BJT TRANSİSTÖR DEVRELERİNİN AC ANALİZİ

Merhaba arkadaşlar bundan önceki yazımızda BJT transistör devrelerin’in DC analizinden bahsetmiş olup devreler arasında çeşitli çevresel koşullara göre en kararlı devrenin gerilim bölücü polarmalı devre olduğunu tespit etmiştik. Bu yazımızda ise  BJT transistör devrelerinin en kararlı devresini ele alıp gerilim bölücü polarmalı devren’in AC analizini ayrıntılı bir şekilde inceleyeceğiz.

Gereksinimler

  • BJT trasnsistör devreleri hakkında gerekli bilgilere sahip olunması

BJT transistörlerin DC analizi konusunda ayrıntılı bilgiye ihtiyaç duyulması halinde BJT transistörlerin DC analiz yazımızdan faydalanabilirsiniz.

<GERİLİM BÖLÜCÜ POLARMALI DEVRENİN AC ANALİZİ>

BJT transistörlere ait en çok kullanılan  polarma yöntemlerinden bir tanesi de transistörün gerilim bölücü polarması işlemidir. Bu devre ise transistörlü yükselteç devreleri arasında en çok kullanılan devredir. Bu devrede AC giriş kısmına uygulanan AC sinyal 180° faz farkı olarak yükseltilmiş olarak elde edilir.Ayrıca Bu devrenin çalışma noktaları çıkış karakteristiğinde hemen hemen orta noktada olduğu için A sınıfı yükselteçlerde kullanılır.

  • Bu devrenin gerilim kazancı emiter bacağına kondansatörün bağlanıp bağlanmamasına göre değişir. Bu bilgiler ışığında analizlerimizi önce emiter bacağına  kondansatör bağlanmamışken sonrada kondansatör bağlanmış bir şekilde gerçekleştireceğiz.

<Emiter Ayağına Kondansatör Bağlanmazken > 

Şekil 1’de görüleceği üzere baypass kondansatörü olan C3 emiter-şase arasından çıkarılırsa devrenin gerilim kazancı çok düşer. Bunun nedenini gerek teorik hesaplamalar ile gerekse de simulasyon sonuçları ile gösterilecektir.

Gerilim Bölücü Kondanstörsüz devre
Şekil 1: Gerilim bölücü polarmalı devrenin emiter ayağında baypass kondansatörü yok iken

 Devrenin Teorik Hesaplamaları

Şekil 2’de devrenin ilk önce dc analizi yapılarak çalışma noktaları bulunmuş ardından.Bulunan bu çalışma noktalarından faydalanılarak devrenin AC analizi gerçekleştirilerek devrenin gerilim kazancı hesaplanmıştır.

IMG_4797
Şekil 2 : Devrenin DC analiz ve AC analizine ait hesaplamalar ve sonuçlar

 Devrenin Simülasyon Sonuçları

Proteus ortamında gerçekleştirilen simülasyon sonucunda  devren’in hem çalışma noktaları bulunmuş ardından girişten frekansi 1kHz olan 10 mV t-t sinüs sinyal verilmiş ve osiloskop yardımıyla ölçülmüştür.

Gerilim Bölücü Kondanstörsüz çalışan devre
Şekil 3: Devrenin emiter ayağında by-pass kondansatörü yok iken devrenin çalışma noktalarına ait değerler.
Gerilim Bölücü Kondanstörsüz giriş sinyali
Şekil 4: Devrenin emiter ayağında by-pass kondansatörü yok iken giriş sinyalinin tepe değeri
Gerilim Bölücü Kondanstörsüz çıkış sinyali
Şekil 5: Devrenin emiter ayağında by-pass kondansatörü yok iken çıkış sinyalinin tepe değeri

Sonuçlar

Tablo
Tablo 1: Devrenin teorik ve simulasyon değerleri

Tablo 1’de görüleceği üzere teorik hesaplamalar ile simulasyon değerlerinin hemen hemen aynı olduğu görülmektedir. ICQ,IEQ,VCEQ ve Av (gerilim kazancı) değerlerinin teorik hesaplamaya göre farklı çıkmasının nedeni re direncine ait değerinin ihmal edilmesinden kaynaklanmaktadır. Şekil 4 ve Şekil 5’e bakılacak olursa giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında 180 ° ‘lik faz farkı olduğu ve giriş sinyali ile çıkış sinyali arasındaki oranın yaklaşık 5.4 olduğu görülmektedir. Ayrıca emiter ayağına kondansatör bağlanmadığı takdirde gerilim kazancının 5.6 olduğu ve Av=- Rc/Re oranına hemen hemen  eşit olduğu görülmektedir.

