Endüstriyel Kontrol Elemanları

1

1. BÖLÜM: ENDÜSTRİYEL ELEKTRONİK UYGULAMALARI

A. ISI VE IŞIK KONTROL ELEMANLARI1. Isı kontrol elemanlarıElektronik devrelerle sıcaklık kontrolü (denetimi) yapabilmek, ortam sıcaklığını belirlemek,

alıcıları yüksek sıcaklıktan korumak vb. gibi amaçlar için ısı kontrol elemanları (sensörler vetransdüserler) kullanılır.

a. Termistörler (ısıya duyarlı dirençler, ısıl dirençler)Ortam sıcaklığına bağlı olarak direnç değerleri değişen elemanlara termistör denir.

Termistörler, nikel oksit, kobalt, manganez oksitleri, bakır, demir, baryum titanit vb. maddelerdenyapılmış elemanlar olup, boncuk, disk, rondela vb. şeklinde üretilirler. Uygulamada kullanılantermistörler çeşitli direnç değerlerinde (10 Ω, 100 Ω, 500 Ω, 1000 Ω, 3000 Ω, 5 kΩ 10 kΩ, 20 kΩ)üretilmektedir.

I. PTC (positive temperature confient)Sıcaklık arttıkça direnç değerleri artan ve üzerinden geçirdikleri akımı azaltan elemanlara

PTC denir. PTC'ler, otomatik ısı kontrol cihazlarında, sıcaklık ölçme aletlerinde, renkli TV'lerintüplerinde dış manyetik alanlardan dolayı ortaya çıkan renk karışmalarının önlenmesinde vb.kullanılır.

PTC'nin sağlamlık testiOhmmetreyle yapılan ölçümde soğukta düşük direnç, ısıtıldığında ise yüksek direnç değeri

görülmelidir.

II. NTC (negative temperature confient)Yapı olarak PTC'ye benzer.

Isındıkça direnci azalır ve üzerindengeçirebildiği akım artar.

NTC'nin sağlamlık testiOhmmetreyle yapılan ölçümde

soğukta yüksek direnç, ısıtıldığında isedüşük direnç değeri görülmelidir.

Yandaki şekilde PTC ve NTC'nindirençlerinin sıcaklığa bağlı olarakdeğişimini açıklayan eğriler verilmiştir.

PTC ve NTC örnekleri

NTC PTC

R (Ω)

T (°C)

PTC ve NTC'lerin direnç değerlerininsıcaklığa göre değişim eğrileri

PTC ve NTCsembolleri

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

http://www.pdffactory.com

CASPER


2

PTC ve NTC'lerin bazı kullanım alanları Isıya duyarlı devre yapımı, Demanyetizasyon (televizyon ekranlarında görüntü bozulmasının önlenmesi) işlemi, Sıcaklık ölçümü, Transistörlü devrelerde sıcaklık dengeleme, Ölçü aletlerinin korunması, Buzdolaplarında sıcaklık kontrolü, Zaman geciktirme, Büyük güçlü elektrikli motorların ısıya

karşı korunması

NTC termistörlü soğukta çalışandevre

Yandaki şekilde verilen devrede, ortamsoğukken NTC'nin direnci yüksek olacağındanT1 transistörünün beyzine bağlı olan pottagerilim oluşmaz ve T1 kesimde kalır. T1'inkesimde olması A noktasındaki geriliminyüksek olmasına neden olur. A noktasınıngeriliminin yükselmesi T2'yi iletime sokar veled yanar.

Ortam ısındığında NTC'nin direnci azalır vepot üzerinde oluşan gerilim T1'i sürer. T1'iniletken olması A noktasındaki gerilimin düşmesine neden olur. A noktasının geriliminin düşmesiise T2 transistörünü kesime sokar ve led söner.

b. Termokupllar (thermocouple, ısıl çift)Yüksek sıcaklığa sahip bir ortamın (fırın, ocak, kazan vb.) sıcaklık değerini klasik

termometrelerle belirleyemeyiz. Bu gibi durumlarda kullanabileceğimiz iki eleman, termokupltemelli ölçme devresi ve direnç temelli (termorezistans) ölçme devresidir.

Termokupl temelli ölçme sisteminde ısıyı gerilime çeviren bir yapı vardır.Direnç temelli ölçme sisteminde ise ısıya göre direnci değişen elemanlar mevcuttur.Direnç temelli ölçme sistemi daha çok düşük sıcaklıkların (-200 ilâ +850 °C) ölçülmesinde

kullanılmaktadır.

Termokuplun yapısıYukarıdaki şekilde görüldüğü gibi bir uçları birbirine bağlanmış iki farklı metalin (demir ve

İki transistör ve NTC'li soğukta çalışan devre

R2

R1

R3

NTC

T1

T2

BC547

BC547

1-10 kΩ

1-10 kΩ

P

10-100 kΩ

1-10 kΩ

1 kΩ

-T

A

L

+12 V

Termokuplun yapısı Yüksek sıcaklıkları ölçmedekullanılan termokupl örnekleri



CASPER


3

konstantan gibi) birleşim yüzeyleri ısıtılarak elektrik akımı elde etmede kullanılan cihazlaratermokupl denir. Termokupllar -200°C ilâ +2000°C arasındaki sıcaklık ölçümlerinde kullanılangüvenilir ve ekonomik endüstriyel algılayıcılardır. Termokuplda oluşan elektrik akımı, birleşimnoktasının sıcaklığına bağlı olup, metallerin farklı elektriksel ve termik özelliklerinden ilerigelir. Başka bir deyişle, yüksek sıcaklık olan bölümdeki elektronlar yüksek termik enerjiiçermekte ve bu elektronlar soğuk bölgeye doğru hareket etmektedir. Bu işlem sonucunda iseçıkış uçlarında mikrovolt ile milivolt düzeyinde bir gerilim doğmaktadır.

Termokuplların ölçüm yapan kısmı açık (çıplak) olarak fırın içine konmaz. Çünkü, oksidasyon(küflenme) ve diğer dış etkenler elemanı çabuk bozar. Bu nedenle ısıyı algılayan kısım,yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi içine oksidasyonu (küflenmeyi) önleyici gaz doldurulmuşkoruyucu boru (kılıf) içine yerleştirilir.

Termokuplun ısıya maruz kalan kısmını koruyan silindirik yapılı tüp 1200 °C'a kadarmetalden, 1200 °C'ın üzerindeki sıcaklığın söz konusu olduğu yerlerde ise seramik malzemedenüretilir.

Koruyucu tüplerin bağlandığı alüminyum dökümden üretilmiş kafa kısmında termokupltelleriyle kompanzasyon (dengeleme) kablosunun bağlantılarının yapıldığı terminaller bulunur.

Termokuplda üretilen gerilimin, ölçümü yapan cihaza kadar ulaştırılmasında yukarıdakişekilde görüldüğü gibi özel yapılı kablolar kullanılır. Kullanılan kabloların yalıtkan tabakasıısıya dayanıklı silikon-kauçuk, cam elyafı-asbest vb. gibi malzemelerden üretilir.

Termokupl seçimi rastgele değil,ölçülecek olan sıcaklığın değeri gözönünealınarak yapılır. Şöyle ki; plastik üretimendüstrisinde sıcaklık 0 ilâ 400 °Carasında, demir çelik sanayiindeki sıcaklıkise 0 ilâ 1800 °C arasındadır. Bu sıcaklıkfarklılığı nedeniyle seçilecek termokupl daayrı tipte olacaktır. Örneğin düşüksıcaklıkların ölçümünde kromel-konstantan, demir-konstantan, bakır-konstantan ikilisiyle yapılmış termokupllarkullanılır.

Yandaki şekilde termokuplun ölçmesistemine bağlanışı gösterilmiştir.

Termokuplun aşınmayıönleyici kılıf içine konması

kılıf

Termokuplun ürettiği gerilimin ölçme düzeneklerineulaştırılmasında kullanılan yüksek sıcaklığadayanıklı kablolara ilişkin örnekler

silikon+cam elyaf+kalaylı bakır

silikon+silikon

Termokuplun ölçme düzeneğinebağlanışının basit olarak gösterilmesi

terminal kutusu

ısıya dayanıklı kablolar

terminalterminal soketi

bağlantı aracı

tutturma borusu

dış koruyucu tüp

iç koruyucu tüp

izolatör

termokupl

bağlantıkutusu

analog yada dijitalyapılıgösterge

°C



4

Uygulamada kullanılan bazı termokupl tipleri Bakır-konstantan birleşimi termokupl Demir-konstantan birleşimi termokupl Nikel krom-nikel birleşimi termokupl Platin radyum-platin birleşimi termokupl Kromel-konstantan birleşimi termokupl Kromel-alumel birleşimi termokupl

Çeşitli tip termokuplların kullanıldığı sıcaklıklarTermokupl tipi SıcaklıkCu-CuNi -200 ilâ +300 °CFe-CuNi -200 ilâ +800 °CNiCr-Ni 0 ilâ +1200 °C

Termokuplların kullanım alanlarıTermokupllar uygulamada çok yüksek sıcaklıkların ölçülmesinde

kullanılır. Yani, demir-çelik, çimento, seramik, cam, kimya, petrol,gıda, kâğıt vb. sektörlerde termokupllu sıcaklık ölçme düzeneklerinerastlarız..

Rezistans (direnç) tipi sıcaklık sensörleriBütün metaller elektrik akımını az ya da çok iletir. İletkenlerin

her birinin akıma karşı gösterdiği direnç değeri farklı olmaktadır.Bir metalin akıma karşı gösterdiği direnç değeri,

R = ρ.l / S [Ω] denklemiyle bulunur.Denklemde,ρ (ro): Maddeye göre değişen özdirenç değeri,l: Uzunluk,S: Kesit [mm2]'dir.Direnç değişimine göre sıcaklık ölçümünde kullanılan metaller genellikle, platin ve nikeldir.

Bu metallerin avantajı direnç değişim karakteristiklerinin iyi olmasıdır. Başka bir deyişle platin,yüksek özdirence sahip olması nedeniyle değil, çalışmasındaki dengesi sebebiyle dirençtermometrelerinde kullanılan standart bir metaldir.

Platin ve nikelden yapılmış rezistans termometrelerin özellikleri şöyledir:PT100Ölçme sahası -200 ilâ +550 C°Direncin değişimi (Ω/°C) 0,42...0,39...0,32

NI 100Ölçme sahası -60 ilâ +180 C°Direncin değişimi (Ω/°C) 0,47...0,55...0,81

Yarı iletken maddelerden yapılan ısıya duyarlı devre elemanlarıYarı iletken temelli sıcaklık algılama sensör ve transdüserleri germanyum, silisyum gibi

maddelerden üretilirler. Yapı olarak mercimek kondansatör ya da plastik gövdeli transistörlerebenzerler. PTC, NTC, termokupl gibi elemanlarla çok düşük sıcaklık değişimlerini doğru olarakalgılamak mümkün değildir. İşte bu noktadan hareketle hassas sıcaklık algılama işlemlerindeyarı iletkenlerden yapılmış kaliteli elemanlar kullanılır.

koruyucuboru

sıcaklıkladirencideğişeneleman(direnç)

Rezistans tipi sıcaklıksensörünün yapısı

bağlantı başlığı



5

Yar ı iletkenden yapılm ışısıya duyarlı eleman örnekleri

I. LM 35 (kılıf 1)Isıya bağlı olarak gerilim üretir. -

55°C ilâ +l50°C'lık sıcaklıklarınalgılanmasında kullanılır. Her1°C'lık sıcaklık artışında yaklaşık 10mV üretir.

II. LM235 (kılıf 2)Isıya bağlı olarak gerilim üretir. -

40°C ilâ +125°C'lık sıcaklıkların algılanmasında kullanılır. Her 1°C'lık sıcaklık artışında yaklaşık10 mV üretir.

Termistörlü sıcaklık kontrol devreleriEndüstriyel uygulamalarda sıcaklık derecesinin ölçülmesi için bir çok düzenek mevcuttur.Sıcaklık ölçümünde kullanılan bazı elemanlar: PTC, NTC, yarı iletken ısı sensörü, dıştan

ısıtmalı bimetal, direnç teliyle ısıtmalı bimetal, kuyruklu (gazlı) termostat ve termokupldur.

I. Dijital yapılı sıcaklık ölçme devresiAşağıdaki şekilde verilen devrede sıcaklık, KTY10 adlı NTC termistörü tarafından algılanıp

ICL 7106 entegresine elektrik sinyali olarak uygulanır. ICL 7106 entegresinin içinde analog/dijital çevirici (ADC) ve display sürücü devreleri mevcuttur. Bu sayede ortam sıcaklığıgöstergede (display) okunabilir. Devrede kullanılan R1 trimpotu devre için referans gerilim

kılıf 2

(ayar)

Uçıkış

kılıf 1

VçıkışV besl

eme

V besl

eme

şaseşase

LM35 ve LM235 tipi sıcaklık algılayıcılarının ayaklarının dizilişi

Dijital yapılı sıcaklık ölçme devresi

R1 R2

ICL 7106

3,5 hânelistandart LCDdisplay

IC 4030

9 V

150 k

5,6 k

1,5 k

470

k10

0 k

100

k

100

pF

100

k

100

nF

220

nF

100

k22

0 k

10 n

F

S

100 nF

KTY10 (NTC)

alt alt alt alt

adj.

adj.(ayar)



6

ayarını yapar ve "mV/°C" oranını belirler. R2 trimpotu giriş düzeyini ayarlamaya yarar. Devrenindoğru çalışabilmesi için R1 ve R2 trimpotları çok hassas ayarlanmalıdır.

Sıcaklık ölçme devresi -40 ilâ +125 °C arasındaki değerleri ölçebilir. Devrenin harcadığıenerjinin minimum seviyede olabilmesi için LCD gösterge kullanılmıştır. Devrede ledli dis-play (anodu şase tip yedi parçalı gösterge) kullanılmak istenirse ICL 7107 entegresikullanılmalıdır. Bu iki entegrenin ayak bağlantıları tamamen aynıdır.

II. Sıcaklığı gerilime çeviren devreAşağıdaki şekilde verilen devrede ortam ısındıkça NTC'nin direnci azalır ve üzerinde oluşan

gerilim düşer. Bunun sonucunda op-ampın 2 numaralı girişinin gerilimi azalır. 741'in 3 numaralıgirişinin gerilim değeri sabit olduğundan, iki giriş ucu arasındaki gerilim farkı büyür. Girişgerilimleri arasındaki farkın büyümesi çıkış geriliminin seviyesini yükseltir. Çıkışın yükselmesiise tetiklenen sistemde (ampermetre, voltmetre, analog-dijital çevirici vb.) değişikliğe neden olur.

III. Dijital yapılı sıcaklık ölçme aygıtıSantigrad (°C) cinsinden sıcaklık ölçümü için üretilmiş cihazdır. Prob içindeki sensör NiCr-

Ni tipidir. Ölçme sınırları, 0-1200 °C arasında değişmektedir.Not: Yukarıdaki şekilde görülen aygıt, Meter firmasınca üretilen D145MF model portatif

sıcaklık ölçme cihazı için geçerlidir.

Motor ve transformatör gibi aygıtların aşırısıcaktan korunması

Üç fazlı asenkron motorların büyük güçlü ve pahalımodellerinin arızalanmasını (sargılarının yanmasını)önlemek için termistörlerden de yararlanılır. Korunacakmotorun statorunun oyuklarına yerleştirilmiş olansargıların arasına konulan termistörler yüksek sıcaklıkoluşması durumunda elektronik devreyi çalıştırarakmotorun durmasını sağlar.

Sıcaklığı gerilime çeviren devre

10 k

680 Ω

10k

10 k

10 k

1-10k

-T°

741-2

+3

7

4

6

100 nF +12 V

Vçıkış0,5 V/°C

100 k

100 k

680

k

-

Dijital yapılı sıcaklık ölçme aygıtı

zene

r di

yot

6,8

V

stator

sargıoyuklarınakonulantermistör

Isıya duyarlı elemanınstator oyuğuna yerleştirilmesi

470 Ω



7

I. Termistörlü (PTC, NTC) mo-tor koruma rölesi

Termistörlü motor koruma rölesindealıcıya kumanda eden kontaktöründevre dışı edilmesini sağlayan sistemelektronik yapılı bir devredir.

Küçük güçlü ve ucuz tipdekimotorlarda termistörlü koruma rölesiyoktur. Bu yöntem daha çok büyükgüçlü, hassas ve pahalı motorlarınkorunmasında kullanılmaktadır.

c. TermostatlarIsı etkisiyle kontakların konum

değiştirmesini sağlayan cihazlaratermostat denir. Bu elemanlar, ısıtma,soğutma, havalandırma vb. yerlerdesıcaklık derecesini istenilen değerdetutmak amacıyla kullanılırlar.

Termostatlar kullanıldıkları yere göre üçe ayrılır:I. Oda termostatı,II. Sıvı termostatı,III. Katı madde termostatı

Oda termostatları ortam sıcaklığının sabit tutulmasını kontrol etmede kullanılırlar. Bunlar,gazlı, bimetalli ya da elektronik yapılı olabilir.

Sıvı termostatları akışkan özellikli (sıvı) maddelerin sıcaklığının kontrol edilmesindekullanılır. Yapıları oda termostatlarıyla hemen hemen aynıdır.

