DİJİTAL ELEKTRONİK

1

DİJİTAL ELEKTRONİKDİJİTAL ELEKTRONİK Sayısal DevrelerSayısal Devreler

Rezistör Transistör LojikRezistör Transistör Lojik

Diyot Transistör LojikDiyot Transistör Lojik

Transistör Transistör LojikTransistör Transistör Lojik

Emiter Kuplajlı LojikEmiter Kuplajlı Lojik

Mosfet KapılarıMosfet Kapıları

Analog AnahtarlarAnalog Anahtarlar

MultivibratörlerMultivibratörler

Diğer KonularDiğer Konular

2

DİJİTAL ELEKTRONİKDİJİTAL ELEKTRONİK

Analog Devre Elemanları

Triyak Güç transitörü Opamp ve OTA Tristör

*

3


Analog Devre Nedir ?

Analog devrelerde çıkış büyüklüğü;Analog devrelerde çıkış büyüklüğü; Giriş işaretinin büyüklüğü ile, Giriş işaretinin büyüklüğü ile, Devredeki diğer elemanlara bağlı olarak Devredeki diğer elemanlara bağlı olarak

sıfır ile maksimum bir büyüklük arasında bir değer alır. sıfır ile maksimum bir büyüklük arasında bir değer alır. Yani çıkış sürekli olarak (Analog) artabilir veya azalabilir.Yani çıkış sürekli olarak (Analog) artabilir veya azalabilir.

Şekil 1: Analog aydınlık ayarıŞekil 1: Analog aydınlık ayarı

4

Dijital Devre Nedir ?

“Dijital” terimi Avrupa dillerindeki “digital” teriminin okunuşu olup Türkçe karşılığı “Sayısal”dır.

Analog sistemlerde elektrik sinyalleri sürekli olarak değişir ve belli sınırlar içinde her değeri alabilirler.

Sayısal sistemlerde ise elektriksel sinyaller olduğu gibi iletilmez. Bu sinyallerin yerine bunlara karşı düşen rakamlar iletilir.


5


Başlangıçta elektronik devrelerin hemen hemen tamamı “analog” olarak gerçekleştiriliyordu. Fakat zaman içinde “sayısal” devreler çoğalmaya ve analog devrelerin yerini almaya başladı.

Çünkü sayısal elektronik devreler: Daha güvenilirdir. benzer sistemler aynı tarzda çalışır. Sinyal kalitesi yüksektir. Gürültü ve dış etkilerden çok az etkilenir. Daha ucuzdur (Pek çok uygulamada). Kopyalama ve iletim sırasında bozulmaz. (İlk kopya ile yüzüncü

kopyanın kalitesi aynıdır) Geniş çaplı tümleşik devreler (VLSI: Very Large Scale Integrated

Circuits) halinde bütün sistemin tek bir kırmık (chip) olarak imalata uyundur.


6


Sayısal elektronik sistemler 1950 yıllarında ilk tüplü bilgisayarın icadı ile uygulanmaya başladı.

Buna karşılık ilk elektronik kol saatleri ve küçük, ucuz hesap makinelerinin piyasaya çıkması ancak 1970’li yıllarda mümkün oldu.

1970’den sonra sayısal elektronik devreler yaygınlaşmaya

başladı

Yaygın kullanılan dijital sistemler; CD(Compact Disc), DAT (Digital Audio Tape), VCD (Video CD), DVD (Digital Video Disc)

Dijital TV kameraları, Fotoğraf makinaları, Dijital radyo ve televizyon yayınları ise çok yakında tamamen dijital hale dönüşecek gibi görünmektedir.


7


Dijital devrelerde çıkış sadece iki değer alabilir. Ara değerler sözkonusu Dijital devrelerde çıkış sadece iki değer alabilir. Ara değerler sözkonusu değildir.değildir.

Mesela Low bölgesi 0.8 Volt, High bölgesi de 3 Volt ile belirlenmiş Mesela Low bölgesi 0.8 Volt, High bölgesi de 3 Volt ile belirlenmiş olsun.olsun.

Bu durumda 0.8 voltun altındaki bütün değerler Low seviyeyi temsil Bu durumda 0.8 voltun altındaki bütün değerler Low seviyeyi temsil eder.eder.

3 voltun üzerindeki bütün değerlerde High seviyeyi temsil eder. 3 voltun üzerindeki bütün değerlerde High seviyeyi temsil eder. Dolayısı ile 3 volt High görüldüğü gibi, 6 voltta artık High sınırları Dolayısı ile 3 volt High görüldüğü gibi, 6 voltta artık High sınırları içindedir.içindedir.

