Elektronik 1 - BJT Tranzistörler Özet Konu Anlatımı Ve Çözümlü Sorular

BJT’ler çoğunlukla yükseltme ve anahtarlama gibi uygulamalarda kullanılan bir

elemandır. Transistör iki birleşimli PN yapısına ve Beyz, Emiter ve Kollektör olmak üzere üç bağlantı ucuna sahiptir.

Bu kısımda incelenecek konular.  Transistörün yapısı

 Transistörün çalışması

 Transistörün parametreleri  Transistörün çalışma durumları  Transistörün karakteristik eğrisi

 Transistörün yükseltici ve anahtar olarak kullanılması  DC analiz

Transistör, bir grup elektronik devre elemanına verilen temel addır. Transistörler yapıları ve işlevlerine bağlı olarak kendi aralarında gruplara ayrılırlar. BJT (Bipolar Jonksiyon Transistör), FET, MOSFET, UJT v.b gibi. Elektronik endüstrisinde her bir transistör tipi kendi adı ile anılır. Genel olarak transistör denilince akla BJT’ler gelir.

BJT’ler elektronik endüstrisinin en temel yarı iletken devre elemanlarındandır. BJT "bipolar junction transistor" – "Çift kutuplu yüzey birleşimli transistör" kelimelerinin başharfleridir. Bundan dolayı bipolar (çift kutuplu) sözcüğü kullanılır.

Transistör ilk icat edildiğinde yarı iletken maddeler birbirlerine nokta temaslı olarak monte edilirlerdi. Bu nedenle onlara “Nokta Temaslı Transistör” denirdi. Günümüzde transistörler yapım itibarı ile bir tost görünümündedir. Transistör imalatında kullanılan yarı iletkenler, birbirlerine yüzey birleşimli olarak üretilmektedir. Bu nedenle “Bipolar Jonksiyon Transistör” olarak adlandırılırlar.

Bipolar birleşimli transistörler katkılanmış üç tabakadan oluşur. Bu üç tabaka Emitter (emiter), Collector (Kolektör) ve Base (Beyz)’dir. P ve N tipi malzemelerin yerleşim sırasına bağlı olarak BJT’nin PNP ve NPN olmak üzere iki çeşidi vardır.

NPN PNP

BJT’lerde beyz bölgesi, emitere göre daha az katkılanır ve daha dar tutulur. Bunun nedeni taşıyıcıların geçişini kolaylaştırmaktır.

N N P B (Beyz) E (Emiter) C (Kollektör) 0.3mm 2 m C B E I IC IB IE N P P B (Beyz) E (Emiter) C (Kollektör) C B E I IC IB IE

Transistörün Çalışması:

NOT: Transistörlerin çalışma prensiplerinin benzer olması nedeniyle açıklamalarda sadece NPN tipi transistör verilecektir.

+ + + +

+ + + + +

+ + + + +

+ + + +

BJT nin çalışması için gerekli koşullar:

BJT’nin çalışabilmesi için; baz-emiter birleşimi düz yönde, baz-kollketör birleşimi ise ters yönde kutuplandırılmalıdır. Bu çalışma biçimine transistörün aktif bölgede çalışması denir.

Baz akımı olmadan, emiter-kollektör birleşimlerinden akım akmaz. Transistör kesimdedir. Baz akımı küçük olmasına rağmen transistörün çalışması için çok önemlidir.

PN birleşimlerinin karakteristikleri transistörün çalışmasını belirler. Örneğin; transistör, V_BE olarak tanımlanan beyz-emiter birleşimine doğru yönde bir başlangıç gerilimi uygulanmasına gereksinim duyar. Bu gerilimin değeri silisyum BJT’ lerde 0.7V, germanyum BJT’lerde ise 0.3V civarındadır.

Emiterden enjekte edilen elektronların küçük bir miktarı ile beyz akımı oluşur ve elektronların geri kalan büyük kısmı ile de kolektör akımı oluşur. Buradan hareketle

emiterden enjekte edilen elektronların miktarının, beyze doğru ve kollektöre doğru akan miktarın toplamı kadar olduğu söylenebilir. Buna göre emiter akımı;

BJT Akım ve Gerilimleri

I_E = I_B + I_C I_C = βI_B I_E = (1+β)I_B

TRANSİSTÖRÜN KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ:

Transistörün Giriş Karakteristiği: (I_B = f (V_BE))

Transistörler bağlantı türlerine göre ortak emiterli, ortak kolektörlü, ve ortak bazlı olmak üzere üçe ayrılır.

Bir ortak emiterli devrede giriş gerilimi base-emiter arasındaki gerilimdir. Giriş karakteristiği base akımının base-emiter arası gerilimle değişimini göstermektedir.

I_B = f(V_BE) karakteristiği yanda çizilmiştir. Bu karakteristik bir diyodun I-V karakteristiği ile aynıdır.

Transistörün Giriş Karakteristiği: (I_B = f (V_BE))

Ortam sıcaklığı arttıkça bir diyot elemanı daha düşük gerilimlerde iletime geçer. B-E arası bir diyot görünümünde olan BJT’nin sıcaklıkla değişimi aşağıdaki gibidir.

B

BE

1 2 3

Transistörün Çıkış Karakteristiği: (I_C = f(V_CE))

Transistörlerin çıkış karakteristiği farklı base akımları için I_C ve V_CE nin değişimini göstermektedir. Çıkış karakteristiğini elde etmek için aşağıdaki devreden yararlanılır.

Karakteristiği çıkarmak için önce V_BB gerilimi belli bir değere ayarlanır. Böylece I_B,

dolayısıyla I_C akımı sabit tutularak V_CC kaynağı ayarlanarak farklı V_CE gerilimlerinde akan I_C değerleri ölçülerek karakteristik çıkarılmış olur. Elde edilen bu eğri sadece o an geçerli olan base akımı içindir.

DO YUM BÖLG

Transistörlerin Çalışma Durumları

B-E arasındaki PN birleşimi ve B-C arasındaki PN birleşimleri birer diyot gibi

modellenebilirler. Bir BJT için; emiter diyotun iletimde olduğu durumda B-E gerilimi V_BE ≈ 0,7V civarında, B-C arası ise V_BC ≈ 0,5V civarındadır. Her zaman için emiter diyotun eşik gerilimi kollektör diyottan daha büyüktür.

N N P B E C Kollektör diyot Emiter Diyot + + + -VCE VBC VBE C B E IC IB IE + + + -- -VBE VCE VBC

Emiter ve kollektör diyotların durumları BJT’nin çalışma durumunu belirlemektedir.

Eğer hem V_BE ve hem de V_BC kendi eşik gerilimlerinden daha düşük iseler her iki diyotta yalıtımdadır. Bu şekliyle transistör “KESİM” bölgesindedir.

