DENEY-3. FET li Yükselticiler

Transkript

1 DENEY-3 FET li Yükselticiler Deneyin Amacı: Bir alan etkili transistor ün (FET-Field Effect Transistor) kutuplanması ve AF lı bir kuvvetlendirici olarak incelenmesi. (Ayrıca azaltıcı tip (Depletian type) MOSFET ler de kutuplama ve kuvvetlendirme işlemleri JFET lerle aynı özellikleri taşıdığından bu deneyde yapılan işlemler ve sonuçları azaltıcı tip MOSFET leri de kapsamaktadır. Teorinin Özeti: FET ler BJT ler gibi yarı iletken malzemelerden yapılmasına rağmen tek tip (unipolar) taşıyıcılara sahip olmaları çok yüksek giriş dirençlerin bulunması, gürültülerinin ve ısıl kararlılıklarının daha iyi olması gibi avantajları ve kazanç-bant genişliğinin nispeten küçük olması gibi gibi dezavantajları ile BJT lerden ayrılmaktadır. İki eleman arasındaki çalışma prensipleri açısından temel farklılık ise BJT lerin akım kontrollü FET lerin ise gerilim kontrollü eleman olmalarıdır. Bir elektriksel elemanların özellikleri en açık onun karakteristik eğrilerinden anlaşılır. Şekil 3.1 de bir FET için geçiş ve çıkış öz eğrileri birleştirilerek verilmiştir. Bu eğrilerden geçiş öz eğrisi daha sık kullanılır. Bu sebeple bu eğrinin kolay çizilmesi ve üzerinde Q çalışma noktasının bulunması için bir takım metotlar geliştirilmiştir. Bunlardan en yaygın olanı verilen denklemdir. I DS =I D =I DSS (1-V GS /V P ) 2 Burada; V p pinch-off (kısılma) voltajı, I DSS maksimum akaç (Drain) akımıdır. Şekil 3.1 Bir N kanal FET için karakteristik eğrileri 1

2 Deneyin Yapılışı:.1 Ortak Kaynaklı (Common Source) Kuvvetlendirici Devresi Şekil 3.2 Ortak Kaynaklı Kuvvetlendirici Devresi Şekil 3.2 deki devreyi kurunuz. BF245 için I CSS =10mA V P =-5V alınacaktır Giriş işareti olarak fonksiyon jeneratörünün mili voltlar mertebesinde (yaklaşık 100 mv PP ) 10KHz lik sinüzoidal bir işaret uygulayınız. Bu girişi çıkışta maksimum bozulmasız (distorsiyonsuz), bir işaret elde edinceye kadar ayarlayınız. Giriş ve çıkış sinyallerini osiloskoptan gözlemleyerek ölçekli bir şekilde çizip voltaj kazancını hesaplayınız. Giriş ve çıkıştaki voltaj ve akım değerlerini rms cinsinden ölçerek akım kazançlarını, giriş ve çıkış direnç değerlerini hesaplayınız. Teorik hesaplarınızla karşılaştırma yaparak aralarında farklılıklar varsa sebeplerini araştırınız. Giriş işaretini çıkararak DC kapı (V G ) ve kaynak gerilimini (V S ) multimetre ile ölçünüz. Elde ettiğiniz ölçüm sonuçlarını bu devre için hesaplayacağınız teorik sonuçlarla karşılaştırınız. Sonuçlar arasında bir fark varsa sebebini açıklayınız. 2