Katı madde termostatları alternatör ve pahalı tip motorların sargılarının yüksek sıcaklıklardankorunmasında, sıcaklık ölçme, kontrol cihazlarında vb. kullanılırlar.

Mekanik yapılı termostatlar yapıları bakımından üçe ayrılır.Bimetalli termostatlarIsıtıldığında genleşme katsayıları farklı olan iki ince metal plaka birbirine yapıştırılarak bi-

metal elde edilir.Birbirine yapıştırılmış olan metalleri A ve B olarak adlandıralım. Bu birleşime ısı verdiğimiz

Termistörlü motor koruma rölesinin devreye bağlantısı

elektronikdevreli

röleM

I0

3xPTC

ayardüğmesi

Mekanik yapılı (bimetalli)oda termostatı

Direkt ısıtmalı, bimetalli termostat

AA

M M

Mp



8

zaman genleşme katsayısı yüksek olan metal fazla uzamak ister. A ve B birbirine yapışıkolduğundan çok uzayan metal kısa kalan metalin üzerine doğru eğilir. İşte bu prensip, maliyetiucuz, termostatların yapılmasını sağlamıştır.

Yukarıdaki "a" şeklinde ütü, elektrik sobası, saç kurutma makinesi vb. gibi cihazlardakullanılan direkt ısıtmalı tip bimetalli termostatın yapısı verilmiştir. Bu modelde bimetal dışardangelen ısıyla bükülerek kontakların konumunu değiştirmektedir.

Yukarıdaki "b" ve "c" şekillerinde termik aşırı akım rölelerinde kullanılan endirekt ısıtmalı tipbimetalli termostat (ya da termik aşırı akım rölesi) verilmiştir. Bu tip termostatlarda bimetal küçükgüçlü bir ısıtıcının içine yerleştirilmiştir. Alıcının çektiğiakım normal sınırlar içindeyken rezistans azısındığından bimetal bükülmez. Alıcının çektiği akımartacak olursa rezistanstan geçen akımın artması buelemanda oluşan sıcaklığı artırır. Bunun sonucunda bi-metal bükülerek kontaklarını konumunu değiştirir.

Bimetalli termostatlarda ısı ayarını yapabilmek içinbir düğme (ayar vidası) mevcuttur. Bu vida saat ibresiyönünde çevrildiği zaman, düğmenin uç kısmıbimetale yaklaşır. Bu da bimetalin daha yükseksıcaklıkta devreyi açmasına neden olur.

Yandaki şekilde bimetalli oda termostatının iç yapısıve devreye bağlantısı verilmiştir. Bu eleman oda sıcaklığını istenilen değerde tutmak içinkullanılır. Termostatlı ısıtıcı çalıştırıldığı zaman, ortam soğukken alıcı çalışmaya başlar. Busırada termostat üzerindeki birinci lamba yanar. Ortam sıcaklığı istenen değere yükseldiğindebimetal bükülerek kontakların konumunu değiştirir.

şebekeden

kontak

a. Direkt ısıtmalı tip bimetalin yapısı b. Endirekt ısıtmalı tip bimetalin yapısıc. Endirekt ısıtmalı bimetalin görünüşü ç. Bimetalin soğuk ve sıcak ortamdaki davranışı

bimetal

soğukdurum

sıcakdurum

bim

etal

bim

etal

alıcıyaalıcıya

bimetal

kontakısıtıcıdirenç

şebekeden

Bimetalin ısı ile bükülüşü

alıcısıcaklık ayar vidası

bimetal bimetal

ısı

alıcı

kontak

(a) (b) (c) (ç)

V V

ısıtıcı

lam

ba1

lam

ba2

bim

etal

kontaklar

RMp

Bimetalli oda termostatınındevreye bağlanışı



9

Gazlı (körüklü,kuyruklu) termostatlar

Gazlı termostatlar hızlıgenleşen gazın bulunduğuhazne, körük vekontaklardan oluşur.Termostatın haznesi,sıcaklığı kontrol edilecekbölgeye monte edilir. Hazneiçinde R-12, N2 ya da başkabir gaz bulunur. Ortamsoğuyunca gazın hacmiazalır. Esnek yapılı körükiçeri çekilerek kontaklarınkonumunu değiştirir. Ortamısınınca ise gaz genleşerekkörüğü şişirir ve kontaklartekrar eski konumuna gelir.

Yandaki şekilde gazlı(kuyruklu) termostatlarkullanılarak soğutucununkontrolüne ilişkin şemaverilmiştir.

Civa tüplü bimetallitermostatlar

Yandaki şekildegörüldüğü gibi bu tiptermostatlar içerisindekontaklar ve civa bulunancam tüp ile spiral şeklindekibimetalden oluşur.

Ortam soğukken spiralbiçimindeki bimetalkıvrılarak civanın ikikontağı birbirinebağlamasını sağlar. Budurumda cam haznedenakım geçer. Ortam ısındığında bimetalden yapılmış spiral açılarak cam hazneyi dikey hâlegetirir. Bu durumda civa akarak akım geçişini sona erdirir.

2. Işık kontrol (fotoelektrik) elemanlarının tanıtılması ve incelenmesiİnsan gözü, dalga boyu 380 nanometreden 780 nanometreye kadar olan elektromanyetik

dalgaları ışık olarak algılar. Gözün en yüksek duyarlılığı yeşil ile sarı renkleri arasındadır.Ultraviyole (mor ötesi), ve enfraruj (kızıl ötesi) ışınlar ise insan gözü tarafından algılanamaz.

Aydınlatma şiddeti kavramıIşık akısının, dikey olarak aydınlanan yüzeye oranına aydınlatma şiddeti denir. Aydınlatma

kontaklar

gaz haznesi

gazhaznesi

körük

kontaklar

gazhaznesi

buzdolabınınbuzlukbölümü

220

V

Gazlı (kuyruklu) termostatların yapısı

Gazlı termostatın soğutucu motorunu kontrol edişi

kontaklar açık

bimetal şerit

Cam tüplü ve bimetalli termostatın yapısı

gaz haznesi

gaz haznesikontakuçları

gazlı termostatınkörük ve kontakbölümü

motor



10

şiddetinin birimi lux'tür. (Lux: ışık,parlaklık)

a. LDR'ler (light dependentresistance, fotodirenç)

Işıkta az direnç, karanlıktayüksek direnç gösteren devreelemanlarına LDR denir. Başka birdeyişle aydınlıkta LDR'lerinüzerinden geçen akım artar,karanlıkta ise azalır.

LDR’lerin karanlıktaki dirençleriyaklaşık 1 MΩ aydınlıktakidirençleri ise 100 Ω ile 5 kΩdüzeyindedir.

Yandaki şekilde LDR'lerindirencinin ışığa göre değişimineilişkin eğri verilmiştir.

LDR'ler, CdS (kadmiyum sülfür),CdSe (kadmiyum selinür),selenyum, germanyum ve silisyumvb. gibi ışığa karşı çok duyarlımaddelerden üretilmektedir.

LDR yapımında kullanılanmadde, algılayıcının hassasiyetini vealgılama süresini belirlemekte,oluşturulan yarı iletken tabakanınşekli de algılayıcının duyarlılığınıetkilemektedir. LDR'ye gelen ışığınodaklaşmasını sağlamak için üst kısım cam ya da şeffaf plastikle kaplanmaktadır.

LDR'ler çeşitli boyutlarda üretilmekte olup, gövde boyutları büyüdükçe güç değeriyükselmekte ve geçirebilecekleri akım da artmaktadır.

Uygulamada yaygın olarak kullanılan bazı LDR tipleri: LDR03, LDR05, LDR07, OPR60...LDR'ler, endüstriyel kumanda sistemlerinde, otomatik gece lambalarında, dijital sayıcılarda,

brülörlerde, kanın renk yoğunluğunu belirleyen tıbbî cihazlarda, flaşlı fotoğraf makinelerinde,hareket dedektörlerinde, zil butonlarında vb. kullanılırlar.

b. Fotodiyotlar (photodiode, ışığa duyarlı diyot)Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doğru akım geçiren

elemanlardır.Fotodiyotlar doğrultmaç diyotlarına benzerler. Tek fark fotodiyotların birleşim yüzeyinin

aydınlatılmış (ışık alabiliyor) olmasıdır.Bu elemanlar devreye ters bağlanırlar ve ışık ile ters yöndeki sızıntı akımlarının artması

suretiyle kontrol yaparlar. Bu kontrol, ışıkla yarı iletkenin kristal yapısındaki bağların bazınoktalarda kopması sonucu elektron ve oyukların hareketiyle doğan akımın çoğalmasıyla olur.

Fotodiyotlarda mercekli kısma gelen ışığa göre katotdan anota doğru akan düşük değerliakım değişir. Geçen akım, ışığın şiddetine bağlı olarak 100 µA-150 mA, gerilim ise 0,14-0,15

Elektromanyetik ışınlar ve dalga boyları

kozm

ik ı

şınl

arga

mm

a ış

ınla

rı

rönt

gen

ışın

ları

ultra

viyo

le ı

şınl

arış

ık

enfr

aruj

ışı

nlar

alte

rnat

if ak

ım

rady

o da

lgal

arı

LDR'nin direncinin ışığınşiddetine göre değişim eğrisi

1 10 100

ışıkşiddeti

10 kΩ

100 Ω

R (Ω)

LDR sembolleri

1 MΩ

LDR örnekleri

lux



11

volt arasında değişmekte olup çok küçüktür.Fotodiyotların çalışma hızı son derece yüksektir (yaklaşık 1 ns ile 0,2 µs). Bu hızlı davranışları

ve boyutlarının küçük olması sayesinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanılmaktadırlar.Bu elemanlar, hem bir gerilim üreteci hem de ışık algılayıcı olarak kullanılabilir.

Fotodiyotlar enfraruj ışınlara karşı da duyarlıdır. Bunusağlamak için, diyodun gövdesindeki alıcı kısmın merceğirenkli cam ya da plastikten yapılarak normal ışınlarınetkide bulunması önlenir.

Yaygın olarak kullanılan fotodiyot tipleri: BPW12,BPW20, BPW30, BPW33, BPW34, BPW63, BPW65.

c. Fotopiller (solar cell, fotosel, güneş pili,photo voltaic cell)

Güneş enerjisini (gün ışığını) elektrik enerjisinedönüştüren elemanlara fotopil denir.

Fotopillerin yapısı ve çalışması şöyledir: Fotonabsorblanmasıyla (emilmesiyle) oluşan yük taşıyıcılarçoğunlukta oldukları bölgelere sürüklenirler. Birleşimyüzeyinden "I" akımı geçer ve N tipi madde eksi (-), Ptipi madde ise artı (+) yüklenmiş olur. I akımı, birleşimyüzeyinin ileri yönde kutuplaşmasına ve birleşimingerilim settinin alçalmasına neden olur. Dış devre açıkise (alıcı yoksa) P’den N’ye akım geçer ve birleşimyüzeyindeki gerilim setti tekrar yükselir ve P bölgesieksi (-), N bölgesi artı (+) yüklenir. Sonra tekrar foton absorblanarak olay devam eder.

Dış devreden akım çekilirse P-N birleşim yüzeyindeki potansiyel, elektronları daha yüksek

ışık şiddeti

K

A-

10 kΩ

R

V = 12 V

Işığa bağlı olarak fotodiyodun üzerinden geçen akımın eğrisi

ışık

mercek

gövde

P-Neklemi

Fotodiyodun yapısı

Iters (µA-mA)

lüks (lux)

Çeşitli fotodiyotlar

BPW34BP104 BPX633

BPW43

K

A

K

A

Fotodiyot sembolleri

Fotopiller ve fotopil paneli

+ -+ -

Fotopil sembolleri

5 10 15 20 25 30 35 40

40

35

30

25

20

15

10

5



12

potansiyele çıkaran batarya (pil) rolüoynamaktadır.

Enerjisi yeterli bir ışık demeti P-Nbirleşim yüzeyine düşürülecek olursa,foton, elektronlarla karşılaşıp enerjiverebilir. Serbest hâldeki elektronlar valanselektronlarının ancak 1/104'ü kadarolduğundan, bu ihtimal zayıftır. Foton,muhtemel (olası) valans elektronu ilekarşılaşır ve ona enerjisini bırakarakiletkenlik bandına çıkarır. Valans bandınaçıkan elektron arkasında bir boşluk (artıyük) bırakır. Sonuç olarak P tipi bölge artı(+), N tipi bölge eksi (-) yüklenerek birelektriksel potansiyel farkının oluşmasınayol açar. Bu da elektrik akımını doğurur.

Foton akısı, birim yüzeyden, birim zamanda geçen foton sayısı olarak tanımlanır. Işık ışınları(fotonlar) fotopil üzerine düştüğünde küçük yarı iletken temelli hücrelerde yaklaşık 0,4-0,5 Vve 8-100 miliamperlik akımın oluşmasını sağlarlar.

Güneş pilleriyle 3 V gerilim elde etmek isteniyorsa 6 tanesi birbirine seri olarak bağlanır.Sistemden alınan akım yükseltilmek istendiğinde ise, elemanlar paralel bağlanır. Yüksek gerilimve akım elde etmek için yapılmış güneş enerjisi panellerinde yüzlerce güneş pili seri-paralelbağlı durumdadır. Güneş pili üzerine düşen ışığın şiddeti bir noktadan sonra artırılsa da (örneğin4000 lux’ten sonra) alınan gerilim sabit kalmaktadır.

Bu elemanlar, güneş ışığıyla çalışan, saat, radyo, TV, hesap makinesi, otomobil, sokak lambası,uydu vericisi, uçak vb. gibi aygıtlarda kullanılmaktadır.

ç. Fototransistörler (phototransistor)Beyz ucuna ışık düştüğünde C-E

arasından akım geçişini sağlayanelemanlardır. Fotodiyotlardan farklı olarakışıkla üretilen akımı yükseltme yaparlar. Buözellikleri sayesinde fotodiyotlardan çoküstündürler.

Üç yarı iletkenin birleşiminden oluşanfototransistörlerin C-B uçları arasınabağlanmış olan fotodiyoda yandaki şekildegörüldüğü gibi ışık enerjisi (foton) gelebilmesi için beyz ucunun bulunduğu kısma mercekşeklinde cam yerleştirilmiştir. Mercek, ışığın içeriye odaklanarak girmesini sağlamaktadır.

Fototransistörler iki ya da üç bacaklı olarak üretilir. Üç bacaklı olan modellerde mercekboyanacak olursa eleman normal transistör hâline geçer. Mercek boyanmaz ve beyz ucu dadevreye bağlanacak olursa beyze iki etki söz konusu olacağından C-E arasından geçen akımınmiktarındaki değişme daha fazla olur. İki bacaklı fototransistörlerde (kullanım kolaylığıbakımından) beyz ucu dışarıya çıkarılmaz.

Bu elemanlar, TV, video, müzik seti, klima gibi cihazların uzaktan kumanda devrelerinde,gün ışığına duyarlı olarak çeşitli aygıtların ve alarm sistemlerinin çalıştırılmasında vb.kullanılmaktadır.

Fotodiyotların üzerinden geçirebildiği akım mikroamper (µA) düzeyindedir.

ışıkşeffaf yalıtkan yüzey

ince metal ızgara

gövde

kadmiyum (fosfor karışımlı)selenyum (bor karşımlı)

Fotopilin yapısı

Güneş pili paneliyle çalışan televizyon

Fototransistör sembolleri Fototransistörün yapısı

fotodiyot

ışık

C

E

B



13

Fototransistörlerise miliamperdüzeyinde bir akımgeçişini mümkünkılarlar. Akımınbüyük olması başkabir devreyiçalıştırmada(sürmede) kolaylıksağlar.

Bazı fototransistörler: BP103B, BPW40, SFH309, BPY62-2, BPX99...BP103B tipi fototransistörün karakteristik özellikleri: Kolektör-emiter gerilimi (VCE): 35 V,

Kolektör akımı (IC): 100 mA, Kolektör-emiter sızıntı akımı (ICEO): 5 nA.

Darlington fototransistörlerBir fototransistör ile normal transistörün arka arkaya bağlanmasıyla elde edilen devre

elemanlarına darlington fototransistör denir. Bu elemanların ışığa karşı duyarlılıkları normalfototransistörlere oranla çok fazladır.

Işık kontrollü devre örnekleriI. Kaskad bağlantılı karanlıkta çalışan

devreYandaki şekilde verilen devrede LDR'ye ışık

gelince direnci azalır ve üzerinden geçirdiği akımartar. LDR'den geçen akımın pot üzerindeoluşturduğu gerilim T1 transistörünü iletime sokar.T1 iletime geçince A noktasındaki gerilim azalır veT2 kesime gider. Ortam karardığında LDR akımgeçirmez. T1 kesime gider. A noktasının gerilimiyükselir. T2 iletime geçer ve led yanar.

Not: Led yerine röle bağlanacağı zaman 1 kΩ'lukR3 direnci iptal edilir.