Eğer her iki diyot iletimde ise (V_BE ≈ 0,7 ve V_BC ≈ 0,5V) transistör iletimdedir ve kollektörden maksimum akım akar. Bu durumda transistör “DOYUM (Saturasyon)” bölgesindedir.

Eğer emiter diyot iletimde kollektör diyot yalıtımda olacak şekilde transistör kutuplanırsa (V_BE ≈ 0,7 ve V_BC <0,5V) bu durumda transistör “AKTİF” çalışma durumundadır.

KESİM : Emiter ve kollektör diyot yalıtımda

DOYUM : Emiter ve kollektör diyot iletimde

Aktif Çalışma Bölgesi:

Analize ilk başta Base +2V uygulayalım ve kollektör ucu boşta kalsın;

Bu şekildeki kutuplamada sadece base’den emiter’e akım akışı vardır. Emiter diyot iletimde olduğu zaman emiterdeki elektronlar birleşimi aşarak base’e gelirler. Bu

elektronlar base akımını oluşturmaktadır. Akım yönü olarak elektron hareketinin zıt yönü alınmaktadır.

Aktif Durum:

Şimdi kollektöre pozitif bir gerilim uygulayalım; Kollektör ucu base ucuna göre daha pozitif olduğundan kollektör diyot ters kutuplanır ve yalıtımda kalır. Böylece base’den kollektöre bir akım akışı olmaz. Eğer kollektör gerilimi yeterli büyüklükte ise, pozitif kollektör ucu emiterden püskürtülen elektronları kendisine çekeceğinden kollektörden-emitere doğru büyük bir akım artışı olur. Bu akım miktarı base akımının β katı kadar olmaktadır.

I

_E

= I

_B

+ I

_C

= I

_B

+ β.I

_B

= (1 + β).I

_B (sızıntı akımları ihmal edildi)

100  

AKTİF bölgede olan bir transistörün modeli; Aktif Bölge: B I  B I 





ÖRNEK:

β = 50 alındığında kollektör akımı ile emiter akımı arasındaki ilişkiyi bulunuz. (Kirchhoff’un akımlar yasasına göre)

Transistör Gücü:

AKTİF durumdaki bir transistörde üzerinde harcanan güç şu şekilde hesaplanır;

P = V_CE * I_C + V_BE * I_B

Kollektör akımına göre oldukça küçük olan I_B akımı çoğunlukla ihmal edilir.

Buna göre P = V_CE * I_Chesabı her zaman için yaklaşık doğru sonuçtur. Base Katı

Kollektör Katı

Base – Kollektör Ters Dayanma Gerilimi (V_CB0) :

AKTİF durumda çalışan bir transistörde kollektör diyodu yalıtımdadır. PN birleşimleri ters kutuplandıkları zaman eğer bu gerilim değeri transistörün dayanma geriliminden büyük olursa eleman bozulacaktır.

Bu nedenle transistörün kollektör-base dayanma geriliminden daha büyük bir gerilim ters yönde uygulanmamalıdır.

Transistörde Maksimum Güç Sınırı

Her bir transistörün çalışma alanını belirleyen bir takım sınır (maksimum) değerler vardır. Bu değerler standart transistör kataloglarında verilir. Transistörlerle yapılan tasarımlarda bu değerlere uyulmalıdır. Kataloglarda verilen tipik maksimum sınır değerlerini; kollektör-beyz gerilimi, emiter-kollektör-beyz gerilimi, kollektör-emiter gerilimi, kollektör akımı ve maksimum güç harcaması olarak sayabiliriz. Şekilde tipik bir çıkış karakteristiği üzerinde maksimum değerler gösterilmiştir.

ÖRNEK: I_C = β * I_B = 100 * 0,13mA = 13mA I_E = I_B+ I_C =13.13mA V_B = 0,7V V_C = 10V V_E = 0V V_CB = V_C – V_B = 10 – 0,7 = 9,3V >0 V_CE = V_C – V_E = 10 – 0 = 10V P = V_CE * I_C = 130mW

ÖRNEK:

V_E = 0V

V_B = V_E + 0,7 = 0,7V

BJT’ nin AKTİF bölgede olduğu kabul edilirse;

I_C = β * I_B = 100 * 0,03mA = 3mA

V_C = V_CC – R_C * I_C = 5 – 1K * 3mA = 2V

I_B = 0,03mA, I_C = 3mA, I_E = 3.03mA

V_B = 0,7V, V_C = 2V, V_E = 0V

V_CB = V_C – V_B = 2 – 0,7 = 1,3V>0

V_CE = V_C – V_E = 2 – 0 = 2V

P = V_CE * I_C = 2 * 3mA = 6mW

Kesim ve Doyum Durumları:

a)Kesim Durumu: Kesim durumunda her iki diyotta yalıtımdadır. (V_CB > 0, V_BE < 0,7)

V_E = 0V, V_B = 0,7V alalım;

Base akımı negatif olamaz. Bu nedenle transistör kesim durumundadır. Öyleyse gerçekte I_B = 0A’dir. Eğer Base akımı 0A ise transistörün tüm akımları sıfırdır.

b) Doyum Durumu:

BJT’ nin AKTİF bölgede çalıştığı kabul edilirse;

V_E = 0V, V_B = 0,7V,

I_C = 100 . I_B = 100 . 0,043mA = 4,3mA

V_C = V_CE = V_CC – R_C * I_C = 5 – 2K * 4,3mA = -3,6V

Uygulanan gerilim 5V olduğundan Kollektör gerilimi negatif olamaz. Yani V_CE 0 ile 5V arasında olmak zorundadır.

Dolayısıyla hesaplanan tüm akım ve gerilimler doğru değerler değildir. V_CB ve V_CE bu devre için hiçbir zaman negatif olamaz. O halde bu transistor AKTİF bölgede değildir.

+5V +5V 100K 2K RC VBE = 0,7V =100

Eğer kollektör-base gerilimi negatif ise kollektör diyodu iletimdedir ve aynı şekilde emiter diyot da iletimdedir. Her iki diyodun iletimde olması doyum durumunu belirtir

Kollektör-base PN birleşimi iletimde olduğunda, buna karşılık gelen gerilim yaklaşık 0,5V’tur. Kollektör diyot iletimde olduğunda gerçek base-kolektör gerilimi;

V_BC ≈ 0,5V ve V_CEsat = V_BE - V_BC = 0,7 – 0,5 = 0,2V

Basitlik amacıyla kollektör gerilimi yaklaşık emiter gerilimine eşit alınır.

V_CEsat ≈ 0V → V_C ≈ V_E

Eğer transistör doyumda ise base akımındaki değişim kollektör akımında değişime neden olmaz.

