Temel Elektronik. Temel Elektronik. Ana Sayfa. Temel Elektronik

Transkript

1 Temel Elektronik 2012 İç Çamaşır Modelleri Trendyol Üyelerine Özel İndirim. Üye Ol Bu Fırsatı Kaçırma. /iç_çam aşır Temel Elektronik Ana Sayfa Temel Elektronik Pasif Devre Elemanları Renk Kodları Yarı İletkenler Diyotlar Transistörler Güçkaynakları Transistörlü Yükselteçler Mikrofonlar Hoparlörler Fototransistör ve Fotodiyotlar Led Fet Mosfet Diferansiyel (Fark) Yükselteci OP-AMP Pals Devreleri RC Osilatörler LC Osilatörler Kristal Osilatörler Multivibratörler Modülasyon Silikon Anahtarlar Thyristör Dijital Elektronik Elektronik Malzeme Kılıfları Elektronik Devreler Other Software Yazılım Takım Çantası Linkler Site Haritası Temel Elektronik Einstein'in Büyük Fikri, Elektrik ve Elektroniğin Doğuşu: Geçmişden günümüze doğru ufak bir yolculuğa çıkalım... Yarı İletkenli Elektronik Devre Elemanları 1 - Diy ot: Diyot tek yöne elektrik akımını ileten bir devre elemanıd kutbuna da "Katot" adı verilir. Genellikle AC akımı DC ak Doğrultmaç devrelerinde kullanılır. Diyot N tipi madde il oluşur. Bu maddeler ilk birleştirildiğinde P tipi maddedek elektronlar iki maddenin birleşim noktasında buluşarak "Nötr" bir bölge oluşturular. Yandaki şekilde Nötr bölgey kalan diğer elektron ve oyukların birleşmesine engel olur sembolünü görebilirsiniz. Şimdide diyotun doğru ve ters inceleyelim. Doğru Polarm a: Anot ucuna güç kaynağının pozitif (+) kutbu katot ucuna kutbu bağlandığında P tipi maddedeki oyuklar güç kayna N tipi maddedeki elektronlar da güç kaynağının negatif ( sayede aradaki nötr bölge yıkılmış olur ve kaynağın nega kutbuna doğru bir elektron akışı başlar. Yani diyot iletim bölümü aşmak için diyot üzerinde 0.6 Voltluk bir gerilim gerilim düşümü Silisyumlu diyotlarda 0.6 Volt, Germany gerilime diyotun "Eşik Gerilimi" adı verilir. Birde diyot ü diyot zarar görüp bozulabilir. Diyot üzerinden geçen akım birdr seri direnç bağlanmıştır. İdeal diyotta bu gerilim düşümü ve sızıntı akımı yo 1/9

2 birdr seri direnç bağlanmıştır. İdeal diyotta bu gerilim düşümü ve sızıntı akımı yo T ers Polarm a: Diyotun katot ucuna güğ kaynağının pozitif (+) kutbu, an negatif (-) kutbu bağlandığında ise N tipi maddedeki elek kutbu tarafından, P tipi maddedeki oyuklarda güç kayna çekilirler. Bu durumda ortadaki nötr bölge genişler, yani Azınlık Taşıyıcılar bölümündede anlattığımız gibi diyota t yalıtımda iken çok küçük derecede bir akım geçer. Bunad istenmeyen bir durumdur. 2 - Zener Diy ot: Zener diyotlar normal diyotların delinme gerilimi noktansı Zener diyot doğru polarmada normal diyot gibi çalışır. Ter uygulanan gerilim "Zener Voltajı" 'nın altında ise zener yalı üzerine çıkıldığında zener diyotun üzerine düşen gerilim ze Üzerinden geçen akım değişken olabilir. Zenerden arta kal olan direncin üzerine düşer. Üretici firmalar 2 volttan 200 üretirler. Zener diyotlar voltajı belli bir değerde sabit tutm kullanılır. Yan tarafta zener diyotun simgesi, dış görünüşü görülmektedir. 