BJT Yükselteçler Nedir Özellikleri Nelerdir

Bir yükselteci FET, MOSFET yada BJT ile yapmak mümkündür.Burada sadece BJT li yükselteçler açıklanacaktır. Yükselteçlerin kullanılma amaçları çok farklıdır. Yükselteçleri küçük sinyal yükselteçleri ve güç yükselteçleri olarak da ikiye ayırabiliriz .Bu bölümlerde çoğunlukla güç yükselteçlerinden birazda ve yeri geldiğinde yükseltecin bayaslanma yöntemine göre küçük sinyal yükselteçleride anlatılacaktır.

Güç yükselteçlerinden beklentilerimiz nelerdir? Örneğin bir ses yükselteci olabilir, bir motoru çeviren yükselteç olabilir, bir vericinin güç yükselteci olabilir. Bunların hepsinin özelliklerinin farklı olmasına rağmen tek ortak noktaları küçük bir sinyal ile büyük güç üretmek ortak noktalarıdır.

Güç yükselteçlerinin özellikleri;

Mümkün olduğunca giriş sinyalinin değeri ne olursa olsun çıkışa sabit bir katsayı ile büyüterek aktarmasıdır. Yani doğrusal (LINEAR) olması istenir. Fakat güç yükselteçleri doğrusal değildir (NON-LINEAR).

Kendi üzerlerinde güç harcamaları istenmez. Daha doğrusu YÜKSEK VERİMLE çalışmaları istenir. Yani bir güç yükseltecinin çıkışından 100W alsak transistörlerin hiç ısınmaması gibi.

Girişteki sinyalin hiç bozulmadan çıkışına aktarılması istenir. Daha iyimser bir değimle en az bozulmayla aktarması istenir. (Bozulma, burulma= Distortion) Burada 3 tip distorsiyondan söz edebiliriz.

1- Frekans distorsiyonu: Girişteki sinyalin frekansı ne olursa olsun çıkışa aktarılması istenir. Fakat devrede olabilecek kondansatörler buna izin vermez. Ne olursa olsun her yükseltecin mutlaka bir üst frekans sınırı vardır. Direk kuplajlı yükselteçlerde frekans DC den (0Hz) den başlar.

2- Faz distorsiyonu: Devrenin yapılama şekli ve kondansatör, bobin gibi devre elemanlarından oluşur. Devrenin girişine uygulanan sinyalin başlama zamanı ve yönü çıkışta aynı anda görülmüyorsa faz distorsiyonu var demektir. Faz bozulması ses devreleri, RF gibi yerlerde önemsenmez. Fakat TV gibi ekran taramalarının önem kazandığı yerlerde faz distorsiyonu hiç olmamalıdır.

3- NON-LINEAR distorsiyonu: Bu bozulma ikiye ayrılır: a) Harmonik distorsiyonu: Transistörün doğrusal çalışmaması ve aşırı sinyal girişlerinde çıkışta sinyalin doyum yada kesime uğraması ile olur. Ses yükselteçlerinde ve genlik modülasyonlu devrelerde hiç istenmez. Bazende siyal bilerek harmonik distosiyonuna uğratılır. Bu devreler frekans çoklayıcı devrelerdir. Harmonik ve frekans çoklayıcı devreleri daha sonra anlayacağım. b) Intermodülasyon distorsiyonu: İki yada daha fazla sinyalin yükselteç içinde karışması ile olur. Bu distorsiyon sonucunda yükselteç çıkışında bu sinyallerin toplamları, farkları ve kendileri görülür.

Güç yükselteçlerini bayas özelliklerine göre sınıflara ayırıyoruz. Bunlar A SINIFI, B SINIFI, AB, SINIFI ve C SINIFI yükselteçlerdir. Bu sınıflandırmayı tamamen devre içindeki transistörün yada transistörlerin bayaslanmasına göre yapıyoruz. Eski sayılarda bu konuyu bulabilirsiniz. Hatırlamanız için transistörün aktif bölgede, doyum bölgesinde ve kesim bölgesinde çalıştırılması demek yeterli olacaktır.

Yükselteçleri sınıflarına göre anlatmadan önce konumuz Güç Yükselteçleri olduğu için önce güç eşitlikleri konusunu açıklamak istiyorum.