Transistör doyumda ise; V_C≈ V_E = 0

I_E = I_B + I_C = 0,043A + 2,5mA = 2,543mA I_B = 0,043mA V_B = 0,7V V_C = 0V (transistör doyumda V_C = V_E) V_CB = -0,5V V_CE = 0V (yaklaşık) P = V_CE * I_C ≈ 0W

ÖRNEK:

Şekildeki devrede transistörü doyuma götürmek için V_BB’nin min. değeri ne olmalıdır? (V_CEsat 0)

Çözüm:

I_Bmin noktasında transistör doyum ile aktif bölgenin sınırındadır. Dolayısıyla bu nokta;

I_C = β * I_Bmin = I_C(sat)

200  

Çözüm:

Transistörün doyumda olabilmesi için V_BB ≥1,95 olmalıdır. I_Csat 5mA

ÖRNEK:

Transistörün doyumda olması için R_B direncinin max. değeri ne olmalıdır?

Çözüm:

R_B ≤ 52K olduğu sürece transistör doyumda çalışır.

200

 

ÖZET:

KESİM DURUMU → V_BE < 0,7V V_BC < 0,5V I_B = I_C = I_E = 0A

AKTİF DURUMU → V_BE = 0,7V V_BC < 0,5V V_C > V_E I_B, I_C, I_E > 0A I_C = β * I_B

DOYUM DURUMU → V_BE = 0,7V V_BC = 0,5V V_C ≈ V_E I_C = I_C(sat)

1. Eğer V_BB ≤ 0,7V ise transistör kesimde, tüm akımlar 0A

2. Eğer V_BB > 0,7V ise transistörün AKTİF durumda olduğu kabul edilir.

3. Eğer I_B > 0 ise I_C = β . I_B bağıntısı kullanılabilir.

4. V_CB > 0.5 ise transistör AKTİF bölgededir. Analiz sonlandırılır.

TRANSİSTÖRLERDE KODLAMA VE KILIF TİPLERİ 

Uluslar arası birçok firma transistör üretimi yapar ve kullanıcının tüketimine sunar. Transistör üretimi farklı ihtiyaçlar için binlerce tip ve modelde yapılır. Üretilen her bir transistör farklı özellikler içerebilir. Farklı amaçlar için farklı tiplerde üretilen her bir transistör; üreticiler tarafından bir takım uluslararası standartlara uygun olarak kodlanırlar. Transistörler bu kodlarla anılırlar. Üretilen her bir transistörün çeşitli karakteristikleri üretici tarafından kullanıcıya sunulur.

Uluslararası Standart Kodlama:

Transistörlerin kodlanmasında bir takım harfler kullanılmaktadır. Örneğin; AC187, BF245, 2N3055, 2SC2345, MPSA13 vb gibi birçok transistör sayabiliriz. Kodlamada kullanılan bu harf ve rakamlar rastgele değil uluslararası standartlara göre belirlenir ve anlamlıdır. Günümüzde kabul edilen ve kullanılan başlıca 4 tip kodlama vardır:

Avrupa Pro-Electron Standardı (Pro-Electron)

Amerikan Jedec Standardı (EIA-Jedec)

Japon (JIS)

Pro-Electron Standardı: Avrupa ülkelerinde bulunan transistör üreticilerinin genellikle kullandıkları bir kodlama türüdür. Bu kodlamaya örnekler: AC187, AD147, BC237, BU240, BDX245 vb. Kodlamada genel kural; önce iki veya üç harf sonra rakamlar gelir.

İlk harf: Transistörlerin yapım malzemesini belirtmektedir. Germanyumdan yapılan transistörlerde kodlama A harfi ile başlar. Ör: AC121, AD161 vb. Silisyumdan yapılan transistörlerde ise B harfi ile başlar. Ör: BC121, BF254 vb.

İkinci harf: Transistörün kullanım alanlarını belirtir. Örnek kodlamalar aşağıda verilmiştir.

AC:düşük güçlü alçak frekans transistörüdür. Germanyumdan yapılmıştır. AC121, AC187, AC188, AC547 gibi..

BC:düşük güçlü alçak frekans transistörüdür. Silisyumdan yapılmıştır. BC147, BC547 gibi….

BD:düşük güçlü, yüksek frekans transistörü. BD135, BD240, BD521 gibi….

BF:düşük güçlü, yüksek frekans transistörü. BF199, BF240, BF521 gibi….

BL:büyük güçlü, yüksek frekans transistörü. BL240, BL358, BL521 gibi…

BU:büyük güçlü anahtarlama transistörü. BU240, BU521 gibi..

Üçüncü harf: Üçüncü harf endüstriyel amaçla özel yapıldığını belirtir. Örnek olarak; BCW245,BCX56, BFX47, BFR43, BDY108, BCZ109, BUT11A vb gibi.

Diğer Kodlama Türleri ve Standartlar: Avrupa pro-electron standardına göre kodlamaya ilave olarak Amerikan ve Japon üreticilerinin uydukları kodlamalar ve anlamları aşağıda liste olarak verilmiştir.

Bazı büyük üretici firmalar ise kendi kodlarıyla özel üretim yapmaktadırlar. Özelliklerini kataloglardan temin edebilirsiniz.

Transistör kategorileri ve kılıf tipleri

Uluslar arası transistör üreticileri üretimlerini genellikle 3 temel kategoride gerçekleştirir. Bu kategoriler;

Genel amaçlı/alçak frekans transistörleri

Güç transistörleri

Radyo frekans (RF) transistörleri

Genel Amaçlı/Küçük Sinyal Transistörleri:

Bu tip transistörler genellikle orta güçlü yükselteç veya anahtarlama devrelerinde kullanılır. Metal veya plastik kılıf içinde üretilirler. Şekilde plastik kılıfa sahip standart transistör kılıf tipleri, kılıf kodları ve terminal isimleri verilmiştir.

Aşağıdaki şekilde ise “genel amaçlı/alçak frekans transistörleri” kategorisinde bulunan ve metal kılıf içinde üretilen bazı transistörlerin kılıf kodları ve terminal isimleriyle birlikte verilmiştir. Farklı terminal bağlantılarına ve kılıf tipine sahip onlarca tip transistör vardır. Ayrıntılı bilgileri üretici kataloglarından elde edebilirsiniz.

Güç Transistörleri:

Güç transistörleri yüksek akım ve gerilim değerlerinde çalıştırılmak üzere tasarlanmıştır. Dolayısıyla boyutları oldukça büyüktür. Bu tip transistörler genellikle metal kılıf içinde üretilirler. Transistorün gövdesi metaldir ve kollektör terminali metal gövdeye monte edilmiştir. Şekilde yaygın olarak kullanılan bazı güç transistörlerinin kılıf kodları ve terminal bağlantıları verilmiştir.