Çıkış değerleri şu şekilde ifade edilebilir.Çıkış değerleri şu şekilde ifade edilebilir. AçıkAçık veya veya kapalıkapalı 00 veya veya 1 1Yüksek (H)Yüksek (H) veya veya Alçak (L)Alçak (L) Evet Evet veya veya Hayır Hayır DoğruDoğru veya veya Yanlış Yanlış


8


Bu ikili mantık sisteminde çıkışta ancak iki değerli (Binary) bilgi oluşunu bir örnek devreyle vurgulayalım.

Anahtar açık lamba yanmıyor Anahtar kapalı, Lamba yanıyor

Bu günkü elektronik uygulamalar da artık mekanik anahtarların yerini tüm devre tekniği ile hazırlanmış anahtarlama elemanları almıştır.


9

Dijital Devre Nedir ? Farkında olmadan VE - VE DEĞİL, VEYA - VEYA DEĞİL gibi

mantıksal kararlar vermek zorunda kaldığımız günlük yaşantımızdan bir VE kararı örneği verelim.

Dijital Elektronik dersinden geçme prosedürü :Dersi benimseyip, seviyor mu : EvetDerse devam etti mi : EvetVize ve Final’den geçecek notları aldı mı : EvetKARAR : Evet ( Bu öğrenci dijital elektronikten geçer.)

Burada kararın (Evet) olabilmesi için yukarıdaki üç koşulun her birinin (Evet) olması gerekir.

Bu durum 3 girişli VE kapısı ile temsil edilir.

Karar123


10

Lojik sistemlerde Pozitif ve Negatif lojik olmak üzere iki türlü durum mevcuttur.

Pozitif lojik kullanan sistemde High seviye (1) , Low seviye (0) ‘ı temsil eder.

Negatif lojik kullanan sistemde High seviye (0) , Low seviye (1) ‘i temsil eder.


11

Şekil 4: VE kapısının elektriksel eşdeğer devresi

(a) (b) (c)Şekil 5: VE Kapısı a) Sembol b) doğruluk Tablosu c) Boolean

ifadesi

Anahtarlar Lamba

A B Y

AçıkAçık

KapalıKapalı

AçıkKapalıAçık

Kapalı

SönükSönükSönük

Yanıyor

Girişler Çıkış

A B Y

0011

0101

0001


Dijital teknikte sıklıkla kullanılan elemanlar : KAPILARVE Kapısı

12

VE Kapısı

(a) (b) (c) Şekil 6: 3 girişli VE kapısı a) sembol b) doğruluk tablosu

c)Boolean ifadesi

Girişler Çıkış

A B C Y00001111

00110011

01010101

00000001


13

VE Kapısı

7408 entegre devresi


14

VE Kapısı

Diyotlu VE kapısı (Pozitif Lojik) Transistörlü VE kapısı


15

VEYA Kapısı

Şekil 10:VEYA Kapısının elektriksel eşdeğer devresi

Şekil 11: VEYA Kapısı a) Sembol b) Doğruluk Tablosu c) Boolean ifadesi

Anahtarlar LambaA B Y

AçıkAçık

KapalıKapalı

AçıkKapalıAçık

Kapalı

SönükYanıkYanıkYanık

Girişler Çıkış

A B Y0011

0101

0111


16

VEYA Kapısı

Şekil 12: 3 girişli VEYA kapısı

Girişler ÇıkışA B C Y00001111

00110011

01010101

01111111


17

VEYA Kapısı

Şekil 13: 7432 Entegre devresi


18

VEYA Kapısı

Şekil 14: Diyotlu VEYA kapısı Şekil 15: Transistörlü veya kapısı


19

NOT Kapısı NOT kapısının bir giriş birde çıkış ucu vardır. Giriş ne ise çıkış onun tersidir.

Kullanılış Amacı :1. Ters alma işlemlerinde

2. İletim gecikmesi sağlamak için. Birden fazla NOT seti bağlanarak iki nokta

arasında istenilen sürede iletim gecikmesi sağlanır.

3. Tampon (Buffer) olarak kullanılır.TTL entegrelerin birbirlerini sürmesinde, çıkışlara

bağlanacak entegre sayısını artırabilir.


20

NOT Kapısı

a) Sembol b) doğruluk Tablosu c)Boolean ifadesi Şekil 16: NOT kapısı

Şekil 17: Transistörlü NOT kapısı

Girişler Çıkış

A Y

01

10


21

NOT Kapısı



22

VE DEĞİL Kapısı

Şekil 19: VE DEĞİL Kapısı a) Sembol b) Doğruluk Tablosu c) Boolean Ifadesi

Bu kapı çıkışına NOT kapısı bağlanmış VE kapısı olarak düşünülebilir.

Şekil 20: VEDEĞİL Kapısı eşdeğer devresi


23

VE DEĞİL Kapısı

Ayrıca VEDEĞİL kapısı kullanılarak NOT kapısı elde etmek mümkündür.

Bunu gerçeklemek için sadece iki girişi birbirine bağlamak yeterlidir.