3 - T unel Diy ot: Saf silisyum ve Germanyum maddelerine dafazla katkı ma imal edilmektedir. Tunel diyotlar ters polarma altında çalış belli bir seviyeye ulaşana kadar akım seviyesi artarak ilerl ulaştıktan sonrada üzerinden geçen akımda düşüş görülür. gösterdiği bölge içinde kullanılırlar. Tunel diyotlar yüksek f osilatörlerde kullanılır. Yan tarafta tunel diyotun sembolü v 4 - Varikap Diy ot: Bu devre elemanını size anlatabilmem için ilk önce ön bilgi bahsetmem gerekecek. Kondansatörün mantığı, iki iletken Ve bu kondansatördeki iletkenlerin arasındaki uzaklık artır değiştirilen kondasatörler mevcuttur. Fakat bunların bir d maliyetli olması, çok yer kaplaması ve elle kumanda edilme kondansatör türüne "Variable Kondansatör" diyoruz. Şimd konuda üstün gelen bir rakip olan "Varikap Diyotu" anlatac verilen gerilime oranla kapasite değiştiren bir ayarlı konda çalışır. Boyut ve maliyet olarak variable kondansatörlerden konusunda gördüğünüz gibi diyot da kondansatör gibi iki y nötr bölge yani yalıtkandan oluşur.yan tarafta görüldüğü g polarma gerilimi arttığı taktirde aradaki nötr bölge genişlile aralarındaki mesafeyi arttırır. Böylece diyotun kapasitesi d tam tersi olarak nötr bölge daralır ve kapasite artar. Bu ele otomatik aramalarında kullanılır. 2/9

3 5 - Şotki (Schottky ) Diy ot: Normal diyotlar çok yüksek frekanslarda üzerine uygulana karşılık veremezler. Yani iletken durumdan yalıtkan durum iletken duruma geçemezler. Bu hızlı değişimlere cevap ver edilmiştir. Şotki diyotlar normal diyotun n ve p maddelerin kaplanmasından meydana gelmiştir. Birleşim yüzeyi platinle kaplanarak ortadaki nötr bölgeyi aşması kolaylaştrılmıştır. 6 - Led Diy ot: Led ışık yayan bir diyot türüdür. Lede doğru polarma uygu oyuklarla n maddesindeki elektronlar birleşim yüzeyinde n ortaya çıkan enerji ışık enerjisidir. Bu ışığın gözle görülebilm birleşim yüzeyine "Galyum Arsenid" maddesi katılmıştır. L mavi olmak üzere 4 çeşit renk seçeneği vardır. 7 - İnfraruj Led: İnfraruj led, normal ledin birleşim yüzeyine galyum arseni Yani görünmez (mor ötesi) ışıktır. infraruj ledler televizyon kumandalarında, kumandanın göndediği frekansı televizyo kullanılır. Televizyon veya müzik setinde ise bu frekansı al denir. İnfraruj led ile normal ledin sembolleri aynıdır. 8 - Foto Diy ot: Foto diyotlar ters polarma altında kullanılırlar. Doğru polar iletken, ters polarmada ise n ve p maddelerinin birleşim yü yalıtkandır. Birleşim yüzeyine ışık düştüğünde ise birleşim açığa çıkar ve bu şekilde foto diyot üzerinden akım geçmey yaklaşık 20 mikroamper civarındadır. Foto diyot televizyon veya müzik setlerinin 9 - Optokuplörler: Optokuplorler içinde bir adet foto diyot ve bir adet de infar devre elemanıdır. Bu infaruj led ve foto diyotlar optokuplör şekilde yerleştrilmişlerdir. İnfraruj ledin uclarına verilen si uclarından alınır. Fakat foto diyotun uçlarındaki sinyal çok yükselteçle yükseltilmesi gerekir. Bu devre elemanının kullanım amacı ise bir dev elektriksel bir bağlantı olmaksızın bilgi iletmektir. Aradaki bağlantı ışıksal bir bağl 10 - T ransistör: Tansistörler PNP ve NPN transistörler olarak iki türe ayrılırlar. NPN transistörle maddelerin birleşmesinden, PNP transistörler ise P, N ve P yarı iletken maddeler gelmişlerdir. Ortada kalan yarı iletken madde diğerlerine göre çok incedir. Transi dışarı bir uç çıkartılmıştır. Bu uçlara "Kollektör, Beyz ve Emiter" isimlerini veriyo 3/9

