EEM312 ELEKTRONİK DEVRELERİ LABORATUVAR KURALLARI ve DENEYLER HAFTALAR DERS GÜNLERİ YAPILACAK DENEYLER. 2. Hafta 23 Şubat 2022 Çarşamba Oryantasyon

(1)

EEM312 ELEKTRONİK DEVRELERİ LABORATUVAR KURALLARI ve DENEYLER

HAFTALAR DERS GÜNLERİ YAPILACAK DENEYLER

1. Hafta 17 Şubat 2022 Çarşamba -

2. Hafta 23 Şubat 2022 Çarşamba Oryantasyon

3. Hafta 2 Mart 2022 Çarşamba DENEY 1-BJT Karakteristiklerinin İncelenmesi (NÖ GRUBU)

4. Hafta 9 Mart 2022 Çarşamba DENEY 1-BJT Karakteristiklerinin İncelenmesi (İÖ GRUBU)

5. Hafta 16 Mart 2022 Çarşamba DENEY 2-Gerilim Yükseltecinin İncelenmesi (NÖ GRUBU)

6. Hafta 23 Mart 2022 Çarşamba DENEY 2-Gerilim Yükseltecinin İncelenmesi (İÖ GRUBU)

7. Hafta 30 Mart 2022 Çarşamba DENEY 3-MOSFET Karakteristiklerinin İncelenmesi (NÖ GRUBU)**

8. Hafta 6 Nisan 2022 Çarşamba Vize

9. Hafta 13 Nisan 2022 Çarşamba DENEY 3-MOSFET Karakteristiklerinin İncelenmesi (İÖ GRUBU)

10. Hafta 20 Nisan 2022 Çarşamba DENEY 4-OPAMP Kullanarak AC Sinyallerin Yükseltilmesi (NÖ GRUBU)

11. Hafta 27 Nisan 2022 Çarşamba DENEY 4-OPAMP Kullanarak AC Sinyallerin Yükseltilmesi (İÖ GRUBU)

12. Hafta 4 Mayıs 2022 Çarşamba Tatil

13. Hafta 11 Mayıs Çarşamba DENEY 5-555 Kare Dalga Osilatör (NÖ GRUBU) 14. Hafta 18 Mayıs 2022 Çarşamba DENEY 5-555 Kare Dalga Osilatör (İÖ GRUBU)

a) Deneyler C106 nolu laboratuvarda yapılacaktır.

b) Ders ile ilgili başlangıç dokümanı;

http://eem.mf.duzce.edu.tr/Sayfa/a423/elektronik-devreler-laboratuvari adresinden paylaşılacaktır c) Ders ile ilgili tüm duyurular ise aşağıdaki telegram sayfasından paylaşılacaktır.

https://t.me/+QEIvOE7acJBiMzM0

Genel Kurallar

1. 5 deney yapılması planlanmaktadır. Yapılacak deneylerin tarihleri paylaşılmıştır. Tarihlerde değişiklik olması durumunda telegramda duyurulacaktır.

2. Deney kitapçığında yapılması planlanan deneyler bulunmaktadır.

3. Deney süresi 40 dakikadır. Öğrenciler bu süre içerisinde deneyi tamamlamak zorundadır.

4. Her bir öğrenci grubu belirlenen saatte laboratuvarda bulunmak durumundadır. Deneye 5 dakikadan fazla geç gelen öğrenci deneye alınmayacaktır.

(2)

5. Ders mevcudunun fazla olması sebebiyle, toplam öğrenci sayısı NÖ ve İÖ grubu olarak 2’ye bölünecektir. Bu gruplar birer hafta aralıklar ile gelecektir.

6. Deneyler 2’şerli veya gerekli olması durumunda 3’erli gruplar halinde, 10 masada gerçekleştirilecektir. Deney saatleri öğrenci sayısına bakılarak;

1. Grup 13.00-13.40 2. Grup 13.50-14.30 3. Grup 14.40-15.20

4. Grup 15.30-16.10 olarak belirlenmiştir

7. Öğrenciler gruplarını kendileri belirleyecektir. Aşağıdaki linkten isimlerini ekleyebilirler.