Güç Eşitlikleri

Güç yükselteçlerinde bizi ilgilendiren şey güç kaynağından çekilen gücün ne kadarının transistör üzerinde harcandığı ne kadarının yük üzerine aktarıldığıdır. Eğer transistör üzerinde fazla güç harcarsak transistörde fazla ısınacaktır. Sonuçta fazla ısınan her şey gibi transistörde yanar. Transistörün fazla ısınmasını önlemek için, transistör üzerinde oluşan ısıyı hızla üzerinden çekmek gerekir. Bu işi de ısıya havaya kolayca aktaran alüminyum soğutucularla yetmezse ilave olarak soğutucu fanlarla yaparız. Bazı çok özel yükselteçlerde (büyük güçlü radyo vericileri gibi) su suğutmalı sistemler bile kullanılmaktadır.

Güç Verimi:
Güç verimi, bir yükseltecin yük üzerinde harcanan gücün, güç kaynağından çekilen güce oranına denir. Yük üzerinde harcanan güç AC ise AC gücün rms değeri kullanılır. (rms; AC sinyalin DC ye karşılık gelen değeridir.)

%Verim=(PLrms /PDC) x 100

DC giriş gücü, güç kaynağı Vcc ile ortalama akımının (yaklaşık olarak Q noktasındaki Ic akımı) çarpımına eşittir.

Pdc=Pcc= Vcc x Ic

Yük üzerinde harcanan AC güç, çıkış geriliminin rms değeri ile, çıkış akımının rms değerinin çarpımına eşittir. Eğer dalga şeklimiz sinüs ise bunun rms değeri sinyalin tepeden tepeye (peak to peak) değerinin 2\/¯2 bölümüne eşittir. Bu durumda yük üzerinde harcanan AC güç;

Pac=PL(max)= (Vpp x Ipp) / (2\/¯2 x 2\/¯2)

Pac=PL(max)= (Vpp x Ipp) / 8

Formülleri kullanılarak bulur.

Transistörün Maksimum Güç Kaybı:
Transistörlü bir güç yükselteci tasarlanırken o transistörün üzerinde harcanacak güç katalog değerinin üzerinde olmayacak şekilde tasarlanır. Bunun için kullanılan parametreler, katlogtan bulunan maksimum kollektör akımı Icmax, maksimum kollektör gerilimi Vcmax, transistörün güç kaybı Pt değerleridir. Ayrıca transistörün AC yük doğrusu ile DC yük doğrusu arasıda kalan bölgedeki alanda çalıştırılmasına dikkat edilir. Bu alana transistörün güvenli çalışma alanı denir. Transistör üzerindeki güç kaybını çok basit olarak aşağıdaki formülerle de bulabiliriz.

Pt=Ic x Vce

Yükselteçleri genel olarak anlatmak çoğu zaman yetersiz kalmaktadır. Hatta genel bir yükseltecin çizimi bile tam olarak fikir vermez. Bunun nedeni yükseltecin türü ses frekans mı, yüksek frekans mı olduğu hem çizimi hem de açıklamasını çok değiştirir. Bende güç yükselteçlerini önce ses sonra yüksek frekans olarak ayırarak anlatacağım. Önce ses frekans yükselteçleri.

A Sınıfı Güç Yükselteçleri

Image

Şekil 1.

Yukarıdaki devrenin bayası R1 ve R2 dirençleri tarafından sağlanmaktadır. Devrenin DC kararlılığını sağlamak için RE direnci kullanılmıştır. Devrenin AC kazancını artırmak için CE kondansatörü RE direncine paralel bağlanmıştır. Devrenin RL yük direnci transistörün kollektörüne bir trafo ile bağlanmış olup kollektöre RL’ olarak yansır. Kollektöre yansıyan yük empedansının değeri

RL’=(N12 /N22) RL

eşitliği ile verilir.

Transformatör kuplajının bazı avantajları vardır.

1. Transformatör kuplajında yük üzerinde DC akım olmadığından, RL üzerinde DC güç kaybı olmayacaktır. Bu durum özellikle yük bir hoparlör veya servo motor olduğu zaman önemlidir. DC akım çıkış yükünün performansını düşürür.