4 dışarı bir uç çıkartılmıştır. Bu uçlara "Kollektör, Beyz ve Emiter" isimlerini veriyo uçlarına verilen küçük çaptaki akımlarla kollektör ile emiter uçları arasından geçe ile emiter arasına verilen akımın yaklaşık %1 'i beyz üzerinden geri kalanı ise kolle tamamlar. Transistörler genel olarak yükseltme işlemi yaparlar. Transistörlerin k kat sayıları bulunmaktadır. Bu yükseltme katsayısının birimi ise "Beta" 'dır. Şimd ayrı ayrı inceleyelim. a) - NPN T ipi T ransistör: NPN tipi transistörler N, P ve N tipi yarı iletkenlerinin birleşm Şekilde görüldüğü gibi 1 nolu kaynağın (-) kutbundaki elektron doğru iter ve bu elektronların yakalaşık %1 'i beyz üzerinden 1 kalanı ise kollektör üzerinden 2 nolu kaynağın (+) kutbuna doğ emiter arasından dolaşan akım çok küçük, kollektör ile emiter büyüktür. Yan tarafta NPN tipi transistörün sembolü ve iç yap b) - PNP T ipi T ransistör: PNP tipi transistörler P, N ve P tipi yarı iletkenlerinin birleşm Şekilde görüldüğü gibi 1 nolu kaynağın (+) kutbundaki oyuklar iter ve bu oyukların yakalaşık %1 'i beyz üzerinden 1 nolu kayn kollektör üzerinden 2 nolu kaynağın (-) kutbuna doğru hareke arasından dolaşan akım çok küçük, kollektör ile emiter arasınd büyüktür.yan tarafta PNP tipi transistörün sembolü ve iç yap 11 - Foto T ransistör: Foto transistörün normal transistörden tek farkı, kollektör ile beyz ile değilde, beyz ile kollektörün birleşim yüzeyine düşen m olmasıdır. Foto transistör devrede genelde beyz ucu boşta olra ışık düştüğünde tem iletimde düşmediğinde ise tam yalıtımdad kadar olduğu için foto diyotlardan daha avantajlıdır. Yan taraft görülmektedir T hy ristör: Thyristör mantık olarak yandaki şekildeki gibi iki transistörün Thyristörün anot, katot ve gate olmak üzere üç ucu bulunmak Yani anot ile katot üzerinde bir gerilim varken (Anot (+), kato ucları arasına bir anlık (Gate (+), katot (-) olmak şartı ile) akım thyristörün anot ile katot uçları arası iletime geçer. Anot ile ka Gerilimi" 'nin altına düşmediği sürece thyristör iletimde kalır. anot ile katot arasındaki akım kesilir veya anat ile katot ucları da gate ile katot arasına ters polarma uygulanır. Yani gate ucu 13 - Diy ak: Diyak çift yönde de aynı görevi gören bir zener diyot gibi çalışı gerilim diyak geriliminin altında iken diyak yalıtımdadır. Üzeri 4/9