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1sNhnzO2qpHi61QrRJo_qZdoEC7oQ6AcQtXJVC3Lc qOE/edit?usp=sharing

8. Laboratuvar sırasında öğrenciler maske ve eldivenlerini takılı bulunduracaklardır.

9. Deneye hesap makinesiyle gelinmelidir. Hesaplamalar için telefon kullanılmayacaktır.

10. Cep telefonları deney süresince sessiz konumda olacaktır.

11. Öğrencilerin Dijital Multimetre temin etmeleri önerilmektedir.

12. Öğrenci deney öncesinde, deney kitapçığını okumak, deneyin amacını kavramak ve deneyin yapılışını öğrenerek deneye hazırlıklı gelmekle yükümlüdür.

13. Deney bitiminde deneyde kullanılan malzemeler, elemanlar, ölçü aletleri düzenli bir şekilde toplanmalıdır.

14. Notlandırma;

Vize (%60): Deney Öncesi Quiz + Deney Raporu + Simulasyon (LTspice) Final (%40): Klasik sınav olarak planlanmıştır.

Değişen durumlar öğrencilere telegram aracılığı ile duyurulacaktır.

Ders ile ilgili yardımcı videolar LTspice kullanımı;

https://drive.google.com/file/d/1B_6GLykWGXuofHoSxnblgfvTktNfwmUV/view?usp=sharing Deney 1 için LTspice anlatımı;

https://drive.google.com/file/d/1Bw3871Rsq6fiOdWksZ9gr_SiAIzQ45Cv/view?usp=sharing Deney 3 için LTspice anlatımı;

https://drive.google.com/file/d/1ByUsfDz1YIbOCGVw54-m51kE00jN9sPL/view?usp=sharing Deney 1’in uygulanışı;

https://drive.google.com/file/d/1Byk8IGTe09QnVL1wY_gjoFEb6kP7WYIz/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/1BMaedgR9D5GgaWSLJraEajDBppVVewZv/view?usp=sharin g

Deney 3’ün uygulanışı;

https://drive.google.com/file/d/1BNf-e3y_5pqE2lXzDrsSfFD8PYSozZeu/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/1BTPLtw7xMJ0VpwHyaq6xV2vRV_Hhf1W_/view?usp=sharin g

Deney 4’ün uygulanışı;

https://drive.google.com/file/d/1BVrV-TCUFnKY7-FBN83reHrBxZDerutb/view?usp=sharing

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

EEM312 ELEKTRONİK DEVRELERİ LABORATUVARI

DENEY 1: BJT KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

Ön Çalışma

Ön Çalışma Raporu deney raporunda belirtilen aşamalar (Sayfa 4) LTspice programı kullanılarak hazırlanacaktır.

Laboratuvar Çalışması

Deney Raporu (Sayfa 5) deney sırasında doldurulacak ve deney bitiminde Ön Çalışma Raporu ile birlikte laboratuvar sorumlusuna teslim edilecektir.

GİRİŞ:

Transistörler yapısal bakımdan, yükselteç olarak çalışma özelliğine sahip bir devre elemanıdır. Daha yaygın kullanım amacı ise devrede anahtarlama yapmaktır. BJT’ler akım kontrollü devre elemanıdır. Küçük beyz akımı (IB) ile büyük kollektör akımı (IC) (motor, röle, led lamba) kontrol edilebilir. Şekil 1’de ortak emiterli BJT devresi görülmektedir. BJT’lerde üç tane çalışma bölgesi bulunmaktadır. Bunlar: Kesim (Cut-off) Bölgesi, Doyum (Saturasyon) Bölgesi, ve Aktif (Forward-Active) Bölgedir. Şekil 2’de BJT’nin farklı IB değerleri için çıkış karakteristiğinde (VCE-IC) çalışma bölgeleri gösterilmiştir. Aktif bölge, yükseltme (amplifikasyon) işlemlerinde kullanılırken, doyum (saturasyon) ve kesim (cut-off) bölgeleri anahtarlama işleminde kullanılmaktadır.

Şekil 1. Ortak emiterli BJT devresi

Şekil 2. BJT VCE-IC karakteristiği

1

(15)

BJT aktif bölgede yükselteç olarak çalışır. Şekil 3’de BJT IB-IC karakteristiği (transfer karakteristiği) gösterilmiştir. Kollektör akımının beyz akımı ile değişimini ifade eden karakteristik eğri transistörün anlaşılması açısından oldukça önemlidir. Eğriden, kollektör akımının (IC) beyz akımı (IB) ile yaklaşık doğru orantılı olarak arttığı gözlemlenmektir.