2. Eğer transformatörün primer direnci (empedansı değil) ihmal edilebilirse kollektör gerilimi Vc, Vcc kaynak gerilimine eşit olur. Böylece bu tür devreleri küçük kaynak gerilimleri ile kullanmak mümkün olur.

3. Transformatör, empedans uygunlaştırması yaptığından alçak empedanslı yüklerin (hoparlör, anten gibi) yüksek empedans olan kollektöre bağlamak mümkün olur.

Bunların yanında transformatörün dar bantlı, ağır ve geniş hacimli olduğunu da unutmamak gereklidir.

Aşağıdaki şekilde A sınıfı yükseltecin basitleştirilmiş şekli görülmektedir. Bu devrede kollektör besleme gerilimi

Vcc’= Vcc-VE

eşitliği ile verilmiştir. Beyz bayas devresinin eşdeğer voltaj değeri ve direnci

VBB= (R2/(R1 + R2)) x Vcc

RB=R1//R2

olarak verilmiştir.

Image

Şekil 2.

Toplam kollektör akımı İc, DC (Ic) ve AC (ic) yük
akımlarının toplamından oluşur.

İc=Ic + ic

Çıkış trafosunun primer sarımı L bobini ile temsil edilmiştir. Bobin, DC akıma kısa devre etkisi göstereceğinden RL’ yük direnci üzerinde DC gerilim düşmesi olmayacaktır. RL’ üzerindeki AC gerilim düşümü

Vo= ic x RL’

değerine eşit olur. Kollektör emitör arasındaki anlık gerilim değeri

Vce= Vcc’ + vo =Vcc’ + (ic x RL’)

Yukarıdaki denklem aşağıdaki şekilde AC yük doğrusunu ifade eder. Q noktasındaki, kollektör – emitör gerilimi Vcc’ değerine, kollektör akımı ise Ic değerine eşittir. A sınıfı çalışmada Q noktası yük doğrusu üzerinde her iki tarafa eşit olarak salınacağından, AC kollektör gerilimi Vm=Vcc’ , tepe değerine ulaşır ve toplam kollektör geriliminin değişmesi 0 volt ile 2 x Vcc’ değeri arasıda olur. Distorsiyon ve non-linear çalışmadan kaçınmak için kollektör gerilimindeki salınımdan daha düşük değerde tutulur.

Image

Şekil 3.

Vi giriş gerilimi örneğin bir sinüs ise, AC kollektör sinyal akımının ortalama yada DC değeri Sıfır olacaktır. Bu durumda, yalnızca DC kollektör akımı, besleme kaynağında çekilen gücü oluşturacaktır. Bu gücün değeri

Pcc= Pdc= Vcc’ x Ic

Bu eşitliğe göre, A sınıfı yükselteçte DC kaynaktan çekilen güç SABİT olup, Vcc’ kollektör gerilimi ile DC kolektör akım ı Ic değerine bağlıdır. (Ses yükselteçlerinde A sınıfı yükselteçler çok düşük distorsiyonları ile ünlüdür. Bu nedenle A sınıfı güç yükselteçleri biraz pahalıdır. Bu yükselteçlerin volümü kısık da olsa "hatta en kısık olsa da" iyice açık da olsa hep aynı sıcaklıkta kalır. Bu durum tecrübeyle sabittir.) Yük üzerine beslenen AC güç değeri

PL=Pac=RL’ x (Irms)2

olarak belirlenir. Eşitlikteki Irms değeri, trafonun primerindeki AC yük akımıdır. Kollektör beslemesinden çekilen toplam güç, yük üzerine beslenen güç ile, transistörde kollektör kaybı olarak kaybolan gücün toplamına eşittir.

Pcc=PL + Pc

Değeri kollektör kaybını verir. DC çalışma şartlarında (giriş sinyali sıfır iken) PL=0 ve Pcc=Pc=Vcc’ x Ic değerindedir. Bu eşitlik, giriş sinyali bulunmadığı zamanda bile, kollektör kaybının maksimum olduğunu gösterir. Yük üzerine beslenen maksimum güç, maksimum kollektör gerilimi (AC) ile maksimum AC kollektör akımının çarpımına eşittir. Buna göre

PL(max) = Vrms(max) x Irms(max)
PL(max)= 0,5 x Vcc’ x Ic

değerine eşit olacaktır. A sınıfı bir yükselteç için maksimum verim

Verim= PL(max)/Pcc
Verim=(0,5 x Vcc’ Ic) / (Vcc’ x Ic )

Verim= 0,5 yada %50 dir.