5 gerilim diyak geriliminin altında iken diyak yalıtımdadır. Üzeri Üzerine ukgulanan gerilim diyak geriliminin üstüne çıktığında iletime geçer geçmez diyakın uçlarındaki gerilimde bir düşüş g geriliminin yaklaşık %20 'si kadardır. Diyakın üzerine uygulan da düşse diyak yine de iletimde kalır. Fakat diyaka uygulanan gerilim düşüş anınd altına düşürüldüğünde diyak yalıtıma geçer. Diyak iki yöndeki uygulanan polarma Diyakın bu özelliklerinin olma sebebi alternatif akımda kullanılabilmesidir T riy ak: Triyaklar da tristörlerin alternatif akımda çalışabilen türleridir ters yönde bağlı iki adet tristör bulunmaktadır. Yan tarafta bu Herhangi bir alternatif akım devresindeki bir triyakın A1 ucun geldiğinde birinci tristör, tam tersi durumda ise ikinci tristör d triyak alternetif akımın iki yönünde de iletime geçmiş olur. Tr akım devrelerinde güç kontrol elemanı olarak kullanılır JFet T ransistör: Jfet transistörler normal transistörlerle aynı mantıkta çalışırlar. Üç adet uca sahip transistörün beyzi), oyuk (D)(normal transistörün kollektörü) ve kaynak (S) 'dır. arasındaki tek fark, normal transistörün kollektör emiter arasındaki akımın, beyz edilmesi, jfet transistörün ise geytinden verilen gerilimle kontrol edilmesidir. Yani çekmezler. Jfet'in en önemli özelliğide budur. Bu özellik içerisinde çok sayıda trans ısınma ve akım yönünden büyük bir avantaj sağlar. Normal transistörlerin NPN v transistörlerinde N kanal ve P kanal olarak çeşitleri bulunmaktadır. Fakat genel o kullanılır. Aşağıda jfetin iç yapısı ve sembolü görülmektedir. a) N Kanal JFet T ransistör: Yandaki grafikte görüldüğü gibi n kanal jfet transistörler iki maddesinin birleşiminden meydana gelmiştir. Fetin gate uc ucları arasındaki direnç değeri kontrol edilir. Gate ucu 0V t birleştirildiğinde P ve N maddeleri arasındaki nötr bölge ge ve S ucları arasından yüksek bir akım akmaktadır. D ve S u seviyesi arttırıldığı taktirde ise bu nötr bölge daha da genişl değerinde sabit kalır. Gate ucuna eksi değerde bir gerilim u bölge daralır. Akım seviyesi de gate ucuna uygulanan gerilim düşmeye başlar. Bu sayede D ve S uçlarındaki direnç değer b) P Kanal JFet T ransistör: P kanal fetlerin çalışma sistemide N k polarizasyon yönünün ve P N madde Yani gate ucuna pozitif yönde polariz arasındaki direnç artar, akım düşer. G doyumdadır. 5/9

6 16 - Mosfet: Mosfetlerde fetler gibi N kanal ve P kanal olarak ikiye ayrılırlar. Mosfetler Aşağıd bir gövde olan P maddesi (SS) oluk ve kaynak kutuplarına bağlı iki adet N maddes oluşturan bir N maddesi daha. Birde kanal ile arasında silisyumdioksit (SiO2) mad bulunmaktadır. Bu madde n kanal ile kapı arasında iletimin olmamasını sağlar. P m mofetlerde içten S kutbuna bağlanmış, bazı mosfetlerde de ayrı bir uc olarak dışar kontrolü fetlerden biraz farklıdır. Mosfetler bazı özelliklerine göre ikiye ayrılırlar, ve "Enhensment" tipi mosfetlerdir. Bu iki tip mosfeti şimdi ayrı ayrı inceleyelim. a) Deplesy on: Yandaki garafikten de anlaşılacağı gibi mosfetin gate kutbuna 0V verildiğinde (yan ve D kutupları arasından fetlerdeki gibi bir akım akmaya başlar. Gate kutbuna ne uygulandığında ise gate kutbundaki elektronlar kanaldaki elektronları iter ve p tip oyuklarıda çeker. Bu itme ve çekme olaylarından