Şekil 3. BJT IB-IC karakteristiği

Bir transistörün kollektör akımı aşağıdaki formülü ile ifade edilir. Burada β değişkeni (datasheet içinde hFE olarak belirtilir), transistörün doğru akım kazancını ifade eder ve her transistör için farklı bir değere sahiptir.

𝐼 𝛽𝐼 𝛽

Transistörlerin anahtarlama elemanı olarak kullanılması oldukça yaygındır. Böylelikle yüksek akım gerektiren yükler (LED, röle, motor, buzzer vb.) düşük bir beyz akımı ile kontrol edilebilmektedir.

Anahtarlama elemanı olarak kullanılmasında iki önemli unsur vardır: Kesim noktası ve doyum noktası.

Kesim bölgesinde transistör beyz akımı IB sıfırdır. Transistör açık durumda olduğu için kollektör akımı IC

sıfırdır. VCE, kesim bölgesinde maksimumdur. Transistör tam kesimde yani Açık Anahtar (OFF) olarak çalışır.

Doyum (Saturasyon) bölgesinde transistör, maksimum beyz akımı IB geçecek şekilde beslenir. Bu da maksimum kollektör akımı IC ve minimum VCE gerilimi (VCESat) oluşmasına neden olur. Transistör tam iletimde yani Kapalı Anahtar (ON) olarak çalışır. Doyum durumunda VCEsat = 0.2V gibi bir değere sahip olur. VCE’nin doyumdaki voltajı (VCEsat) transistörün datasheetinden öğrenilir ve tasarım buna göre yapılır.

Şekil 4. BJT anahtar çalışma (kesim-doyum durumu)

2

(16)

BJT Transistör Aktif Bölge Çalışma ve Anahtarlama Örneği (DC Motor Hız Kontrol):

BJT transistör aktif bölge çalıştırıldığında beyz akımı POT ile ayarlanmakta ve kollektör akımı (motor akımı) kontrol edilmektedir. Ancak BJT’de güç kaybı çok fazla olmakta ve aşırı ısınmaktadır. BJT Transistör PWM tekniği ile anahtar olarak çalıştırıldığında ise BJT’de güç kaybı çok az olmaktadır.

BJT Transistör İle Anahtarlama Örneği (LED Kontrol):

BJT Transistör İle Anahtarlama Örneği (Röle Kontrol):

3

(17)

DENEY 1A: BJT TRANSFER (IB-IC) KARAKTERİSTİĞİNİN İNCELENMESİ

Şekil 5. BJT IB-IC karakteristik eğrisinin çıkarılması deney şeması 1. Şekil 5’de verilen devreyi kurunuz.

2. VBB giriş gerilimini uygulayarak IB akımı 1µA e ayarlayınız. IC akımını ölçerek Tablo 1’e kaydediniz.

LED parlaklığını gözleyiniz.

3. VBB giriş gerilimini artırarak Tablo 1’de verilen IB akımlarında IC akımlarını ölçerek Tablo 1’e kaydediniz. IB akımını artırdıkça LED parlaklığını gözleyiniz.

4. Elde edilen BJT akım değerlerine göre Tablo 1’de β değerlerini hesaplayınız.

5. Deney sonucunda beklediğiniz sonuçları görebildiniz mi? Göremediyseniz sebebi nedir?

DENEY 1B: BJT TRANSİSTÖR İLE ANAHTARLAMA

Şekil 6. BJT anahtar çalışma deney şeması 1. Şekil 6’da verilen devreyi kurunuz.

2. Sinyal jeneratörünü kare dalga 5Vp ve frekansını 1Hz ayarlayarak devre girişine uygulayınız. Bu giriş sinyalini osiloskobun CH1 kanalında gözleyiniz.

3. Vo çıkış sinyali osiloskobun CH2 kanalında gözleyiniz. LED çalışmasını gözlemleyiniz.

4. Sinyal jeneratörü frekansını Tablo 2’deki gibi 1Hz’den 1kHz’e sırasıyla ayarlayınız. Vo çıkış sinyali osiloskobun CH2 kanalında gözleyiniz. LED çalışmasını gözlemleyiniz.

