Transistör Öngerilimlemesi

Transistörün düzgün bir şekilde çalışması için öngerilimlenmesi gerekir. DA çalışma noktasını oluşturmak için bir çok yöntem vardır. Öngerilimleme kavramı,transistörün AA giriş sinyallerini yükseltebilmesi için iletime geçirmek üzere DA gerilim uygulanmasını ifade eder. Transistör öngerilimlemesini gelin yazımızda detaylı bir şekilde inceleyelim.

A- A+

25.01.2019 tarihli yazı 18463 kez okunmuştur.

Bir transistörün sürekli çalışma durumu,temel devre akımına,kollektör akım ve gerilimine bağlıdır.Bu nedenle eğer transistör doğrusal bir amplifikatör olarak çalışacaksa uygun bir çalışma noktasına sahip olmak için doğru bir şekilde öngerilimlenmelidir.Doğru çalışma noktasını belirlemek için uygun giriş akımı ve kollektör gerilimi sağlayarak dirençlerin seçilmesi gereklidir.Transistörün uygun şekilde çalışacağı bu merkezi çalışma noktasına `Sessiz Çalışma Noktası` ya da kısaca Q noktası denir.

► İlginizi Çekebilir: Transistörler Nedir? Nasıl Çalışır?

Bir BJT öngerilimlendiğinde Q noktası çalışma aralığının ortasına yakın olacak şekilde yani kesim ve doyum arasındaki mesafenin yarısına yakın olduğunda A sınıfı amplifikatör olarak çalışır.Bu çalışma modu,giriş sinyali tam bir döngü boyunca salınırken çıkış akımının Q noktası yükselticileri etrafında artmasına ve azalmasına izin verir.

Transistörün doğru şekilde öngerilimlenmesi yaygın olarak beyz öngerilimlenmesi yapılarak gerçekleştirilir.Ancak olası transistör öngerilimleme çeşitlerine bakmadan önce temel transistör devresini hatırlayalım.

DC öngerilim seviyesinin işlevi Q noktasını,kollektör akımını transistörün beyzine uygulanan bir giriş sinyali olmadan sabit durum değerine doğru şekilde ayarlamaktır.Bu sabit durum veya DC çalışma noktası,devrelerin Dc besleme geriliminin(Vcc) değerleri ile ve transistörün beyz terminaline bağlı olan dirençlerin değerleri ile ayarlanır.

Ortak Emiterli Amplifikatörde Beyz Öngerilimleme

Bir transistör devresi için en sık kullanılan öngerilim devrelerinden biri transistör akımlarının başlangıç DC değerlerini ayarlamak için bir veya daha fazla bastırıcı rezistörün kullanıldığı devrelerdir.En yaygın iki transistör öngerilim türü, beta(β) bağımlı ve β bağımsız devrelerdir.

Transistör öngerilim değerleri büyük ölçüde β değerine bağlıdır.Bu yüzden bir transistör için ayarlanmış öngerilim başka bir transistör için aynı olamayabilir.Transistörün öngerilimlenmesi,tek bir geri besleme direnci kullanılarak veya basit bir gerilim bölücü devre kullanılarak yapılabilir.

Sabit Beyz Öngerilimli Transitör

► İlginizi Çekebilir:FET ve MOSFET Nedir?

Şekilde gösterilen devre sabit beyz öngerilimli devredir.Beyz akımı,verilen Vcc değerleri için sabit kalır ve bu nedenle transistörlerin çalışma noktası da sabit kalmalıdır.Bu iki direnç öngerilimleme çalışması sabit bir akım polarması kullanarak transistörün başlangıç çalışma bölgesini oluşturur.Bu tip transistör öngerilimlemesi aynı zamanda çalışmaya devam etmekte olan transistörün β değerinin bir fonksiyonu olduğu için β bağımlıdır.Bu nedenle öngerilim noktası,ayni tip transistörler için geniş bir aralıkta değişecektir.Çünkü transistörlerin özellikleri tam olarak aynı olmayacaktır.Transistörün emiter diyodu gerekli beyz öngeriliminin uygulanmasıyla ileriye doğru eğilim verir.Standart bir BJT'de beyz-emiter gerilimk 0.7 V olacaktır.Burada Ib=Ic/β olarak tanımlanır.Bu tek dirençli öngerilim tipinde öngerilim akımları ve gerilimleri transistör çalışması sırasında sabit kalmaz ve büyük ölçüde değişebilir.Ayrıca sıcaklık çalışma noktasını olumsuz etkileyebilir.