dolayı kanal ile gövdedeki elektr bölge oluştururlar. Gate 'e uygulanan negatif gerilim artırıldığında ise nötr bölge d geçmesine engel olur. Gate kutbuna pozitif yönde gerilim uygulandığında gate kut oyukları iter, kanaldaki elektronları ise çeker fakat aradki silisyumdioksit madde oyuklarla elektrınlar birleşemez. Bu sayede kanal genişler ve geçen akım daha da uygulanan pozitif gerilimle akımın artırılmasına "Enhensment", negatif gerilim uy "Deplesyon" (Depletion) diyoruz. Bu bölümde Deplesyon tipi mosfetlerin N kanal olan tipi N kanalın, polarma ve yarıiletkenlerin yerleri bakımından tam tersidir. b) Enhensm ent: Enhensment tipi mosfetleri, Deplesyon tipi mosfetlerden ayıran en önemli özellik tipi kanalın bulunmamasıdır. Bu kanalın bulunmaması nedeni ile gate kutbuna 0V arasından hiç bir akım geçmez. Fakat gate kutbuna +1V gibi bir pozitif gerilim uyg oyuklar gövdedeki oyukları iter. Bu sayede S kutbundan gelen elektronlara D kut S ve D kutupları arasından bir akım geçmeye başlar. Bu bölümde Enhensment tip açıkladık. P kanal olan tipi N kanalın, polarma ve yarıiletkenlerin yerleri bakımınd 17 - Direnç: Direncin kelime anlamı, birşeye karşı gösterilen zorluktur. devrede akıma karşı bir zorluk göstererek akım sınırlamas 'dur. 1,000 ohm = 1 Kilo ohm, 1,000,000 ohm = 1 Mega oh Giga ohm. Direncin değeri üzerine renk kodları ile yazılmış renkleriri soldan başlayarak, sarı, mor, kırmızı ve altındır. sayıyı, 3. renk çarpan sayıyı ve 4. renkte toleransı gösterir mor 7'e ve kırmızıda çarpan olarak 10 üzeri 2'ye eşittir. Bu yanyana konur ve üçüncü ile çarpılır. Tolerans direncin değ yandaki direncin toleransı %5 ve direncin değeri de 4.7 Koh değerinin 4.7 Kohm'dan %5 fazla veya eksik olabileceğini b vardır. Bunlarda ilk üç renk sayı 4. renk çarpan, 5. renk ise karbondan üretilirler fakat yüksek akım taşıması gereken Ayrıca dirençler sabit ve ayarlı dirençler olmak üzere ikiye "Potansiyometre" sürekli ayar yapılan yerlerde, "Trimpot" kullanılırlar. 6/9

7 Direnç Bağlantı Türleri a) Seri bağlantı: Yan taraftaki resimde dört adet direncin birbirine seri bağlanmış uclarındaki toplam direnç değerinin heaplama formülü, R Toplam = Yani 100 Ω Ω + 10 KΩ KΩ = KΩ 'a buda 12,430 Ω'a eşittir. b) Paralel bağlantı: Paralel bağlantıda ise formül 1 / R Toplam =(1/R 1 )+(1/R 2 )+(1/R 3 )+(1/R 4 ) şeklinde önce Tüm değerler aynı yani ohm, KΩ veya MΩ cinsine dönüştür 10 KΩ = 10,000 Ω, 2.2 KΩ = 2,200 Ω. Şimdide hesaplamayı yapa 1 / R Toplam = ( 1 / 100 Ω ) + ( 1 / 330 Ω ) + ( 1 / 10,000 Ω ) + ( 1 1 / R Toplam = ( 0.01 ) + ( ) + ( ) + ( ) => 1 / R Toplam = yine bu eşitliğe göre; R Toplam = 1 / bu da 73.8 Ω'a eşittir Potansiy om etre: Potansiyometre devamlı ayar yapılması için üretilmiş bir ayalı d teyiplerde ses yüksekliğini ayarlamak için kullanılır. Üç bacaklıd bir direnç vardır. Ortadaki uç ise 1 nolu uç ile 3 nolu uç arasında arasındaki direnç azaldıkça 3 nolu uç arasındaki direnç artar T rim pot: Trimpot ise devrenin içinde kalır ve sabit kalması