5. Sinyal jeneratörü frekansı 1kHz iken Vin ve Vo sinyallerini Şekil 7’de verilen osiloskop ekranı üzerine çiziniz.

7. 2N2222A TO-92 transistör datasheet içinden istenilen önemli parametreleri Tablo 2’ye kaydediniz.

Q1 2N2222 RB

100k

RC 1k

D1 LED

VCC 18V

VBB AYARLI0-6V

VF=3.2V IF=15mA

+88.8 mA

+88.8 µA

IB

IC

Q1 2N2222 RB

100k

RC 1k D1 LED

VCC 18V VF=3.2V

IF=15mA

KARE DALGA 5Vp f=1Hz - 1kHz Ayarlı

Vi Vo

4

(18)

EEM312 ELEKTRONİK DEVRELERİ LABORATUVARI DENEY RAPORU

Not: Bu sayfayı deney bitiminde teslim etmeyi unutmayınız.

DENEY 1: BJT KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

Deneyi Yapanlar Deney Tarihi:

1. Öğrenci No: ………. Adı Soyadı: ……….

DENEY 1A: BJT TRANSFER (IB-IC) KARAKTERİSTİĞİNİN İNCELENMESİ Tablo 1. Ölçülen ve hesaplanan değerler

IB 1µA 5µA 10µA 20µA 40µA

IC

𝜷 𝑰_𝑪 𝑰_𝑩

Sonuçların yorumlanması:

………

………

DENEY 1B: BJT TRANSİSTÖR İLE ANAHTARLAMA

Şekil 7. Osiloskop ekranı Sonuçların yorumlanması:

………

………

Tablo 2. 2N2222A TO-92 transistör datasheet parametreleri

Collector −Emitter Voltage VCEO

Collector Current – Continuous IC

Collector −Emitter Saturation Voltage VCE(sat)

DC Current Gain hFE

CH1 VOLT/DIV CH2 VOLT/DIV TIME/DIV

5

(19)

DENEY 2: GERİLİM YÜKSELTECİNİN İNCELENMESİ

(20)

5- Devrenin dc ve ac analizini yaparak gerilim kazancı (Av) değerini

hesaplayınız. Teorik olarak hesapladığınız ve deneyde bulduğunuz gerilim

kazancı değerlerini karşılaştırınız.

(21)

Elektronik Devreleri Laboratuvarı Deney Raporu

Deney No 2: Gerilim Yükseltecinin İncelenmesi

'HQH\L Yapanlar: 'HQH\7DULKL 

½ʓSFODJ/P..."E4PZBE ...

3. Öğrenci No : ... Adı Soyadı : ...

'HQH\Ln Aşamaları 3.

4.

5.

Ölçülen Çıkış VÇpp = ...

Hesaplanan AV =Vo/Vi= VÇpp/VGpp= ...

DC ve AC analiz hesaplamaları:

Teorik Hesaplanan AV =...

Deney sonuçlarının yorumlanması:

>

Sinüs Giriş VG pp =100mV

Osiloskopta görünütülenen Giriş ve Çıkış Sinyalleri

4. Öğrenci No : ... Adı Soyadı : ...

Not: Bu sayfayı deney bitiminde teslim etmeyi unutmayınız.

(22)

DENEY 3: MOSFET KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

Ön Çalışma

Ön Çalışma Raporu deney raporunda belirtilen aşamalar (Sayfa 4) LTspice programı kullanılarak hazırlanacaktır.

GİRİŞ:

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistör - Metal oksit yarıiletken alan etkili transistör) analog ve digital devrelerde sık kullanılan bir alan etkili transistördür. MOSFET’lerin G (gate, normal transistörün base bacağı), S (source, kaynak) ve D (drain, normal transistörün kollektörü) bacakları bulunmaktadır. D ucu ile S ucunun çıkarıldığı bölgeye kanal denir.

MOSFET’lerde gate bacağı ile kanal bölgesi arasında silisyum oksit ile yalıtım yapılmıştır. Bu metal oksit tabaka çok ince olduğundan statik elektriğe karşı oldukça hassastır. Bu nedenle mosfetlerin kullanımı, taşınması ve saklanmasında statik elektrik konusunda dikkatli olunmalıdır. MOSFET’leri lehimlerken kullanılan havya mutlaka topraklı olmalı ve düşük güçte kullanılmalıdır.