3 .2 Ortak Akıtıcılı (Common Drain) Kuvvetlendirici Devresi Şekil 3.3 Ortak Akıtıcılı Kuvvetlendirici Devresi Şekil 3.3 deki devreyi kurunuz. BF245 için I CSS =10mA V P =-5V alınacaktır Giriş işareti olarak fonksiyon jeneratöründen 400mV, 1KHz lik sinüzoidal bir işaret uygulayınız. Giriş ve çıkış işaretlerini osiloskoptan gözlemleyerek ölçekli bir şekilde çizip voltaj kazancını hesaplayınız. Giriş ve çıkıştaki voltaj ve akım değerlerini rms cinsinden ölçerek akım kazançlarını, giriş ve çıkış direnç değerlerini hesaplayınız. Teorik hesaplarınızla karşılaştırma yaparak aralarında farklılıklar varsa sebeplerini araştırınız. Giriş işaretini çıkararak DC kapı ve (V G ) ve kaynak (V S ) gerilimlerini multimetre ile ölçünüz. Elde ettiğiniz ölçüm sonuçlarını bu devre için hesaplayacağınız teorik sonuçlarla karşılaştırınız. Teorik hesaplamalarınızda giriş ve çıkış değerlerini bulunuz. Sonuçlar arasında bir fark varsa sebebini açıklayınız. 3

4 .3 Ortak Kapılı (Common Gate) Kuvvetlendirici Devresi Şekil 3.4 Ortak Kapılı Kuvvetlendirici Devresi Şekil 3.4 deki devreyi kurunuz. BF245 için I CSS =10mA V P =-5V alınacaktır Giriş işareti olarak fonksiyon jeneratöründen 400mVpp 1 KHz lik sinüzoidal bir işaret uygulayınız. Çıkış işaretlerini osiloskoptan gözlemleyerek ölçekli bir şekilde çizip voltaj kazancını hesaplayınız. Giriş ve çıkıştaki voltaj ve akım değerlerini rms cinsinden ölçerek akım kazançlarını, giriş ve çıkış direnç değerlerini hesaplayınız. Teorik hesaplarınızla karşılaştırma yaparak aralarında farklılıklar varsa sebeplerini araştırınız. Giriş işaretini çıkararak DC akıtıcı (V D ), kaynak (V S ) gerilimlerini multimetre ile ölçünüz. Elde ettiğiniz ölçüm sonuçlarını bu devre için hesaplayacağınız teorik sonuçlarla karşılaştırınız. Sonuçlar arasında bir fark varsa sebebini açıklayınız. 4

5 Ön Çalışma Ön çalışma 1,2 ve deney esnasında kullanılmak üzere ölçüm sayfasından 3 kopya alınız. 1..1, 3.2, 3.3 de istenen değeleri Proteus ile bularak tabloları, şablonları doldurunuz. 2..1, 3.2, 3.3 de istenen değerleri teorik olarak hesaplayınız tabloları, şablonları doldurunuz. 3. JFET,MOSFET hakkında araştırma yaparak bu tip yükselticilerin hangi alanlarda kullanıldığını araştırınız. BJT yükselticiler hakkında araştırma yaparak bu tip yükselticilerin hangi alanlarda kullanıldığını araştırınız. Rapor Notları Deney sonuçlarınızı ve yorumlarınızı ön çalışmanıza ekleyiniz. Malzeme Listesi 3 adet BF245, 4x 10uF, 2,2MΩ, 5,6KΩ, 22KΩ, 3,3KΩ, 1MΩ, 2,2KΩ, 1,2KΩ, 3,3KΩ Not: Deney föyü ve ön çalışması olmayan öğrenci derse alınmayacaktır. Devrenizi önceden breadboard üzerine kurarak getirmeniz tavsiye edilir. 5

6 DENEY 3.1 ORTAK KAYNAKLI KUVVETLENDİRİCİ DEVRESİ SONUÇ TABLOSU RMS Giriş Çıkış Kazanç Akım Gerilim V G V S DC DENEY 3.2 ORTAK AKITICILI KUVVETLENDİRİCİ DEVRESİ SONUÇ TABLOSU RMS Giriş Çıkış Kazanç Akım Gerilim V G V S DC DENEY 3.3 ORTAK KAPILI KUVVETLENDİRİCİ DEVRESİ SONUÇ TABLOSU RMS Giriş Çıkış Kazanç Akım Gerilim V G V S DC 6

7 7