Radyo Frekans (RF) Transistörleri:

Çok yüksek frekansla çalışan sistemlerde (radyo frekans=RF) çalıştırılmak üzere tasarlanmış transistörler, RF transistörleri olarak anılmaktadır. Özellikle iletişim sistemlerinde kullanılan bu transistörlerin kılıf tipleri diğerlerinden farklılık gösterebilir. Bunun nedeni yüksek frekans etkisini minimuma indirmektir. Şekilde bazı RF transistörlerinin standart kılıf tipleri örnek olarak verilmiştir.

ÖRNEK-19: 2N3904’ün katalog değerleri

Sembol Karakteristik Min. Max. Test Koşulları BV_CB0 BV_EB0  . . . V_BE(sat) V_CE(sat)

Kolektör-base dayanma gerilimi Emiter-Base dayanma gerilimi DC Akım Kazancı

. . .

Base-Emiter Saturasyon Gerilimi Kollektör-Emiter Sat. Gerilimi

60V 6,0V 40 90 60 40 -360 -0,85 0,25 I_C= 10μA, I_E=0A I_E= 10μA, I_C= 0A I_C= 0,1mA,V_CE= 5,0V I_C= 1,0mA,V_CE= 5,0V I_C= 10mA,V_CE= 5,0V I_C= 50mA,V_CE= 5,0V I_C= 50mA, I_B= 5,0mA I_C= 50mA, I_B= 5,0mA

5.5. TRANSİSTÖRLERDE DC ÇALIŞMA NOKTASI

Transistorün bir yükselteç olarak çalışabilmesi için DC kutuplandırma gereklidir.

Uygulanan DC kutuplandırma nedeniyle çıkış karakteristiği üzerinde bir noktaya karşılık gelen belirli bir akım ve gerilim değeri vardır. Transistörün sahip olduğu akım ve gerilim değerini gösteren bu nokta “çalışma noktası” ya da “sükunet noktası” olarak adlandırılır (Quiet-Q).

Çalışma noktası örnekleri

Lineer yükseltme

Lineer olmayan yükseltme

Lineer olmayan yükseltme

5.6. DC YÜK DOĞRUSU:

DC yük doğrusunu çizmek için aşağıdaki devreyi örnek alalım.

Çıkış çevresinden;

Çıkış karakteristiği üzerinde bu iki noktanın birleştirilmesiyle yük doğrusu çizilmektedir. 22K VBB VCC IC IB 0-5V 0-10V 200

I_B akımı ayarlanarak farklı base akımlarına karşılık çalışma noktaları yük doğrusu üzerinde hareket eder. Doğrusal yükseltme için çalışma noktası yük doğrusunun tam ortası seçilmelidir

DC kutuplamanın etkisini ve önemini anlamak üzere şekildeki devrede I_B akımını farklı değerlere ayarlayalım. Ayarladığımız her bir akım değerine karşılık transistörün ve değerlerinin nasıl değiştiğini inceleyelim. İlk olarak V_BB kaynağını ayarlayarak değerini I_B=200µA yapalım. Bu durumda transistörün kollektör akımı I_C ve kollektör-emiter gerilimi V_CE;

Bu değerlere karşılık gelen çalışma noktası transistör karakteristiğinde gösterildiği gibi olacaktır.

I_C=I_B=100.200A=20mA

Transistörün beyz akımının I_B=300µA yapılması durumunda ise kollektör akımı;

Kollektör-emiter gerilimi:

Bu değere karşılık gelen transistörün çalışma noktası transistör karakteristiğinde gösterildiği gibi Q₂ olacaktır

I_C=I_B=100.300A=30mA

Son olarak beyz akımının I_B=400µA olması durumunda çalışma noktası;

Kollektör-emiter gerilimi:

Bu değere karşılık gelen transistörün çalışma noktası transistör karakteristiğinde gösterildiği gibi Q₃ olacaktır.

I_C=I_B=100.400A)=40mA

Transistörün beyz akımındaki değişim kolektör akımını değiştirmekte dolayısıyla transistörün kollektör-emiter gerilimi de değişmektedir. Örneğin I_B akımındaki artma I_C akımını arttırmaktadır. Buna bağlı olarak V_CE gerilimi azalmaktadır. Bu durumda V_BB geriliminin ayarlanması ile I_B değeri ayarlanmaktadır. I_B‘nin ayarlanması ise transistorün DC çalışma noktasını düzgün bir hat üzerinde hareket ettirmektedir. Q₁, Q₂ ve Q₃olarak belirtilen çalışma noktalarının birleştirilmesiyle bir DC yük doğrusu elde edilir.

DC yük doğrusu yatay ekseni 10V’da kesmektedir. Bu değer V_CE=V_CC noktasıdır. Bu noktada transistör kesimdedir. DC yük doğrusunun düşey ekseni kestiği nokta ise 45.45mA’dir. Bu değer ise transistör için doyum noktasıdır. Transistörün doyum noktasında I_C maksimumdur. Kollektör akımı;

ÖRNEK:

Şekildeki devrenin yük doğrusunu çizerek V_i girişine karşılık çıkış işaretlerini çiziniz.

V_BB = 1V V_CC = 10V R_C = 1KΩ R_B = 8KΩ β = 100 V_BE =0,6V V_İ = 0,35 sint RC RB VBB VCC Vİ (1) (2)

DC Analiz (V_i = 0):

Çıkıştan Çevresinden; Giriş Çevresinden;

-V_BB - V_İ + R_B . I_B + V_BE = 0

I_CQ = β . I_B = 5mA V_CEQ = V_CC – R_C . I_C = 10 – 1KΩ . 5mA = 5V RC RB VBB VCC Vİ (1) (2)

AC Analiz (V_i = 0,35 sint)

I_C = β . I_B = 5mA + 3,75 sint mA

V_CE = V_CC – R_C . I_C = 10 – 1K . (5mA + 3,75 sint mA) = 5 – 3,75 sint RC RB VBB VCC Vİ (1) (2)

Kazançlar:

Akım Kazancı (AI)

= Çıkış Akımındaki Değişim / Giriş Akımındaki Değişim

Gerilim Kazancı (AV)

= Çıkış Gerilimindeki Değişim / Giriş Gerilimindeki Değişim

Güç Kazancı(AP)

=A_V.A_I = 100 . 12,5 =1250

AC Analiz (V_i = 0,35 sint)

I_B=0,05 + 0,0375 sint mA V_CE =5 – 3,75 sint

AC Analiz (V_i = 0,35 sint) VCE(V) IC(mA) Q Yük doğrusu 10 10 1,25 5 8,75 1,25 5 8,75 IBQ= 0,05mA Çıkış kollektör akımının AC sinyali Çıkış kollektör-emiter geriliminin AC sinyali

Giriş baz akımının AC sinyali

5.7. ÇIKIŞIN BOZULMASI:

Q çalışma noktası doyum veya kesim bölgelerine yakın seçilirse giriş işaretine bağlı olarak çıkış işaretinde bozulmalar olabilir.