MOSFET’ler gerilim kontrollü devre elemanları olup (BJT’ler akım kontrollü) Gate-Source gerilimi VGS

ile Drain akımı ID kontrol edilmektedir. MOSFET’lerin giriş empedansı yüksek, elektrotları arasında iç kapasitansları ise çok düşüktür. MOSFET transistörler, JFET transistörlerden ve normal transistörlerden daha yüksek frenkanslarda çalışabilirler.

MOSFETler kanal bölgelerinde kullanılan maddelere göre N-Kanal MOSFET ve P-Kanal MOSFET olmak üzere iki çeşittir. Çalışma şekline göre ise MOSFET’ler; enhancement (çoğaltan - arttıran kanallı) E- MOSFET (2N7000) ve depletion (deplasyon - azaltan kanallı) D-MOSFET (2N3797) olarak iki çeşittir. Şekil 1’de E-MOSFET sembolleri gösterilmiştir.

Şekil 1. E-MOSFET sembolleri

E-MOSFET’ler D-MOSFET’lerin aksine normalde ''OFF'' durumunda olan MOSFET’lerdir. Şekil 2’de N- kanal E-MOSFET drain ve transfer karakteristiği gösterilmektedir.

E-MOSFET’lerin Gate ucuna gerilim uygulanmadığı sürece D ve S uçları arasından akım geçmez. E- MOSFET’lerde eşik gerilimden (VGS(Th)) daha büyük Gate-Source gerilimi (VGS) uygulandığında iletime girmekte ve Drain akımı (ID) geçmektedir. VGS gerilimi arttıkça da ID akımı artmaktadır. VGS gerilimi sabit tutulup VDS gerilimi artırılırsa, ID akımı doyuma gider (IDSS), VDSsat noktasında doyuma ulaşır.

1

(23)

Şekil 2. N-kanal E-MOSFET drain ve transfer karakteristiği

MOSFET’ler elektronik devrelerde anahtarlama veya yükselteç olarak kullanılmaktadır. Bu sebeple MOSFET’ler Şekil 2’de gösterildiği gibi üç farklı bölgede çalışmaktadır.

1. Kesim (Cut-off) Bölgesi: VGS < VGS(Th) eşiği ile Gate-Source gerilimi transistör eşik geriliminden çok daha düşüktür, bu nedenle MOSFET “tamamen OFF” konumdadır, böylece ID = 0, transistörün VDS değeri ne olursa olsun açık bir anahtar gibi davranır.

2. Doğrusal (Omik-Ohmic) Bölge: VGS > VGS(Th) ve VDS < VGS(Th) ile transistör, direnç değeri Gate-Source gerilimi VGS ile belirlenen gerilim kontrollü bir direnç gibi davranan sabit direnç bölgesinde bulunur.

3. Doyum (Saturation) Bölgesi: VGS > VGS(Th) ve VDS > VGS(Th) ile transistör sabit akım bölgesinde olup

“tamamen ON” dur. Drian akımı ID transistör kapalı bir anahtar görevi yaptığından maksimum değerde olur.

E-MOSFET’in drain ve transfer karakteristiği karakteristiğinden görüldüğü gibi VGS gerilim değeri VGS(Th)

eşik gerilimden düşük olduğu zaman ID drain akımı sıfırdır.

Drain akımı ID aşağıdaki eşitlikte verilmiştir. Eşitliğe göre karakteristik eğrinin doğrusal olmadığı görülmektedir. Burada k eleman yapısından kaynaklanan sabit bir sayı olup aşağıdaki eşitlik ile bulunabilmektedir. VGS(on), ID(on) ve VGS(Th) (VT) mosfet datasheetden bulunmaktadır.

Şekil 3. MOSFET anahtar çalışma durumu

2

(24)

MOSFET Doğrusal (Omik) Bölge Çalışma Örneği (DC Motor Hız Kontrol):

MOSFET transistör omik bölgede çalıştırıldığında Gate-Source VGS gerilimi POT ile ayarlanmakta ve Drain akımı ID (motor akımı) kontrol edilmektedir.