gereken ayarl potansiyometre ile aynıdır Foto Direnç (LDR) : Foto direnç üzerine düşen ışık şiddetiyle ters orantılı olarak, ışık ışık şiddeti azaldığında ise direnci artan bir devre elemanıdır. Fo özellikleri gösterir. Yan tarafta foto direncin sembolü görülmekte 21 - NT C: Ntc direnci ısıyla kontrol edilen bir direnç türüdür. Ntc ısıla ters Yani ısı arttıkca ntcnin direnci azalır. Isı azaldıkça da ntcnin diren sembolü görülmektedir PT C: 7/9

8 Ptc ise ntcnin tam tersidir. Isıyla doğru orantılı olarak direnci de ısı azaldıkça da direnci azalır. Yan tarafta PTC'nin sembolü görül 23 - Kondansatör: Kondansatör mantığı iki iletken arasına bir yalıtkandır. Kondans depolamaya yarayan devre elemanlarıdır. Kondansatöre DC akım dolana kadar devreden bir akım aktığı için iletimde kondansatör Devreden sızıntı akımı haricinde herhangi bir akım geçmez. AC a yönü devamlı değiştiği için kondansatör devamlı iletimdedir. Kon "F" ile gösterilir. Faratın altbirimleri Mikro farat (uf), Nano fara 1,000,000 µf, 1 µf = 1,000 nf, 1 nf = 1,000 pf. Şimdide konda bağlantı şekillerini inceleyelim. Kondansatör Bağlantı Şekilleri a) Seri bağlantı: Kondansatörlerin seri bağlantı hesaplamaları, direncin paralel ba görüldüğü gibi A ve B noktaları arasındaki toplam kapasite 1 / C Toplam = ( 1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 ) şeklinde hesaplan 1 / C Toplam = ( 1 / 10 µf ) + ( 1 / 22 µf ) + ( 1 / 100 µf ) burdan 1 / C Toplam = 0,1 + 0, ,01 1 / C Toplam = 0,155 C Toplam = 1 / 0,155 C Toplam = 6.45 µf eder. A ve B arasındaki elektrik ise V Toplam = V1 + V2 + V3 şeklinde hesaplanır. Bu elektrik kondansatörlerin içinde depolanmış olan elektriktir. b) Paralel bağlantı: Kondansatörlerin paralel bağlantı hesaplamaları, direncin seri ba C Toplam = C1 + C2 + C3 hesapladığımızda, C Toplam = 10 µf+ 22 µf µf C Toplam = 132 µf eder. A ve B noktaları arasındaki elektrik ise V Toplam = V1 = V2 = V3 şeklindedir. Yani tüm kondansatörlerin gerilimleride eşittir Bobin: Bir iletkenin ne kadar çok eğik ve büzük bir şekilde ise o kadar d üzerine sarılmış ve dışı izole edilmiş bir iletken telden oluşur. Bob uygulandığında bobinin etrafında bir manyetik alan meydana ge çevresinde bir mıknatıs ileri geri hareket ettirildiğinde bobind el Bunun sebebi mıknatıstaki manyetik alanın bobin telindeki elektronları açığa çıka direnç gösterir. Bu nedenle bobine DC akım uygulandığında bobin ilk anda yalıtka AC akım uygulandığında ise akımın yönü devamlı değiştiği için bir direnç göterir. B katları ise Mili Henri (mh) ve Mikro Henridir (µh). Elektronik devrelerde kullanı duranları olduğu gibi nüve üzerine sarılmış olanlarıda mevcuttur. Ayrıca bu nüve bobine yaklaştırıp uzaklaştırarak çalışan ayarlı bobinlerde mevcuttur. Bobin trafo 8/9

9 bobine yaklaştırıp uzaklaştırarak çalışan ayarlı bobinlerde mevcuttur. Bobin trafo kullanılır. Elektronik olarakta frekans üreten devrelerde kullanılır. ***Bu sayfadaki bazı açıklamalar ve resimler "Fırat Üniversitesi Elektronik Bölüm 9/9