Bununla birlikte Q çalışma noktası tam orta noktada olsa bile giriş işaretinin genliği büyükse yine çıkışta bozulmalar olabilir.

Doyum bölgesine yakın çalışma VCE(V) IC Q IB IC Doyum Doyum VCE

Kesim bölgesine yakın çalışma VCE(V) IC(mA) Q IB IC Kesim Kesim VCE

Büyük genlikli giriş işareti ve yük doğrusunun orta noktasında çalışma VCE(V) IC(mA) Q IB IC Kesim Kesim VCE Doyum Doyum Doyum Kesim

5.7. TRANSİSTÖR DEVRELERİNİN DC ANALİZİ

DC öngerilimlemenin amacı, transistorün belirli bir çalışma noktasında çalışmasını sağlamaktır. Bir transistorü istenilen çalışma noktasına getirip öngerilimleme yapıldıktan sonra, sıcaklığın etkisi de göz önünde bulundurulmalıdır.

Sıcaklık, akım kazancı ve kaçak akım gibi transistör karakteristiklerinin değişmesine yol açar. Sıcaklık artışı, oda sıcaklığına göre daha fazla akıma yol açar ve böylece öngerilimleme devresiyle belirlenen çalışma koşulunu değiştirir. Bu nedenle,

öngerilimleme devresinin belirli bir oranda sıcaklık kararlılığını sağlayarak transistordeki sıcaklık değişimlerinin çalışma noktasında meydana getireceği değişimi en aza indirmesi gerekir.

Sabit öngerilimli devre

5.7.1. TRANSİSTÖRLERİN ÖNGERİLİMLENMESİ

Bir BJT’ nin öngerilimlenmesi baz-emiter ve baz-kollektör DC öngerilimlenme çevre denklemleri ayrı ayrı ele alınarak analiz edilebilir.

BJT’ nin doğrusal bölgede çalışabilmesi için baz-emiterin ileri, baz-kollektörün ise

ters öngerilimli olması gerekir.

RB RC AC Çıkış İşareti _VCC AC Çıkış İşareti

B BE CC B R V V I   -V_CC+I_B R_B+ V_BE=0 I_C=βI_B -V_CC+I_C R_C+ V_CE=0 V_CE= V_CC-I_C R_C

Baz-Emiterin ileri öngerilimlenmesi Kollektör-Emiterin ileri öngerilimlenmesi

5.7.1. TRANSİSTÖRLERİN ÖNGERİLİMLENMESİ R_B V_CC I_B -+ V_BE VCC IC -+ VCE RC

2 .4 0 1 m A β )I 1 ( I 2 .3 5 4 m A , β I I μ A , 4 7 .0 8 2 4 0 K 0 .7 1 2 R V V I _{C B E B} B B E C C B           .8 0 2 m A 4 β )I 1 ( I .7 0 8 m A , 4 β I I μ A , 4 7 .0 8 2 4 0 K 0 .7 1 2 R V V I _{C B E B} B B E C C B           Şekildeki devrede, V_CC=12V, R_B=240kΩ,

R_C=2.2KΩ olduğuna göre b=50 ve b=100 için

I_B=?, I_C=?, I_E=?, V_CE=?

β=50 için V_CE= V_CC-I_C R_C=12-2.354*2.2kΩ V_CE=6.83V

β=100 için V_CE= V_CC-I_C R_C=12-4.708*2.2kΩ V_CE=1.642V

ÖRNEK:

Çözüm:

Devrenin baz-emiter çevresinden;

β=50 için

Devrenin kollektör-emiter çevresinden;

β=100 için RB RC AC Çıkış İşareti _VCC AC Giriş İşareti

kolektör akımı (I_C) ve kollektör-emiter gerilimi (V_CE)’nin değişim yüzdeleri: 100 % 100 * mA 354 . 2 mA 354 . 2 mA 708 . 4 100 * I I I I % ) 0 5 C( ) 0 5 C( 100) C( C        b  b  b 95 , 75 % 100 * 642 . 1 83 . 6 642 . 1 100 * V V V V % ) 0 5 CE( ) 0 5 CE( 100) CE( CE        b  b  b

2 . 0 5 2 m A β )I 1 ( I 2 . 0 1 2 m A , β I I μ A , 4 0 . 2 4 1 ) 0 . 3 K ( 5 0 2 4 0 K 0 . 7 1 2 R V V I _{C B E B} B B E C C B _{ }           . 5 5 7 m A 3 β )I 1 ( I . 5 2 2 m A , 3 β I I μ A , . 2 2 4 5 3 1 ) 0 . 8 ( 1 0 0 2 4 0 K 0 . 7 1 2 R V V I _{C B E B} B B E C C B             Şekildeki devrede, V_CC=12V, R_B=240kΩ, R_C=2.2KΩ, R_E=0.8KΩ olduğuna göre b=50 ve b=100 için I_B=?, I_C=?, I_E=?, V_CE=? β=50 için V_CE= V_CC-I_C R_C-I_E R_E =12-2.012*2.2kΩ-2.052*0.8kΩ V_CE=5.932V β=100 için V_CE= V_CC-I_C R_C-I_E R_E =12-3.522*2.2kΩ-3.557*0.8kΩ V_CE=1. 406V ÖRNEK: Çözüm:

Devrenin baz-emiter çevresinden;

β=50 için

Devrenin kollektör-emiter çevresinden;

β=100 için RB RC AC Çıkış İşareti _VCC AC Giriş İşareti RE

kolektör akımı (I_C) ve kollektör-emiter gerilimi (V_CE)’nin değişim yüzdeleri: 75 % 100 * mA 012 . 3 mA 012 . 2 mA 522 . 3 100 * I I I I % ) 0 5 C( ) 0 5 C( 100) C( C        b  b  b 76 % 100 * 932 . 5 932 . 5 406 . 1 100 * V V V V % ) 0 5 CE( ) 0 5 CE( 100) CE( CE         b  b  b

Emiter Kutuplamalı Devre

Emiter kutuplaması transistörün kararlı çalıştırılması için geliştirilmiş bir diğer kutuplama yöntemidir. Bu kutuplama tipinde pozitif ve negatif olmak üzere iki ayrı besleme gerilimi kullanılır. V_CC ve V_EE olarak adlandırılan bu kaynaklar transistörün kutuplama akım ve gerilimlerini sağlarlar. Bu devrede V_CC ve V_EE eşit olduğu takdirde beyz gerilimi yaklaşık 0V’dur. Bu nedenle bu kutuplama şekli bazı kaynaklarda simetrik kutuplama olarak da adlandırılmaktadır. RC RE VEE VCC IE RB VB IC RC RE VEE VCC IE RB IC IB E BB BE EE B E E B B BE EE β)R (1 R V V I R I R I V V -       Giriş çevresinden, Çıkış çevresinden, 0 = -V_CC-V_EE+ V_CE – I_CR_C - I_ER_E V_CE = V_CC+V_EE – I_CR_C - I_ER_E

ÖRNEK Yanda verilen devrede β değerinin 50’den 100’e çıkması durumunda çalışma noktasında meydana gelecek değişimleri analiz ediniz.

