analizde kullanılacak büyüklüğünü de
girmeniz gerekmektedir. Bu değeri 1V olarak girin.
AC analizde frekans aralığını logaritmik olarak 10Hz
ile 10MHz arasında seçin.
Analiz
sonucunda
çıkışa
baktığınızda,
çıkışın
büyüklüğünün ve fazının farklı frekans değerlerine
sahip
giriş
sinyaline
göreceksiniz.
göre
nasıl
değişeceklerini
Bu aynı zamanda devrenin transfer
fonksiyonunun Bode diyagramı sonucunu da verir
(Neden?).
Teorik olarak Bode diyagramını bulup
simülasyon sonucu ile karşılaştırın.
3dB düşüşün
yaşandığı köşe frekansının teorik değeri ile simülasyon
sonucunu karşılaştırın.
Analiz türünü Transient yaparak farklı frekanslardaki giriş sinyaline göre devreyi simüle edin ve çıkış
sinyalinin büyüklüğünü ve fazını not edin. Excel kullanarak bunun grafiğini çizin.
Bode diyagramı ile
uyumunu gösterip raporunuza ekleyin.
1kΩ
+
Vin
−
10nF
1kΩ
Vout
9kΩ