<Emiter Ayağına Kondansatör Bağlı İken > 

Şekil 6’da görüleceği üzere baypass kondansatörü olan C3 emiter-şase arasına bağlandığı zaman devrenin gerilim kazancı çok yükselir. Bunun nedenini gerek teorik hesaplamalar ile gerekse de simulasyon sonuçları ile gösterilecektir.

Gerilim Bölücü Kondansötürlü Ac Analiz genel devre
Şekil 6: Gerilim bölücü polarmalı devrenin emiter ayağında baypass kondansatörü bağlı iken

 Devrenin Teorik Hesaplamaları

Şekil 7’de devrenin ilk önce dc analizi yapılarak çalışma noktaları bulunmuş ardından.Bulunan bu çalışma noktalarından faydalanılarak devrenin AC analizi gerçekleştirilerek devrenin gerilim kazancı hesaplanmıştır.

IMG_4798
Şekil 7 : Devrenin DC analiz ve AC analizine ait hesaplamalar ve sonuçlar

 Devrenin Simülasyon Sonuçları

Proteus ortamında gerçekleştirilen simülasyon sonucunda  devren’in hem çalışma noktaları bulunmuş ardından girişten frekansı 1kHz olan  10 mV t-t sinüs sinyal verilmiş ve osiloskop yardımıyla ölçülmüştür.

Gerilim Bölücü Kondansötürlü Ölçüm DC
Şekil 8: Devrenin emiter ayağında by-pass kondansatörü bağlı iken devrenin çalışma noktalarına ait değerler.
Gerilim Bölücü Kondansötürlü Ölçüm Giriş Sinyali
Şekil 9: Devrenin emiter ayağında by-pass kondansatörü bağlı iken giriş sinyalinin tepe değeri
Gerilim Bölücü Kondansötürlü Ölçüm Çıkış Sinyali
Şekil 10: Devrenin emiter ayağında by-pass kondansatörü bağlı iken çıkış sinyalinin tepe değeri

Sonuçlar

kondansatörlü
Tablo 2: Devrenin teorik ve simulasyon değerleri

Tablo 2’de görüleceği üzere teorik hesaplamalar ile simulasyon değerlerinin hemen hemen aynı olduğu görülmektedir. ICQ,IEQ,VCEQ ve Av (gerilim kazancı) değerlerinin teorik hesaplamaya göre farklı çıkmasının nedeni teorik hesaplamalar bölümünde hassas hesaplamalar yapılmamasından  kaynaklanmaktadır. Şekil 9 ve Şekil 10’a bakılacak olursa giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında 180 ° ‘lik faz farkı olduğu ve giriş sinyali ile çıkış sinyali arasındaki oranın yaklaşık 214 olduğu görülmektedir. Ayrıca emiter ayağına kondansatör bağlanmadığı takdirde gerilim kazancının 214 olduğu ve Av=- Rc/re oranına hemen hemen  eşit olduğu görülmektedir.Bu bilgilere ek olarak by-pass kondasatörün yüksek frekans değerlerinde düz telmiş gibi davrandığı ve AC sinyali olduğu gibi toprağa aktardığı görülmektedir.

 

Sitemizde paylaştığımız veya sitemizde paylaşım yapılması istediğiniz konular hakkında sizlere hızlı cevap verilmesi ve canlı sohbet desteği için facebook sayfamızdan( https://www.facebook.com/electrolog.blog/) bizler ile iletişime geçebilirsiniz arkadaşlar.Bilgi paylaşıldıkça güzeldir…