RC 22K RE 82K RB 15K VB VCC=15V -VEE=-15V VE VC 1,683mA β)I (1 I 1.65mA βI I μA 3 3 I 8,2k * 51 15k 0,7 5 1 β)R (1 R V V I B E B C B E BB BE EE B               1,713mA β)I (1 I %2.8) ( 1.696mA βI I μA ,96 6 1 I 8,2k * 1 0 1 50k 0,7 15 β)R (1 R V V I B E B C B E BB BE BB B               

β=50 için; Giriş çevresinden,

β=100 için; Giriş çevresinden,

Çıkış çevresinden, 0 = -V_CC-V_EE+ V_CE – I_CR_C - I_ER_E V_CE = 30-1,65m*2,2k-1,683m*8,2k V_CE =12,569V Çıkış çevresinden, 0 = -V_CC-V_EE+ V_CE – I_CR_C - I_ER_E V_CE = 30-1,696m*2,2k-1,713m*8,2k V_CE =12,222V (-%2,83 değişim)

Akım Kazancı Kararlı Devre

Yukarıdaki öngerilimleme devresinde, kolektör akım ve gerilim değerleri akım kazancıyla orantılı olarak artmaktadır. Ancak β değeri özellikle silisyum tabanlı transistörlerde sıcaklığa

karşı oldukça duyarlıdır. Ayrıca β nın anma değeri tam olarak tanımlanmadığından

öngerilimleme devrelerinin beta değişimlerinden fazla etkilenmemesi istenir. Aşağıdaki devre bu tip devreler için bir örnektir.

RC RE R1 R2 CE C1 C2 AC Giriş AC Çıkış VCC

Devrenin çözümünde iki temel yöntem vardır. Birinci yöntem devrede beyz akımı ihmal

edilebilecek kadar küçük ise uygulanır. Bu yöntemde I₁=I₂ varsayılarak çözüm üretilir. İkinci

yöntemde ise devre analizi beyz akımı dikkate alınarak yapılır. Çözüm tekniğinde thevenin teoreminden yararlanılır.

Yöntem 1: Bu yöntemde beyz akımı ihmal edilebilecek kadar küçük kabul edilir. R_in direncinden akan akımın R₂ direncinden çok büyük olduğu kabul edilir (R_in>>R₂). Devrenin eşdeğeri aşağıdaki şekilde verilmiştir. Eşdeğer devrede; R₁ ve R₂ dirençlerinin birleştiği noktada elde edilen gerilim, transistörün beyz kutuplama gerilimi olacaktır.

V_B geriliminin değeri;

I_B ihmal edildiğinden I_E=I_C olur. V_C= V_CC – I_CR_C V_CE =V_CC-I_CR_C-I_ER_E R1 R2 +Vcc B I 2 I 1 I 2 R R in    Rin RC RE R1 R2 VCC I1 I2 IB=0

B E B C E BB BE BB B β)I (1 I βI I β)R (1 R V V I        Çıkış çevresinden, -V_CC+I_CR_C+V_CE+I_ER_E=0 V_CE =V_CC-I_CR_C-I_ER_E Giriş çevresinden, -V_BB+I_BR_BB+V_BE+I_ER_E=0 RC RE RBB VBB I1 VCC I2 R1 R2 2 //R 1 R RBB R1 R2 +Vcc CC V * 2 R 1 R 2 R BB V   Yöntem 2:

Gerilim bölücülü kutuplama devresinde bir diğer yöntem ise Thevenin teoremini kullanmaktır. Bu yöntem tam çözüm sunar. Devrenin Baz ucunun Thevenin eşdeğer devresi aşağıdaki gibi çıkarılabilir.

0,828mA β)I (1 I 0.812mA βI I μA 16.24 I 1,5k * 51 3,545k 0,7 2 β)R (1 R V V I B E B C B E BB BE BB B              0,846mA β)I (1 I ) isim deg 2 . 3 % ( 0.838mA βI I A 8,384 I 1,5k * 1 0 1 3,545k 0,7 2 β)R (1 R V V I B E B C B E BB BE BB B               

β=50 için; Giriş çevresinden, β=100 için; Giriş çevresinden,

ÖRNEK

Yukarıdaki devrede R₁=39kΩ, R₂=3.9kΩ, R_C=10kΩ, R_E=1,5kΩ, V_CC=22V olduğuna göre, devreyi tam çözüm yönteminden yararlanarak β=50 ve β=100 için çözünüz.

Çıkış çevresinden, V_CE =V_CC-I_CR_C-I_ER_E =22-0,812m*10k-0,828m*1,5k V_CE =12,638V Çıkış çevresinden, V_CE =V_CC-I_CR_C-I_ER_E =22-0,838m*10k-0,846m*1,5k V_CE =12,351V (-%2,27 değişim)

Çözüm: Devreye thevenin teoremi uygulanırsa,

kΩ 545 , 3 42,9k 39k.3,9k R R R R R V 2 22 3,9k 39k 39k V R R R V 2 1 2 1 BB CC 2 1 2 B  _  _   _  

ÖRNEK: Şekildeki devrede DC analiz yaparak transistörün hangi bölgede

çalıştığını belirleyiniz.

Çözüm:

Base toprağa bağlı olduğundan base-emiter birleşimi iletimde olamaz. Dolayısıyla, I_B, I_C, ve I_E sıfırdır. Her iki diyot yalıtımda

olduğundan transistör kesim bölgesindedir. V_C = V_CC = 12V +12V 2,2K 1K RC RE

ÖRNEK:

DC analiz yaparak transistörün hangi bölgede çalıştığını belirleyiniz.

Çözüm: V_E = V_EB = 0,7V m A 6 8 , 4 K 2 , 2 V 7 , 0 V 1 1 R V V I E E E E E     

m A

0 4 6 3

,

0

1 0 1

m A

6 8

,

4

1

I

I

_B E





b





m A

6 8

,

4

I

)

1

(

I

m A

6 3

.