MOSFET Anahtarlama Örneği (DC Motor PWM Hız Kontrol):

MOSFET Anahtarlama Örneği (LED Kontrol):

3

(25)

DENEY 3A: MOSFET TRANSFER (V^GS-ID) KARAKTERİSTİĞİNİN İNCELENMESİ

Şekil 4. MOSFET VGS-ID karakteristik eğrisinin çıkarılması deney şeması 1. Şekil 4’de verilen devreyi kurunuz.

2. VGG giriş gerilimini 1.5V değerine ayarlayınız. ID akımını ölçerek Tablo 1’e kaydediniz. LED parlaklığını gözleyiniz.

3. VGG giriş gerilimini artırarak Tablo 1’de verilen VGG gerilimlerinde ID akımlarını ölçerek Tablo 1’e kaydediniz. VGG giriş gerilimi VGS(Th) eşik gerilimini aştığında MOSFET’in iletime girdiğini ve ID akımının artmaya başladığını ve VGG gerilimini artırdıkça LED parlaklığını gözleyiniz.

DENEY 3B: MOSFET TRANSİSTÖR İLE ANAHTARLAMA

Şekil 5. MOSFET anahtar çalışma deney şeması 1. Şekil 5’de verilen devreyi kurunuz.

2. Sinyal jeneratörünü kare dalga 5Vp ve frekansını 1Hz ayarlayarak devre girişine uygulayınız. Bu giriş sinyalini osiloskobun CH1 kanalında gözleyiniz.

3. Vo çıkış sinyali osiloskobun CH2 kanalında gözleyiniz. LED çalışmasını gözlemleyiniz.

4. Sinyal jeneratörü frekansını Tablo 2’deki gibi 1Hz’den 1kHz’e sırasıyla ayarlayınız. Vo çıkış sinyali osiloskobun CH2 kanalında gözleyiniz. LED çalışmasını gözlemleyiniz.

5. Sinyal jeneratörü frekansı 1kHz iken Vin ve Vo sinyallerini Şekil 6’da verilen osiloskop ekranı üzerine çiziniz.

7. 2N7000 MOSFET TO-92 transistör datasheet içinden istenilen önemli parametreleri Tablo 2’ye kaydediniz.

RG 100k

RD 1k

D1 LED

VDD 18V

VGG 0-15V AYARLI

VF=3.2V IF=15mA

+88.8 mA

ID

+88.8

Volts VGG

Q1 2N7000G

RG 100k

RD 1k D1 LED

VDD 18V VF=3.2V

IF=15mA

KARE DALGA 5Vp f=1Hz - 1kHz Ayarlı

Vi Q1 Vo

2N7000G

4

(26)

DENEY 3: MOSFET KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

DENEY 3A: MOSFET TRANSFER (VGS-ID) KARAKTERİSTİĞİNİN İNCELENMESİ Tablo 1. Ölçülen ve hesaplanan değerler

VGG 1.5V 2V 3V 5V 10V 15V

ID

MOSFET Eşik gerilim VGS(Th):

Sonuçların yorumlanması:

………

………

DENEY 3B: MOSFET TRANSİSTÖR İLE ANAHTARLAMA

Şekil 6. Osiloskop ekranı Sonuçların yorumlanması:

………

………

Tablo 2. 2N7000 TO-92 transistör datasheet parametreleri

Drain-source voltage

VDS Drain current (continuous)

ID Gate threshold voltage VGS(th)

Static drain-source on resistanceRDS(on)

CH1 VOLT/DIV CH2 VOLT/DIV TIME/DIV

5

(27)

DENEY 4A: EVİREN YÜKSELTEÇ

Şekil 1. Eviren yükselteç deney şeması

1. Şekil 1’de verilen devreyi kurunuz. 7 ve 4 numaralı bacaklara +15V ve –15V doğru gerilim uygulayınız. (Tüm GND uçlarını birleştirmeyi unutmayınız)

2. Sinyal jeneratörünü sinüs (tepeden tepeye) 2V’a, frekansını 1 kHz’e ayarlayınız ve Vin olarak devre girişine uygulayınız. (Sinyali osiloskobun CH2 kanalında gözleyiniz)

3. Vo çıkış sinyali osiloskobun CH1 kanalında gözleyiniz

4. Vin ve Vo işaretlerini Şekil 2’de verilen osiloskop ekranı üzerine çiziniz.

5. Çıkış işaretinin genliğini ölçerek devrenin kazancını hesaplayınız ve elde ettiğiniz değerleri Tablo 1’e kaydediniz.

