Elektronik Transistörler 3. İ K İ KUTUPLU JONKS İ YON TRANS İ STO RL ARI (BJT) TRANSİSTÖR NEDİR? Transistör yan yana birleştirilmiş iki PN diyodundan oluşan, girişine uygulanan sinyali yükselterek akm ve gerilim kazanc sağlayan, gerektiğ inde anahtarlama eleman olarak kullanlan yar iletken bir devre elemandr. Transistör kelimesi transfer ve rezistans kelimelerinin birleşiminden doğmuştur. Uygulamada 100000 'e yakn çeşidi bulunan ve her geçen gün yeni özelliklerde üretilen transistörler temel olarak bipolar ve unipolar olmak üzer e iki gruba ayrlr. Bipolar transistörler NPN ve PNP olmak üzere iki tiptir. Üç kutuplu devre elemanlar olan transistörlerin kutuplar; Emiter (E), Beyz (B) ve Kollektör (C) olarak adlandrlr. Emiter (yayc); akm taşyclarn harekete başladğ bö lge, Beyz (taban); transistörün çalşmasn etkileyen bölge ve Kollektör (toplayc); akm taşyclarn toplandğ bölgedir. Transistor ya iki n- ve bir p- tipi malzeme tabakas ndan veya iki p- ve bir n- tipi malzeme tabakas ndan olu ş an üç katmanl yar iletken bir elemand r. İ lkine npn, ikincisine pnp transistor ü denir. Üç u ç lu bir eleman olup, bu u ç lar, kollekt ö r, emet ö r ve baz olarak adland r l r.İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan Birinci ş ekilde de görüldü ğ ü gibi NPN transistör, N, P ve N tipi yar ı iletkenlerden olu ş mu ş tur. Daha kal ı n olan N maddesi kollektör ( Collector ), kollektöre göre daha ince olan N maddesi emitör ( Emitter ) ve çok ince olan “ yakla ş ı k 0,002mm” P maddesi ise beyz (Base) olarak adland ı r ı l ı r. NPN Tipi Transistörler: NPN tipi transist ö rlerin yap s iki N tipi yar iletken madde aras na ince bir katman halinde yerle ş tirilmi ş P tipi yar iletken beyz maddesinden olu ş maktad r. İ ki N tipi madde aras ndaki beyz tabakas elektron ge ç i ş ini kontrol etme g ö revi yapmaktad r. Transist ö rler ge ç en ak m denetleyerek k üçü k ak mlar b ü y ü tebilir ya da k üçü k bir ak m ile b ü y ü k bir al c n n ç al ş mas n sa ğlayabilir. NPN tipi transist ö rlerde yandaki resimde g ö r ü ld ü ğü gibi V BB kayna ğ n n art ucu beyz kutbunu pozitif y ü klerken Vcc kayna ğ n n eksi ucu ise emiter kutbundaki elektronlar yukar iter. S k ş an elektronlar beyz taraf ndan ç ekilir. Yani, emiterin iletim band ndaki elektronlar E- B gerilim setini a ş arak beyz b ö lgesine girerler, ancak beyz b ö lgesi dar oldu ğundan emiter 48Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi b ö lgesinden gelen elektronlar n yakla ş k %2 si beyz b ö lgesi taraf ndan ç ekilirken kalan %98 i kollekt ö re ge ç er. Vcc kayna ğ n n art ucu elektronlar kollekt ö r b ö lgesine do ğru ç eker ve b ö ylece elektron ak ş s ü rekli hale gelir ve V BB kayna ğ n n verdi ği beyz ak m s ü rd ü k ç e emiterden kollekt ö re elektron ak ş devam eder.NPN tipi transist ö rlerde elektronlar yukar , oyuklar ise a ş a ğ do ğru gider ve bu nedenle beyze uygulanan art sinyal kollekt ö rden emitere do ğru ak m ge ç irir denir. Emiter ak m beyz ve kollekt ö r ak mlar n n toplam na e ş ittir. PNP Tipi Transistörler: PNP tipi transist ö rlerin yap s da NPN tipi transist ö rler gibidir. Tek fark bu kez P tipi iki yar iletken madde aras na ince bir