II. Darlington bağlantılı karanlıkta çalışandevre

Yandaki şekilde verilen devrede ortamkarardığında LDR'nin direnci artar. Direncinartması bu eleman üzerinde oluşan geriliminyükselmesine neden olur. LDR'de düşen geriliminyükselmesi T1 ve T2 transistörlerini iletime sokar.İletime geçen transistörler röleyi çalıştırır. Ortamaydınlandığında LDR'nin direnci düşer. Üzerindeoluşan gerilim azalır. Transistörler kesime gider.Pot ile devrenin ışığa duyarlılık derecesideğiştirilebilir.

Fototransistör örnekleri Darlington fototransistör sembolü

R1

R2

R3

BC547

BC547

+12 V

-

T2T1

A

P100 k

led

10 k

1 k

10 k

Kaskad bağlantılı karanlıkta çalışan devre

P

T1T2

R

2x BC547

33 k

470 k

röle

+12 V

Darlington bağlantılı karanlıkta çalışan devre

1N4001



14

III. Fotodiyotlu basit devreYandaki şekilde verilen devrede fotodiyoda ışık geldiğinde

üzerinden geçirdiği akım artar. Bundan dolayı transistörünbeyzine giden akım azalır ve bu eleman kesime gider.Transistörün kesime gitmesiyle Vçıkış gerilimi maksimum olur.

Ortam karardığında ise fotodiyot kesime, transistör iletimegeçeceğinden Vçıkış gerilimi en düşük (minimum) değere iner.Çıkışa bir led ya da röle bağlanacak olursa karanlıkta çalışandevre elde edilir.

IV. Fototransistörlü basit ışığa duyarlı devreYandaki şekilde verilen devrede ortam aydınlıkken

fototransistör iletimde olduğundan Vçıkış gerilimi çok küçüktürOrtam karardığında fototransistör kesime gider ve Vçıkış gerilimimaksimum değere yükselir.

Çıkışa (A-B arasına) bir led bağlanacak olursa ışıkta çalışandevre elde edilir.

V. Fototransistörlü ışığa duyarlı devreYandaki şekilde verilen devrede fototransistöre ışık geldiğinde

bu eleman iletime geçerek BC547transistörünü iletime sokar. BC547 iletimolunca röle çeker ve lamba yanar.

Fototransistöre gelen ışık kesildiğinderöle ilk hâline geri döner.

R1 trimpotuyla devrenin çalışmasıistenen aydınlık şiddetinin değeriayarlanabilir.

Görüldüğü üzere verilen devre günışığına duyarlı olarak çalışmaktadır. Budevrenin sadece enfraruj ışınlara karşıduyarlı olmasını istersek fototransistörünmercek kısmını koyu renk şeffaf plastikile kapatmamız gerekir. Bunu yaptığımızzaman fototransistör sadece enfraruj diyotluvericiler tarafından yayılan ışınları algılar.

Örneğin bir odaya alarm kurmak için neyapmamız gerektiğini düşünelim. Bu işlemyapılırken odanın bir tarafına yandaki şekildeverilen enfraruj diyotlu verici devresi monte edilir.Bu vericinin tam karşısındaki duvara isefototransistörlü devre yerleştirilir. İki devre arasınabir cisim girdiği anda fototransistöre gelen enfrarujışınlar kesilir. Bu ise, fototransistörün BC547transistörünü kesime sokmasına yol açar. Kesimegiden BC547 rölenin kontaklarının konumunudeğiştirir ve yanmakta olan lamba söner.

Fotodiyotlu ışığaduyarlı devre

+12 V

fotodiyot

BC237

Vçıkış

-

1k22 kΩ

Vçıkış

+12 V

1k

-

fototran-sistör

Fototransistörlü basitışığa duyarlı devre

A

B

Astable multivibratörlü basitenfraruj verici devresi

220 Ω 220 Ω+ 9-12 V

Fototransistörlü basit ışığa duyarlı devre

+ 9-12 V

100 k-470 k

470 n 470 n

10 k10 k



15

Arka sayfada verilen astable multivibratörlü enfraruj verici devresinde transistörler sıraylailetim kesim olarak A noktasında kare şeklinde bir sinyal oluşturur. A noktasında oluşan sinyalsayesinde enfraruj diyot belli frekansta bir ışın yayar. Enfraruj ledin yaydığı ışının frekansdeğeri P ile değiştirilebilir.

d. Optokuplörler (optik kuplaj,optoizolatör, optik bağlaç)

Işık yayan eleman ile ışık algılayan elemanınaynı gövde içinde birleştirilmesiyle elde edilenelemanlara optokuplör denir. Bu elemanlardaışık yayan eleman olarak led, enfraruj ledkullanılırken, ışık algılayıcı olarak fotodiyot,fototransistör, fototristör, fototriyak vb. gibielemanlar kullanılır.

Optokuplörler daha çok, ışık yoluyla iki ayrıözellikli devre arasında elektriksel (galvanik)bağlantı olmadan irtibat kurulmasını sağlayandevrelerde kullanılır. Şöyle ki; düşük gerilimleçalışan bir devre ile yüksek gerilimli bir güçdevresine optokuplör aracılığıyla kumandaedilebilir.

Optokuplörler 2000 V - 5000 V'luk gerilimlere dayanıklı olduğundan en hassas kontrolsistemlerinde güvenle kullanılır.

Burada verilen voltaj (gerilim) değerleri iki ayrı özellikli devrenin birbiri arasında akımgeçişinin olabilmesi için uygulanması gereken değeri belirtir. Şöyle ki; kumanda devresi 5 Vile çalışsın. Bu devrenin tetikleme akımı göndermesiyle enfraruj led ışın yayarak karşısındabulunan ışığa duyarlı elemanı tetikler. Tetiklenen eleman ise iletime geçerek yüksek voltajlıdevrenin çalışmasını sağlar.

Optokuplörler, TV, bilgisayar, PLC cihazı, fotokopi makinesi vb. gibi cihazlarda yaygınolarak kullanılmaktadır.

Uygulamada kullanılan bazıoptokuplörlerin iç yapısı

fotodiyot fototransistör

yansıtıcı yüzey

enfrarujdiyod

fototransistör

ışın

yarık

yüzeyden yansıyan sinyallerleçalışan optointerraptır

delikli diskinoptointerraptıryarığındakihareketi

Optointerraptırların yapısı

enfraruj led fototransistör



16

e. Optointerraptırlar (optointerrupter, açık tip optokuplör)Optointerraptırlar optokuplörlere çok benzeyen devre elemanlarıdır. Tek fark, ışık yayan

eleman ile ışığı algılayan eleman arasına bir cisim girmesi mümkün olacak şekilde (açık gövdeli)dizayn edilmiş olmalarıdır. Bu elemanlarda ışık yayan elemana akım uygulandığında oluşanışık, algılayıcıya ulaşır. Algılayıcının çıkışında maksimum değerde akım oluşur. Araya bir cisimgirdiğinde ışık geçişi sona ereceğinden algılayıcı elemanın çıkış akımı da sıfır olur.

Optointerraptırlar, bilgisayar faresi (mouse), robot kontrol devresi, fotokopi makinesi vb.gibi cihazlarda kullanılmaktadır.

B. TRANSİSTÖR UYGULAMALARI1. Transistörlü anahtarlama devrelerinin incelenmesi ve uygulanmasıÜç yarı iletkenin birleşiminden oluşmuş devre elemanına transistör denir. Bu elemanın, Beyz

(B), emiter (E) ve kolektör (C) olmak üzere üç ayağı vardır. NPN ve PNP olmak üzere iki tipteyapılan transistörler, küçük değerli beyz akımına bağlı olarak C-E arasından büyük akım geçişineizin verirler.

Transistör kelimesi, transfer (aktarma) ve resistor (direnç) sözcüklerinin kısaltılmasıylaortaya çıkmıştır. Transistörlerin ayak adlarının anlamları: Emiter (emitter): Yayıcı, Kolektör(collector): Toplayıcı, Beyz (base): Taban, giriş, kontrol şeklindedir.

NPN tipi transistörlerin yapısıNPN transistör yapılırken iki adet N tipi özelliğe sahip yarı iletken malzemenin arasına ince

bir katman hâlinde P tipi malzemeden beyz tabakası yerleştirilmiştir. Araya yerleştirilen beyztabakası iki büyük tabaka arasındaki elektron - oyuk geçişini kontrol etme bakımından görevyapmaktadır.

Transistörleri musluğa (vana)benzetmek mümkündür. Musluk, akansıvıyı denetler (ayarlar). Transistör isegeçen akımı denetler. Bu özelliğisayesinde küçük akımlar aynı biçimdeolmak kaydıyla büyütülebileceği gibi,küçük bir akım ile büyük bir alıcınınçalışması da sağlanabilir.

PNP tipi transistörlerin yapısıPNP transistör yapılırken iki adet P tipi

özelliğe sahip yarı iletken malzemeninarasına ince bir katman hâlinde N tipi

NPN PNPB EC

Yüzey temaslı transistörlerinyapısının basit olarak gösterilmesi

NPN ve PNP transistörsembolleri

Transistör örnekleri

NPN transistörlerinyarı iletken yapısı

kolektör (C)

N

N

P

beyz

(B) P

P

N

beyz

(B)

kolektör (C)

PNP transistörlerinyarı iletken yapısı

emiter (E) emiter (E)



17

malzemeden beyz tabakası yerleştirilmiştir. Araya yerleştirilen beyz tabakası iki büyük tabakaarasındaki elektron - oyuk geçişini kontrol etme bakımından görev yapmaktadır.

Yükselteç olarak kullanılan transistörlerTransistörler kullanılarak teyplerin okuyucu kafası, mikrofon vb. gibi düzeneklerin ürettiği

zayıf elektrik sinyallerigüçlendirilebilir.

Örneğin mikrofonses dalgalarını, içindekimini bobin sayesindeelektrik sinyallerineçeviririr. Bu sinyallerçok küçük değerliolduğundan hoparlörübesleyemez (süremez).İşte bu nedenle arayatransistörlü (ya daentegreli) yükselteçdevresi konulur.Aşağıdaki şekilde NPNtransistörün yükselteç olarak çalıştırılmasına ilişkin temel devre verilmiştir.

Not: Transistörlü yükselteç devreleri hakkında ek bilgi alabilmek için temel elektronikkitabına bakınız.

Anahtar (on-off elemanı) olarak kullanılan transistörlerTransistörün kesim (yalıtım) ve doyum (tam iletim) durumunda olması, elemanın anahtarlama

yapıcı olarak çalıştırılmasıdır. Aktif bölgedeki çalışma ise yükselteç devrelerinde geçerlidir.Anahtarlama elemanı olarak kullanılacak transistörün açma kapama (on-off) zamanlarının

çok kısa olması gerekir. Özellikle yüksek frekanslı devrelerde, zaman rölelerinde, periyodikçalışan sistemlerde, dijital düzeneklerde açma kapama sürelerinin kısa olması çok önemlidir.

Alıcıları mekanik anahtarlarla ve şalterlerle çalıştırıp durdururuz. Yük (Ry) büyüdükçe yüksekakımlı anahtar (şalter) kullanmak gerekir. Bu ise devrede hem çok yer kaplar hem de maliyetiartırır. İşte bu nedenle uygulamada, transistör, tristör, triyak vb. gibi elemanlar kullanılarakküçük bir anahtarla büyük alıcılara kumanda edilebilmektedir.

Büyük akımın geçtiği şalterlerin olumsuz yönleriI. Şalter açılıp kapatılırken büyük fiziksel kuvvet gerekir.II. Açılıp kapanma esnasında gürültü, kıvılcım, ark olur.III. Kontaklar ark nedeniyle belli bir süre sonra geçirgenliğini

kaybeder (bozulur).Yandaki şekilde verilen devrede S mini anahtarıyla L alıcısı

(led, lamba, ısıtıcı, motor vb.) çalıştırılabilir. Şöyle ki; Skapatılınca transistörün beyzine küçük bir akım gider. Bu akımtransistörün C-E uçları arasından yüksek değerli bir akımgeçmesine neden olur. Bu sayede L alıcısı çalışmaya başlar.

Aslında anahtarlama işlemi yalnızca alıcı çalıştırmayla sınırlıdeğildir. Şöyle ki; bazı devrelerde osilasyonlu (salınımlı)

Yükseltilmişsinyal buradanalınır.

TR

CgirişCçıkış

yük

dire

nci

RB

Vgiriş

NPN

T

Yükseltileceksinyal buradanuygulanır.

Transistörlerin yükselteç olarakkullanılışının basitçe gösterilmesi

VCC

Vçıkış

DC polarmadirenci

Transistörün anahtarolarak çalıştırılması

+

-

S

33 kΩ

10 kΩ

5-12 V

NPNBC547

330 Ω

L



18

sinyaller elde edebilmek için transistörlü aç kapa (on-off) yapıcı devreler kullanılır. Yanitransistör, C-E arasından geçen akımı sürekli verir keser. Bu işleme de anahtarlama denir.

Transistörlü röle ve kontaktör kumandasıTransistörlerle sadece DC ile çalışan alıcıları

besleyebiliriz. Yani AC ile çalışan bir motoru transistörebağlamak mümkün değildir. Ancak araya yandaki şekildegörüldüğü gibi bir röle ya da DC kontaktör bağlanırsa,transistör ile her türlü alıcıya kumanda edilebilir.

Transistörlerin ayarlı direnç (reosta) olarakkullanılması

Büyük güçlü alıcıların akım ayarı, yüksek akımlı vebüyük gövdeli reostayla yapılabilir. Fakat reosta hem çokyer kaplar, hem de ek bir enerji tüketir. Ancak, pot vetransistör temeli üzerine kurulu devrelerle daha iyi akımkontrolü yapmak mümkündür.

Yandaki şekilde verilen devrede P’nin değerideğiştirildikçe beyze giden tetikleme akımı değişir ve bunabağlı olarak C’den E’ye geçen akım ayarlanarak L’nin gücükontrol edilmiş olur.

Transistörlü ısı alarm devresiYandaki şekilde verilen iki transistörlü, kaskat

bağlantılı ısıya duyarlı devrede ortam ısındığındaNTC'nin direnci azalır. Direnci azalan NTC üzerindeoluşan gerilim küçülür. Küçülen gerilim T1transistörünün kesime gitmesine neden olur. T1 kesimegidince bu elemanın C noktasındaki gerilim yükselir veT2 iletime geçer.

Ortam soğuduğunda T1 iletim, T2 ise kesim olur.

Transistörlü ışık alarm devresiYandaki şekilde verilen iki transistörlü, kaskat

bağlantılı ışığa duyarlı devrede ortam aydınlandığındaLDR'nin direnci azalır. Direnci azalan LDR üzerindeoluşan gerilim küçülür. Küçülen gerilim T1transistörünün kesime gitmesine neden olur. T1 kesimegidince bu elemanın C noktasındaki gerilim yükselir veT2 iletime geçer.

Ortam karardığında T1 iletim, T2 ise kesim olur.

Transistörle rölenin çalıştırılması

22 kΩ

NPNBC547

+

-

S

12 V

röl

e

12 V

Transistörün ayarlı dirençolarak kullanılması

R13,3kΩL

P 1

0-10

0 kΩ

R2 1 kΩS

5-12

V

+

-

TBC547

5-12

V

Transistörlü ısı alarm devresi

100 k

10-33 k

10-33 k

-TNTC

T1NPN

T2NPN

+12 V

220-

1000

Ω

Transistörlü ışık alarm devresi

100 k

10-33 k

10-33 k

LDRT1NPN

+12 V

220-

1000

ΩC

T2NPN

C



19

Transistörlü hırsız alarmdevresi

Yandaki şekilde verilendevrede ince tel kopuk değilkenT1 iletimdedir. T1 iletimdeyken T2transistörünün E-B uçları arasındaoluşan gerilim çok düşüktür. Bunedenle PNP tipi T2 transistörükesimde kalır. Başka bir deyişleT1 iletimdeyken T2'nin E-Bekleminden akım geçmez.

Penceredeki ince tel kopuncaT1 kesime gider. T1'in kesimolmasıyla birlikte T2'nin E-Bekleminden küçük değerli birpolarma akımı geçmeye başlar ve T2 iletim olur. T2 iletim olunca röle çeker, led söner, sirençalmaya başlar. Devrenin 12 V'luk beslemesi kesilene kadar sirenin çalması devam eder.

2. Transistörlü zaman gecikme devresinin incelenmesi ve uygulanmasıa. R-L zaman sabitesi hesabıBir bobin ya da kondansatöre gerilim uygulandığı ya da uygulanmış olan gerilim kesildiği

zaman devrenin akımında hemen yükselme veya düşme olmaz. Akımın kararlı (sabit) hâlegelmesi belli bir zaman sonra olur. Geçici rejim adı verilen bu olay doğrusal değil logaritmik(eğrisel) özellik taşır.

Başka bir deyişle üzerinden 3 A geçirebilen bir bobine akım uygulanır uygulanmaz bu elemandangeçen akım anında 3 A olamaz. Bobinin etrafında oluşan manyetik alan geçen akıma ters yöndebir kuvvet oluşturduğundan 3 A düzeyine belli bir süre sonra erişilir. Akımın 0 A'den 3 A'eulaşması için geçen süre bobinin indüktans (L) değerine bağlı olarak değişim gösterir.

