Gerilim veya akım kazancı sağlayan devrelere YÜKSELTEÇ adı verilir. Girişindeki düşük genlikli işaretleri yükseltmeye yarar. Yükselteçlerin hemen hemen bulunmadığı bir cihaz olmadığı için temel bir devre olma Özelliğine sahiptir.
Diferansiyel (Fark) yükseltecinin blok ve devre şeması Şekil 2.1. (a) ve (b) de gösterilmiştir Burada görüldüğü gibi fark yükselteci iki giriş ve iki çıkışa sahiptir. Giriş sinyalleri fark yükselteç yapısındaki iki transistörün beyzine uygulanırken çıkış, iki transistörün kollektöründen alınır. Bu özelliğiyle devre emiteri ortak yükselteç yapısındadır. RE direnci her iki transistörün ortak emiter direncidir. RC1 direnci. Q1 transistörünün, RC2 ile Q2 transistörünün kollektör yük direncidir. Bu yük dirençlerinin olmaması halinde VCE = VCC- IC x RC ye göre, kollektörden girişine uygulanan sinyalin yükseltilmiş hali değil de daima +VCC tatbik voltajı alınacaktır. O zaman da yükselteç kullanılmasının hiçbir özelliği kalmayacaktı.
Devre şemasında hiç şase işareti kullanılmadığından dolayı iki ayrı kaynak kullanmak yerine tek bir kaynaktan devre beslenir. Devrede PNP tipi transistörler kullanılsaydı +VCC yerine -VCC, -VEE yerine de +VEE olarak değişecekti.
Blok şemada 1 ve 2 numaralar girişi 3 ve 4 numaraları ise çıkışı göstermektedir. Devre şemasından görüleceği gibi Q1 ve Q2 transistörlerinin giriş sinyallerinden aynı anda etkilenmesini sağlamak için RE emiter direnci, her iki transistör için ortak kullanılmıştır.
Tek Girişli Fark Yükselteci
Tek girişli fark yükselteci, giriş sinyalinin girişlerden sadece birine uygulanıp, diğer girişin şaseye bağlanmasıyla elde edilir.
Blok şemada 1 nolu girişe uygulanan sinyal aslında Q1 transistörünün beyzine uygulanan sinyaldir. Bir emiteri ortak yükseltecin girişine uygulanan sinyal, kollektörden yükseltilmiş olarak fakat 180° faz farkı olarak alınır.
2 nolu giriş her ne kadar şaseye bağlanmış olsa dahi 4 nolu çıkış ucundan yine çıkış sinyali alınır. Rg direnci, her iki transistörün ortak emiter direnci olduğu için Vi1 'den uygulanan giriş sinyali aynı zamanda RE direnci üzerinde de görülür. Bilindiği gibi, bir transistörün beyzine uygulanan sinyal kollektörden yükseltilmiş olarak 180° faz farklı, emiterden ise beyze uygulanan sinyalin aynı, faz farkı olmadan alınır.
Nitekim; giriş, transistörün beyzine uygulanıp kollektöründen alındığı zaman devre tertibinin adı EMİTERİ ORTAK, emiterinden alındığı takdirde de KOLLEKTÖRÜ ORTAK (Emiter izleyici) adını alır. Devrede, RE direnci üzerinde sinyalin varlığı emiter izleyici gibi davranmasındandır.
Şekil 2.3 'te fark yükseltecinin tek uçlu çalışmasında emiter izleyici etkisi görülmektedir. Vi1 girişinden uygulanan sinyal aynı fazda RE direncinin üst noktasından alınır. Bu sinyal aynı zamanda, Q2 transistörünün emiter-beyz (toprak) arasındaki sinyalin görüntüsüdür. Yine aynı transistörün beyz-emiter arasındaki sinyalin görüntüsü, emiter-beyz arasındaki sinyalden 180° faz farklı olacaktır. Bir transistör için önemli olan beyz-emiter eklemi üzerindeki sinyaldir. Dolayısıyla bu transistörün (Q2) kollektöründen, beyz-emiter eklemi üzerinde düşen sinyalin yükseltilmiş hali ve 180° faz farklı olarak alınır
Şekil 2.4 'te görüldüğü gibi 1 nolu uca giriş sinyali uygulandığında, 3 nolu çıkış ucundan 180° faz farklı; 4 nolu çıkış ucundan ise faz farkı olmadan yükseltilmiş olarak alınır.