tabaka halinde N tipi y ar iletken maddenin yerle ş tirilmi ş olmas d r. PNP tipi transist ö rlerde V BB kayna ğ n n eksi ucu beyz kutbunu negatif y ü klerken Vcc kayna ğ n n art ucu da emiter b ö lgesindeki art y ü kl ü oyuklar yukar iter. Bu ş ekilde s k ş an art y ü kler beyz taraf ndan ç ekilip buradan kollekt ö r b ö lgesine ge ç erler. Vcc kayna ğ n n eksi ucu kollekt ö r b ö lgesindeki oyuklar kendine ç ekti ğinden dolay oyuk hareketi s ü reklilik kazan r. V BB ak m s ü rd ü k ç e emiterden kollekt ö re do ğru bu hareket s ü rer.PNP tipi transist ö rlerde elekt ronlar a ş a ğ , oyuklar ise yukar do ğru gider ve bu nedenle beyze uygulanan eksi sinyal emiterden kollekt ö re do ğru ak m ge ç irir denir. 3.1 Ortak bazl devre Bu tip devrelerde baz ucu, devrenin giri ş ve ç k ş i ç in ortakt r. Ortak bazl devrelerde uygulana n potansiy eller, baz potansiyeline g ö re EB V ve CB V ş eklinde yaz l rlar. Yani indisin ikinci harfi daima transistor un devre tipini belirtir. Her durumda indisin ilk harfi daima y ü ksek potansiyeli tan mlad ğ i ç in, pnp transistor u i ç in EB V pozitif, CB V negatif, npn transistor u i ç in ise EB V negatif, CB V pozitif oldu ğ u ş ekil 3.1 de g ö sterilmi ş tir. O rtak bazl pnp transistor un davran ş n temsil e tmek i ç in iki grup karakteristik gereklidir. Bunlar, "S ü rme noktas " (giri ş ) ve "kolekt ö r"( ç k ş ) grubudur. Ş ekil 3.2 deki ç k ş veya kollekt ö r karakteristi ği, kollekt ö r ( ç k ş ) ak m n , kollekt ö r-baz gerilimine ve emet ö r (giri ş ) ak m na ili ş kilendirir. 49İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan E I B I C I E B C p p n E B V C B V E B V C B V C B E E I C I B I + + - - p n p t r a n s i s t o r E I B I C I E B C n n p E B V C B V E B V C B V C B E E I C I B I + + - - n p n t r a n s i s t o r Ş ekil 3.1 Kollekt ö r karakteristi ğinin üç temel b ö lgesi vard r; iletim, kesim, doyum. İ letim b ö lgesinde kollekt ö r jonksiyonu ters y ö nde, emet ö r jonksiyonu ise ileri y ö nde ö ngerilimlenmi ş tir. ) ( m A I C ) ( V V C B 0 ? E I m A I E 1 ? m A I E 2 ? + 1 + 5 + 6 + 2 + 4 + 3 0 - 5 - 1 0 - 1 5 - 2 0 K e s i m b ö l g e s i D o y m a b ö l g e s i A k t i f b ö l g e m A I E 3 ? m A I E 4 ? m A I E 5 ? m A I E 6 ? 1 0 Ş ekil 3.2 Ortak bazl devrenin kollekt ö r( ç k ş ) karakteristi ği 50Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi Emet ö r ak m ) ( E I s f r d ü zeyindeyken, kollekt ö r ak m ters doyma ak m CO I dan olu ş maktad r. CO I ak m , ş ekil 3.2 den de g ö r ü ld ü ğü ü zere, C I nin d üş ey eksen ö l ç e ğine (miliamper) g ö re o kadar ç ok k üçü kt ü r ki (mikroamper), 0 ? C I ile ayn yatay eksende g ö r ü lmektedir. Ortak bazl devrelerde 0 ? E I durumundaki CO I ak m ç o ğunlukla C I olarak g ö sterilir ( ş ekil 3.3) . C O C B O I I ? B E C 0 ? E I k o l l e k t ö r - b a z e m e t ö r a ç k Ş ekil 3.3 Sabit CB V de ğerleri i ç in, C I deki k üçü k bir de ği ş menin E I deki k üçü k bir de ği ş ime oran , orta k bazl k sa devre y ü kseltme fakt ö r ü ad yla an l r ve a ş a ğ daki gibi ? ile g ö sterilir. sabit V E C CB I I ? ? ? ? ? K sa devre terimi ? belirlendi ği anda y ü k ü n k sa devre yap ld ğ n g