Kollektör Geri Beslemeli Transistör

► İlginizi Çekebilir:Dünya’nın En Küçük Transistörü Geliştirildi

Kendi kendine öngerilimli kollektör geri besleme yapılandırması,transistör için gerekli DC öngerilimi sağlamak için sadece iki direnç gerektiren baska bir β bağımlı öngerilimleme yöntemidir.

Bu devrede beyz direnci RB,transistörün kollektörüne bağlıdır.Eğer kollektör akımı artarsa,kollektör gerilimk düşer,beyz sürücüsünü azaltır ve böylece transistörlerin Q noktasını sabit tutmak için kollektör akımını otomatik olarak azaltır.Daha sonra bu kollektör geri beslemeli öngerilim yöntemi,çıkıştan girişe RB direnci yoluyla geri besleme olduğu için negatif geri besleme üretir.

Öngerilim voltaji yük direnci olan RL üzerindeki gerilim düşümünden elde edilir.Buna karşılık olarak gelen azaltılmış bir kollektör gerilimi olan Vc temel beyz akımında bir düşmeye neden olacaktır ve Ic'yi normale döndürecektir.Tersine durum kollektör akımı daha az olduğunda da ortaya çıkar.

Çift Geri Besleme

► İlginizi Çekebilir:BJT ve FET Arasındaki Farklar

Önceki yapılandırmanın beyz ucuna ek olarak bir direnç eklemek,beyz dirençlerinden geçen akımı artırarak β’daki değişimlere göre kararlılığı daha da artırır.RB'den geçen akım kollektör akımının %10’u olacak şekilde ayarlanır.Bu tür öngerilim devrelerinin avantajlarından biri ,dirençlerin aynı anda hem otomatik öngerilim hem de geri besleme sağlamasıdır.

Emiter Geri Beslemeli Transistör Öngerilimleme

► İlginizi Çekebilir:ISFET (İyon Duyarlı Alan Etkili Transistör) Nedir?

Bu tür öngerilimleme genelde kendiliğinden emiter öngerilimli diye adlandırılır.RB1 ve RE dirençleri kollektör akımını daha da stabilize etmek için emiter ve beyz-kollektör geri beslemesini kullanır.Beyz-emiter bağlantısının yanısıra,hepsi besleme gerilimi olan Vcc ile seri olarak bağlanır.

Transistörün RB1 ve RE dirençlerinin yanısır,kollektör akımını daha da stabilize etmek için hem emiter hem de kollektör geri beslemesi kullanılır.

Emiterden akan akım,RE üzerinde gerilim düşümüne neden olur.Böylece emiter akımı artarsa,gerilim düşümü I×RE de artar.Bu voltajın ters polaritesi IB'yi otomatik olarak azaltır.Genel olarak emiter direncindeki gerilim düşümü Vcc'nin yaklaşık %10’u olacak şekilde ayarlanır.

Gerilim Bölücü Transistör Öngerilimleme

► İlginizi Çekebilir:IGBT Nedir?

Yaygın olarak kullanılan diğer bir öngerilimleme devresi de gerilim bölücü dirençler kullanılarak yapılan gerilim bölücü devrelerdir.Şekilden görüldüğü gibi transistörün beyz öngerilimlenmesi RB1 ve RB2 gerilim bölücü dirençler kullanılarak sağlanmaktadır.Bu gerilim bölücü öngerilimleme,en yaygın kullanılan transistör öngerilimleme metodudur.

RB2 üzerinden geçen akım genellikle beyz akımının 10 katı olacak şekilde ayarlanır.Transistör öngerilimlemenin amacı,transistörün verimli çalışması ve sağlıklı bir çıkış sinyali üretmek için bir Q çalışma noktası oluşturmaktır.Bipolar transistör devrelerinde Q noktası NPN veya PNP transistörler için emiter-kollektör gerilimi ve kollektör akımı ile temsil edilir.Beyz öngerilimlemenin,dolayısıyla Q noktasının kararlılığı genellikle kollektör akımının hem β hem de sıcaklığın bir fonksiyonu olduğu düşünülerek değerlendirilir.

Kaynak:

►Electronics Tutorials
►Allaboutcircuits