İndüktans (endüktans, induktance, self)Öz indükleme EMK'sı, Lenz kanununa göre kendisini oluşturan manyetik kuvvet çizgilerin-

deki değişikliğe karşıdır. Bobinden geçen akımdaki herhangi bir değişikliğe bobinin karşı koymayeteneğine bobinin öz indüktansı ya da indüktansı denir. İndüktans L ile gösterilir. BirimiHenry (Henri, H)'dir.

Bir bobinde saniyede 1 A'lik akım değişikliği, 1 V'luk EMK (elektromotor kuvvet) indüklü-yorsa, bobinin indüktansı 1 H'dir.

Henry (H) biriminin ast katları, milihenry (mH), mikrohenry (µH), nanohenry (nH), pikohenry(pH) şeklindedir.

Henry (H) biriminin üst katları, kilohenry (kH), megahenry (MH), gigahenry (GH)şeklindedir.

Uygulamada en çok milihenry (mH) ve mikrohenry (µH) değerine sahip bobinlerlekarşılaşılmaktadır. kH, MH ve GH’lik indüktans değerine sahip bobin uygulamada yoktur.

Bobinlerin birimleri 1000'er 1000'er büyür ve küçülür.

Örnek: 1 H kaç mH'dir.Çözüm: 1000 mH

Transistörlü hırsız alarm devresi

T1NPNBC547

10-47 k

10-47 k

+12 V

220-

1000

Ω

T2PNPBC308

siren

pencerenin iç kısmınabağlanmış ince tel



20

Örnek: 220 mikrohenry kaç milihenry'dir.Çözüm: 0,22 mH

N sarımlı bir bobinin indüktans değeri, L = N. denklemiyle hesaplanır..

Denklemde,L: Bobinin indüktansı, N: Bobinin sarım sayısı, φ∆ : Manyetik alandaki değişim (Weber,,

Wb), ∆i: Akımdaki değişim (A)'dir..

Bobinli devrede akımın yükselişiYandaki şekilde bobinli bir DC devresi

görülmektedir. Devrede bobin bulunmasaydıanahtar kapatılınca geçecek akım,

I = RV eşitliğiyle bulunacaktı.

Devrede bobin olduğu için akım RV değerine belli bir zaman sonra ulaşacaktır. Bu gecikmenin

nedeni, anahtar kapatılınca devreden geçecekolan akıma, bobin indüktansının karşıkoymasıdır. Bu karşı koyma bobindeindüklenen öz indüksiyon EMK'sıylasağlanmaktadır.

Öz indüksiyon EMK'sı kendisini oluşturanakımın yükselmesini önlemeye çalışacak veakım yandaki şekilde görüldüğü gibi bir süresonra normal (anma) değerine ulaşacaktır.

Yukarıdaki L-R seri devredeki EMK (gerilim) denklemi Kirşof'un gerilim kanununa göregöre yazılırsa bu değer, direnç uçlarındaki gerilimle indüktans uçlarındaki gerilimin toplamınaeşit olur. Yani,

V = i.R + vL ya da V = i.R + L.ti

∆∆ 'dir..

Bu denklemde R, L, V sabit olduğuna göre akımın zamanla değişeceği görülür.

V = i.R + L.ti

∆∆ denkleminden i'nin formülünü, i =

RV .(1 -

t.LR

e−

) şeklinde çıkarabiliriz.

Denklemde, i: Herhangi bir andaki devre akımı (A), V: Üretecin EMK'sı (V), R: Bobinindirenci (Ω), t: Zaman (saniye, s), L: Bobinin indüktansı, (H)e: Doğal (tabii, Neper) logaritmadır.(Neper logaritmanın tabanı e = 2,718'dir.)

Bu denklem yukarıdaki şekilde verilen eğrinin matematiksel karşılığıdır.

i = RV .(1 -

t.LR

e−

) şeklindeki akım denkleminde LR 'nin tersi olan

RL ifadesine seri R - L

devresinin zaman sabitesi (τ) denir.

τ = RL şeklindeki zaman sabitesi denkleminin birimi saniye (s)'dir..

DC ile beslenen R - L seri devre

L

R

A

V+

- i

DC ile beslenen R - L seridevrede akımın yükseliş eğrisi

I = RV

i

t (s)anahtarın kapatıldığı an 5 τ



21

Not: Grek (Yunan) alfabesinde kullanılan ‘τ’ harfi tau şeklinde okunur. Bazı kitaplarda ‘τ’simgesi ‘T’ ile gösterilmektedir. Ancak bu doğru değildir. Çünkü ‘T’ periyodun gösterilmesindede kullanıldığından karışıklığa yol açılmış olmaktadır.

Bobinli bir devrede, L, R’ye göre küçükse zaman sabitesi de küçük olur. Devrenin zaman sabitesinin küçük

olması akımın da RV değerine (maksimum değer) kısa zamanda ulaşacağını gösterir..

L, R’ye göre büyükse zaman sabitesi de büyük olur. Devrenin zaman sabitesinin büyük

olması akımın da RV değerine (maksimum değer) uzun zamanda ulaşacağını gösterir..

i = RV .(1 -

t.LR

e−

) denkleminde zaman sıfır (t = 0) olduğunda akım ise sıfır (i = 0) olacaktır..

Zaman sonsuz (t = ∞) olduğundaysa akım (i = I = RV ) değerini alalacaktır..

τ = RL şeklindeki zaman sabitesi, i =

RV .(1 -

t.LR

e−

) denkleminde yerine yazılırsa,

i = RV .(1 -

t.1

e τ−

) elde edilir..

Burada I = RV ile u =

τ1 eşitlikleri de

kullanılarak, i = I.(1-e-u) denklemi yazılabilir.

e-u üstel fonksiyon değerinin bulunabilmesiiçin yandaki çizelgede verilen hazır cetvel yada trigonometrik işlevli hesap makinesikullanılır.

Örnek: Gerilimi (EMK’sı) DC 12 V olanbir üretecin uçlarına yandaki şekilde görüldüğügibi direnci 3 Ω, indüktansı 2 H olan bobinbağlanmıştır.

a. Devrenin zaman sabitesini (τ) bulunuz.b. Devre akımının denklemini yazınız.c. Akımın ilk andaki (t = 0 s) değerini

bulunuz.ç. Akımın 1 saniye sonra alacağı değeri bulunuz.

d. Akımın maksimum (RV ) değerini alma zamanını bulunuz.

Çözüm

a. τ = RL =

32 = 0,66 s

b. Devre akımının denklemi,

Üstel fonksiyon cetveli

u e-u u e-u u e-u u e-u u e-u u e-u

3 Ω

2 H

A

V +

- i12 V

L

R



22

i = RV .(1 -

t.LR

e−

) = 3

12 .(1 - t.

23

e−

) = 4.(1 - t.5,1e−)

c. t = 0’da,

i = 4.(1 - t.5,1e−) = 4.(1 - 0.5,1e− ) = 4.(1 - 0e ) = 4.(1 - 1) = 4.(0) = 0 olur..

ç. t = 1 olduğunda,

i = 4.(1 - t.5,1e−) = 4.(1 - 1.5,1e− ) = 4.(1 - 5,1e − )

u = 1,5 olduğundan 5,1e− üstel fonksiyonunun üstel değeri arka sayfadaki çizelgeden 0,2231

olarak bulunup i = 4.(1 - 5,1e− ) denkleminde yerine konulursa,i = 4.(1 - 0,2231) = 4.(0,7769) = 3,1076 A bulunur.

d. Devre akımının RV değeri

312 = 4 A’dir. Bu değer, , i = 4.(1 -

t.5,1e−) denkleminde i'nin

yerine konulduğunda elde edilen,

4 = 4.(1 - t.5,1e−) eşitliğinde

t.5,1e− = 0 olması gerekir ki bu da -1,5t = ∞ (sonsuz) olmasını

gerektirir. Buradan t = ∞ s bulunur..

Not: 5,1e− değerinin “e” tabanına görelogaritmasının bilgisayarda bulunan hesapmakinesiyle tespit etmek için, Başlat/Programlar/Donatılar/Hesap Makinesi komut-larına tıklanarak Hesap Makinesi uygulamasıaçılır. Görünüm menüsünden Bilimselkomutuna tıklanarak gelişmiş özellikli hesapmakinesinin arayüzünün açılması sağlanır. -1,5rakamı girildikten sonra “Inv (invert, tersi)”kutucuğu işaretlenip “ln” tuşuna basılırsa0,2231 sonucu görüntülenir.

Bobinli devrede akımın azalışıYandaki şekildeki devrede sürekli olarak "I"

akımı geçerken anahtar açılacak olursa akımazalmaya başlar ve bu sırada bobinde akımınazalmasını önleyecek yönde bir öz indüklemeEMK’sı oluşur. Bu öz indükleme EMK’sıüretecin EMK’sıyla aynı yöndedir.

Devre anahtarı açıldığında akımın azalması yalnız devrenin R direncine ve bobinin Lindüktansına bağlı olmayıp, devrenin açılışı ile de ilgilidir. Devre anahtarı çok anî açılırsa çokyüksek bir öz indükleme EMK’sı oluşur. Bu EMK, anahtar uçlarında kıvılcımın (ark, şerare)oluşmasını ve akımın kısa bir süre daha geçmesini sağlar. İndüktif özellikli olan bobin devresine

Bilgisayarda bulunan hesapmakinesinin kullanıcı arayüzü

Bobinli, DC beslemeli devrenin açılması

L

R

A

V+

-i

ab



23

bağlı olan anahtar ark nedeniyle daha kısa sürede eskir. Öz indükleme EMK’sının yüksek olduğuhâllerde bobinin tellerinin yüzeyindeki yalıtkan tabaka da bozulabilir. Bobin içeren alıcılarınakımın kesilmesi anında kısa süreli olarak ürettikleri yüksek EMK’nın başka alıcılara (özellikleyarı iletkenlerden yapılan elektronik devre elemanlarına) zarar vermesini önlemek için akımkesilir kesilmez bobin uçları şekil de görüldüğü gibi bir tel parçası ya da direnç üzerinden kısadevre edilir.

Devrede anahtar “a” konumundan “b” konumuna getirildiğinde sağdaki gözün gerilim

düşümleri toplamı, i.R + Lti

∆∆ = 0 olur..

Bu denklemin çözümünden akımın denklemi, i = I.t.

LR

e−

olarak bulunur..Denklemde,i: Akımın herhangi bir t anındaki değeri (A),I: Anahtarın açıldığı andaki akım değeri (A)’dir.

τ = RL zaman sabiti denklemi yukarıdaki formülde yerine konularak,

i = I.t.1

e τ−

ve u = τt

olduğundan, i = I.e-u yazılabilir..

Yandaki şekilde görüldüğü gibi bobinli devre

açıldığı anda akım RV değerindedir. Zaman

geçtikçe sıfıra doğru düşmektedir.Bobin bulunmayan omik dirençli bir

devrenin açılması hâlindeyse akım anîden sıfırainer.

Sonuç olarak bobinin indüktansı, anahtarın

kapatılması anında akımın hemen RV değerine çıkmasını önlüyorsa, anahtarın açılması anında

da akımın hemen sıfıra düşmesini önlemektedir.Başka bir deyişle anahtarın açılmasından sonra akımın bir süre daha sürmesi, bobinde

depolanmış olan enerjinin boşalmasından başka bir şey değildir.

HatırlatmaBobine akım uygulandığı zaman bu elemanın etrafında belli bir şiddette elektromanyetik

alan oluşur. Alanın büyüklüğü elemandan geçen akıma, sarım sayısına, nüvenin şekli ve cinsinegöre değişir. Bobinin akımı kesildiği anda elemanın çevresinde bulunan manyetik alan çokhızlı bir şekilde maksimum hâlden minimum hâle doğru değişim gösterir. Değişken manyetikalan bobinin içindeki elektronlara kuvvet uygulayarak akım oluşturur. Başka bir deyişle akımınkesilmesi manyetik alanın azalmaya başlamasına, o esnada da bobinde öz indükleme EMK’sınındoğmasına sebep olur.

Örnek: Üzerinden 15 A akım geçen bir bobinin omik direnci 2 Ω, indüktansı ise 0,2 H’dir.Bobin uçları kısa devre edildikten 0,5 saniye sonra akımın değeri ne olur? Hesaplayınız.

ÇözümBobinin zaman sabitesi,

DC ile beslenen R - L seridevrede akımın azalış eğrisi

I = RV

i

t (s)anahtarın açıldığı an

5 τ



24

τ = RL =

22,0 = 0,1 s

i = t.1

e.I τ−

= 5,0.

1,01

e.15−

= 5,0.10e.15 − = 5e.15 −

u = 5 olduğundan üstel fonksiyon cetvelinden ya da hesap makinesi kullanılarak,e-u = e-5 = 0,006738 bulunup, i = 15.0,006738 = 0,10107 A olarak hesaplanır.

b. R-C zaman sabitesi hesabıKondansatör (kapasitör, sığa, capacity, meksefe)İki iletken levha arasına konulmuş yalıtkan plakadan oluşan pasif devre elemanına

kondansatör denir. Kondansatörün sembolü(simgesi) C, birimi farad (F)’dır. Farad çokbüyük bir birim olduğundan daha çok milifarad(mF), mikrofarad (µF), nanofarad (nF) vepikofarad (pF) kapasitelere sahip kondansatörlerkullanılır.

Kilofarad (kF), megafarad (MF), gigafarad(GF) gibi değerlere sahip kondansatörleruygulamada (pratikte) olmadığındankondansatörlerin üst katları yok sayılır.

Örnek:22 µF’lık kondansatör kaç nanofarad (nF)’dır.Çözüm: 22 000 nF

Örnek: 330 pF’lık kondansatör kaç mikrofarad (µF)’dır.Çözüm: 330.10-6 µF = 0,00033 µF

Kondansatörlerin bazı kullanım alanları şunlardır: Diyotlu doğrultmaç devrelerinde çıkıştan alınan salınımlı sinyallerin filtre edilip

düzgünleştirilmesi (süzülmesi) İndüktif özellikli alıcıların akımla gerilim arasında faz farkı oluşturarak şebekeden reaktif

(kör) güç çekmesinin önlenmesi (kompanzasyon) Yükselteç devrelerinde mikrofon ve hoparlöre doğru akım gitmesinin önlenmesi (kuplaj

işlemi) Bas ve tiz seslerin elde edilmesi için yapılan pasif ya da aktif filtreler Rezonans devreleri Osilatör devreleri Anahtar, şalter, röle gibi aç-kapa yapan elemanların kontaklarında oluşan arkın (kıvılcımın)

azaltılması

Kondansatörün dolması (şarjı)Bir kondansatörün levhaları arasında yalıtkan madde (dielektrik) olduğundan, elemana DA

uygulanırsa devreden sürekli olarak akım geçişi olmaz. Sadece kondansatör dolana kadarkaynaktan akım çekilir. Çekilen akımın miktarı kondansatörün kapasite değerine bağlıdır.

C üzerinde biriken elektrik yüklerinin potansiyel farkı (gerilimi) üretecin gerilimine eşitolduğu anda çekilen akım sıfır (0) olur.

Kodansatör birimlerinin birbirine dönüşümü



25

Boş bir kondansatör üretece bağlandığı andaortaya çıkan elektriksel olaya kondansatöründolması (şarjı) denir.

Yanda verilen devrede A anahtarıkapatıldığında devreden geçen akımın veeleman uçlarındaki gerilimin değişim eğrisiyandaki şekildeki gibi olur. Eleman dolduğundaakım sıfıra iner, gerilim ise maksimum değereulaşır.

Kondansatörün önüne hiç direnç bağlanmasabile dolması belli bir zaman alır. Çünkü C’yeseri bağlı direnç yokken de kondansatörünbağlantı uçlarının, plakalarının gösterdiği bellibir omik direnç söz konusudur.

Sonuç olarak kondansatörün dolma zamanıtamamen önüne konan omik dirence bağlıolmaktadır. Eğer kondansatörün önüne çokyüksek değerli bir direnç bağlanacak olursa buelemanın dolma zamanı da ona göre uzar.

Yandaki devrede A anahtarı kapatılarak C’yeV gerilimi uygulandığında C hemen dolamaz.Burada dolma zamanını uzatan eleman Rdirencidir. Öte yandan kondansatörün kapasitedeğerinin büyüklüğü de dolma zamanınınbelirlenmesinde etken durumundadır. Yanibüyük kapasiteli kondansatör daha geçdolmaktadır.

Kondansatörün dolması (ya da boşalması) için geçen zamana zaman sabitesi (time con-stant) denir. Zaman sabitesi τ (tau) harfiyle gösterilir. R - C seri devrede denklemi,

τ = R.C, birimi saniye (s)’dir.

Denklemde,R: Kondansatöre seri bağlı direncin değeri (Ω), C: Kondansatörün kapasite değeri (F),τ: Zaman sabitesi (s)’dir.Kondansatörle yapılan deneyler sonucunda bu elemanın,τ (zaman sabitesi) I (şarj akımı) V (şarj gerilimi) 1 t sonra % 36,8 % 63,2 2 t sonra % 13,5 % 86,5 3 t sonra % 4,98 % 95,02 4 t sonra % 1,83 % 98,17 5 t sonra % 0,67 % 99,33şeklinde tepki gösterdiği görülmüştür.

Verilen değerlerden görüldüğü gibi bir C, kendisine uygulanan gerilimin tamamına hemenhemen 5 τ (zaman sabitesi) süresinde şarj olmaktadır.