ö sterir. Tipik ? de ğerleri 0,90 ve 0,998 aras ndad r. Pratik uygulamalar n ç o ğunda a ş a ğ daki form ü lle yakla ş k olarak elde edilir. E C I I ? ? Emet ö r ak m s f r n ü zerinde ç k nca kollekt ö r ak m yakla ş k olarak emet ö r ak m n izler. Ayr ca CB V nin, iletim b ö lgesinde kollekt ö r ak m ü zerinde neredeyse ihmal edilebilir bir etkisi 51İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan vard r. E ğrilerden de g ö r ü lece ği ü zere iletim b ö lgesinde C I ve E I aras ndaki ili ş ki E C I I ? olarak if ade edilebilir. Ş ekil 3.4 deki EB E V I ? giri ş karakteristi ğin de , kollekt ö r ü n sabit CB V geriliminde bulunmas durumunda, emet ö r-baz potansiyeli artt k ç a emet ö r ak m da artmaktad r. DC ç al ş mada ileri ö ngerilimli baz-emet ö r jonksiyonu i ç in EB V yakla ş k olarak 0,7 V ele al nacakt r. 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ) ( m A I E ) ( V V E B V V C B 1 ? ? V V C B 1 0 ? ? V V C B 2 0 ? ? T V Ş ekil 3.4 Ortak bazl devrenin s ü rme noktas ( giri ş ) karakteristi ği Ö rnek: Yukar d aki karakteristikleri kullanmak suretiyle; a) mA I E 3 ? ve V - V CB 10 ? olursa akacak olan C I kollekt ö r ak m n bulunuz. b) mV V EB 750 ? ve V - V CB 10 ? olursa akacak olan C I kollekt ö r ak m n bulunuz. c) mA I C 5 ? ve V - V CB 1 ? i ç in EB V gerilimini bulunuz. Çö z ü m: a) mA I I E C 3 ? ? b) İ kinci (giri ş ) karakteristiklerinde mV V EB 750 ? ve V - V CB 10 ? un kesi ş me noktas mA I E 5 . 3 ? , b ö ylece mA I I E C 5 . 3 ? ? bulunur. c) mA I I E C 5 ? ? . Giri ş karakteristi ğinde mA I E 5 ? ve V - V CB 1 ? un kesi ş me noktas da V mV V EB 8 . 0 800 ? ? bulunur. 3.2 Ortak e met ö rl ü d evre 52Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi Ş ekil 3.5 de g ö sterildi ği gibi, e met ö r ü n , hem giri ş hem de ç k ş u ç lar nda ortak olmas nedeniyle bu tip devreye ortak emet ö rl ü devre denir. E I B I C I E B C p n B E V C E V n C B E E I C I B I + + - - n p n t r a n s i s t o r B E V C E V E I B I C I E B C n p B E V C E V p C B E E I C I B I + + - - p n p t r a n s i s t o r B E V C E V Ş ekil 3.5 Ortak emet ö rl ü devre Ortak emet ö rl ü devrenin ç k ş karakteristi ği , ş ekil 3.6(a) da g ö sterildi ği gibi, ) ( B I giri ş ak m n n de ğer aral ğ i ç in, ) ( C I ç k ş ak m n n, ) ( CE V ç k ş gerilimine g ö re grafi ği olacakt r. Giri ş karakteristikleri ise , yine ş ekil 3.6(b) de g ö sterildi ği gibi, ) ( CE V ç k ş geriliminin d e ğer aral ğ i ç in, ) ( B I giri ş ak m n n ) ( BE V giri ş gerilimine g ö re grafi ği olacakt r . 53İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan ) ( m A I C ) ( V V C E 0 ? B I A I B ? 1 0 ? ? A I B ? 2 0 ? ? A I B ? 3 0 ? ? A I B ? 4 0 ? ? A I B ? 5 0 ? ? A I B ? 6 0 ? ? + 1 + 5 + 6 + 2 + 4 + 3 0 + 5 + 1 0 + 1 5 + 2 0 K e s i m b ö l g e s i D o y u m b ö l g e s i A k t i f b ö l g e ( d o y u m ) C E V ( a ) 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 ) ( A I B ? ) ( V V B E V V C E 1 ? V V C E 1 0 ? V V C E 2 0 ? T V ( b ) Ş ekil 3.6 Ortak emet ö rl ü devrenin (a) ç k ş ve (b)giri ş karakteristikle ri Ortak emet ö rl ü devrenin y ü kseltme fakt ö r ü ? ile g ö sterilir ve a ş a ğ daki ş ekilde ifade edilebilir. B C I I ? ? 54Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi C E O I E B C 0 ? B I k o l l e k t ö r - e m e t ö r b a z a ç k Ş ekil 3.7 Transistor maksimum anma de ğer ler i olarak en az üç maksimum anma d e ğerinden bahsedilir. Bunlar; Kollekt ö r kayb ) ( max mW P C ? Kollekt ö r gerilimi ) ( max V V CE (Ortak emet ö rl ü devre i ç in) ? Kollekt ö r ak m ) ( max mA I C ? G üç veya kay p anma de ğeri, kollekt ö r gerilimi ve kollekt ö r ak m n n ç arp m ndan olu ş ur. Kollekt ö r kayb , ortak emet ö rl ü devre i ç in, C CE C I V P . max ? ve ortak bazl devre i ç in ise, C CB C I V P . max ? olarak verilir. 3.3 DC ö ngerilimlemede BJT ler 55İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan BJT lerin gerilim ve ak m y ü kseltme veya kontrol(a ç ma-kapama) ele man olarak kullanabilmek i ç in ö nce transistorun ö ngerilimlenmesi gerekir. Ö ngerilimlemenin nedeni genelde transistoru a ç k duruma getirmek ve ö zelde transistoru karakteristi ğin en do ğrusal ç al ş t ğ bir b ö lgesinde ç al ş t rmakt r. DC ö ngerilimleme, transi stordan sabit bir ak m ge ç irmek ve transistor ü zerinde istenilen bir sabit gerilim d üşü m ü sa ğlamakla ilgili oldu ğundan, bu statik bir i ş lemdir. Ö ngerilimlemenin amac , ç al ş ma noktas (s ü k û net veya Q) denen belli bir d ü zeyde ak m ve gerilim sa ğlamak oldu ğu ndan, bu noktan n, transistor karakteristi ği ü zerinden nas l se ç ildi ği ö nemlidir. Ö ngerilimleme devresi, transistorun ş ekil 3.8 de verilen ç al ş ma noktalar ndan herhangi birinde veya ç al ş ma b ö lgesinin herhangi bir noktas nda ç al ş mas n sa ğlayacak ş ekild e tasarlanm ş olmal d r. Ç al ş ma b ö lgesi, s ö z konusu transistor ü n ak m veya gerilim y ö n ü nden maksimum s n rlar i ç indeki alan d r. Bu s n rlar ş ekilde max V ve max I ile belirlenmi ş tir. Bu ç al ş ma noktalar ndan B noktas do ğrusal kazan ç veya m ü mk ü n olan en b ü y ü k gerilim ve ak m sal n m a ç s ndan en iyi ç al ş ma noktas olarak g ö r ü n ü r. 0 1 2 3 4 5 6 7 A C I D I B I D V B V C V m a x V V I m a x I ? ? ? Ş ekil 3.8 Transistorun ç al ş ma b ö lgeleri S cakl k, transistor ak m kazanc ve transistor ka ç ak ak m gibi tran sistor karakteristiklerinin de ği ş mesine yol a ç ar. Bu nedenle ö ng erilim devresinin, devreye belli bir oranda "s cakl k 56Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi kararl l ğ " sa ğlayarak transistordeki s cakl k de ği ş imlerinin ç al ş ma noktas nda yaratt ğ de ği ş meyi en aza indirmelidir. Ç al ş ma noktas n n bu ş ekilde korunmas "kararl l k fakt ö r ü (S)" gibi bir parame tre ile belirtilebilir. Bu, ç al ş ma noktas ak m nda s cakl ğa ba ğl de ği ş meyi g ö sterir. BJT nin do ğrusal veya aktif ç al ş ma b ö lgesinde; ? Baz-emet ö r ileri ö ngerilimlenir, baz-kollekt ö r ters ö ngerilimlenir. BJT nin kesim b ö lgesinde; ? Baz-emet ö r ters ö ngerili mlenir. BJT nin doyum b ö lgesinde; ? Baz-emet ö r ileri ö ngerilimlenir, baz-kollekt ö r ileri ö ngerilimlenir. 