DENEY 4B: EVİRMEYEN YÜKSELTEÇ

Şekil 3. Evirmeyen yükselteç deney şeması

1. Şekil 3’de verilen devreyi kurunuz. 7 ve 4 numaralı bacaklara +15V ve –15V doğru gerilim uygulayınız. (Tüm GND uçlarını birleştirmeyi unutmayınız)

2. Sinyal jeneratörünü sinüs (tepeden tepeye) 2V’a, frekansını 1 kHz’e ayarlayınız ve Vin olarak devre girişine uygulayınız. (Sinyali osiloskobun CH2 kanalında gözleyiniz)

3. Vo çıkış sinyali osiloskobun CH1 kanalında gözleyiniz.

4. Vin ve Vo işaretlerini Şekil 4’de verilen osiloskop ekranı üzerine çiziniz.

5. Çıkış işaretinin genliğini ölçerek devrenin kazancını hesaplayınız ve elde ettiğiniz değerleri Tablo 2’ye kaydediniz.

BAT1 15V

BAT2 15V

+15V

-15V GND

OPAMP SİMETRİK BESLEME

BAT1 15V

BAT2 15V

+15V

-15V GND

OPAMP SİMETRİK BESLEME

1

DENEY 4: OPAMP KULLANARAK AC SİNYALLERİN YÜKSELTİLMESİ

Ön Çalışma

Ön Çalışma Raporu deney raporunda belirtilen aşamalar (Sayfa 1) LTspice programı kullanılarak hazırlanacaktır. LTspice programında bulunmayan 741 opamp yerine UniversalOpamp kullanılabilir.

(28)

DENEY 4: OPAMP KULLANARAK AC SİNYALLERİN YÜKSELTİLMESİ

4A4. Eviren Yükselteç 4B.4. Evirmeyen Yükselteç

Şekil 2. Osiloskop ekranı (Eviren Yükselteç) Şekil 4. Osiloskop ekranı (Evirmeyen Yükselteç)

4A.5. Tablo 1. Ölçülen ve hesaplana değerler (Eviren Yükselteç) Vin( p p)

(ölçülen)

V0( p p)

(ölçülen) 𝐴 (ölçülen) 𝐴

(Hesaplanan) 2 V

4A.6. Sonuçların yorumlanması:

………..…

4B.5. Tablo 2. Ölçülen ve hesaplana değerler (Evirmeyen Yükselteç) Vin( p p)

(ölçülen)

V0( p p)

(ölçülen) 𝐴

(ölçülen)

𝐴 1

(Hesaplanan) 2 V

4A.B.6 Sonuçların yorumlanması:

………..…

CH1 VOLT/DIV CH2 VOLT/DIV TIME/DIV CH1 VOLT/DIV CH2 VOLT/DIV TIME/DIV

(29)

DENEY 5: 555 KARE DALGA OSİLATÖR

Ön Çalışma

Ön Çalışma Raporu deney raporunda belirtilen aşamalar (Sayfa 4) LTspice programı kullanılarak hazırlanacaktır. LTspice programında entegre NE555 olarak seçilecektir.

GİRİŞ:

555 KARE DALGA OSİLATÖR

555 Kare Dalga Osilatör devresinde dışarıdan bağlanan C1 kondansatörü R1ve R2 üzerinden dolacak ve R2üzerinden boşalacaktır. Darbe süresi - Periyot oranı bu iki direnç tarafından ayarlanabilir. Devrede C1 kondansatörü 1/3 Vcc ve 2/3 Vcc gerilimleri arasında dolar ve boşalır.