Kondansatörün dolması

C

RA

V i+

-

+

-

Kondansatörün dolması anındaakımın ve gerilimin değişim eğrileri

i

i

I = RV

anahtarın kapatıldığı ant (s)

t (s)

V

anahtarın kapatıldığı an

C’nin çektiğiakımın azalışı

C’nin gerili-minin artışı

(a)

(b)

5 τ

5 τb

a



26

Yandaki şekilde bir kondansatörün şarj vedeşarj eğrileri birlikte verilmiştir.

Not: Pratikte kullanılan kondansatörler hiçbir zaman uygulanan gerilimin tamamına şarjolamaz. Bunun nedeni kondansatör plakalarıarasındaki çok küçük değerli olan sızıntıakımıdır. Ancak aradaki fark çok çok küçükolduğundan anlatımlarda C’nin % 100 olarakdolduğu kabul edilir.

Örnek: 30 kΩ (30000 Ω)’luk bir direnç 0,2µF (0,2.10-6 F)’lık bir kondansatör seri olarak bağlanmış ve bu devreye DC 10 V uygulanmıştır.Kondansatörün gerilimi kaç saniye sonra uygulanan gerilimin seviyesine ulaşır hesaplayınız.

ÇözümZaman sabitesi, τ = R.C = 30000.0,2.10-6 = 6.10-3 s = 6 msKondansatörün dolma zamanı (DZ), DZ = 5.τ = 5.6.10-3 = 30.10-3 s = 30 ms

Örnek: 1 µF’lık kondansatör ile 1 kΩ’luk direnç bir anahtar üzerinden 100 V’luk DAkaynağına seri olarak bağlanmıştır. Anahtar kapandıktan 2 ms sonra C üzerindeki gerilim kaçvolttur.

ÇözümDevrenin zaman sabitesi,τ = R.C = 1.103.1.10-6 = 1.10-3 s = 1 ms2 ms, zaman sabitesinin 2 katı olduğundan, C 2τ süresinde kaynak geriliminin % 86’sına

şarj olacaktır.100 V’un % 86’sı,

100. = 86 VV

Kondansatör şarj olurken herhangi bir andaki gerilim ve akım değerlerinibulmada kullanılan denklemler

Kondansatörün akımıyla eleman uçlarındaki gerilimin değişim miktarı arasındaki ilişki,

i = C.tv

∆∆ denklemiyle ifade edilir..

R-C seri devre için Kirşof’un gerilim kanununa göre yazılacak denklem,V = i.R + v şeklinde olur.

V = i.R + v denkleminde “i” yerine i = C.tv

∆∆ eşitliği konulursa, V = R.C.

tv

∆∆ + v elde

edilir.

Denklemde, i: Herhangi bir andaki akım,C: Kondansatörün kapasitesi (F), tv

∆∆ : Gerilimin

zamana göre değişimi (volt/saniye, V/s), R: Devre direnci (Ω), V: Üreteç gerilimi (V),v: Kondansatörün uçları arasındaki gerilim (V)'dir.

U

R-C seri devredeakımın azalış

eğrisi

5τ

V

t (s)5 τ

Kondansatörün 5 τ’luk zaman içindedolduğunu ve boşaldığını gösteren eğriler

R-C seri devredeakımın artışeğrisi



27

V = R.C.tv

∆∆ + v denklemindeki zaman sabitesi, τ = R.C formülünde yerine konularak

işlem yapılırsa, kondansatör uçlarındaki gerilim, v = V.(1 - τ−

t

e ) denklemiyle hesaplanabilir..

Logaritma bilgisiBir sayının logaritmasını bulmak, o sayının ait olduğu sayı sisteminde tabanın kaçıncı kuvveti

olduğunu belirlemektir. Desimal (on tabanlı) sayı sisteminde kullanılan logaritmaya adîlogaritma denir. Örneğin, Log10 = 1, Log100 = 2, Log1000 = 3'tür.

Tabanı 2,718 olan Neper logaritması ise "Ln" ile gösterilir. Bir sayının Neper logaritmadeğeri bulunurken 2,718'in kaç katı olduğu belirlenir.

Örneğin;Ln3 = 1,09,Ln5 = 1,60,Ln10 = 2,3,Ln100 = 4,605'tir.Başka bir ifadeyle:3 = e1,09,5 = e1,6,10 = e2,3,100 = e4,605'tir.Logaritma hesapları için ya hazır logaritma cetvelleri ya da hesap makinesi kullanılır.

i = C.tv

∆∆ ve v = V.(1 - τ

−t

e ) eşitliklerinden yararlanılarak devrenin akımını hesaplamada

kullanılan, i = RV . τ

−t

e denklemi elde edilebilir..

Eşitlikteki RV değeri anahtar kapatıldığı andaki akım değeridir..

Örnek: Kapasitesi 1 µF (1.10-6 F) olan bir kondansatöre seri olarak 2000 Ω’luk dirençbağlanmış ve devreye DC 12 V uygulanmıştır.

a. R - C seri devrenin zaman sabitesini bulunuz.b. Gerilim ve akımın denklemlerini yazınız.c. Anahtar kapandıktan 0,0015 s (1,5 ms) sonraki gerilim ve akım değerlerini hesaplayınız.Çözüma. R - C seri devrenin zaman sabitesi,τ = R.C = 2000.1.10-6 = 0,002 sb. Gerilimin denklemi,

v = V.(1 - τ−

t

e ) = 12.(1 - 002,0t

e−

) = 12.(1 - t.500e− )Akımın denklemi,

i = RV . τ

− t

e = 200012 . 002,0

t

e− = 0,006. t.500e−



28

c. Anahtar kapatıldıktan t = 0,0015 s sonraki gerilim ve akım değerleri,

v = V.(1 - τ−

t

e ) = 12.(1 - 002,0t

e−

) = 12.(1 - t.500e− ) = 12.(1 - 0015,0.500e− ) = 12.(1 - 75,0e− ) = 12.(1 - 0,4724) = 6,3312 V

i = RV . τ

−t

e = 200012 . 002,0

t

e− = 0,006. t.500e− = 0,006. 0015,0.500e− = 0,006. 75,0e− = 0,006.0,4724

= 0,0028344 A

Kondansatörün boşalması (deşarjı)Dolu bir kondansatörün levhaları şekil 9’daki

gibi bir direnç üzerinden ya da tel parçasıylakısa devre edilerek birbirine bağlanacak olursa,eksi (-) yükler (elektronlar) diğer levhaya doğrugiderek oyuklarla (artı yüklerle) birleşirler. Buişlem sonucunda plakalar yüksüz (nötr) hâlegelir. Yani kondansatör boşalır.

Yandaki şekilde anahtar açıkkenkondansatörün üzerindeki elektrik yüklerininpotansiyel farkının (geriliminin) V olduğunukabul edelim. Anahtarın kapatılmasıyla Rdirenci üzerinden boşalan kondansatörüngerilimi sıfıra doğru düşer. Gerilimin düşmesidevre akımını da aynı şekilde düşürür.

Kondansatör uçlarındaki gerilimin veboşalma akımının zamanla olan değişimlerineilişkin logaritmik eğriler yandaki şekildegörüldüğü gibidir.

Kondansatörün dolma zamanı 5τ kadarsürerken boşalma zamanı da 5τ sürmektedir. Onedenle dolma zamanıyla ilgili denklemleraynen boşalma zamanı için de geçerlidir.

Kondansatörün boşalması anında gerilimin değişmesine ilişkin denklem,

v = V. C.Rt

e−

= V.. τ−

t

e

Kondansatörün boşalması anında akımın değişmesine ilişkin denklem,

i = -RV . C.R

t

e−

= -RV . τ

−t

e şeklindedir..

Özet olarak, dolu bir kondansatörün uçları birleştirildiğinde geçen akım, daha öncekondansatörde depo edilen enerjinin boşalmasının bir sonucudur.

Örnek: Kapasitesi 2 µF (1.10-6 F) olan bir kondansatöre seri olarak 6000 Ω’luk dirençbağlanmış ve devreye DC 12 V uygulanmıştır.

a. Kondansatörün geriliminin değişiminin denklemini yazınız.

Kondansatörün boşalması (deşarjı)

C R

A

V i+

-

u

V

I = RV

t (s)

t (s)



(a)

i

Kondansatörün boşalması anındaakımın ve gerilimin değişim eğrileri

5 τ

5 τ

a

b

v



29

b. Kondansatörün akımının değişiminin denklemini yazınız.c. Kondansatörün uçları direnç üzerinden kısa devre edildikten 0,018 saniye (s) sonra gerilim

ve akımın değerini hesaplayınız.

Çözüma. Kondansatörün geriliminin değişiminin denklemi,

v = V. C.Rt

e−

= V.. τ−

t

e = 12. 610.2.6000

t

e −−

= 12. 012,0t

e−

= 12. t.33,83e−

b. Kondansatörün akımının değişiminin denklemi,

i = -RV . C.R

t

e−

= -V.. τ−

t

e = - 600012 . 610.2.6000

t

e −−

= -0,002. 012,0t

e−

= -0,002. t.33,83e−

c. Kondansatörün uçları direnç üzerinden kısa devre edildikten 0,018 s sonra gerilim veakımın değeri,

v = 12. t.33,83e− = 12. 018,0.33,83e− = 12. 4999,1e− = 12.0,2231 = 2,6772 VV

i = -0,002. t.33,83e− = -0,002. 018,0.33,83e− = -0,002. 4999,1e− = -0,002.0,2231 = 0,0004462 AA

Kondansatörlerin çalışma voltajıKondansatörlerin kapasitesinin yanında çalışma voltajı (gerilimi) da çok önemlidir.

Uygulamada kullanılan kondansatörler standart voltaj değerlerindedir.12 V’ta çalışan bir elektronik devrede 10 V’luk kondansatör kullanmak doğru değildir.

Özellikle elektrolitik tip kondansatörler aşırı gerilim altında çalıştıklarında ısınarak patlarlar.Kondansatörlerin standart voltaj değerleri: 3-6,3-10-16-25-35-50-63-100-160- 250-350-400-

450-630-1000 V... şeklindedir.AC çalışma gerilimi belli olan bir devreye bağlanacak kondansatörün çalışma voltajı:VC = Vetkin.1,41 denklemiyle bulunur.(Vetkin = Vşebeke = Vefektif)

Örnek: 12 V çıkışlı bir doğrultmaç (DC güç kaynağı) devresinde kullanılacak filtrekondansatörünün çalışma gerilimi kaç volt olmalıdır?

ÇözümVC = Vetkin.1,41 = 12.1,41 = 16,92 VBu sunuca göre kullanılacak kondansatörün çalışma gerilimi en az 16 V ya da 25 V olmalıdır.

Bazı kondansatörlerin maksimum çalışma voltajı DC cinsinden, bazılarınınki ise AC cinsindenbelirtilir. Örneğin, 250 V DC, 400 V AC gibi. Bu noktadan hareketle, üzerinde 250 V DCyazan bir kondansatörü 220 V AC devrede kullanamayız. Çünkü, 220 V’luk AC’nin maksimumgerilim değeri, Vmaks = Vet.1,41 = 220.1,41 = 310,2 V’tur.

Bu nedenle AC 220 V’luk devreye bağlanacak kondansatör en az 350 - 450 V’luk olmalıdır.Bazı kondansatörlerin üzerinde 250 V değerinin yanında ~ (alternans) işareti bulunur. Bu

işaret kondansatörün 220 V’luk alternatif akıma dayanabileceğini belirtir.



30

Üzerinde 100 V DC- (ya da =) yazan bir kondansatör ise en fazla 63 V’luk AC gerilimedayanabilir.

Ek bilgi: Etkin (efektif, RMS) değerSinüsoidal biçimli olan alternatif akım, alternatörün devir sayısına bağlı olarak belli frekansta

bir gerilim üretir. Türkiye'de kullanılan iki kutuplu alternatörler dakikada 3000, saniyede 50devir yaptığından ürettikleri alternatif akımın frekansı da 50 Hz'dir. Alternatif akım sıfır eksenininiki yanında pozitif ve negatif değerler alır. AC üretecinin verebildiği en yüksek gerilim değerinemaksimum gerilim denir. Örneğin, evlerde kullanılan 220 V’luk gerilimin maksimum değeri310,2 V’tur. Maksimum gerilimin 0,707 rakamıyla çarpılmasıyla elde edilen değere etkin değerdenir. Etkin değer, alternatif akımın doğru akım eş değeri olarak da tanımlanabilir. Özetolarak 100 V’luk AC'nin yaptığı etkiyi 70,7 V’luk DC yapabilmektedir.

Ölçü aletleri elektriğin etkin değerini ölçerler.Kondansatörler AC'nin maksimum değerine kadar dolar. 220 V’luk şebekeye bağlanan bir

kondansatör en fazla 310,2 V’a şarj olur. İşte bu nedenle, AC besleme geriliminin maksimumdeğeri hesaplanarak kondansatör seçimi yapılır.

Kondansatör bağlantılarıKondansatörler devrede kullanılırken çeşitli

şekillerde bağlanır. Şimdi bunları inceleyelim.

Paralel bağlantıParalel bağlantıda toplam (eşdeğer) kapasite

artar, çalışma gerilimi aynı kalır.Paralel bağlı C devresinde toplam (eşdeğer) kapasiteyi hesaplamada kullanılan denklem,CT = C1 + C2 + ... + Cnşeklindedir.Paralel bağlı kondansatör devresinde tüm kondansatörlerde aynı değerde gerilim vardır.VT = V1 = V2 = Vn

Örnek: C1 = 22 µF, C2 = 47 µF CT =?Çözüm: CT = C1 + C2 = 69 µF

Birden fazla kondansatör paralel bağlandığında devreye uygulanabilecek maksimum gerilim,paralel bağlı kondansatörlerin çalışma gerilimi en düşük olanının gerilim değerini aşmamalıdır.

Örneğin; paralel bağlı olan iki kondansatörden birinin çalışma gerilimi 16 V, diğerininçalışma gerilimi ise 25 V olsun. Bu devreye uygulanacak maksimum gerilim 16 V olabilir.

Seri bağlantıSeri bağlantıda toplam kapasite azalır,

çalışma gerilimi yükselir. Şöyle ki; 10 µF ve16 V’luk iki kondansatör seri bağlandığındatoplam kapasite 5 µF olurken, çalışma gerilimi32 V olur.

Seri bağlantıda toplam (eşdeğer) kapasiteyihesaplamada kullanılan denklem,

Kondansatörlerin paralel bağlanması

Kondansatörlerin seri bağlanması



şeklindedir..

Yalnızca iki kondansatör seri bağlıysa bu durumda toplam kapasite,

denklemiyle bulunabilir..

Örnek: Seri bağlı devrede C1 = 10 µF, C2 = 10 µF, CT = ?Çözüm

21T C1

C1

C1

+= = 101

101

+ = 102

CT= 2

10 = 5 µF

Birden çok kondansatör seri bağlandığında devreye uygulanabilecek maksimum gerilim iseseri bağlı kondansatörlerin çalışma gerilimlerinin toplamına eşittir.

VT = VC1 + VC2 + VC3 + ... + VCn [V]

Karışık (seri - paralel) bağlantıHesaplama yapılırken paralel bağlı olan

kısımlar seri hâle indirgenir. Daha sonra seridevrenin toplam kapasitesi bulunur.

Örnek: Yandaki şekilde verilen devredeC1=20 µF, C2=10 µF, C3 = 10 µF'dır. Toplamkapasiteyi (CT) bulunuz.

Çözüm: İlk önce paralel bağlı C2 ve C3 kondansatörleri seri hâle indirgenir.CT1 = C2 + C3 = 20 µFSonra C1 ve CT1'in toplamı bulunur.

= 202

201

201

=+

CT = 2

20 = 10 µF

c. Transistörlü merdiven ışık otomatiği devreleriÇok katlı yapılarda merdiven boşluklarını istenilen süre kadar aydınlatmak için geliştirilmiş

cihazlara merdiven ışık otomatiği denilmektedir.Merdiven ışık otomatiklerini yapı bakımından şöyle sınıflandırabiliriz.

Mekanik yapılıBunların içinde motor ve yay düzeneği vardır. Butona basılınca kontak kapanır, lambalar

yanar. Ayarlanan süre sonunda ise söner. Mekanik yapılı ışık otomatikleri uygulama alanındankalkmıştır.

Elektronik yapılıBu tip otomatiklerin içinde çeşitli biçimlerde dizayn edilmiş elektronik devreler mevcuttur.

Kondansatörlerin karışık bağlanması

31



I. Tek transistörlü merdiven ışıkotomatiği devresi

Yandaki şekilde verilen devrede butonabasıldığında yarım dalga doğrultmaçdevresinin çıkışındaki DC 12 voltlukgerilim nötr (0) hattı üzerinden geçerek C2kondansatörünü doldurur. Dolan C2transistörü sürer. Röle çeker ve lambayanar. C2 boşalınca transistör kesimegider. Lamba söner. C2'ye paralel bağlıolan pot ile C2'nin boşalma zamanıayarlanabilir.