4

I

I

B E B C



b







b



I_C . R_C = V_C – V_CC →V_C = V_CC + I_C . R_C V_C = -11V + (4,63mA) * (1K) = - 6,37V V_CB < 0 olduğundan BJT Aktif bölgededir

-11V 1K 2,2K RC RE +11V VEE VCC 100  b VEB= 0,7 IE

ÖRNEK:

Şekildeki devrede DC analiz yaparak tüm noktalardaki gerilimleri ve tüm kollardaki akımları bularak transistörün hangi bölgede çalıştığını belirleyiniz. (V_CESAT = 0.2V)

Çözüm:

(1) numaralı çevre denkleminden;

V_BB = R_B . I_B + V_BE + I_E . R_E = R_B.I_B + V_BE + (1 + β) . R_E . I_B m A 0 1 2 7 , 0 K 3 , 3 3 6 V 3 , 4 K 3 ) . 1 0 1 ( K 3 , 3 3 7 , 0 5 R ) . 1 ( R V V I E B B E B B B _     b     I_C = 1.27mA, I_E = 1,282mA V_B = V_BB – R_B.I_B = V_BE + R_E . I_E V_B = 0,7V + (1,282mA).3K = 4,548V +15V 5K 3K RC RE 33,3K RB +5V (1) (2)

V_C = V_CC – R_C . I_C

= 15V – (1,27 mA) *.5K = 8,65V V_CB = V_C – V_B = 4,1V

V_C > V_B olduğundan kollektör diyot ters kutuplanmıştır. Dolayısıyla transistör AKTİF bölgededir.

(2) numaralı çevre denkleminden;

+15V 5K 3K RC RE 33,3K RB +5V (1) (2)

ÖRNEK:

Q₁ ve Q₂ transistörlerinin hangi bölgelerde çalıştıklarını belirleyiniz (I_B akımları ihmal edilecektir).

Çözüm :

I. Transistöre thevenin teoremi uygulanırsa;

R_TH = 50K // 100K = 33,3K

Bu şekildeki ard arda kuplajlı devrelerde önce birinci katın çözümü yapılarak analizi

tamamlanır. Sonra bu katta bulunur ve kollektör gerilimi ikinci katın giriş gerilimi alınarak işleme devam edilir. Bu şekilde yapılan çözüm yaklaşık çözümdür. 5 V 1 5 V . K 1 5 0 K 5 0 E _{T H}   +15V 4,3K 3K RC1 RE1 R1 R2 100K 50K Q1 Q2 RE2 3K b1b2100

Çözüm:

A

7 8

,

1 2

K

3

,

1 0 1

K

3

,

3 3

7

,

0

5

I

_{B 1}











I_C1 ≈ I_E1 = 1,278mA V_E1= I_E1 . R_E1 = 3,835V V_CE1 = V_CC – I_C1 . R_C1 – V_E1 =15 – 3,835 – 6,39 V_CE1 = 4,775V V_B1 = V_BE1+I_E1.R_E1=0,7+3,834 = 4,534V V_C1 = V_CC – I_C1 . R_C1 = 15 – (1,278mA) . 5K = 8,61V V_CB1 = 8,61 – 4,534 = 4,076V V_C1 > V_B1 Q₁ AKTİF bölgededir. Q₁ için; +15V 4,3K 3K RC1 RE1 VTH =5V RTH=33.3K Q1 Q2 RE2 3K

Q₂ için; V_B2 = V_C1 = 8,61V

m A

6 3 6

,

2

K

3

7

,

0

6 1

,

8

K

3

V

V

I

B2 B E2 E 2











V_E2 = I_E2 * R_E2 = 7,91V V_C2 = V_CC = 15V V_CE2 = V_C2 – V_E2 = 15 – 7,91 = 7,09V V_C2 > V_B2 olduğundan

Q₂ AKTİF bölgede çalışmaktadır. +15V 4,3K 3K RC1 RE1 R1 R2 100K 50K Q1 Q2 RE2 3K

5.6. TRANSİSTÖRÜN SAĞLAMLIK TESTİ

OLASI DURUM Test Noktaları 1 2 3 4 V_BB kısa devre 0V 0V V_CC V_CC V_CC kısa devre V_BB 0,7V 0V 0V R_B açık devre V_BB - V_CC V_CC R_C açık devre V_BB 0,7 - V_CC

B-E birleşimi açık devre V_BB V_BB V_CC V_CC

B-C birleşimi açık devre V_BB 0,7 V_CC V_CC

Bir transistör, devrede ya da devrede değilken test edilebilir.

Aşağıdaki basit bir transistör devresinde 4 adet test noktası seçilmiş ve çeşitli arızalar için olabilecek olası durumlar verilmiştir

RC RB VBB VCC (1) (2) (3) (4)

5.6. TRANSİSTÖRÜN SAĞLAMLIK TESTİ

Transistorü test etmenin en basit yollarından birisi, transistörü devreden çıkararak tek başına sağlamlığını kontrol etmektir.

Bu amaçla bir avometrenin diyot konumundan yaralanılır. NPN ve PNP

transistorlerin eşik gerilimlerinin okunması suretiyle bacakları saptanabilir ve sağlamlığı test edilebilir.

Hatırlatma:

Emiter diyot eşik gerilimi ≈ 0,7V Kolektör diyot eşik gerilimi ≈ 0,5V

C B E Kolle ktör D iyot Em ite r D iyo_t C B E Kolle ktör D iyot Em ite r D iyo_t

5.10. DARLİNGTON BAĞLANTI:

Yüksek akım kazancı elde etmek için transistörler “darlington” olarak adlandırılan bir

bağlantı şekliyle kullanılırlar. İki tip darlington bağlantı mevcuttur. i. npn-npn Darlington Bağlantısı: I_C = I_C1 + I_C2 I_C = β₁ . I_B1 + β₂ . I_B2 I_C = β₁ . I_B1 + β₂ . I_E1 I_C = β₁ . I_B1 + β₂ . (1 + β₁) . I_B1 I_C = I_B1 . [β₁ + β₂ . (1 + β₁)] Akım Kazancı VC Q1 Q2 VC1 VC2 VE2 VE1 VB2 VB1 VB VE IB1 IE1 IB2 IE2 IE IC2 IC1 IC

ii. npn-pnp Darlington Bağlantısı:

5.10. DARLİNGTON BAĞLANTI:

I_C = I_C2 + I_E1 I_C = β₂ . I_B2 + (1 + β₁) . I_B1 I_C = β₂ . I_C1 + (1 + β₁) . I_B1 I_C = β₂ . β₁ . I_B1 + (1 + β₁) . I_B1 I_C = [β₁ . β₂ + (1 + β₁)] . I_B1 Q1 Q2 IB1 IE1 IB2 IE2 IC2 IC1 IC

5.10. DARLİNGTON BAĞLANTI:

ÖRNEK:

Şekildeki devrede V_CE2 = 6V olabilmesi için R direncinin değeri ne olmalıdır. β₁ = β₂ =25

ÇÖZÜM: I₁ = I₂ ve I₁ =I_B1 + I_C1 + I_C2 = I_B1 [1 + β₁ + β₂ + β₁ . β₂] = 676 I_B1 24 – 6 = 330 I₁ + 120 I₂ → I₁ = I₂ = 40mA Çıkıştan; 5 9 .1 7 µA 6 7 6 . 4 5 0 1 8 I_{B 1}   Girişten; 24 – 0,7 – 0,7 = 330 I₁ + R . I_B1 + 120 I₂      7 7 .7 4 K A 1 7 . 5 9 m A 4 0 . 4 5 0 6 , 2 2 R +24V Q1 Q2 R I1 I2 IB1 IC1 IC2 330 120

5.11. KASKAD BAĞLANTI

Şekildeki devrede Q₁ ve Q₂ transistörlerinin hangi bölgede çalıştığını belirleyin (I_B akımları ihmal edilecek).