1

(30)

Devreye enerji verildiğinde dışarıdan bağlanan 𝐶1 kondansatörü boştur ve bu nedenle TRIG girişi 0V seviyesindedir. Bu durum alt – karşılaştırıcı çıkışını yüksek, üst karşılaştırıcı çıkışını alçak seviyeye çeker. Bu durum flip – flop çıkışını alçak seviyede tutarak deşarj kondansatörünün tıkalı kalmasını sağlar. Bu durumda 𝐶1 kondansatörü 𝑅1ve 𝑅2dirençleri üzerinden şarj olmaya başlar. Kondansatör gerilimi 1/3 𝑉𝐶𝐶 gerilimine ulaştığında alt-karşılaştırıcı çıkışını alçak seviyeye, 2/3 𝑉𝐶𝐶 gerilimine ulaştığında da üst karşılaştırıcı çıkışını yüksek seviyeye çeker. Bu durum flip–flop’u resetler ve deşarj transistörünün bazına uyguladığı gerilimle transitörü iletime geçirir. Bu andan itibaren kondansatör, 𝑅2 direnci ve deşarj transistörü üzerinden deşarj olur.

Deşarj aşamasında kondansatör gerilimi yeniden 1/3 𝑉𝐶𝐶 gerilimine ulaştığında ilk hale geri dönülür, üst ve alt karşılaştırıcılar, sırası ile, düşük ve yüksek seviyeye gelir; flip-flop çıkışı yeniden konum değiştirir; transistör tıkanır ve kondansatör yeniden şarj olmaya başlar. Sonuç itibarı ile kondansatör üzerinde üçgen benzeri bir dalga formu oluşturur.

Kondansatör üzerinde oluşan işaretin periyodu, kondansatörün dolma zamanı ile boşalma zamanının toplamına eşittir. Devrede bulunan kondansatör 𝑅1+𝑅2 direnci üzerinden şarj olurken 𝑅2 direnci üzerinden deşarj olmaktadır. Bu durumda şarj zaman sabiti 𝑅1+𝑅2 𝐶, deşarj zaman sabiti 𝑅2𝐶 saniyedir. Kondansatör 1/3 𝑉𝐶𝐶 ile 2/3 𝑉𝐶𝐶 gerilimleri arasında şarj ve deşarj olduğundan

Şarj zamanı 𝑡𝐻 ve deşarj zamanı 𝑡𝐿:

Periyot:

Frekans:

Görev döngüsünün yüzdelik olarak ifadesi (%D, Duty Cycle):

2

(31)

555 LED Flaşör Devresi

555 PWM DC Motor Hız Kontrol Devresi

555 PWM DC Motor Hız ve Yön Kontrol Devresi

3

(32)

DENEY 5: 555 KARE DALGA OSİLATÖR

1. Şekilde verilen devreyi kurunuz.

2. VCC=9V, R1=10k, R2=2.2k, C1=10nF, C2=100nF bağlayın. Vo çıkış sinyalini osiloskobun CH1 kanalında gözleyiniz. Vo dalga şeklini Şekil 1’de verilen osiloskop ekranı üzerine çiziniz. İstenilen değerleri ölçüp Tablo 1’e kaydediniz.

3. VCC=9V, R1=10k, R2=10k, C1=10nF, C2=100nF bağlayın. Vo çıkış sinyalini osiloskobun CH1 kanalında gözleyiniz. Vo dalga şeklini Şekil 2’de verilen osiloskop ekranı üzerine çiziniz. İstenilen değerleri ölçüp Tablo 2’ye kaydediniz.

4

(33)

DENEY 5: 555 KARE DALGA OSİLATÖR

Deneyin Aşamaları

VCC=9V, R1=10k, R2=2.2k, C1=10nF, C2=100nF VCC=9V, R1=10k, R2=10k, C1=10nF, C2=100nF

Şekil 1. Osiloskop ekranı Şekil 2. Osiloskop ekranı

Tablo 1. Ölçülen ve hesaplanan değerler VCC=9V, R1=10k, R2=2.2k, C1=10nF, C2=100nF

HESAPLANAN DEĞERLER (V0) ÖLÇÜLEN DEĞERLER (V0)

TH TL T f %D TH TL T f %D

Tablo 2. Ölçülen ve hesaplanan değerler VCC=9V, R1=10k, R2=10k, C1=10nF, C2=100nF

HESAPLANAN DEĞERLER (V0) ÖLÇÜLEN DEĞERLER (V0)

TH TL T f %D TH TL T f %D

Sonuçların yorumlanması:

………..…

CH1 VOLT/DIV CH2 VOLT/DIV TIME/DIV CH1 VOLT/DIV CH2 VOLT/DIV TIME/DIV

5