TRANSİSTÖRLÜ KUVVETLENDİRİCİLER

TRANSİSTÖRLÜ
KUVVETLENDİRİCİLER
ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-II
Özhan Özkan / 2010
Transistörlü Kuvvetlendiriciler

Transistörlü Kuvvetlendiricilerde Amaç:
Giriş Sinyali



Kuvvetlendirici
Akım kazancı sağlamak
Gerilim kazancı sağlamak
Güç kazancı sağlamak
Çıkış sinyali
Transistörlü Kuvvetlendiriciler

1.
2.
3.
4.
Kazanç nedir?
Transistör girişine verilen akım, gerilim veya gücün çıkıştan
daha büyük değerlerde elde edilmesidir.
Kazancın sayısal değerinin bulunması da, çıkıştaki akım,
gerilim ve güç değerlerinin, girişteki akım, gerilim ve güç
değerlerine oranlanması suretiyle elde edilir.
Transistör, hem DC hem de AC olarak kuvvetlendirici olarak
çalışabilir. Bu nedenle, transistörü gereği gibi inceleyebilmek
için, ayrı ayrı DC ve AC 'deki çalışma hallerinin incelenmesi
gerekir.
DC çalışmada girişteki ve çıkıştaki akım ve gerilim değerleri
arasındaki bağıntılara Statik Karakteristikleri, AC çalışmadaki
akım ve gerilim bağıntılarına da Dinamik Karakteristikleri
denir.
Transistörlü Kuvvetlendiriciler

Transistör Özeğrileri

Transistörün kuvvetlendirici olarak çalışması için bilinmesi gereken
karakteristik eğrilere “Transistörün Özeğrileri” denir.
Şekildeki gibi kutuplanmış bir transistör için çeşitli
akım – gerilim ilişkilerini gösteren eğri veya eğri
ailelerine transistörün özeğrileri denir.
• En çok kullanılan transistör özeğrileri:
1. Giriş Özeğrileri(IB=f(VBE))
2. Geçiş Özeğrileri (IC = f (IB) )
3. Çıkış Özeğrileri (IC = f (VCE) , IB parametre)
Transistörlü Kuvvetlendiriciler

Giriş Özeğrileri
Transistörün baz-emetör arası giriş gerilimi olarak kabul edilirse,
bu gerilim ile baz akımı arasındaki değişimi gösteren eğri giriş
karakteristiği adını alır. Giriş karakteristiği şekilde gösterilmiştir.
300K sıcaklıkta silisyum transistörün eşik
germanyum transistörün ise 0,2V civarındadır.
gerilimi
0,5V,
Transistörlü Kuvvetlendiriciler

Çıkış Özeğrileri
Tranzistör çıkışı kollektör –emetör
olmak üzere çıkış akımının çıkış
gerilimine göre değişimini veren
eğriye tranzistör çıkış karekteristiği
adı verilir. Bu değişim, farklı her
sabit baz akımı değeri için
çizilmektedir.
Şekilde baz akımlarına bağlı olarak
değişik
çıkış
eğrileri
gösterilmektedir.
Transistörlü Kuvvetlendiriciler

Q Çalışma Noktasının Bulunması
Transistörün devrede girişten
herhangi bir kontrol işareti
uygulanmadığı haline sükunet hali
denir.
Sükunet hali denklemleri:
ICQ=IBQ*hFE
VCEQ=VCC-(RC*ICQ)
Transistörlü Kuvvetlendiriciler
Q Çalışma Noktası
Transistörün sukünet
halinde elde edilen VCEQ
ve ICQ değerleri çıkış
özeğrilerini gösteren
grafikte bir doğru ile
gösterilebilir ve bu
doğruda değerlerin çıkış
özeğrileri ile kesiştiği
noktaya “Q çalışma
noktası” ya da
“transistörün çalışma
noktası” denir.
Transistörlü Kuvvetlendiriciler

A noktası transistörün kesim
durumunu ifade eder. Bu
durumda
ideal
bir
transistörün Ic akımının 0 A
olması gerekir. Buna göre
yükte herhangi bir gerilim
düşümü olmaz ve VCE=VCC
olur.
Q Çalışma Noktası
B
B
A
A
B
noktası
transistörün
doyma durumunu ifade
eder. Bu durumda ideal bir
transistörün
C-E
iç
direncinin 0 Ω olduğu
kabulü ile Ic hesabında
sadece yük dikkate alınır.
ICmax=VCC\RC
Transistörlü Kuvvetlendiriciler

*
*
*
*
*
*
Transistörlerde Isıl Kararlılık
Yarı iletkenlerin sıcaklıkla ilişkisi ile ilgilidir.
Sıcaklık arttıkça iletim ve tıkama yönünde akan akımlar artar.
Tıkama yönünde akan akım (ICO) her 10 C artışta yaklaşık 2
katına çıkar.
IC=hFE*IB+(1+hFE)*ICO
Kararlılık faktörü çoğunlukla kollektör akımının değişimi
olarak tanımlanmaktadır.
S( ICO ) 
I C
I CO
* Isıl kararlılığın iyi olması için S=1 olmalıdır. IE sabit olursa S=1;
dolayısıyla ısıl kararlılık iyi olur. IE’yi sabitlemek için emitere
seri bir direnç bağlanabilir ve ısıl kararlılık böylece sağlanabilir.
Ancak başka yöntemler de vardır.
Transistörlü Kuvvetlendiriciler
Transistörün AC Eşdeğer devresi
* Transistörlü Kuvvetlendiricinin çalışma ilkelerinin daha iyi
anlaşılabilmesi için “transistör eşdeğer devresi” kullanılır.
* Bir eşdeğer devre transistör operasyonunu göstermek için
bazı iç transistör parametreleri kullanılır.
* Bu parametrelerden en çok kullanılanları hibrit (h) ve
admitans (y) parametreleridir.

Transistörlü Kuvvetlendiriciler

h-parametreleri

Emitter ac toprağa, giriş sinyali base bağlandığında ve çıkış
sinyali kollektörden alındığında devre ortak emitterli
(common-emitter) olarak bilinir. (Burada ortak terimi toprağı
referens alır).
Kollektör ac toprağa, giriş sinyali base bağlandığında ve çıkış
sinyali emitterden alındığında devre ortak kollektör’lü
(common collectör) olarak bilinir.
Base ac toprağa, giriş sinyali emittere bağlandığında ve çıkış
sinyali kollektörden alındığında devre ortak base’li (common
base) olarak bilinir.


Transistörlü Kuvvetlendiriciler

h-parametrelerinin tanımları
* Ortak emiterli bir devrede kullanılan transistör için hparametreleri tanım bağıntıları;
vbe=hie*ib+hre*vce
ic=hfe*ib+hoe*vce
Transistörlü Kuvvetlendiriciler
h parametrelerinin ölçülmesi ve anlamları
 Parametreler ortak emiterli kuvvetlendirici devresi için
çıkarılmıştır.

Transistörlü Kuvvetlendiriciler

Transistörün AC Eşdeğer Devresi
* Ters besleme oranı hre ,çıkış voltajı ile çarpılarak (hre,Vce)
girişle seri olan eşdeğer voltaj kaynağı oluşturulmuştur. Düz
besleme akım kazancı hfe, giriş akımı ile çarpılarak (hfe,ib)
çıkışta görünen akım, akım kaynağına eşdeğer tutulmuştur.
Çıkış admitansı hoe, çıkış terminalleri arasına yerleştirilmiştir.