Bu durumda her iki giriş ya 1 yada 0 olacaktır.

Şekil 21: VEDEĞİL Kapısının tersleyici olarak kullanılması


24

VE DEĞİL Kapısı VEDEĞİL kapısı dijital devrelerin temel elemanlarından

birisidir. Şimdiye kadar gördüğümüz kapılar VEDEĞİL kapısı

kullanılarak elde edilebilir.

Şekil 22: 7400 Entegre Devresi


25

VEYADEĞİL Kapısı

Bu kapıyı, VEYA kapısının çıkışına bir tersleyici bağlanmış şekli olarak düşünebiliriz.

Şekil 23: VEYADEĞİL Kapısı


26

Şekil 24: VEYADEĞİL Kapısı eşdeğer devresi


VEYADEĞİL Kapısı


27

Bu kapı da girişler eşit olursa çıkış 0, eğer girişler farklı olursa çıkış 1 olur.

Şekil 26: Özel VEYA Kapısı ve 7486 entegre devresi

Özel VEYA Kapısı


28

Bu kapının girişleri eşit olduğunda çıkışı 1, girişleri farklı olduğunda ise çıkışı 0 olur.

Yani XOR kapısının çıkışının terslenmiş hali olarak düşünebiliriz.

Şekil 27: Özel VEYADEĞİL Kapısı

Özel VEYA DEĞİL Kapısı


29

IC devrelerin üstünlükleri :1. Yüzbinlerce Diyot, transistör, direnç vs. birarada bulunabilmektedir.2. Çok karışık cihazların hacimsel olarak küçülmesi ve basitleşmesi

sağlanabilmektedir.3. Daha hafiftir 4. Daha az ısı oluşturur5. işlevini daha hızlı yapar6. Daha az güç harcar7. Maliyeti daha düşüktür.8. Birbirlerine lehimle bağlı olmadıklarından arıza olasılığı azdır.

SakıncalarıSakıncalarıa) Akımın ısı etkisi, minik devre elemanlarım bozacağından, yüksek akımlı

devrelerde kullanılamaz.b) Voltajın, birbirine çok yakın olan devre elemanları arasındaki yalıtkanı delme

etkisi nedeniyle, yüksek voltajlı devrelerde kullanılamaz.c) Çok yer işgal etmeleri nedeniyle, entegre içinde, direnç ve kondansatör

oluşturmak zordur (Zorunluluk olmadıkça, direnç ve kondansatör, entegreden uç çıkarılarak, harici olarak bağlanır).

d) Tamir edilemez, içindeki bir eleman dahi bozulsa tüm entegre, yenisi ile değiştirilir.


30

Entegrelerin Pin numaralarının bulunması :

•Entegrelerin üst yüzeyinin bir tarafında bir

çentik vardır.

•Bu çentik sol tarafta kalacak şekilde

entegreye üstten bakılır.

•Bu durumda altta en soldaki pin 1 numaralı

pindir.

•Bunun yanındaki pin 2 numaralı pin olmak

üzere bu şekilde devam eder.

•En büyük pin numarası üst sıradaki en soldaki

pine aittir.


31

TRANSİSTÖRÜN ANAHTAR OLARAK KULLANILMASI Tam iletimde yada tam kesimde olmasına izin verilir. Ara durumlardan mümkün olduğu kadar hızlı geçilmelidir. Bu

hızlı geçiş kayıp gücünün düşük tutulması açısından da önemlidir.

Baz yeterince sabit bir kumanda akımı (baz akımı) verir ya da bu akımı tamamıyla keser.

R direncinin özelliği :Transistörün aşırı yüklenmemesi için kumanda akımını sınırlayacak, transistörü tam iletime (doyma) sürecek değere sahiptir.


32

MEKANİK ANAHTARLARIN SINIRLAMALARI

Hızları sınırlıdır. Sıçrama yaparlar. İlk kapanma sırasında kontaklar kısa bir süre titreşirler. Bu

durumda kısa tepki sürelerine sahip dijital develerde belirsiz darbeler meydana gelir.

TRANSİSTÖR SINIRLAMALARI

Ters kutuplu emiter jonksiyonu voltajı : VEB : Bu voltaj emiterden beyze kırılma voltajını aşmamalıdır. Bu değer 1V.....25V arasında olabilir.

DC akım kazancı (hFE) : Sıcaklığın azalmasıyla hFE ‘ninde değeri değişeceğinden, devre o şekilde tasarlanmalıdır ki, beklenen en düşük sıcaklıkta bile transistör doyumda kalabilmelidir.

Ters kollektör doyum akımı (ICBO): Kollektörden beyze doğru akan ters sızıntı akımıdır. Yüksek sıcaklıklarda ihmal edilmemelidir.


Documents

DİJİTAL ELEKTRONİK