3.4 Sabit ö ngerilimli devre BJT nin ö ngerilimlenmesi baz-emet ö r ve baz-kollekt ö r dc ö ngerilimleme ç evre denklemleri ayr ayr ele al narak analiz edil ir. A ş a ğ daki devrede transistor ü n baz ve kollekt ö r ü n ü n dc ö ngerilim ak m ve gerilimlerinin nas l bulundu ğunu inceleyelim. a c ç k ş s i n y a l i a c g i r i ş s i n y a l i C E V 2 C 1 C B R C R B E V C C V C I B I + + - - C V Ş ekil 3.9 Ortak emet ö rl ü s abit ö ngerilimli transistor devre si Baz-emet ö r ileri ö ngerilimlenmesinde, baz-emet ö r devresi ç evre, ş ekil 3.10 dan da g ö r ü lece ği ü zere a ş a ğ daki denklem yaz labilir. 0 . ? ? ? ? BE B B CC V I R V 57İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan Bu denklemden B I baz ak m ç ekilerek a ş a ğ daki gibi ifade edilebilir. B BE CC B R V V I ? ? Kaynak gerilimi CC V ve baz-emet ö r gerilimi BE V sabit gerilim de ğerleri oldu ğundan, bir baz ö ngerilim direncinin se ç ilmesi, baz ak m n n de ğerini sabit tutar. Ç o ğu durumda BE CC V V ?? oldu ğundan, B CC B R V I ? yaz lab ilir . B R B E V C C V B I + - + - Ş ekil 3.10 Baz-emet ö r devresi ç evresi Baz-kollekt ö r ileri ö ngerilimlenmesinde, kollekt ö r-emet ö r devresi ç evre denklemi ş ekil 3.11 den de g ö r ü lece ği ü zere a ş a ğ daki gibi yaz labilir. 0 . ? ? ? ? CE C C CC V I R V Bu denkle mden CE V kollekt ö r-emet ö r gerilimini ç ekilerek a ş a ğ daki gibi ifade edilebilir. C C CC CE I R V V . ? ? B C E I I I ? ? olup, B I ak m da , C I ve E I ye g ö re ç ok k üç ü k oldu ğundan, C E I I ? 58Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi yaz labilir. Transistor ak m kazanc ? veya FE h , daha ö nce ifade edildi ği gibi, FE B C h I I ? ? ? olarak verilmi ş ti. C E V C R C C V C I + - Ş ekil 3.11 Kollekt ö r- emet ö r devresi ç evresi Devrenin analiz y ö ntemi: Baz ak m biraz ö nce yaz lan B CC B R V I / ? denkleminden elde edilir. Daha sonra B C I I / ? ? ba ğ nt s ile C I ak m ve daha sonrada C C CC CE I R V V . ? ? denklemi ile CE V kollekt ö r-emet ö r gerilimi elde edilir. Ö rnek: Ş ekil 3.12 deki devrede dc ö ngerilimleme gerilim ve ak m n bulunuz. a c ç k ş a c g i r i ş C E V F C ? 1 0 2 ? F C ? 1 0 1 ? ? ? k R B 2 4 0 ? ? k R C 2 . 2 V V B E 7 . 0 ? V V C C 1 2 ? ? C I B I + + - - 5 0 ? ? Ş ekil 3.12 59İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan A k Ù V ) ( R V V I B BE CC B ? 08 . 47 240 7 . 0 12 ? ? ? ? ? mA A I I B C 35 . 2 08 . 47 50 . ? ? ? ? ? ? V mA k V I R V V C C CC CE 83 . 6 35 . 2 2 . 2 12 . ? ? ? ? ? ? ? Ö rnek: Ş ekil 3.13 deki devrede C V kollekt ö r gerilimi ve C I kollekt ö r ak m n bulunuz. a c g i r i ş E C V F C ? 2 0 1 ? ? ? k R B 6 8 0 ? ? k R C 3 . 3 V V E B 7 . 0 ? V V C C 2 2 ? ? C I B I + + - - 1 2 0 ? ? C V B V Ş ekil 3.13 A k Ù V ) . ( R V V I B EB CC B ? 32 . 31 680 7 0 22 ? ? ? ? ? mA A I I B C 76 . 3 32 . 31 120 . ? ? ? ? ? ? V mA k V I R V V V C C CC CE C 6 . 9 ] 76 . 3 3 . 3 22 [ ) . ( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 60Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi 3.5 Emet ö r ü diren ç li dc ö ngerilimleme devresi a c ç k ş a c g i r i ş C E V 2 C 1 C B R C R B E V C C V C I + + - - C V C C R C I R V . ? B B R B I R V . ? + B I + - - B V E I E R E E R E E I R V V . ? ? + - Ş ekil 3.14 Emet ö r ü diren ç li dc ö ngerilimleme devresi Bu devreye ait baz-emet ö r ç evre denklemini ş ekil 3.15 deki devreden yazacak olursak, B R B E V C C V + - B B R B I R V . ? + B I - E I E R E E R E E I R V V . ? ? + - 61İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan Ş ek il 3.15 B az-emet ö r ç evresi 0 . . ? ? ? ? ? E E BE B B CC I R V I R V Ayn zamanda B C E I I I ? ? ve B C I I . ? ? idi. Bu durumda B B B E I I I I ). 