T SAKAYA ÜNİESİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTİK-ELEKTONİK MÜHENDİSLİĞİ ELM201 ELEKTONİK- DESİ LAOATUA FÖYÜ DENEYİ YAPTAN: DENEYİN AD: DENEY NO: DENEYİ YAPANN AD ve SOYAD: SNF: OKUL NO: DENEY GUP NO: DENEY TAİHİ APO TESLİM TAİHİ KONTOL DEĞELENDİME Ön Çalışma Sonuçları Sözlü Performansı aporu TOPLAM
Doc.Dr. Al Fuat oz DENEY 7 : TANSİSTÖ POLAMAS AMAÇ: rleşm yüzeyl transstörün farklı polarma devreler çn statk çalışma noktasındak akım ve gerlm değerlernn ısı değşmne karşı gösterdğ özellklern ncelenmes. TEOİ: rleşm yüzeyl transstörün normal çalışmasını(yükseltme şlem) yürüteblmes çn dışarıdan D br besleme kaynağına htyacı vardır. Kaynak tarafından sağlanan bu D gerlm, gerlm bölücü drençler vasıtası le farklı genlklerde elde edlerek, transstör uçlarına uygulanır, bu şleme transstörün polarmalandırılması(kutuplandırılması) denr. u şartlarda transstör grşlernde herhang br A snyal yok ken dah transstör uçlarında farklı genlkte D gerlmler vardır. İşte bu noktadak yan transstör grşnde herhang br A snyal yok ken, transstörün karakterstk eğrs üzerndek çalışma noktasına Q (Quscent) çalışma noktası denr. u noktaya aynı zamanda durgun, statk veya D çalışma noktasıda denr. Transstörün bu çalışma noktası lgl kollektör akımı( ) ve kollektör-emter arası gerlm( ) değerlernn belrlenmes le bulunablr. Transstörün genş br sıcaklık dağılımında normal çalışmasını yerne getreblmes çn beyz voltaj ve akım değerlernn kararlı br halde kalması gerekldr. Pratkte se ısı değşmler karşısında transstörün akım yükseltme faktörü β ve sızıntı akımı 0 sıcaklıkla doğru orantılı olarak, E se sıcaklıkla ters orantılı olarak br değşm göstermektedr. unun anlamı transstörün Q çalışma noktasının sıcaklığa bağımlı olması demektr. İstenmeyen bu durumu önleyeblmek ve transstör Q çalışma noktasını sıcaklık karşısında değşen transstör parametrelernden bağımsız hale getreblmek çn farklı polarma devreler kullanılır. unlardan en fazla kullanılan üç farklı polarma devres Şekl-1 a, b ve c de görülmektedr. + + + 1 1 1 108 1 108 1 108 2 E a b c Şekl-1 Şekl-1 a da görülen polarma devres ncelenrse beyz akımının, E = olduğu görüleblr. Yne kollektör akımı, =β olduğu blndğne göre bu devrenn sıcaklık değşmler karşısında Q çalışma noktasını kararlı halde tutması mümkün değldr. Çünkü sıcaklıkla E gerlm azaldığına göre buna bağlı olarak beyz akımı artacaktır. Yne β sıcaklıkla doğru orantılı olarak arttığına göre kollektör akımıda sıcaklıkla brlkte değşecektr. unun sonucu olarak E = formülünden, kollektör emter arası gerlmde değşecektr. Q çalışma noktasını E ve değerler belrledğne göre, bu değerlern sıcaklığa bağımlı olması, çalışma noktasının da drekt olarak sıcaklığa bağımlı olmasını gerektrecektr. Devrede kullanılan ve drençlernn değerlern; E = = β Q E = formüller yardımı le bulmak mümkündür. 2
Doc.Dr. Al Fuat oz Q çalışma noktasının sıcaklık karşısındak değşmn önlemek ve bu noktanın kararlılığını arttırmak çn Şekl-1 b de görülen kollektör ger beslemel polarma devres kullanılablr. urada devrenn voltaj kazancı br öncek polarma devresne göre azalmasına karşın, sıcaklık karşısındak Q çalışma noktasının kararlılığı daha ydr. Devrenn genel yapısı ncelendğnde bu daha y anlaşılacaktır. Devrenn beyz akımı; E = olarak bulunablr. + + β Eğer >> olarak alınırsa, arttıkça β artmakta, dolayısı le azalmaktadır. E = olarak kullanılablr. uradan görüldüğü gb sıcaklık + β Yne =β olduğu blndğne göre, sıcaklık artışı karşısında artma eğlm gösteren β nın ye olan etksn bell br oranda telaf etmekte, dolayısı le sabt kalmaya çalışmaktadır. una bağlı olarakta Q çalışma noktasını belrleyen br dğer parametre olan kollektör-emter arası gerlmde E = ( + ) veya >> çn E = formülünden de görüldüğü gb sabt kalacak ve sıcaklık değşmlernden etklenmeyecek veya etklenme oranı daha düşük olacaktır. Sıcaklık değşm karşısında transstör D çalışma noktası kararlılığını arttırmanın br yolu da, transstör polarma devresnde fazladan br emter drenc kullanmaktır. Emtere bağlanacak br drenç beyz akımını sıcaklıkla azalır konuma getrecek ve dolayısı le sıcaklık karşısında artan β değernn neden olacağı akımındak değşm, akımındak azalma le telaf edlecek ve akımını sıcaklık değşmnden bağımsız hale getrecektr. öyle br polarma devres Şekl-1 c de görülmektedr. u polarma devresnde emter drencnn yanı sıra, sıcaklık değşmler karşısında kararlı br polarma devresnn sahp olması gerekl olan, transstörün beyz devresnn br voltaj kaynağı tarafından sürülmes şlemde mevcuttur. u devrede yan voltaj kaynağının transstör grşn sürmes şlemnde, voltaj kaynağının çıkış empedansının, transstör grş empedansından küçük olması stenr. una göre voltaj kaynağının çıkış empedansı ; + 1 2 = olarak bulunablr. 