Pratikte %50 verime bile erişilemez. Çünkü yük doğrusunun kenarlarında transistör non-linear bölgelerde çalışır ve kabul edilemeyecek bir distorsiyon oluşur.

A sınıfı bir yükselteçte yük üzerine beslenecek maksimum güç (sinüs giriş sinyali için)

PL=Pc(max)=0,5 x Vcc’ x Ic

olarak verilir.

B Sınıfı Push-Pull Yükselteç

B sınıfı çalışmada transistörlerin her ikisi de kesime (cut-off) bayaslanır. Şimdi düşünelim. Tek transistörlü bir yükselteci kesime bayaslarsak giriş sinyalinin sadece pozitif bölümlerini yükseltecekti. Negatif bölümlerinde ise transistör kesimde kalacaktı. Aslında B-Sınıfı yükselteçlerde transistörlerin her ikisi aynı anda çalışmaz. Giriş sinyalinin pozitif bölümünde biri negatif bölümünde ise diğeri çalışır. Aslında transistörlerin her ikisi de NPN olduğuna göre ikinci transistör nasıl oluyor da negatif bölümde çalışıyor? Çünkü negatif bölüm girişteki trafo yardımı ile pozitif şekle dönüştürülüyor. Aşağıda Transformatör kuplajlı B-Sınıfı bir yükselteç şekli görülmektedir.

Image

Şekil 4.

Vi giriş sinyali ortası sıfırlı (center tapped) giriş trafosu üzerinden, iki eşdeğer NPN transistör çifti üzerine uygulanmıştır. Ortası sıfırlı giriş trafosu, ters fazlı iki giriş sinyali sağlar. Şekildeki trafonun üzerindeki siyah noktalar trafonun sarım yönünü göstermektedir. Dikkat edilirse trafonun ssekonderinin üst ucu noktalı alt ucu noktasız durumda. Primerinin ise üst ucu noktalı. Bunun anlamı primer de üst uç pozitif olursa sekonder de üst uç pozitif alt uç negatif olacaktır. Primer de üst uç negatif olduğunda sekonder de üst uç negatif alt uç pozitif olacaktır.

RL yük direnci güç transistörlerinin kollektörlerine ortası sıfırlı bir çıkış trafosu ile bağlanmıştır. Bu devrelerde trafo kullanılması; distorsiyon, bant genişliği, verim yönünden mahsurludur. Fakat diğer taraftan yük direncinin empedansının kollektör empedansına uydurulmasını sağlamaktadır.

Giriş sinyali bulunmadığı zaman (DC çalışma yada sessizlik durumu) her iki transistörün de beyz ve emitör bayaslaması toprak potansiyelinde olacaktır. Bu durumda her iki transistör kesim durumunda kalacaktır. Giriş sinyali pozitife gittiği zaman Q1 transistörü düz bayaslanarak iletime geçecek Q2 transistörü iyice ters bayaslanacağı için kesimde kalacaktır. Q1 transistörü iletime geçtiği zaman çıkış trafosunun üst yarısı üzerinden İc1 akımı akacaktır. Giriş sinyalinin negatif olduğunda Q2 transistörü iletime geçecek, Q1 kesimde kalacaktır. Q2 nin iletime geçmesi ile çıkış trafosunun alt yarısı üzerinden İc2 akımı akacaktır. Böylece giriş sinyalinin pozitif kısımlarında Q1 transistörü, giriş sinyalinin negatif kısımlarında ise Q2 transistörü yükseltme işini yapacaktır. Aşağıdaki şekilde transistörlerin çalışması zamana bağlı grafiklerle de gösterilmiştir.

Image

Şekil 5.