II. İki transistörlü merdiven ışık otomatiği devresiÜstteki şekilde butona basıldığında trafo çalışmaya başlar. Sekonderde oluşan AC diyot

tarafından DC'ye çevrilir. İlk anda C2 boş olacağından T1 kesimde olur. T1 kesimde olduğu içinT2 iletime geçer. T2 iletken olunca röle çeker. Röle iki kontağını da kapatır. Birinci kontaklambayı besler. İkinci kontak trafonun primerine gelen akımın sürekli olmasını sağlar. Bir süresonra C2 dolar. T1 iletken, T2 kesim olur. Röle kontaklarını açar ve lamba söner.

III. PNP transistörlü merdiven ışık otomatiği devresiYandaki şekilde verilen

devre tesisata bağlandıktansonra butona basılırsa C2dolar. C2'nin gerilimi PNPtransistörü sürer, röle çeker velambalar yanar. C2 boşalıncalambalar söner. 100 kΩ'luk potile lambaların yanma zamanıayarlanabilir.

Tek transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi

10 k

100

k

1N40

01

BC54

7

470 µF

0RBL

R0

6/25 A

LB

1N4001

470

µF

220/12 V4 Wtrafo

60 WC1

C2

İki transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi

lamba

faz

nötr

buton

4,7 k

5,6 k

5,6 k

1N4001

BC547

BC

547

470 k

T1

10-22 k T2

12 VC1 C2

zamanayarı

10 Ω

Elektronik merdivenışık otomatiği

PNP transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi

32

220

V

12 V



IV. NPN ve PNPtransistörlü merdiven ışıkotomatiği devresi

Yandaki şekilde verilendevrede butona basıldığında Anoktasındaki doğru akım C2'yişarj eder. Dolan C2, T1'i sürer.T1'in iletime geçmesi PNP tipiT2 transistörünün beyz ucununeksi (-) alarak iletime geçmesineneden olur. T2 iletime geçtiğindeise röle lambayı/lambalarıçalıştırır. C2 boşaldığındalambalar söner.

V. Transformatörsüzmerdiven ışık otomatiğidevresi

Trafolar devrede çok yerkapladığından ve maliyeti artırdığından trafosuz tip merdiven ışık otomatikleri geliştirilmiştir.Trafosuz tip otomatiklerde gerilimin düşürülmesi için AC 220 V'luk girişe 220-470 nF/350V'luk kondansatörler seri olarak bağlanmaktadır. Bu sayede gerilimin büyük bir bölümü kapasitifreaktansı (XC) yüksek olan kondansatör üzerinde düşmekte, 12-48 V'luk kısmı ise zaman rölesidevresine gitmektedir.

Yukarıdaki şekilde verilen devrede 100-330 nF'lık kondansatör direnç görevi yaparak gerilimidüşürür. Butona basıldığında devre nötr alarak çalışmaya başlar. C2 dolunca T1 iletime, T2kesime gider ve lamba söner.

33

T2

C1

R1 R3

R4

220 V

A

BC

308

BC547

T1

R2 27 k-270 k

100 k

1000 µF16 V

470

µF

C2

klemensler

lambabuton

1,5 k

2,7 k

2,7 k

NPN ve PNP transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi

1N4001

1N40

07 BC308 BC308

1N4007

100-330 nF400 V

470 k

33-1

00 µ

F10

0 V

lamba

faz

nötr

buton

12 V röle

Transformatörsüz merdiven ışık otomatiği devresi

5,6 k

5,6 k

5,6 k

250 Ω

470 µF / 25 V

27 k

T2

T1

C1

C2



VI. Transistör ve triyaklı merdiven ışık otomatiği devresiYukarıdaki şekilde verilen devrede B'ye basıldığında C1 kondansatörünün iki ucuna da eksi

(-) gideceğinden bu eleman deşarj olur ve P ile R1 üzerinden tekrar dolmaya başlar. C dolanakadar T1 kesimdedir. T1'in kesimde olması nedeniyle T2 ve T3 de kesimde kalır. T3'ün kesimdeolması T4'ün iletim olmasını sağlar. T4 iletken olduğu anda triyakın G ucuna eksi (-) gider vebu elemanın A1-A2 uçları arasından geçen akım lambaları çalıştırır. C dolduğu anda T1, T2,T3 iletime geçer. T3 iletken olduğunda T4 kesime gider ve lambalar söner.

ç. Zaman gecikmeli çalışan (turn-on tipi) devrelerI. Tek transistörlü, alıcıyı gecikmeli olarak çalıştıran (turn-on tipi) zamanlayıcı

devresiYandaki şekilde verilen devrede besleme

gerilimi devreye uygulandığında R ve P üzerindengeçen akım C'yi doldurmaya başlar. C'nin gerilimibelli bir seviyeye (0,6-0,7 V) geldiğinde transistöriletime geçerek, rölenin bobininmıknatıslanmasına yol açar. Röle bobininmıknatıslanmasıyla palet çekilir ve kontaklarkonum değiştirerek lambayı çalıştırır. B'yebasıldığında C boşalacağından lamba söner.Devrenin besleme gerilimi devam edecek olursaB'den elimizi çektikten bir süre sonra lamba tekraryanar.

Devredeki elemanların görevleri:R direnci: Potun değeri sıfır yapıldığında transistörün beyzini aşırı akıma karşı korur.Pot (P): Devrede kondansatörün dolma zamanını ayarlar. Yani gecikme süresini

belirlememizi sağlar.Kondansatör (C): Devrenin gecikmeli olarak çalışmaya başlamasını sağlar.Transistör: Beyz ucuna gelen küçük değerli akımı ile kolektör-emiter uçları arasından

daha yüksek bir akım geçirerek röleyi çalıştırır.Röle: Bobini enerjilendiğinde kontakları konum değiştirir ve yüksek akımlı bir alıcının

kumanda edilmesini sağlar.34

Şekil 6.18: Transistör ve triyaklı merdiven ışık otomatiği devresi

BC308

BT136

C1

R1

BR

Mp

lamba

buton

sigorta

470 nF

1N40071000 µF16 V

100 k

47 µF/16 V

6,8 k/1 W

2,2-10 k

BD135

1 k10 k10 k

10 k 100

k

10 k1 k470 k

12 V

BC547BC547

Tek transistörlü turn-on tipi zaman rölesi

BC547

5,6-47 kΩ

10-470 kΩ

10-1000 µF/16 V

L

-

AC ya da DC

1N40

01

1 A



35

Diyot: Rölenin bobinin oluşturduğu yüksek değerli indüksiyon gerilimlerinin transistörübozmasını engeller. Yani, yüksek değerli gerilimlerin rölenin kendi bobini üzerinden dolaşmasınısağlar.

Not: Devrede röle yerine led ya da 12 V'luk flamanlı lamba da bağlanabilir. Eğer alıcıolarak led kullanılacaksa, lede seri olarak 470 Ω-1 kΩ'luk seri bir direnç bağlanmalıdır.

d. Zaman decikmeli duran (turn-of tipi) devrelerI. Tek transistörlü alıcıyı bir süre çalıştırıp durduran (turn-off tipi) zamanlayıcı devresiYandaki şekilde verilen devrede B'ye

basılınca C dolar. Butondan elimiziçektiğimizde C'nin üzerinde birikenelektrik yükünün akımı R direncindengeçerek transistörü tetikler. İletime geçentransistör röleyi çalıştırır.

Bir süre sonra kondansatörplakalarındaki elektrik yükü biteceğindentransistör kesime gider, röle ilk konumunadöner ve lamba söner.

Devredeki elemanların görevleri:R direnci: Butona basıldığı anda

transistörün beyzine yüksek akım gitmesiniengeller. Yani, beyz ucunu yüksek akıma karşı korur.

Pot (P): Kondansatörün boşalma zamanını ayarlar. Yani, alıcının çalışma süresinibelirlememizi sağlar.

Kondansatör (C): Devrenin bir süre çalışmasını sağlar.

II. Darlington bağlantılı, uzun zaman gecikmeli turn-on tipi zaman rölesi devresiTransistörlerin ard arda

bağlanmasıyla daha güçlü, hassasve yüksek kazançlı transistörleryapılabilir.

Yandaki şekilde verilen turn-ontipi zaman rölesi devresinde Sanahtarı kapatıldığında R1 ve Püzerinden geçen akım C'yidoldurmaya başlar. C'nin gerilimibelli bir seviyeye geldiğinde T1transistörü iletime geçer. T1iletime geçince T2 de iletime geçerve röle çalışır.

B'ye basılırsa C boşalacağındandevre başa döner. Yani alıcı bir süreçalışmaz. Belli bir zaman geçtikten sonra tekrar çalışmaya başlar.

T2

T1

BC547BC547

L

1 k-10 k

47 k-470 k

100

k-47

0 k

Darlington bağlantılı uzun zaman gecikmeliturn-on tipi zaman rölesi devresi

L

10-1000 µF/16 V

BC54710-4

70 k

Ω 5,6-47 kΩ

B 1N40

01

+12 V

R

-

Tek transistörlü turn-off tipi zaman rölesi

AC ya da DC

+12 V

220 V



36

III . İki transistörlü kaskadbağlantılı turn-off tipi zamanrölesi

Yandaki şekilde verilen devrede B'yebasılınca C dolar ve T1'i tetikler. T1'iniletime geçmesiyle R3 direnci üzerindebir gerilim oluşur. R3'te oluşan gerilimT2 transistörünü sürerek ledi çalıştırır.C boşalınca T1 ve T2 kesime gider, ledsöner.

IV. Darlington bağlantılı uzunzaman gecikmeli turn-off tipizaman rölesi devresi

Yandaki şekilde verilen devredeB'ye basıldığında kondansatör (C)boşalır ve yeniden dolmaya başlar. Busırada P ve R1 üzerinde oluşan polarmagerilimi T1 transistörünü sürer. İletimegeçen T1 ise T2'yi sürer ve röle çalışır.Kondansatör tam olarak dolunca akımçekmez. Kondansatörün akımçekmemesi nedeniyle P ve R1 üzerindegerilim düşümü olmaz ve transistörlerkesime gider.

V. Darlington bağlantılı uzunzaman gecikmeli turn-off tipizaman rölesi devresi

Yandaki şekilde verilen devrede B'yebasıldığında kondansatör (C) dolar.Butondan elimizi çektiğimizde C'ninüzerinde biriken elektrik yükünün akımıR direncinden geçerek T1 ve T2transistörünü tetikler. İletime geçen T2transistörü röleyi çalıştırır. Bir süresonra kondansatör plakalarındakielektrik yükü biteceğinden transistörlerkesime gider, röle ilk konumuna dönerve lamba söner.

Devrede T1 transistörünün beyzinebağlanan direncin değeri çok büyükolduğundan beyz ucu çok küçük bir akım çeker. Bu sayede kondansatör çok uzun sürede boşalır.

VI. Schmitt trigger (tetiklemeli) bağlantılı turn-off tipi zaman rölesi devresiTransistörlerin schmitt tetiklemeli bağlanması kısaca şöyle açıklanabilir: Rölelere uygulanan

gerilim hemen sıfır ya da maksimum değere ulaşmazsa, rölenin bobininin oluşturduğumıknatıslık yetersiz olacağından, kontaklar titreşir. İşte bu durum röleli devrelerde hiç istenmez.

BC547

R1

R3

R4

-

T1T2

10-1

000

µF/1

6 V

10-2

2 kΩ

BC547

1 kΩ

R2

10-2

2 kΩ

10 kΩ

B

10-4

70 k

Ω

+12 V

İki transistörlü kaskad bağlantılıturn-off tipi zaman rölesi

Darlington bağlantılı uzun zaman gecikmeliturn-off tipi zaman rölesi devresi

R1

R2

10-1

000

µF/1

6 V

10-4

70 k

Ω

BC5471N

4001

+12 V

BC5471 MΩ

B L

T1

T2

P

10-22 kΩ

T2BC547BC547

T1

L

100 k-500 k

Darlington bağlantılı uzun zaman gecikmeliturn-off tipi zaman rölesi devresi

100-470 µF

1N4001

10-4

70 k

Ω

220 V



37

Çünkü titreşim şerareye(kıvılcım) sebep olarak röleninkontaklarının çabukbozulmasına neden olur. Rölekontaklarındaki titreşimi en azdeğere indirmek içintransistörler schmitt (şimit)tetiklemeli olarak bağlanır.

Schmitt tetiklemeli turn-offzaman rölesi devresi şöyleçalışır: Yandaki şekilde verilendevreye enerji uygulandığındaC henüz boş olduğundan T1kesimdedir. Dolayısıyla T1'inkolektör ucundaki (A noktası)gerilimin değeri şaseye göre maksimum seviyededir. Bundan dolayı T2 hemen iletime geçerekröleyi sürer ve alıcı çalışır. R1 ve pot üzerinden şarj olmaya başlayan C, bir süre sonra dolarakT1’i iletime sokar. İletime giren T1’in kolektöründeki (A noktası) gerilim azalırken emiterinebağlı olan R3 direncinde (B noktası) düşen gerilim yükselir. Bu da T2 transistörünün (ikielektriksel etki sebebiyle) hızlıca kesime gitmesine neden olur.

Şöyle ki;I. T1'in kolektöründeki gerilim düşerek T2'yi kesime götürür.II. T1 ve T2’nin emiterlerinin bağlı olduğu R5 direncinde oluşan gerilim, T2'nin beyz akımını

azaltıcı etki yapar. (Negatif geri besleme)Devrede bulunan B butonuna basılacak olursa C boşalacağından, T1 hemen kesime gider.

Bu da T1'in kolektör (A noktası) geriliminin yükselmesine neden olarak T2'yi iletime sokar.Sonuç olarak schmitt tetikleme yöntemi, rölenin çok hızlı olarak iletim ya da kesime gitmesini

sağlar.

e. Transistörlü flip-flop (multivibratör) devreleriBilgileri çıkışa aktarırken çıkışlardan birisini lojik 1, ötekini lojik 0 yapan devrelere

multivibratör (MV) denir.Multivibratörler bilgi saklamada, sayıcılarda, kare (ya da dikdörtgen) dalga üreteçlerinde

vb. yaygın olarak kullanılır.Multivibratör devreleri ilk önceleri

tamamen transistörlerle yapılıyordu.Ancak günümüzde bu devrelerentegrelerle yapılmaktadır.

I. Transistörlü kararsız(astable) flip-flop(multivibratör) devresi

Yandaki devrede ilk anda T2'niniletken olduğunu varsayalım. Budurumda, L2 çalışırken, C2, T2transistörü üzerinden eksi (-) alıp tersolarak, C1 ise, T2’nin beyzi üzerinden

Q Q

22 k 22 kk k

Kararsız multivibratör (flip-flop) devresi

NPN NPN

Schmitt tetiklemeli turn-off tipi zaman rölesi devresi

R1

R4

C

+12 V

T1 BC547

T2

L

10-3

3kΩ

270

Ω

R2

390

Ω

33 Ω

10-4

70 µ

F

B

R3

1,8

kΩ

BC547

R6R5

1N40

01

33-4

7 Ω

A

B

P

-10

-470

kΩ

BC547BC547



38

doğru olarak şarj olmaya başlar. Bir süre sonra dolanC2, T1’i iletime sokar. T1 iletime geçince doğru şarj olanC1'in akımı T2’yi hızlıca kesime sokar.

T1’in iletime geçmesi L1’i çalıştırır. L1 çalışırkenbiraz önce boşalan C1 bu kez ters, C2 ise doğru polariteliolarak dolmaya başlar. C1 dolunca T2’yi sürer. C2üzerinde birikmiş olan elektrik yükü ise T1'i kesimesokar. Devre bu şekilde çalışmasını sürdürür.

Ledlerin yanma süresi R2, R3 ya da C1, C2’nindeğerleri değiştirilerek ayarlanabilir.

Özetlersek, kararsız multivibratörlerde T1 ve T2transistörleri direnç ve kondansatör ikilisiyle sürekliolarak iletim kesime sokulduğundan devre çıkışlarısürekli konum değiştirir. Bu tip devreler çalışabilmekiçin, herhangi bir tetikleme palsine gerek duymazlar.Devrenin Q ve çıkışlarına osilaskop bağlanacak olursakare dalga şeklinde sinyaller görülür.

II. Monostable (tek kararlı) multivibratörBu tip devreler alıcıyı belli bir süre

çalıştırabilmektedir. Yani tek kararlıdevrelerde çıkışa bağlı alıcının çalışma süresigeçici bir durum arz etmektedir.

Başka bir deyişle bu devreler, uygulanantetikleme palsinden sonra belirli bir süredevam eden tek pals üretirler.

Yandaki şekilde verilen devreye DCuygulanınca ilk anda T2 transistörü iletkenolur. L yanar. R6 direnci üzerinde oluşangerilimin geri besleme etkisiyle T1 iletimegeçemez. T2 iletimdeyken C kondansatörüT2'nin B-E eklemi üzerinden geçen akımla şarjolur. Bir süre sonra butona basılırsa T1 iletimegeçer. C'de biriken elektrik yükünün akımıT2'nin B-E eklemini ters yönde polarize ederve T2 kesime gider. C bir süre sonraboşalacağından T2 tekrar iletime geçer.

III. Bistable (iki kararlı) multivibratörBistable tip multivibratörlerde

transistörlerden biri kesimdeyken diğeridoyumda beklemektedir. Dışarıdan giriş (S veR) uçlarına tetikleme sinyali uygulandığındaise devredeki transistörler konumdeğiştirmektedir.