1 ( . ? ? ? ? ? ? olur. Bu ifadeyi yukar daki denklemde yerine koyacak olursak, 0 ). 1 .( . ? ? ? ? ? ? B E BE B B CC I R V I R V ? ifadesini el de ederiz. Buradan B I baz ak m n ç ekecek olursak, ) 1 .( ? ? ? ? ? E B BE CC B R R V V I ifadesini elde ederiz. B C I I . ? ? ba ğ nt s n kullanmak suretiyle de C I kollekt ö r ak m n bulabiliriz. Bu devreye ait k olle kt ö r-emet ö r ç evre denklemini ş ekil 3.16 daki devreden yazacak olursak , C E V C R C C V C I + - C V C C R C I R V . ? + - E I E R E E R E E I R V V . ? ? + - 62Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi Ş ekil 3.16 Kollekt ö r-emet ö r ç evresi 0 . . ? ? ? ? ? E E CE C C CC I R V I R V C E I I ? idi. Bu ba ğ nt y yukar daki denklemde kullanacak olursak, C E C CC CE I R R V V ). ( ? ? ? sonucuna geliriz. Sonu ç ifadesini bir ba ş ka yoldan giderek de hesap edebiliriz. Buna g ö re emet ö rden topra ğa ö l çü len gerilim, C E E E E I R I R V . . ? ? olarak yaz labilir. Ayn zamanda kollekt ö rden topra ğa ö l çü len gerilim i ç in de, 0 . ? ? ? ? C C C CC V I R V ifadesini yazabiliriz. Bu ifadeden C V kollekt ö r gerilimini ç ekecek olursak, C C CC C I R V V . ? ? İ ki nokta aras ndaki potansiyel fark na ait ifadeden de, C E C CC C E C C CC E C CE I R R V I R I R V V V V ). ( . . ? ? ? ? ? ? ? ? sonucunu elde edebiliriz. A ç kl ama: BJT nin dc ö ngerilimlenmesine bir emet ö r direncinin ilave edilmesi kararl l ğ art r r. Yani, s cakl k, kaynak gerilimi ve ? de ği ş se bile, dc ö ngerilim ak m ve gerilimleri devre taraf ndan belirlenen de ğerlere yak n kal r. 3.6 B eta ( ? ) dan ba ğ ms z dc ö ngerilimleme devresi Daha ö nce inceledi ğimiz ö ngerilim de ğerlerinde kollekt ö r ü n ö ngerilim ak m ve gerilim 63İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan de ğerleri, transistor ü n ak m kazanc na( ? ) ba ğl yd . Ancak ? de ğeri, ö zellikle silisyum transistorlerde s cakl ğa kar ş duyarl d r. Ayr ca ? n n anma de ğeri de iyi tan mlanm ş olmad ğ ndan, bu ve ba ş ka nedenlerden dolay (transistor ü n bir ba ş ka transistorle de ği ş tirilmesi), transistor ü n ? de ğerinden ba ğ ms z bir dc ö ngerilim devresi tasar m gerekir. Ş ekil 3.17 deki devre, bu gereksinimleri kar ş layan bir devredir. a c g i r i ş C E V 2 C 1 C 1 B R C R B E V C C V C I + + - - C V B I B V E I E R E V 2 B R a c ç k ş 1 I 2 I E C Ş ekil 3.17 Beta( ? ) dan ba ğ ms z dc ö ngerilimleme devresi 64Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi 1 B R + B I B V 2 B R 1 I 2 I g i r i ş R C C V - B V 2 g i r i . B E ş R R R ? ? ? ? ) ( 2 1 I I ? o l d u ğ u n d a n y a z l a b i l i r . Y a n i 0 ? B I Ş ekil 3.18 Beta( ? ) dan ba ğ ms z dc ö ngerilimleme devresi nin baz-emet ö r ç evresi 2 1 B B CC R R V I ? ? ve 2 B B R V I ? CC B B B B V R R R V ? ? ? 2 1 2 (Baz toprak gerilimi olup , gerilim b ö l ü c ü devr esi ve kaynak taraf ndan belirlenir ) BE B E V V V ? ? (Emet ö r ü n topra ğa g ö re gerilimidir) E E E R V I ? olup, ayn zamanda E C I I ? ba ğ nt s yaz labilir. Kollekt ö r direnci ü zerindeki gerilim d üşü m ü ise a ş a ğ daki gibi ifa de edilebilir. C C RC R I V . ? Topra ğa g ö re kollekt ö r gerilimi ise a ş a ğ daki gibi yaz labilir. 65İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan C C CC C C RC CC I R V V V V V . 0 ? ? ? ? ? ? ? İ ki nokta aras ndaki potansiyel fark na ait ifadeden de, C E C CC E E C C CC E C CE I R R V I R I R V V V V ). ( . . ? ? ? ? ? ? ? ? sonucuna gelinir. 3.7 Geri beslemeli dc ö ngerilimleme devresi Emet ö re diren ç ba ğla nmas n n yan s ra, geribesleme yapmak suretiyle de ö ngerilimleme kararl l ğ art r labilir. Ş imdi ise, ş ekil 3.19 da verilen bu tarz bir geri beslemeli dc ö ngerilim devresi incelenip, dc ak m ve geriliminin nas l h esaplanaca ğ g ö sterilecektir. a c g i r i ş C E V 2 C 1 C B R C R B E V C C V ? ' C I + + - - C V B I B V E I E R a c ç k ş C I Ş ekil 3.19 Geri beslemeli dc ö ngerilimleme devresi Ş ekil 3.20 den, b az-emet ö r ç evresini inceleyecek olursak; 66Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi C E V B R C R B E V C C V ' C I + + - - B I E I E R C I + + - - Ş ekil 3.20 Geri beslemeli dc ö ngerilimleme devresine ait baz-emet ö r ç evresi 0 . . . ' ? ? ? ? ? ? E E BE B B C C CC I R V I R I R V B B B E B C C I I I I I I I ). 1 ( . ' ? ? ? ? ? ? ? ? ? ' C I ve E I ifadelerini yukar daki denklemde yerine koyacak olursak, a ş a ğ daki ba ğ nt y elde ederiz. 0 ). 1 .( . ). 1 .( ? ? ? ? ? ? ? ? B E BE B B B C CC I R V I R I R V ? ? Yukar daki de nklemden B I baz ak m n ç ekecek olursak , ) ).( 1 ( E C B BE CC B R R R V V I ? ? ? ? ? ? sonucunu elde ederiz. 67İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan Ş ekil 3.21 den, k ollekt ö r- e met ö r ç evresi ne ait denklem i yazacak olursak; C E V C R C C V ' C I + - E I E R C I + - Ş ekil 3.21 Geri beslemeli dc ö ngerilimlem e devresine ait kollekt ö r-emet ö r ç evresi 0 . . ' ? ? ? ? ? E E CE C C CC I R V I R V E C I I ? ' oldu ğunu hat rlayacak olursak , ifade a ş a ğ daki hale gelir. ) .( E C E CC CE R R I V V ? ? ? 3.8 Kararl l k f akt ö r ü Kararl l k fakt ö r ü s cakl k nedeniyle her bir parametred e meydana gelen de ği ş iklik nedeniyle kolekt ö r ak m nda çö z ü len de ği ş menin ö l çü s ü d ü r. ) , , ( CBO BE C C I V I I ? ? İ dealde kolekt ö r ak m n n en genel ifadesi a ş a ğ daki gibidir. 68Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi CBO B C I I I ). 1 ( . ? ? ? ? ? Ş imdiye kadar CBO I (ters doyma ak m ) terimi yakla ş k s f r al nm ş t . Kararl l k hesaplamalar hassas analizler oldu ğu i ç in burada 0 ? CBO I al nacakt r. O halde ş imdiye kadar g ö rd ü ğü m ü z devrelerde bunu analiz edelim. 3.8.1 Sabit ö ngerilimli transistor devresi C E V B R C R B E V C C V ? C I B I + + - - Ş ekil 3.28 S abit ö ngerilimli transistor devre si B BE CC B R V V I ? ? idi. Yukar da yerine koyarsak. CBO B BE CC C I R V V I ). 1 ( ? ? ? ? ? ? ? elde ederiz. CBO B BE CC C I R V V I S S ? ? ? ? ? ? ? ? ? " ) ( ? B BE C BE R V I S V S ? ? ? ? ? ? ? ' ) ( ? ) 1 ( ) ( 0 ? ? ? ? ? ? ? CB C CBO I I S I S ? 69İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan 3.8. 2 Geri beslemeli dc ö ngerilimleme devresi C E V B R C R B E V C C V ? ' C I + + - - C V B I B V E I C I Ş ekil 3.29 Geri beslemeli dc ö ngerilimleme devresi B C C I I I ? ? ' BE B B B C C CC V I R I I R V ? ? ? ? . ) ( idi. BE C C B B C CC V I R I R R V ? ? ? ? . ). ( CBO B C I I I ). 1 ( . ? ? ? ? ? ifadesini yukar da yerine koyacak olursak a ş a ğ daki ifadeye geliriz. ] ). 1 ( . .[ ). ( CBO B C B B C BE CC I I R I R R V V ? ? ? ? ? ? ? ? 0 ). 1 ( ). 1 ( ). 1 ( CB B C C B C BE CC B I R R R R R V V I ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 ). 1 ( ). 1 ( ). 1 .( ). 1 ( CB CB B C C B C BE CC C I I R R R R R V V I ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 70Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi 0 ). 1 ( ) 1 ( ). 1 ( CB B C B C B C BE CC C I R R R R R R V V I ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 0 " ). 1 ( ] . [ ). ( ) ( B C CB B BE CC B C R R I R V V R R S S ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B C BE R R S V S ? ? ? ? ? ) 1 ( ) ( ' ? ? ? B C B C CBO R R R R S I S ? ? ? ? ? ? ). 1 ( ) ).( 1 ( ) ( ? ? ? A ç klama: Emet ö re diren ç ilave edildi ğin de CC V terimine olarak E E I R . terimi eklenecektir. 3.8.3 Beta( ? ) dan ba ğ ms z dc ö ngerilimleme devresi C E V 1 B R C R B E V C C V ? C I + + - - C V B I B V E I E R E V 2 B R 1 I 2 I Ş ekil 3.30 Beta( ? ) dan ba ğ ms z dc ö nger ilimleme devresi 2 1 // B B BB R R R ? 2 1 2 . B B CC B BB R R V R V ? ? 71İ ki Kutuplu Jonksiyon Transistorlar (BJT) Yard mc Do ç ent Doktor K ü r ş at Ayan Yukar daki i ş lemler ş ekil 3.30 daki devreye uygulan d ğ nda , C I i ç in a ş a ğ daki ifade elde edilir. 0 ). 1 ( ) ( ) 1 ( ). 1 ( CB BB E E BB BB E BE BB C I R R R R R R V V I ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 0 " ). 1 ( ] [ ) ( ) ( BB E CB BB BE BB E BB R R I R V V R R S S ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? BB E BE R R S V S ? ? ? ? ? ). 1 ( ) ( ' ? ? ? ) )( 1 ( ) )( 1 ( ) ( BB E E BB CBO R R R R S I S ? ? ? ? ? ? ? ? ? Ç al ş ma noktas nda kolekt ö r ak m ? ya ba ğ ml d r. ? n n ba ğ l de ği ş imine kar ş l k kollekt ö r ak m nda da ba ğ l bir de ği ş im vard r. Bu iki de ği ş imin oran , yeni kolekt ö r ak m ndaki ba ğ l de ği ş imin ? daki ba ğ l de ği ş imine oran , C I nin ? ya olan normalize (ba ğ l) duyarl l ğ olarak adland r l r. ? ? ? ? ? ? ? d dI I d I d I I I S CQ CQ CQ CQ C I CQ CQ . ln . ln . ) , ( ? ? ? ? ? ? ? 0 ) 1 ( CB B BE CC CQ I R V V I ? ? ? ? ? ? ? 1. devre i ç in CBO I ihmal edil di ğinde , B BE CC CQ R V V I ? ? ? ? 72Elektronik Devreler Sakarya Ü niversitesi 1 " ? ? ? ? ? ? ? ? ? B BE CC B BE CC CQ I R V V R V V S I CQ ? ? ? ? 2. devre i ç in CBO I terimi ihmal edildi ğinde, B C BE CC CQ R R V V I ? ? ? ? ? ). 1 ( ? ? 1 ? ? ? ve C B R R ? ? dir. B C B C B C BE CC B C B C BE CC CQ I R R R R R R V V R R R R V V S I CQ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ). 1 ( ] ). 1 [( ) ).( ( ). 1 ( ) ( 2 " ? ? ? ? ? ? ? 3. d evre i ç in CBO I terimi ihmal edildi ğinde; BB E BE BB CQ R R V V I ? ? ? ? ? ) 1 ( ? ? BB E BB E CQ I R R R R S I CQ ? ? ? ? ? ? ). 1 ( . " ? ? ? 73