Şimdi, maksimum kollektör kaybını ve maksimum verimin hangi şartlarda oluştuğunu açıklayacağım. DC çalışma konumunda (Hiç sinyal girişi olmadığı zaman) her iki transistör de kesimde kaldığı için hiçbir kollektör akımı akmayacak, bu durumda da hiçbir kollektör kaybı olmayacaktır. Vi giriş sinyali uygulandığı zaman, Vcc besleme geriliminden çekilen akım yukarıdaki şekli "d" bölümündeki gibi olacaktır. Imax, İc1 ve İc2 kollektör akımlarının tepe değerlerini temsil ettiğine göre, toplam akımın RMS değeri;

Irms=(2 / pi) x Imax

Voltaj kaynağı Vcc tarafından sağlanan güç Pcc;

Pcc=(2 / pi) x Vcc x Im

Pcc = (2 x Vcc2) / (pi x RL’)

yazılır. Imax değeri, kollektör akımını temsil eden (ya da primer yük akımı), yük üzerine gönderilen güç;

PL=RL’ x Irms2 = 0,5 x RL x Imax2

Q1 ve Q2 transistörlerinin kollektör – emitör arası gerilimler;

Vce1= Vcc – İc1 x RL’

Vce2= Vcc – İc2 x RL’

formülleri ile belirlenir. Çıkış trafosunun primer sargılarının dirençlerini ihmal edilebilir kabul edersek trafonun primer sargılarında ulaşılacak en büyük gerilim değeri Vcc değerine eşit olacaktır. Bu nedenle yük üzerine gönderilecek maksimum güç;

Plmax=0,5 x Vcc2 / RL’ = 0,5 x Vcc x Imax

İle bulunur

B-Sınıfı güç yükseltecinin maksimum teori verimi;

Verim= PL/Pcc buradaki değerleri yerine koyup sadeleştirirsek

Verim= 0,785 ya da %78,5

B-Sınıfı güç yükselteci tarafından sağlanacak maksimum çıkış gücü

1. Belirlenen maksimum kollektör akımı
2. Kollektör gerilimi

tarafından sınırlanır.

Bazı durumlarda da transistörün kollektör kaybı tarafından belirlenmektedir. Şimdi bu iki durumu inceleyelim.

Maksimum kollektör-emitör gerilimi Vce(max) ve maksimum kollektör akımı Ic(max) transistör kataloglarında belirtilir. Yukarıdaki devre şemasında Q1 transistörü göz önüne alınırsa iletime geçtiğinde transistörün kollektör akımı ic1 çıkış trafosunun alt yasına -v2 gerilimi emdükler. V1=-v2 olduğundan ve bu gerilim maksimum besleme gerilimine ulaşabildiğinden, kollektör-emitör arası gerilim Vce(max) en az 2 x Vcc değerini alıncaya kadar transistör dayanabilmelidir. Yani transistörlerin Vce(max) değerleri besleme gerilimini en az iki katı yada daha fazlası olmalıdır. Vce(max) değerini kullanarak yük üzerine gönderilecek maksimum güç değerini veren formül;

PL= Vce(max) x Ic(max) / 4

Bu formül bir güç transistörünün maksimum gerilim ve akım değerlerini aşmadan B-Sınıfı bir yükselteç de vereceği maksimum gücü verir.

İkinci durumda, maksimum çıkış gücü, transistörün maksimum kollektör kaybı ile sınırlıdır. B sınıfı yükselteçte DC çalışma şartlarında ic1 = ic2 = 0 olduğu için her transistörün kollektör kaybı sıfırdır. Bu nedenle maksimum kollektör kaybı girişe sinyal uygulandığı anda meydana gelir. (daha açık olarak B sınıfı yükselteç de girişe sinyal uygulanmadan çıkış transistörlerinden akım akmaz ve ısınmazlar.) Girişe sinyal uygulandığında ani kollektör kaybı;

Pc= Vce x İc

İle tarif edilir.

Q noktası AC yük doğrusu üzerinde Vce = Vcc’ x Ic =Q noktasından, Vce = 0, Ic = I noktaları arasında hareket ettikçe, Vce, İc ve Pc değerlerinin ani değerleri de bu çizgi üzerinde noktadan noktaya değişecektir. Pc gücünün maksimum değeri, Ac yük doğrusunun, izin verilen maksimum kollektör kaybı eğrisine teğet olduğu noktada oluşur. Teğet noktası Vce= Vcc / 2 ve Ic= I / 2 değerleri ile belirlenir.

Image

Şekil 6.