Şekil 2.5 'te görüldüğü gibi giriş sinyali hangi transistörün beyzine uygulanırsa, o transistörün kollektöründen faz farklı olarak alınır. Burada, giriş sinyali Vi2 'den uygulandığı taktirde şekil 2.4 'ün aksine 4 nolu çıkıştan faz farklı 3 nolu çıkıştan ise faz farksız yükseltilmiş bir sinyal alınır
Şekil 2.6 'da görüldüğü gibi tek girişli fark yükseltecinin Vi1 girişinden, yükseltilmek üzere 100 µV, 1 MHz.lik sinyal uygulanmıştır. Osilaskobun A kanalı, fark yükseltecinin girişine, B kanalı ise Vo1 çıkışına yani Q1 transistörünün kollektörüne bağlanmıştır. Osilaskopta görüldüğü gibi Vo1 'den alınan çıkış sinyali, Vi1 'den uygulanan giriş sinyalinin yükseltilmiş halidir.
Şekil 2.7 'de görüldüğü gibi osilaskobun B kanalını, 200Ω 'luk emiter direncinin üst noktasına getirdiğimizde Vi1 'deki giriş sinyaliyle aynı fazda bir sinyalin varlığı programda görülmektedir.
Osilaskobun B kanalı, Q2 transistörünün çıkışına (Vo2) bağlandığında, buradan alınan çıkış sinyalinin, giriş sinyaliyle aynı fazda olduğu görülecektir.
İki Girişli Fark Yükselteci
İki girişli fark yükselteci, giriş sinyalinin iki girişten uygulanmasıyla elde edilir
Şekil 2.9 'da görüldüğü gibi, Vi1 ve Vi2 girişlerinden eşit genlikte, zıt fazda giriş sinyalleri uygulandığında Vo1 çıkışından, Vi1 girişinde uygulanan sinyalle 180° faz farklı yükseltilmiş bir sinyal alınır. Vo2 çıkışından ise Vi2 girişinden uygulanan sinyalle yine 180° faz farkı yükseltilmiş bir sinyal alınır.
görüldüğü gibi fark yükseltecinin 1 nolu girişinden Vi1 giriş sinyali uygulandığında, 3 nolu Vo1 çıkışından 180° faz farklı, Vo2 çıkışından ise girişle aynı fazlı bir yükseltilmiş sinyal alınır.
görüldüğü gibi, bu kez giriş sinyali 2 nolu girişten uygulandığında Vo1 çıkışından girişle aynı fazda, Vo2 çıkışından girişle 180° faz farklı bir çıkış sinyali alınır.
Dolayısıyla şekil 2.9, şekil 2.10 ve şekil 2.11 'in birleştirilmiş halidir yani süperpozisyon teoreminin uygulanmış durumudur.
Bu ana kadar fark yükseltecinin 1 ve 2 nolu uçlarına birbirleriyle faz farklı 2 ayrı giriş sinyali uygulanmıştır. Eğer bu fark yükseltecinin girişlerine faz farksız iki sinyal uygulanırsa çıkıştan ideal olarak 0 V
görüldüğü gibi 1 ve 2 nolu girişlere aynı fazda sinyallerin uygulanması, Vo1 ve Vo2 çıkışlarından ideal olarak birbirine eşit fakat zıt fazda sinyallerin alınması demektir.
İki girişli fark yükseltecinin açık devre şemasından görüldüğü gibi Vi1 girişi Q1 transistörüne beyzine, Vi2 girişi ise Q2 transistörünün beyzine uygulanır. Q1 transistörünün kollektöründen Vo1 çıkışı, Q2 transistörünün kollektöründen de Vo2 çıkışı.
Şekıl deki uygulama, bir bakıma şekil 2.9 'un bir uygulamasıdır. Açık devre şemasından görüleceği gibi Vi1 girişine uygulanan sinyal ile Vi2 girişinden uygulanan sinyal arasında 180° faz farkı vardır. Osilaskoptaki dalga şekillerinden anlaşılacağı gibi giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında 180° faz farkı vardır.
yapılan uygulamada ise giriş sinyali ile çıkış sinyali arasında faz farkı olmadığı görülmektedir. Şekil 2.9 'daki blok şemada da Vo1 'den alman çıkış sinyali ile Vi2 'den uygulanan giriş sinyali arasında da faz farkı sıfırdır.
Sabit Akım Kaynaklı Fark Yükselteci
Sabit akım kaynaklı fark yükseltecinde, Şekil 2.16 'da gösterildiği gibi emiter direncinin yerine bir sabit akım kaynağı kullanılır. Emiter akım (IE) değeri istenilen değere ayarlanabilir. Sabit akım değerinin AC direnci ideal olarak sonsuz değerde iken pratikte 100 KΩ ile 1MΩ arasındadır.
Şekil 2.17 'de sabit akım kaynağı yerine Q3 transistörü ve ona bağlı dirençlerden oluşan devre görülmektedir. Burada istenen sabit akım, Q3 transistörünün kollektör akımıdır. Buradaki IC akımı; R1, R2, RE dirençleri ve VEE gerilim kaynağı ile ayarlanır. Burada IE akımı;
VB = R1 / (R1+R2) .VEE
VBE = VB - VE formülünden VE = VB - VBE
IE = (VE - VEE) / RE =≈ IC olarak hesaplanabilir
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder