TC SAKARYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELM201 ELEKTRONİK-I DERSİ LABORATUAR FÖYÜ DENEYİ YAPTIRAN: DENEYİN ADI: DENEY NO: DENEYİ YAPANIN ADI ve SOYADI: SINIFI: OKUL NO: DENEY GRUP NO: DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ KONTROL DEĞERLENDİRME Ön Çalışma (%20) Deney Sonuçları (%20) Deney No: 9 Sözlü (%20) Deney Performansı (%20) Deney Raporu (%20) Program Çıktıları 1, 2, 3, 4, 5 TOPLAM Elektronik Dersi Deney Föyleri DENEY 9 : Doc.Dr. Ali Fuat Boz BJT YÜKSELTEÇ DİZAYNI AMAÇ : Bu deneyin amacı aşağıda görülen polarma devresine sahip bir yükselteç devresini, istenenler ışığında dizayn etmek ve çalıştırmaktır. +Vcc R1 RC C2 Vİ + Vo Q1 C1 BC 238B RE1 R2 RL RE2 CE Şekil-1 Transistörlü Yükselteç Devresi TEORİ: Şekilden de görüldüğü gibi devre bir NPN transistör temel alınarak oluşturulmuştur. R 1 ve R2 dirençleri beyz polarmasını sağlamaktadır. RE1 ve RE2 dirençlerinin görevi ise sıcaklık değişimleri karşısında değişen ’nın neden olduğu transistör çalışma noktası değişimlerinin önüne geçmektir. Bir başka deyimle sıcaklık karşısında devrenin kararlılığını arttırmak için bu dirençler kullanılmaktadır. Peki neden iki adet direnç kullanılmaktadır. Bunu nedeni ise; Devreye RE direncinin eklenmesi kararlılığı arttırmaktadır fakat bunun yanı sıra sistemin gerilim kazancı çok büyük oranda azalmaktadır. Bunun önüne geçebilmek için R E direnci CE kondansatörü ile köprülenmektedir. Kondansatörün eklenmesi kazancı tekrar yükseltmesinin yanı sıra devrenin giriş empedansını da düşürmektedir. İşte hem giriş empedansının yüksek hemde gerilim kazancının nispeten yüksek olması için, RE direnci ikiye bölünmekte ve bunlardan birisi CE kondansatörü ile köprülenerek kazanç arttırılmakta, diğeri ise giriş empedansını arttırmaktadır. Bunun yanı sıra devrenin sıcaklık değişimlerinden etkilenmeside önlenmektedir. C1 ve C2 kondansatörleri ise kuplaj kondansatörleridir ve bu devreyi bağlandıkları diğer devrelerden DC olarak yalıtım amacı ile kullanılmışlardır. Devrenin küçük sinyal r e modeli Şekil-2’de verilmiştir. Burada ro= olarak alınacaktır. Transistör re modeli b + R1 re R2 c Ib + Ib Vi ro Vo e Zi Zb RC Zo RE1 - - Şekil-2 Transistörlü Yükseltecin Küçük Sinyal re Modeli ÖN ÇALIŞMA : Yukarıdaki yükselteç devresi için bizden istenen değerler aşağıda verilmiştir. Gerilim Kazancı, Av = -18, Giriş Empedansı, Zi= 5 K Tepeden-tepeye maksimum çıkış voltajı, VOp-p(max) = 6 V Yine devrede standart olarak bulunan elemanların değerleri aşağıda verilmiştir. VCC = 12 V, RL= 2.2K, C1= 6.8F, C2=6.8F, 2 CE=100F Elektronik Dersi Deney Föyleri Doc.Dr. Ali Fuat Boz Verilenler ışığında devrede bulunan direnç değerlerini hesaplayarak(ders notlarını kullanınız), aşağıdaki yerlerine yazınız. Değerleri hesaplarken aşağıda verilen standart direnç değerleri kullanılacaktır. Yine transistör verileri olarak, ekte bulunan katalog bilgileri kullanılacaktır. R1 R2 Tablo-1 Hesaplanan Direnç Değerleri RC RE1 RE2 Standart direnç değerleri : 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 (x10 n ) Şimdi yukarıda hesapladığınız değerleri kullanarak, üç farklı değeri için aşağıdaki tabloda belirtilen parametreleri hesaplayınız ve tablodaki uygun yerlerine yazınız. Tablo-2 Hesaplanan Devre Parametre Değerleri 1=200 2=300 3=460 IBQ ICQ VCEQ re Zi Av Tepeden-tepeye maksimum çıkış voltajı, VOp-p(max) İŞLEM BASAMAKLARI Not: İşlem basamaklarında yapacağınız gerilim ölçümlerini osilaskop ile yapınız. Osilaskopta gerilim ölçümü yaparken bütün gerilim değerlerini tepeden-tepeye(peak to peak) gerilim değerleri olarak alınız. 1) Yukarıda direnç değerlerini hesapladığınız Şekil-1’de verilen devreyi deney seti üzerine kurunuz. 2) Devrenin girişine sinyal üretecini bağlamadan önce, dijital ölçü aleti ile V CEQ ve ICQ değerlerini ölçerek aşağıya kaydediniz. Ölçtüğünüz bu değerleri kullanarak, çıkış geriliminin alabileceği tepedentepeye maksimum genlik değerini hesaplayarak aşağıya kaydediniz VCEQ = ……………… ICQ =……………….. VOp-p(max)(hesaplanan)= ……………… 3) Devrenin girişine sinyal üretecini bağlayarak, üretecin çıkışını 100 mV (p-p), 5 KHz sinüs konumuna getiriniz. Bu durumda giriş ve çıkış voltajlarını osilaskop ekranında aynı anda görerek gerilim kazancını bulunuz. Bulduğunuz değeri aşağıya kaydederek, ön çalışmada verilen kazanç ile karşılaştırınız. Av = …………………… 4) Sinyal üretecinin frekansını değiştirmeden giriş sinyalinin genliğini yavaş yavaş arttırarak, çıkış sinyalini gözleyiniz. Çıkış sinyalinin şeklinin bozulduğu(alt ve üst tepe noktalarında kesilmelerin başladığı nokta) noktada giriş sinyalini sabitleyerek, çıkış sinyalinin tepeden tepeye değerini ölçüp aşağıya kaydediniz. Bulduğunuz bu değeri, yukarıda hesapladığınız V Op-p(max)(hesaplanan) ile karşılaştırınız. Yine bu değer ile AC yük eğrisi üzerinde Q çalışma noktasını yeniden belirleyiniz ve teorik hesaplamadaki çalışma noktası ile karşılaştırınız. Not: Eğer sinüs dalgasındaki bozulma fark edilemiyorsa veya daha hassas bir ölçüm yapılmak istenirse, sinyal üretecinin frekansı değiştirilmeden dalga şekli üçgen dalgaya alınarak, yukarıdaki işlem tekrarlanır. VOp-p(max)(Ölçülen) = …………………… 5) Devrenin giriş empedansını(Zi) ölçmek için sinyal jeneratörü ile devre arasına aşağıda görüldüğü gibi 10 Kdeğerinde bir direnç bağlayınız. Bu direnç şimdi devrenin giriş empedansına Şekil-4’te görüldüğü gibi seri duruma gelmiştir. Bundan sonra şekilde görülen Vi ve Vb gerilim değerlerini osilaskop ile ölçerek, giriş empedansının değerini buradan hesaplayınız. Bulduğunuz değeri aşağıya kaydederek, daha önce teorik olarak hesapladığınız giriş empedans değeri ile karşılaştırınız. 3 Elektronik Dersi Deney Föyleri Doc.Dr. Ali Fuat Boz Zi = ……………………. +VCC Vi Rs R1 C1 Vi beyz Rs 10 K R2 Şekil-3 Seri Rs devresi 10 K V b Zi Şekil-4 Giriş empedansının ölçülmesi SORULAR 1- Katalogda verilen ’nın maksimum ve minimum değerlerinin, yükseltece olan etkisini açıklayınız. 2- Deney ve teorideki değerler uyuşuyor mu? Uyuşmuyorsa nedenlerini tartışınız. 3- RE1 ve RE2 dirençlerinin görevlerini açıklayınız. 4