Örnek: +12V Q1 Q2 R1 Vİ R2 R3 40K 10K 10K RE 1K RC 5K Çözüm:

Kaskad bağlı yükselteçler yüksek giriş direnci ve yüksek kazanç sağlamak için kullanılırlar. Devrede kullanılan kapasiteler dc analizde açık devre, ac analizde ise kısa devre yapılarak çözüm devam ettirilir.

β₁ = β₂ = 100 V_BE1 = V_BE2 = 0,7

Yukarıdaki devre dc analiz için yeniden düzenlenirse; (I_B1 ≈ I_B2 ≈ 0 )

5.11. KASKAD BAĞLANTI

2 V 1 2 . K 4 0 K 1 0 K 1 0 K 1 0 V_{B 1}     V_E1 = V_B1 – 0,7 = 2 – 0,7 = 1,3V 1 ,3 m A K 1 V 3 , 1 I_{E 1}   o l d u g u n d a n I I v e I I _{C 1}  _{E 1 E 2}  _{C 1} 1 , 3 m A = I I I I _{C 2}  _{E 2}  _{C 1}  _{E 1} V_C2 = V_CC – R_C . I_C2 = 12 – 5K . 1,3mA = 5,5V 4 V 1 2 . K 6 0 K 2 0 V . R R R R R V _{C C} 3 2 1 3 2 B 2 _{ }     V_C1 = V_E2 = V_BE2 – 0,7 = 3,3V V_C2 > V_E2 ve V_C1 > V_E1

Her iki transistör AKTİF bölgededir

+12V Q1 Q2 R1 R2 R3 40K 10K 10K 1K 5K VB2 VB1 VC2 VE2 VC1 VE1

ÖRNEK V₁ V₂ V_O1 V_O2 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1

Şekildeki devrede V₁ ve V₂ girişlerine karşılık V_O1 ve V_O2 çıkışlarının ne olacağını

belirleyiniz (Öngerilimleme transistörleri doyumda tutacak şekilde tasarlanmıştır).

+VCC RC V1 RB2 RB1 VO2 RC VO1 V2 RB3 Q1 Q2 Q3

ÖRNEK:

V_BE1 = V_BE2 = 0,7 β₁ = β₂ = 60

R_B = 10K , R_C = 6,8K V_CE1 = V_CE2 = 8V ise

I_E1 = ? R_E = ? +15V RC V1 RB RE V2 RC IE RB VEE=-15V

ÇÖZÜM: Simetriden dolayı; I_E = I_E1 + I_E2 = 2I_E1 ) 1 ( R . 2 I V R . I . 1 1 5 1 5 _{E 1 C C E 1 E 1 E} 1 1    b  b   E E 1 B E 1 B 1 1 E E E B E 1 B B 1 * R V 2 I * R 1 I R * I V R * I 1 5   b     

(2 )

1 ,1 8 m A

R

R

*

)

V

V

V

(

*

)

1

(

I

B C 1 1 B E 1 C E C C 1 E 1







b





b





     b     5,97K mA 18 , 1 * 2 ) mA 18 , 1 ( * 61 K 10 7 , 0 15 I 2 I * 1 R V V R 1 E 1 E 1 B 1 BE CC E β₁ = β₂ = 60, R_B = 10K , R_C = 6,8K V_CE1 = V_CE2 = 8V, V_BE1 = V_BE2 = 0,7

+15V RC RB RE RC VEE IE RB =-15V (1) (2) V2 V1

ÖRNEK

Şekildeki devrede S anahtarı kapalı R anahtarı açık tutulduğunda V_O1 ve V_O2

gerilimlerinin değerini hesaplayınız

V_CEsat = 0,2 β₁ = β₂ = 50 V_B = 5V R4 2K VB +5V VB R1 2K VO2 VO1 R2 20K R3 20K Q1 Q1A Q2A Q2 R5 25K R6 25K R S

ÇÖZÜM: 1 7 2 µA K 2 5 7 , 0 5 R V V I 5 A 2 B E B B 2      I_C2 = 50 * 172µA = 8,6 mA

I_C2A-sat<I_CA2ve Q_2A tansistörü doyumdadır. I_C2A = 8,6mA sonucu doğru değildir.

2,4mA K 2 2 . 0 5 I_{C2 A-s at}    V_O2 = V_CE2Asat = 0,2V

S anahtarı kapalıyken Q₁ kesimdedir. Çünkü 0,2 V’luk bir gerilim ile kutuplanmıştır.

Q₁ kesimde olduğu için R₄ ve R₂ içerisinden aynı akım dolaşır; I_R2=I_R4

A 4 , 1 9 5 K 2 K 2 0 7 , 0 5 R R V V I 4 2 2 B E C C B 2 _        VO1 = VCC – IB2 * R4 V_O1 = 5 – (195,4µA) * 2K= 4,61V Q_2A doyumda ise: β₁ = β₂ = 50 V_B = 5V V_CEsat = 0,2 R4 2K VB +5V VB R1 2K VO2 VO1 R2 20K R3 20K Q1 Q1A Q2A Q2 R5 25K R6 25K R S

ÖRNEK: V₁ V₂ V₃ V_A V_O 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0

Diyotlar ideal olduğuna göre verilen girişler için V_A ve V_O değerini hesaplayınız. (Q doyumda olacak şekilde kutuplanmıştır)

VO VA RB1 RB2 RC V1 V2 V3 +5V Q D1 D2 D3

ÖDEV:

Şekildeki devrede V₁ ve V₂ girişlerinin lojik bir durumuna bağlı olarak transistörlerin doyumda çalıştığı kabul edilmektedir (V_CE = 0V). Lojik sıfır durumunda ise

kesimdedirler. Buna göre;

V₁ V₂ V_O1 V_O2 0 0 0 1 1 0 1 1 ? a) _{b) V}

O1’den çıkış alındığında ne tip bir mantık kapısı elde edilir

c) V_O2’den çıkış alındığında ne tip bir mantık kapısı elde edilir

+VCC RB2 RC RB3 RC2 RB1 _V O1 VO2 V1 V2