Yandaki şekilde verilen devrede S'yebasılınca T1 kesime gider. Q noktasında oluşan yüksek değerli polarma gerilimi T2'yi tetiklemeyebaşlar ve L2 yanar. T2 iletimdeyken noktasının gerilimi azaldığından TT1 kesinlikle iletime

VBE2

T2

T1

VBE1

VCE1

VCE2

Kararsız multivibratör devresininçeşitli noktalarındaki dalga şekilleri

İki kararlı multivibratör devresi

S R

+5...

12 V

flamanlılamba

flamanlılamba

4,7 k1,5 k

1 k1 k

Tek kararlı multivibratör

+5-1

2 V

1 k

4,7-

22 k

5,6-

22 k

BC547 BC547

2,2

k



39

geçemez. R'ye basılırsa T2 kesime gider. noktasında oluşan yüksek değerli polarma gerilimiT1'i tetikler ve L1 yanar.

Bu devrede iki transistörün de aynı anda iletime geçmesi mümkün değildir. Yani devrenin Qve noktalarında iki durum vardır. Bunlar, 1 ve 0 bilgilerini saklayan noktalar olarak tanımlanır..

Not: Devrede L1 ve L2 lambalarının yerine 1 kΩ'luk dirençler bağlanabilir.

f. Ayarlanabilir flaşör(periyodik çalıştırma)devreleri

Endüstriyel üretimsüreçlerinde bazımakinelerin periyodikolarak çalışması istenir.İşte bu gibi durumlar içinmekanik ya da elektronikyapılı sistemlergeliştirilmiştir.

I. Alıcıyı aralıklı(periyodik) olarakçalıştıran devre

Yandaki şekilde verilendevre astable multivibratör (flip flop) temellidir. Devrenin çalışmasını basit olarak açıklayacakolursak: İlk anda T1'in iletimde olduğunu varsalım. Bu durumda C1 şarj olmaya başlar. C1dolunca T2'yi sürer. T2 iletimdeyken bu kez de C2 dolmaya başlar. C2 dolduğunda T1 iletimegeçer.

Görüldüğü gibi devre sürekli olarak konum değiştirmektedir. Örnek olarak verilen devredeT2 transistörünün kolektörüne röle bağlı olduğuna göre alıcı aralıklı olarak çalışıp durmaktadır.Alıcının çalışma zamanını değiştirmek istersek C1, C2, R2, R3'ten herhangi birisinin değerinideğiştirmemiz gerekir.

g. Entegreli zamanlayıcılarI. 555 entegreli turn-off tipi zaman rölesi

devresiYandaki şekilde verilen devre alıcının 1 s-15 dakika

süreli olarak çalışmasını sağlar. Butona basıldığındaröle çalışır. Bir süre sonra C kondansatörü deşarjolduğundan röle eski konumuna döner. Devreninçalışma zamanı, T = 1,1.R.C [s] denklemiyle bulunur.Denklemde, R: Direnç (ohm), C: Kondansatör(farad) cinsindendir.

Alıcıyı aralıklı (periyodik) olarak çalıştıran devre

555 entegreli turn-off tipizaman rölesi devresi

C



II. 555 entegreli periyodik olarak çalışanröle devresi

Yanda verilen şekilde kullanılan kondansatör vedirençlerin değerine göre entegrenin çıkışınınkonum değiştirme zamanı ayarlanabilir.

ğ. Op-amp ile yapılan zamanlayıcılarOp-amplarda 2 giriş ucu bulunmaktadır. (+) giriş

ile (-) giriş, uygulanan sinyalleri kıyaslar ve bunagöre çıkış verir. Eğer, (+) girişin gerilimi (-) girişingeriliminden biraz büyük olursa op-amp çıkışvererek röleyi sürer.

I. 741 op-ampıyla yapılanturn-off tipizaman rölesidevresi

Yandaki şekildeverilen devredebutona basıldığıanda kondansatörbesleme gerilimikadar bir değere şarjolur. Bununsonucunda 3numaralı (+) girişingerilimi 2 numaralı(-) girişin geriliminden yüksek olacağından op-amp çıkış verir ve röle çeker.

C'nin üzerindeki gerilim pot üzerinden yavaş yavaş boşalmaya başlar. Bu değer 2numaralı girişin geriliminden aşağı değere düştüğü anda op-amp kesime gider.

Not: Op-ampın 2 numaralı eksi (-) girişinin gerilimi iki adet gerilim bölücü direnç ile beslemegeriliminin yarısına düşürülmüştür.

h. Dijital entegreli zamanlayıcı devreleriLojik (mantık) kapı entegreleri kullanılarak da çeşitli zamanlayıcılar yapılabilmektedir. Bu

devrelerin tam olarak anlaşılabilmesi için dijital elektronik konularını bilmek gerekir.

I. VEDEĞİL (NAND) kapılarıyla yapılan flip-flop devresiVEDEĞİL kapısının iki girişine de lojik 1 yani 5 V geldiğinde çıkış uçlarının gerilimi 0 V

olur. İki girişe de lojik 0 uygulandığında ise çıkış 5 V olur.

Devrenin çalışma ilkesi:N1 kapısının çıkışının 0 V olduğunu kabul edelim. Bu durumda led1 yanar. N1 kapısının

çıkışının 0 V olabilmesi için R2 direnci üzerinde lojik 1 sinyalinin bulunması gerekir. Bu daancak C1 kondansatörü şarj olurken mümkün olur.

40

-

L

555 entegreli periyodikolarak çalışan röle devresi

10 µF

470

kΩ22

0 kΩ

+12 V

220 V

1N4001

555

Op-amplı turn-off tipi zaman rölesi devresi

-

100

µF

C

+3

-2

100-500 k

1N4001

+

-

BC547

1N4001100 k

100 k

10 k

1,5 k

10-470 k

100 µF

+12 V

B



C1 kondansatörü tam olarakdolduğu anda R2 üzerindenakım geçmeyeceğinden, buelemanda 0 V görülür. R2'ningeriliminin 0 V olması N1kapısının çıkışını lojik 1 Vyapar ve led1 söner.

N1'in çıkışının 1 olması C2kondansatörünün şarj olmayabaşlamasına yol açar. Bu ise R3üzerinde bir gerilim oluşturur.R3 üzerinde oluşan gerilim iseN2'nin çıkışını lojik 0 V yapar.N2'nin çıkışının 0 V olmasıyla led2 çalışır. Devre bu şekilde çalışmasını sürdürür.

Devrede led yerine düşük akımlı 5 V'luk mini röleler kullanılırsa periyodik çalışan bir sistemoluşturulabilir. (Bu durumda, ledlere seri bağlı 270 Ω'luk direnç iptal edilmelidir.)

ı. Tristörlü zamanlayıcı devreleri

I. NPN transistör ve tristörlügecikmeyle çalışan (turn-on tipi)zaman rölesi devresi

Yandaki şekilde verilen devrede Sanahtarı kapatılınca C dolmaya başlar. C’ningerilimi 0,6-0,7 V düzeyine ulaşıncatransistör iletime geçer. R3 üzerinde oluşangerilim tristörü tetikler, lamba yanar. Pot ileL’nin çalışmaya başlama zamanıayarlanabilir.

41

led1 led2

R2

C2

C1

100 µF

100 µF

R33,3 k3,3 k

N1N2

Devrede 7400 VEDEĞİL lojikkapı entegresi kullanılmıştır.

5 V

R1 270 Ω

VEDEĞİL kapılı flip flop devresi

C 100 µF

S

47 ΩR3

R1 100 kΩ

Transistör ve tristörlü turn-ontipi zaman rölesi devresi

P470 k

L

MC

R10

0T

IC10

6

+12

V

R2

47 Ω

BC547

AC

ya

da D

C



3. JFET (FET)’lerin yapısı ve karakteristiği

Transistör (BJT, bipolar junction transistor) hakkında temel bilgiTransistör B (beyz) ucuna uygulanan akıma göre C (kolektör)-E (emiter) uçları arasından

geçen akımı kontrol eder. Başka bir deyişletransistör çalışabilmek için belli bir IB akımınagerek duyar. İşte bu nedenle transistörlere akımkontrollü aktif devre elemanı denir.

Yandaki şekilde NPN ve PNP tipi transistörsembolleri verilmiştir.

JFET (FET)’lerG (gate, geyt, kapı) ucuna uygulanan ters polariteli gerilimin değerine göre D (drain, dreyn,

oluk)-S (source, sors, kaynak) uçları arasından geçen akımı kontrol edebilen elemanlara iseJFET (junction field effect transistor, birleşim yüzeyli alan etkili transistör) denir.

JFET’lerin özellikleriTV, video, kamera, bilgisayar, kesintisiz güç kaynağı, anten yükselteci, verici, alıcı vb. gibi

hassas yapılı elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılan JFET’lerin bazı özellikleri şunlardır:

Giriş empedansları 100 MΩ dolayında olup çok yüksektir. Transistörün (BJT) girişempedansı ise çok düşük olup 2 kΩ dolayındadır.

Radyasyon (ışınım) etkisi yoktur.. Anahtar olarak kullanıldıklarında kontrol edilmeleri kolaydır. Yani D-S uçları arasından

geçen akım küçük bir VGG polarma (ön gerilimleme) voltajıyla denetlenebilir. Transistörlerden daha az gürültülü (parazitsiz) çalışırlar.. Sıcaklık değişmelerinden daha az etkilenirler.. Gövde boyutları transistörlerden daha küçüktür.. Giriş empedanslarının yüksek, elektrotlar (ayaklar) arası kapasitenin (sığanın) düşük olması

nedeniyle yüksek frekanslı elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılırlar. Bant genişlikleri (çalışabildikleri frekans aralığı) dardır..

Alan etkili transistör çeşitleriAlan etkili transistörler iki gruba ayrılır:I. JFET (junction field effect transistor, birleşim yüzeyli alan etkili transistör),II. MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor, metal oksit yarı iletken

alan etkili transistör)

JFET’lerin yapısıP ve N tipi iki yarı iletkenin birleşmesinden

oluşan JFET’lerin D, S, G adlı üç ayağı vardır.Şekil 2’de N ve P kanallı JFET sembolleri,

şekil 3’te ise N kanallı JFET’in yarı iletken içyapısı verilmiştir.

JFET’te D-S arasındaki kanal maddesi büyük, kapı (G) maddesi ise küçüktür.N kanallı JFET ile P kanallı JFET arasında bir fark yoktur. Sadece ID akımının yönü terstir.

Şekil 1: NPN ve PNP transistör sembolleri

PNPNPN

Şekil 2: JFET sembolleri

N kanal P kanal

42



Bu bölümde, anlaşılması daha kolay olduğuiçin N kanallı JFET’lerin çalışmasıaçıklanacaktır.

JFET’lerin çalışma ilkesiŞekil 4’te görüldüğü gibi N kanallı JFET’in

G ucu ters, D-S uçları ise doğru polarılmıştır.JFET’in D ucuna bağlanmış olan RD, yük

direnci olarak görev yapmaktadır.G-S uçları arasına bağlanmış olan VGG

kaynağı JFET’in G-S uçları arasındaki yarıiletkenleri ters polarır. Bilindiği gibi P-Neklemine ters polarma uygulandığında birleşim(junction, jonksiyon) bölgesinde, elektron veoyuk bakımından fakirleşmiş bir bölge (alan)oluşur. Fakirleşmiş alanın genişliği şekil 5’tegörüldüğü gibi G ucuna uygulanan ters polarmageriliminin değeri artırıldıkça artar.

JFET’in G-S uçlarına ters polarmauygulandığı için G ucundan hiç akım geçişiolmaz. İşte bu nedenle JFET’ler gerilimkontrollü eleman olarak tanımlanırlar.Transistörlerin B ucu akım çektiği için buelemanlar akım kontrollüdür.

Şekil 4’te verilen devrede ilk anda VGGgeriliminin 0 (sıfır) volt olduğunu varsayalım:Bu durumda VDD kaynağı, RD direnci ve D-Suçları arasından belli bir akım geçirir.

VGG kaynağının gerilimi 0 (sıfır) voltkengeçen akım JFET’in D-S uçlarının ve RD’nindirenç değeri tarafından sınırlanır.

Şekil 6’da verilen deney bağlantı şemasındaG ucu şaseye bağlıyken (VGG = 0 V) VDDkaynağının gerilimi 0 volttan itibaren artırılacakolursa ID akımı da şekil 7’de görüldüğü gibiartmaya başlar. Akımın doğrusal (lineer) olarakartış gösterdiği A-B noktaları arasındaki bukısma “omik bölge” denir.

JFET’e uygulanan VDD gerilimi doğrusal birşekilde artırılmaya devam edilirse ID akımının şekil 7’de görüldüğü gibi doğrusal olarak artmadığıgörülür.

Şekil 6’da VDD gerilimi 0 V’tan 4 V’a doğru artırıldığında ID akımın şekil 7’de görüldüğügibi doğrusala yakın düzgünlükte arttığı görülür. VDD gerilimi 4 volttan itibaren artırılsa bile IDakımındaki artış durur. ID akımının artışının durduğu noktaya doyum (saturasyon, kıstırma,pinch-off) noktası denir. Doyum noktası kritik gerilim değeri olarak da adlandırılır ve VP ilegösterilir.

JFET’in G ucuna uygulanan ters polarma gerilimi VGG=0 voltken D-S uçları arasından geçenID akımı, VDD gerilimi artırılsa bile belli değerde sabitleşir. Akımın sabit olduğu bu değere IDSS

43

Şekil 3: N kanallı JFET'in yarı iletken iç yapısı

BF245

G S D

Şekil 4: N kanal JFET'in polarılması

VDD

VGG

ID

G

RD

S

Şekil 5: JFET’in G-S uçları arasına ters olarak bağ-lanan VGG kaynağının gerilim değeri arttıkça fakirleşmişbölge genişler. (JFET’in akım geçiren kanalı daralır.)

VDD

VGG

D

N

G

S

P P

RD

+

+

--



(D-S uçları arasından geçen doyum akımı)denir.

JFET’in D-S uçları arasından geçen akım,VDS uçları arasındaki gerilim artırılmaya devametmesine karşın pek fazla artmaz. Şekil 7’deverilen karakteristik eğride doyum (pinch-off)bölgesi olarak adlandırılan bölgede JFET’tengeçen IDSS akımı hemen hemen aynı değerdekalır.

Şekil 6’da verilen deney bağlantı şemasındaVDD kaynağının gerilim değeri artırılarak D-Suçları arasındaki VDS gerilimi yükseltilecekolursa ID akımı yüksek bir değere çıkar. IDakımının aşırı artması ise JFET’in bozulmasınayol açar. Şekil 7’deki karakteristik eğrisindekırılma (breakdown, bozulma) noktası (C)olarak gösterilen bu değeri JFET’euygulamamak gerekir.

JFET’lerin elektriksel karakteristikleri

I. JFET’in çıkış (VDS-ID) karakteristiğiJFET’in G ucu şekil 6’da görüldüğü gibi

şaseye bağlıyken VDS kaynağının gerilim değeribelli bir noktaya ulaştığında D-S uçlarıarasından belli büyüklükte bir akım geçer. BunaIDSS akımı denir.

G ucuna uygulanan VGS ters polarma gerilimişekil 8’de görüldüğü gibi artırıldığında (örneğin-1 V yapıldığında) ID akımı şekil 9’dagörüldüğü gibi azalır.

VGG kaynağıyla G ucuna uygulanan terspolarma gerilimi biraz daha artırıldığında(örneğin -1,5 V yapıldığında) ID akımı şekil9’da görüldüğü gibi daha da azalır. VGS=-2 V yapıldığında ise ID akımı 0 A düzeyine iner.

Sonuç olarak VGG kaynağıyla G ucuna uygulanan ters gerilim -0,5, -1, -1,5, ..., -2 V şeklindeartırılmaya devam edilirse ID akımı 0 A düzeyine doğru iner. ID akımının azalmasının nedenikanal bölgesinin iletkenliği sağlayan elektronlar ve oyuklar bakımından fakirleşmiş bir hâlegelmesidir. Kanal bölgesinin fakirleşmiş hâle gelmesini sağlayan etken ise bilindiği gibi G-Suçları arasının ters polarmalanmış olmasıdır.

b. JFET’in transfer (VGS-ID) karakteristiğiJFET’in transfer karakteristiği, sabit bir VDS gerilimi altında VGS geriliminin değişimine

göre ID akımının değişimini gösterir.Başka bir deyişle VDS gerilimi sabitken G ucuna uygulanan ters polarma (VGG) gerilimi

artırıldıkça ID akımı şekil 10’da görüldüğü gibi IDSS değerinden 0 mA değerine doğru iner.

