BJT DC Öngerilimleme 5. Bölüm:

5. Bölüm:

Öngerilimleme

Transistörün düzgün bir şekilde çalışması için

öngerilimlenmesi gerekir. DA çalışma noktasını oluşturmak için birçok yöntem vardır.

Öngerilimleme kavramı, transistörün AA giriş sinyallerini

yükseltebilmesi için iletime geçirmek üzere DA gerilim uygulanmasını ifade eder.

Çalışma Noktası

DC giriş gerilimi çalışma ya da sükunet noktası olarak tanımlanan bir Q-noktası oluşturur.

Öngerilimleme ve Üç Çalışma Durumu

• Aktif ya da Doğrusal Çalışma Bölgesi

Beyz–Emiter jonksiyonu ileri öngerilimli Beyz–Kollektör jonksiyonu ters öngerilimli • Kesim Bölgesi

Beyz–Emiter jonksiyonu tersöngerilimli • Doyum Bölgesi

Beyz–Emiter jonksiyonu ileri öngerilimli Beyz–Kollektör jonksiyonu ileri öngerilimli

DC Öngerilim Devreleri

• Sabit öngerilim devresi

• Emiter dirençli öngerilim devresi • Kollektör-Emiter çevresi

• Betadan Bağımsız öngerilim devresi (Gerilim Bölücü devre)

Sabit Öngerilim Devresi

Beyz-Emiter Çevresi

Kirchhoff’un gerilim kanununa göre:

Beyz akımının hesabı:

+V_CC – I_BR_B – V_BE = 0

BE

CC V

V

Kollektör-Emiter Çevresi

Kollektör akımı:

Kirchhoff’un gerilim kanununa göre: B I I C   C C CC CE V I R V   8

Transistor Doyum Seviyesi

Transistör doyum bölgesinde çalıştırıldığında, transistörden geçen akım maksimum akım olarak ifade edilir.

C R CC V Csat I 

V

0

CE

V



Yük Çizgisinin Analizi

• I_Csat o I_C = V_CC / R_C o V_CE = 0 V • V_CEcutoff o V_CE = V_CC o I_C = 0 mA

• R_B değeri I_B akım değerini belirler • I_B ve yük çizgisi kesişir

• Buna bağlı olarak V_CE ve I_C değeri belirlenir. Q-noktası belirgin çalışma noktasıdır. Bu noktada: Yük çizgisinin sınır değerleri:

Emiter Dirençli Öngerilim Devresi

Emiter devresine bir direnç eklenmesi (R_E) öngerilim akımını kararlı hale getirir.

Kirchhoff’un gerilim kanunundan: 0 R 1)I ( -R I -V_{CC B B}   _{B E}  0 R I -V -R I -V_{CC E E BE E E}  

I_E = (β + 1)I_B olduğuna göre:

Kollektör-Emiter Çevresi

Kirchhoff’un gerilim kanunundan : 0 V R I V R I_{E E}  _CE  _{C C}  _CC   I_E  I_C olduğuna göre : ) R (R I – V V_CE  _{CC C C}  _E Aynı zamanda: E BE B R CC B C C CC E CE C E E E V V R I – V V R I -V V V V R I V        14

Arttırılmış Öngerilim Kararlılığı

Emiter devresine bir direnç eklenmesi (R_E) öngerilim akımını sabit hale getirir.

Kararlılık, transistörün Beta () değerinin ve çalışma sıcaklığının geniş bir aralığında ön gerilim devresinde akım ve gerilimin sabit kalmasını ifade eder.

Doyum Seviyesi

V_CEcutof

f:

I_Csat:

Eğrideki uç noktalar yük çizgisinden belirlenebilir.

mA 0 I V V C CC CE   E R C R CC V C I CE 0V V    16

Betadan Bağımsız Öngerilim Devresi

Bu devrede öngerilim akımı çok kararlı

durumdadır.

Akım ve gerilimler neredeyse 

Yaklaşık Analiz

I_B << I₁ ve I₂ ve I₁  I₂ :olduğu kabul edilirse: R_E > 10R₂ iken: Kirchhoff’un gerilim kanunundan : 2 1 CC 2 B R R V R V   E E E R V I  BE B E V V V   E E C C CC CE V -I R -I R V  ) R (R -I V V I I E C C CC CE C E    18

Gerilim Bölücü Öngerilim Analizi

Transistor Doyum Seviyesi

E C CC Cmax Csat R R V I I   

Yük Çizgisi Analizi

Kesim: Doyum: V V_{CE CC}   R R CC V C I  

Gerilim Geri Beslemeli DC Öngerilim Devresi

Öngerilim devresinde kararlılığı arttırmanın bir diğer yöntemi ise, kollektör-beyz arasına bir geri besleme yolu eklemektir. Bu öngerilim devresinde Q-noktası transistörün betasına çok düşük derecede bağımlıdır.

Beyz-Emiter Çevresi

Kirchhoff’un gerilim kanunundan :

0 R I – V – R I – R I – V_CC _{C C B B BE E E}  I_B << I_C olduğuna göre: C B C C I I I I   

I_C = I_B ve I_E  I_C, olduğu bilindiğine göre çevre denklemi yeniden düzenlenirse:

0 R I V R I R I – V_CC  _{B C}  _{B B}  _BE  _{B E}  Buradan I :

Kollektör-Emiter Çevresi

Kirchhoff’un gerilim kanunu uygulanırsa : I_E + V_CE + I_CR_C – V_CC = 0 I_C  I_C ve I_C = I_B olduğuna göre: I_C(R_C + _RE) + V_CE – V_CC =0 V_CE hesaplanırsa: V_CE = V_CC – I_C(R_C + R_E) 22

Beyz-Emiter Öngerilim Analizi

Transistor Doyum Seviyesi

E C CC Cmax Csat R R V I I   

Yük Çizgisi Analizi

Kesim: Doyum: mA 0 I V V C CC CE   V 0 V E R C R CC V C I   

Transistör Anahtarlama Devreleri

Sadece DC kaynak uygulanan transistörler elektronik anahtar olarak kullanılabilir.

Anahtarlama Devresi Hesapları

C CC Csat R V I  dc Csat B I I   Doyum Akımı:

Doyum sağlamak için:

Doyum ve kesimde

Anahtarlama Süresi

Transistörün anahtarlama süreleri: d r on

t

t

t





f s off

t

t

t





26

Arıza Arama Yöntemleri

• Yaklaşık gerilim değerleri

– Silisyum transistör için V_BE  0.7 V

– V_CE  V_CC’nin %25 ile %75’i arasında olmalıdır. • Açık ve kısa devre noktalarının ohmmetre ile ölçümü. • Lehim noktalarının kontrolü.

• Transistörün beta ve diğer değerlerinin test edilmesi.

• Yük ya da takip eden bağlantıların transistör parametlerini değiştireceğinin göz önünde bulundurulması.

PNP Transistörler

PNP transistörlerin öngerilim analizleri de aynı npn tipi transistörlerdeki gibidir. Aralarındaki tek fark akım yönlerinin ters olmasıdır.