Bu eşitliklerden her transistörün maksimum kollektör kaybının eşit olduğunu ve değerinin;

Pc(max) = (Vcc / 2) x (1 / 2)

Pc(max) = Vcc2 / (4 x RL’)

olduğunu hesaplayabiliriz. Şimdi A-Sınıfı bir yükselteçle B-Sınıfı bir yükselteci çıkışları bakımında karşılaştıracak olursak, sinüs giriş sinyali için B-Sınıfı bir yükselteç A-Sınıfı yükseltece göre iki kat fazla güç verir.

B Sınıfı Yükselteçl
erde Crossover Distorsiyon

Aşağıdaki şekilde bir B sınıfı yükseltecin giriş devresi giriş devresinin eşdeğeri görülmektedir.

Image

Şekil 7.

Buradaki Vs kaynakları örneğin girişe bağlı ortası sıfırlı bir trafodan elde edilen voltajları temsil etmektedir. Rs direçleri transistörlerin giriş dirençlerini temsil etmektedir.Transistörler Germanyum yada Silisyum olabilir. Bir noktaya dikkatinizi çekmek istiyorum. Bu eşdeğer devrede transistörlerin bayaslama devresi kullanılmamıştır. Bu devrenin (giriş devresinin) gerilim-akım V-I karakteristiği aşağıdaki şekildeki gibi olur.

Image

Şekil 8.

Bu şekle ve devreye baktığımızda transistörlerden beyz akımlarının (Ib1-2) akması için Vs kaynaklarının voltaj değerlerinin germanyum transistörler için 0.2V, silisyum transistörler için 0.6V değerinin üzerine çıkması gerekir.Yani transistörlerden akım akması için girişe uygulanan AC sinyal seviyesi transistörlerin VBE açma voltajının üzerine çıkması gerekmektedir. Bu sorun ortadan kalkmadığı sürece yükselteçte CROSSOVER distorsiyonu oluşacaktır.

Image

Şekil 9.

Bu distorsiyon yükselteçlerde yüksek çıkış güçlerinde hissedilmez. Ancak çok düşük çıkış seviyelerinde hissedilir. CROSSOVER distorsiyonunu ortadan kaldırma için Q1 veQ2 transistörlerden geçen akım giriş sinyali sıfırdan farklılaştığı anda başlaması gerekmektedir. Bunu sağlamak için Q1 ve Q2 transistörlerinin VBE voltajı kadar bir voltaj transistörlerin beyz ve emitörleri arasına uygulanır. Bu voltaj aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi transistörle aynı malzemeden yapılmış (transistörler silisyumsa silisyum bir diyot, germanyumsa germanyum bir diyot) diyot ile olabileceği gibi, ayarlı bir direnç yardımı ile de olabilir. Ayarlı bir dirençle sağlanan bayaslama tercih edilir. Çünkü diyodu transistörlerle aynı malzemeden seçsek bile her zaman transistörle diyotdun açma voltajı aynı olmaz. Pratikte ayarlı direnç kullanılır. Bu ayarlı dirençle transistörlerin beyz ve emiterleri arasına bir ön bayas verilerek. 5-10 mA kollektör akımı sağlanır.

Image

Şekil 10.

Image

Şekil 11.

Ayrıca devredeki Q1 ve Q2 transistörlerini aynı karakteristiğe göre seçmek gerekir. Farklı karakteristikli transistörler kullanırsak yükseltecimizde bu kezde NON LINEAR distorsiyon oluşur. Transistörler aynı marka ve model de olsa karakteristikleri farklı olacaktır. Transistörleri aynı özellikte seçmek ancak Transistör Curve Meter denilen ölçü aletleri ile yapılır. Bu tür ölçü aletleri de herkezde bulunmaz. Ama en azından herkezde AVO metre vardır. Bu ölçü aletlerinde transistör ölçen bir özellik varsa aynı özelliği yada çok yakın özellik gösterenleri seçmek gerekir.

Tamamlamalı Simetrik Yükselteç (Complementary Symmetric Amplificator)

Trafo kuplajlı push-pull yükselteçlerde, transistorlere giriş sinyali sağlamak için bir ara trafosu, çıkış sinyali almak için de bir çıkış trafosu kullanılmaktadır. Buda devrenin büyülüğünü arttırmaktadır. Ayrıca trafonun frekans karakteristiği açısından bazı dezavantajları da vardır. Şimdiki yükseltecimizde trafo kullanılmamaktadır.