1 2 Yne transstörün grş empedansı Z = β ( re + E ), ve E >> re çn Z = βe olarak alınırsa, 12 = << Z = βe olması gerektğ ortaya 1 + 2 çıkar. Şekl-1 c dek polarma devresnn bu şartı sağlayablmes çn 1 akımının değernn akımının değernden 10 kat veya daha fazla seçlmes yeterl olarak kabul edlmektedr. uda 1 ve 2 drençlernn değerlerne bağlı olarak ayarlanablmektedr. u polarma devresndek drenç değerler; E = = = 1 = β 10 E + 2 = β 10 E 3
Doc.Dr. Al Fuat oz formüller yardımı le yukarıda belrtlen şartları da kapsayacak şeklde bulunablr. Yapılan bu polarma devresnde transstör voltaj ve akım değerler, sıcaklığa ve transstör parametrelerne bağımlı olmaktan çıkarılmış ve sadece drençler vasıtası le ayarlanablr br hale getrlmştr. İŞLEM ASAMAKLA 1- Şekl-1 a dak polarma devresnde, aşağıda stenlen değerler elde edeblmek çn gerekl olan ve drençlernn değerlern hesaplayınız. Not: Devrede kullanılacak olan transstörler 108( 108 olmamasına dkkat ednz) tpnde olacaktır. =12, =6, =1 ma ve β=200 =... =... ulduğunuz drenç değerlerne en yakın standart drenç değerlern kullanarak devrey deney set üzerne kurunuz. Kurduğunuz devre üzernde djtal ölçü alet kullanarak gerçek ve değerlern ölçerek aşağıya kaydednz. =... =... Yukarıda ölçtüğünüz değerler kullanarak transstörün gerçek akım yükseltme faktörünü(β) hesaplayarak aşağıya kaydednz. Şmd transstörünüzü aynı tp br başka transstörle değştrerek yukarıda yaptığınız ölçümler tekrarlayınız, bu şlem dört ayrı transstör çn tekrarlayarak sonuçları Tablo-1 e kaydednz. Şekl-1 a da verlen devrede kullanılan transstörü havya yardımı le ısıtarak, kollektör akımındak değşm gözleynz ve değern ölçerek aşağıya kaydednz. (normal)=... (sıcak)=... 2-1.basamakta, Şekl-1 a çn stenlen Q çalışma noktasını Şekl-1 b de verlen devrede elde edeblmek çn gerekl olan ve drençlernn değerlern hesaplayınız(not: Hesaplamalarda yukarıda verlen verler kullanılacaktır). ulduğunuz değerler aşağıya kaydednz. =... =... Şmd yukarıda hesapladığınız ve drençlern standarda en yakın değerde yaklaşık olarak kullanarak Şekl-1 b dek devrey deney set üzerne kurunuz. undan sonra 1. basamakta yapılan şlemler Şekl-1 b de verlen devre çn tekrarlayarak, sonuçları aşağıdak boşluklara ve Tablo-1 dek uygun yerlere yazınız. =... =... (normal)=... (sıcak)=... 3- Şekl-1 c dek devrede =12, =5,5, =1 ma ve =1 değerlernn elde edeblmek çn gerekl olan drenç değerlern hesaplayarak aşağıya kaydednz. Not: drenç değerlern seçerken standart değerlern kullanılması devrenn gerçekleştrlmesn kolaylaştıracaktır. Devrede kullanılan transstör 108 tpnde seçlecektr. 1 =... 2 =... =... E =... Şmd yukarıda hesapladığınız 1, 2, ve E drençlern standarda en yakın değerde yaklaşık olarak kullanarak Şekl-1 c dek devrey deney set üzerne kurunuz. undan sonra 1. basamakta yapılan şlemler Şekl-1 c de verlen devre çn tekrarlayarak, sonuçları aşağıdak boşluklara ve Tablo-1 dek uygun yerlere yazınız. 4
Doc.Dr. Al Fuat oz =... =... (normal)=... (sıcak)=... Örnek Şekl-1 a Şekl-1 b Şekl-1 c Transstör β β β 1 2 3 4 Tablo-1 Sonuçların Analz: 1- Yukarıda elde ettğnz sonuçlara dayanarak Şekl-1 de verlen devrelern sıcaklık değşm karşısındak kararlı çalışma durumlarını karşılaştırmalı olarak açıklayınız. yolu le elde ettğnz bu sonuçlar, teorde gördüğünüz sonuçlarla uyuşuyor mu? Açıklayınız. SOULA 1- Şekl-1 b dek polarma devresnn ısı değşm karşısında kararlılığını nasıl sağladığını açıklayınız. 2- Şekl-1 c dek polarma devresnn ısı değşm karşısında kararlılığını nasıl sağladığını açıklayınız. 3- polar br transstörün Q çalışma noktasındak kollektör akımını ( ) sıfır olarak seçersek, bu devrey yükselteç olarak kullanablrmyz? Açıklayınız. 4- Şekl-1 c dek E drencnn görev nedr? Açıklayınız. 5