Aşağıdaki devre Tamamlamalı Simetrik bir yükselteç devresini göstermektedir.

Image

Şekil 12.

Anlatım kolaylığı için bayaslama devreleri çizilmemiştir. Devreye dikkatlice bakacak olursak (transistörün birini parmağınızla kapatın) iki adet Emiter İzleyici devreden oluşmaktadır. Daha önceki konularımızdan hatırlarsanız Emiter izleyici bir devrenin çıkış empedansı düşük olduğu için düşük empedanslı yükleri örneğin bir hoparlör, DC motor doğrudan kullanılabilir. Bu devrede iki adet besleme kaynağı kullanılmıştır. Gerçekte bu tür yükselteçlerde iki
besleme kaynağı olabileceği gibi çıkış yüküne seri olarak ek bir kondansatör bağlanarak tek güç kaynağı ile de kullanılabilir. Devrenin çalışması oldukça basit. Girişe sinüsşeklinde bir giriş sinyali uygulayalım. Bu sinyalin pozitif taraflarında Q1 transistörü, negatif taraflarında Q2 transistörü akım geçirmekte. Transistörlerin emitör akımları yük üzerinden güç kaynaklarının sıfır noktasına dönmektedir. Bu devrenin yük üzerine beslenen çıkış gücü her transistörün maksimum kollektör kaybının 2 katına eşittir. Sinüs sinyaller için maksimum verin push-pull devreninkine eşit olup %78.5 dir. Yukarda ki devre bu haliyle kullanılmaz.Devreye bayas, stabilizasyon, sürücü katı ve uygun geri besleme devresi eklemek gerekmektedir. Aşağıdaki devre gerekli devreleri eklenmiş tek güç kaynaklı bir tamamlamalı simetrik yükselteçtir.

Image

Şekil 13.

Rl yük empedansı Q2-Q3 tamamlayıcı transistörlerin çıkışına C3 kondansatörü ile bağlanmıştır.R6 ve R7 emitör dirençleri Q2 ve Q3 transistörleri için Isıl Düzenleme yapar. R1 direnci Q2 ve Q3 emitör dirençleri ortasındaki gerilimi sürücü katının girişine geri-besleme olarak uygulayarak, Q1 transistörünün sıcaklık değişimlerinden etkilenmesini önler. Q2-Q3 transistörlerinin emitör dirençlerinin ortasındaki gerilim, yaklaşık olarak Vcc geriliminin yarısına eşittir. Crossover Distorsiyonunu önlemek için çıkış transistörleri üzerinden birkaç mA değerinde akım geçecek şekilde bayaslanır. Çıkış transistörleri farklı polariteli olduğu için (biri NPN diğeri PNP) Q2 transistörünün beyzine emitörüne gör
e pozitif, Q3 transistörünün beyzi emitörüne göre negatif bayas uygulanması gerekmektedir. Bu bayas gerilimleri Q1 transistörünün kollektöründeki R4 direnci tarafından sağlanır.

R1 direncinin yaptığı geri beslemeler nedeniyle devrede simetrik olmayan bir durum oluşur. Bu nedenle R4 direncinin değeri büyük olmalıdır. R4 direncinin yerine ayarlanabilir bir ayarlı direnç kullanılarak çıkış transistörlerinin çalışma noktaları doğru olarak ayarlanır ve çıkış sinyalinde, giriş sinyalinin yüksek olması nedeniyle oluşabilecek kırpılmalar önlenir. Güç kaynağında oluşabilecek değişmeler ve sıcaklıktan olabilecek etkileri ortadan kaldırmak için R4 direncine paralel bir termistör (NTC) bağlanabilir. Devrenin çalışması bir önceki devrenin aynısıdır. Giriş sinyalinin pozitif bölümlerinde Q2 negatif bölümlerinde Q3 transistörleri iletimdedir. Q2 nin iletimde olduğu sürece A noktasındaki gerilim toprak voltajına göre artar, Q3 tranasitörünün iletimde olduğu sürece A noktasındaki gerilim toprağa göre azalır. A noktasıdaki değişimler (AC sinyal) C3 kondansatörü üzerinden yük üzerine aktarılır.

Posted in Genel.

Bir cevap yazın