44

Şekil 6: JFET’in G ucuna uygulanan gerilim 0 V’kenID akımının ve VDS geriliminin değişiminin incelene-bilmesi için kurulan deney bağlantı şeması

VDD

G

VGS

D

S VDS

ID mA

V

V

0-15

V

BF245+-

-

+

-

+

+

-

Şekil 7: JFET’in G-S uçları arasına uygulanan geri-lim 0 V’ken D-S uçları arasına bağlanan VDD kayna-ğının gerilim değeri 0’dan itibaren artırıldığında IDakımının karakteristik eğrisi

JFET’in kırılma(bozulma)noktası

ID (mA)

VDS (V)4 V 8 V 12 V 15 V

0,5

1

0

BCIDSS

omik bölge

A

JFET’in saturasyon (doyum,kıstırma, pinch-off) bölgesi

VP

Şekil 8: JFET’in G ucuna uygulanan gerilim 0 volttanyüksekken ID akımının ve VDS geriliminin değişimininincelenebilmesi için kurulan deney bağlantı şeması

VDD

G

VGS

D

S VDS

ID mA

V

V

0-15

VVGG

BF245

0 -

-2 V

-

+

-

+

- +

+

--

+



Şekil 10’da verilen transfer karakteristiğieğrisinde herhangi bir -VGS gerilimi değerinde

ID akımının değeri, denklemiyle

bulunur.

Şekil 10’da verilen karakteristik eğrisindenşu sonuçlara (yargılara) varmak mümkündür:

I. VGS gerilimi 0 V’ken JFET’ten maksimumdüzeyde bir akım geçişi olmaktadır. Bu akımIDSS (saturasyon, doyum) akımı olarak nitelenir.

II. JFET’in G ucuna uygulanan ters polariteliVGS gerilimi VGG ile 0 V’tan itibarenartırıldığında D-S uçları arasından geçen IDakımı IDSS değerinden daha küçük bir değereinmektedir.

III. JFET’in G-S uçları arasına uygulananters polarma gerilimi belli bir düzeye (VPdeğerine) ulaştığında D-S uçları arasındangeçen ID akımı 0 (sıfır) seviyesine inmektedir.

JFET’in Transfer karakteristiğiyle ilgiliörnekler

Örnek: Bir JFET’in VP gerilimi -3 V, IDSSakımı 10 mA’dir. Buna göre,

a. VGS gerilimi 0 voltken ID akımını,b. VGS gerilimi -1 voltken ID akımını,c. VGS gerilimi -3 voltken ID akımını bulunuz.Çözüm

a. =

b. =

c. =

Örnek: Bir JFET’in VP gerilimi -4 V, IDSS akımı 20 mA’dir. Buna göre,a. VGS gerilimi 0 voltken ID akımını,b. VGS gerilimi -2 voltken ID akımını,c. VGS gerilimi -4 voltken ID akımını bulunuz.Çözüm

a. =

b. = 5 mA

45

VDS (V)4 V 8 V 12 V 15 V

0,5

1

VGS = -1 V

VGS = 0 V

Şekil 9: JFET’in G-S uçları arasına uygulanan geri-lim -1 voltken D-S uçları arasına bağlanan VDD kay-nağının gerilim değeri 0 V’tan itibaren artırıldığındaID akımının değeri IDSS değerinin altına iner.

VGS = -1,5 V

0

ID (mA)

omik

böl

ge

kıstırma (sabit akım, pinch-off) bölgesi

VGS = -2 V

VP

Şekil 10: N kanal JFET’in transfer karakteristiği

VP

IDSS

ID (mA)1

0,8

0,6

0,4

0,2

0 -2 -1,5 -1 -0,5-VGS (V)



c. =

JFET’lerin elektriksel parametreleri (büyüklükleri)JFET’e uygulanan gerilimlerin değiştirilmesiyle bu elemanın gösterdiği tepkiye parametre

(büyüklük) denir. Elektronik devre elemanı üreten firmalar kataloglarda her JFET için parametredeğerlerini bildirirler. Örnek olarak BF245 adlı JFET’in bazı özellikleri aşağıda verilmiştir.

VDSmaks = ± 30 VVGSmaks = - 30 Vgm = 5,5.10-3 (mho, Siemens, S)IDSS = 10 mA

JFET’lerin özellikleri açıklanırken kullanılan bazı teknik parametrelerin (büyüklüklerin)anlamları şöyledir:

I. D-S doyma akımı (IDSS)G-S eklemi (jonksiyonu) kısa devre edildiğinde (yani G ucuna 0 V uygulandığında) D-S

uçları arasından geçen maksimum akımdır.

II. G-S kapama gerilimi (kritik gerilim, VP)D-S kanalının tamamen kapandığı (hiç akım geçirmediği) gerilim değeridir. Bu değer VGS-off

(VGS-kesim) ile de gösterilir.

III. G-S kırılma gerilimi (BVGSS)Bu parametre belirli bir akımda D-S kısa devreyken ölçülür. Uygulamada bu değerin üzerine

çıkılması hâlinde JFET bozulur.

IV. D-S kırılma gerilimi (VDSmaks)JFET’in D-S uçları arasına uygulanabilecek maksimum gerilim değerini bildirir. Bu değerin

üzerinde bir gerilim JFET’i bozar.

V. Geçiş iletkenliği (gm)JFET’ler sabit akım elemanı olduğundan D ucundaki gerilimin değişimi ID akımında pek bir

değişikliğe yol açmaz. ID akımı genellikle Gucuna uygulanan gerilimle kontrol edilir. Bunedenle JFET’lerin en önemliparametrelerinden biri ID akımındaki değişimegöre G voltajının değişimidir. Bu parametregeçirgenlik (transkondüktans,transconductance) olarak tanımlanır.

Yandaki şekilde BF245 adlı JFET’in geçişiletkenliği karakteristik eğrisi verilmiştir.

Geçirgenlik, VDS gerilimi sabitken ID akımdeğişiminin G-S arası gerilim değişimineoranıdır.

46

BF245

G S D

0,1 1 10 100 mA

m

6.0

5.0

4.0

3.0

2.0

1.0

0

ID

gmmV

VDS=15 V



gm = GS

D

VI

∆∆ (VDS = sabit)

Geçirgenlik, direncin tersi olduğu için birimi (mho, mo) ya da Siemens (S) ile ifade edilir..

gm=

−

P

GS

P

DSS

VV

VI 1.2

ve gm=DSS

D

P

DSS

II

VI.2

denklemleri kullanılarak JFET’in geçirgenlik değeri

hesaplanabilir.

Örnek: Bir JFET’in VGS gerilimi 0 V’tan -0,6 V’a kadar değiştiğinde ID akımı 1 mA’den 0,2 mA’edoğru bir azalma (değişim) göstermektedir. JFET’in geçirgenliğini (transkondüktansını) bulunuz.

Çözüm

gm=GS

D

VI

∆∆ = ohm10.33,1

6,010.8,0

)06,0()10.2,010.1( 3

333

==−

− −−−−

= 1,33 m (milimho)

Örnek: Bir JFET’in IDSS akımı 10 mA, VP gerilimi -6 V, VGS gerilimi -1 V olduğuna göreJFET’in iletkenliğini (transkondüktansını) bulunuz.

Çözüm

gm =

−

P

GS

P

DSS

VV

VI 1.2

=3

611

610.10.2 −

=

−−

−−

3,33.10-3.0,834 = 2,78.10-3 = 2,78 m

VI. D-S iletim direnci (rds)Bu büyüklük, belirli bir G-S gerilimi ve ID akımında ölçülen gerilim D-S iletim direnci,

JFET’in anahtar olarak kullanılmasında önem taşır. Bu değer on ile bir kaç yüz arasında değişir.

47



48

4. MOSFET’lerin yapısı ve karakteristiğiJFET’lere göre daha üstün özelliklere sahip

olan MOSFET (metal oxide semiconductorfield effect transistor, metal oksit tabakalı alanetkili transistör)’lerde G ucu gövdedentamamen yalıtılmıştır. O nedenleMOSFET’lerin giriş empedansı (Zgrş, Zin) çokyüksek olup 1014 Ω dolayındadır.

Bant genişliği ve çalışma frekansı JFET’lereoranla daha yüksek olan MOSFET’ler entegreyapımında ve hassas elektronik devrelerinüretiminde kullanılmaktadır.

Hassas yapılı olan MOSFET’lerin Gucundaki ince silisyum (silikon) oksit tabakasıinsan bedenindeki statik elektrik yüküyle biledelinebilir. O nedenle bu elemanlara el iledokunmadan bedendeki durgun (statik)elektrik yükünün boşaltılması gerekir. AyrıcaMOSFET’lerin lehimlenmesinde düşük güçlü (fazla ısınmayan) ve topraklı havyalarkullanılmalıdır. Şekil 11’de azaltan kanallı, şekil 12’de ise çoğaltan kanallı MOSFET sembolleriverilmiştir.

MOSFET çeşitleriUygulamada kullanılan MOSFET çeşitleri şunlardır:a. Azaltan kanallı (depletion tipi, D-MOSFET) MOSFET,b. Çoğaltan kanallı (enhancement tipi, endüksiyon tipi, E-MOSFET) MOSFET

MOSFET’lerin yapısıI. Azaltan kanallı MOSFET’lerŞekil 13’te yapısı verilen azaltan kanallı

MOSFET’te G ucu N tipi kanal maddesindensilisyum oksit ve silisyum nitrat tabakalarıylaayrılmıştır.

Azaltan kanallı MOSFET’in G ucunauygulanan gerilim 0 voltken, D-S uçlarına birgerilim uygulandığında N tipi kanaldan bellideğerde bir akım (IDSS) geçişi olur.

G ucuna uygulanan ters polarma geriliminindeğeri artırıldıkça D-S kanalından geçen akım(ID) azalır.

II. Çoğaltan kanallı MOSFET’lerŞekil 14’te yapısı verilen çoğaltan kanallı MOSFET’te D-S uçları arasında kanal maddesi

yoktur. G ucuna herhangi bir gerilim uygulanmadığında D-S uçları arasından bir akım geçişiolmaz. G ucunun bağlı olduğu metal parça ile P tipi gövde (substrate) bir kondansatör özelliğigösterir. Bilindiği gibi iki iletken ve bir yalıtkan “kondansatörü” oluşturur. Çoğaltan kanallıMOSFET’in G ucuna (+) polariteli gerilim uygulandığında kapasite özelliğinden dolayı P tipi

Şekil 11: Azaltan kanallı MOSFET sembolleri

P kanallıMOSFET

N kanallıMOSFET

Şekil 12: Çoğaltan kanallı MOSFET sembolleri

N kanallıMOSFET

P kanallıMOSFET

Şekil 13: Azaltan kanallı MOSFET'in yapısı

P

silisyumoksit

silisyumnitrat

metal

SS

substrate (SS, bulk, alt katman)



49

gövdeye bağlı iki N maddesinin arasında şekil15’te görüldüğü gibi (-) yükler toplanır. D-Suçları arasındaki bölgede toplanan (-) yükler Ptipi maddenin içinde az sayıda bulunan azınlıktaşıyıcılardır.

D-S uçları arasında biriken (-) yükler doğalbir kanal oluşumunu sağlar. Bu sayede D-Suçları arasından akım geçişi başlar.

G ucuna uygulanan (+) polariteli gerilimindeğeri artırıldıkça D-S uçları arasında biriken(-) yükler çoğalır ve ID akımı da artar.

Çoğaltan kanallı MOSFET’in G ucunagerilim uygulanmadığı zaman D-S arasındanakım geçişi olmaz.

MOSFET karakteristikleriI. N tipi, azaltan kanallı MOSFET’lerin

karakteristikleriŞekil 16’da N tipi, azaltan kanallı

MOSFET’in deney bağlantı şeması verilmiştir.Bu devre kullanılarak şekil 17’de verilen ID-VDSstatik karakteristik eğrisi ve şekil 18’de verilentransfer karakteristik eğrisi elde edilebilir.

Şekil 17’de verilen ID-VDS statik karakteristikeğrisi incelenecek olursa MOSFET’in G ucununpolarma gerilimi negatif (-) ve pozitif (+)polariteli olarak uygulanmıştır. VGS geriliminegatif polariteli olarak artırıldıkça D-S uçlarıarasından geçen ID akımı azalmaktadır. Negatifpolariteli VGS gerilimi belli bir VP değerineulaştığında D-S uçları arasından geçen ID akımı0 (sıfır) değerine iner. ID akımının 0 A değerineinmesini sağlayan VGS gerilimine kıstırma(pinch-off) gerilimi (VP) denir.

Şekil 17’de kesik çizgiyle gösterilen “k”eğrisine kadar her bir eğri VP (pinch-off)gerilimine ulaşıncaya kadar ID akımı da artar.Bu değerden sonra gerilim artsa bile ID akımısabit kalır.

Azaltan kanallı MOSFET’lerin D-S uçlarıarasından geçen akımın herhangi bir VGSdeğerindeki miktarını bulmak için kullanılandenklem JFET’lerde olduğu gibi,

şeklindedir. Buna göre azaltan

kanallı MOSFET’ler JFET’lerle aynı biçimde

Şekil 14: Çoğaltan kanallı MOSFET'in yapısı

metal

SSsubstrate (SS, bulk, alt katman)

silisyumoksit

silisyumnitrat

metal

SSsubstrate (SS, bulk, alt katman)

silisyumoksit

silisyumnitrat

- - - - - - - -- - - - - - - -

Şekil 15: Çoğaltan kanallı MOSFET’te D-Suçları arasında (-) yüklerin toplanışı

Şekil 16: N tipi, azaltan kanallıMOSFET’in devre bağlantı şeması

- -

+

+

RD

RG

Şekil 17: N tipi, azaltan kanallı MOS-FET’in ID-VDS karakteristik eğrisi

ID (mA)

VGS = 0 V

VDS (V)

kgerilimkontrollüdirençbölgesi

gerilim kontrollüakım kaynağı bölgesi

VGS = 1 V

VGS = -1 VVGS = -2 V



çalışırlar.

II. N tipi, çoğaltan kanallıMOSFET’lerin karakteristikleri

Şekil 19’da N tipi, çoğaltan kanallıMOSFET’in deney bağlantı şeması verilmiştir.Bu bağlantı şeması kullanılarak şekil 20’deverilen ID-VDS statik karakteristik eğrisi veşekil 21’de verilen transfer karakteristiğieğrisi elde edilebilir.

Şekil 20’de verilen ID-VDS statik karakteristikeğrisi incelenecek olursa MOSFET’in G ucunauygulanan VGS polarma gerilimi artırıldıkça D-S uçları arasından geçen ID akımı artmaktadır.

Çoğaltan kanallı MOSFET’lerde VGS gerilimişekil 21’de görüldüğü gibi VT eşik gerilimdeğerini aşıncaya kadar ID akımı akmaz. Eşikgeriliminden büyük (pozitif polariteli) VGSgerilimlerinde D-S uçları arasından geçen IDakımı artar.

Çoğaltan kanallı MOSFET’lerin transferkarakteristiğinin denklemi,

ID = k.(VGS-VT)2 şeklindedir.

Bu denklemde “k” değeri MOSFET’inyapısıyla ilgili bir değer olup tipik olarak 0,3mA/V2 değerindedir.

Çoğaltan kanallı MOSFET’te VGS = 0 Vdurumunda hiç ID akımı geçmeyeceğinden IDSSdeğeri de olmayacaktır.

Çoğaltan kanallı MOSFET’ler küçük boyutluolduklarından daha çok entegre (tümleşik devre,yonga, çip, chip) yapımında kullanılırlar.

MOSFET parametreleriJFET parametrelerinde açıklanan D-S doyma

akımı (IDSS), G-S kıstırma (pinch-off) gerilimi(VP), geçiş iletkenliği (gm), D-S iletim direnci(rds) MOSFET’ler için de geçerlidir.

MOSFET’lerin ID akımını bulmada kullanılandenklemler:

ve ID = k.(VGS-VT)2

şeklindedir.

MOSFET’lerin geçiş iletkenliğini (gm)bulmada kullanılan denklem,

gm = 2.k.(VGS-VT) şeklindedir.

Şekil 19: N tipi, çoğaltan kanallıMOSFET’in deney bağlantı şeması

-

-

+

+

RG

Şekil 20: N tipi, çoğaltan kanallı MOS-FET’in ID-VDS karakteristik eğrisi

Şekil 21: N tipi, çoğaltan kanallı MOS-FET’in transfer karakteristiği eğrisi

ID (mA)

VGS (V)VT

ID (mA)

ID = k.(VGS-VT)2

Şekil 18: N tipi, azaltan kanallı MOS-FET’in transfer karakteristiği eğrisi

ID (mA)

IDSS

+VGS (V)VP

-VGS (V)

50



MOSFET’lerle ilgili örnek sorularÖrnek: Azaltan kanallı MOSFET’te IDSS akımı 12 mA, VP gerilimi -3 V’tur.ID akımını,a. VGS = 0 V,b. VGS = -2 V için hesaplayınız.Çözüm

a. =12.10-3.2

301

−− =12.10-3 AA

b. = 12.10-3.2

321

−−

− = 12.10-3.0,111= 1,33.10-3 A = 1,33 mA

Örnek: Azaltan kanallı MOSFET’in IDSS akımı 12 mA, VP gerilimi -6 V’tur. ID akımını,a. VGS = -3 V,b. VGS = -6 V değerleri için hesaplayınız.Çözüm

a. =12.10-3.2

631

−−

− =3.10-3 A = 3 mA

Örnek: N tipi, çoğaltan kanallı MOSFET’in eşik gerilimi VT = 3 V’tur.a. VGS = 3 V,b. VGS = 5 V değerlerinde ID akımını bulunuz.Not: k=0,3 mA/V2 = 0,3.10-3 A/V2 olarak kabul edilecektir.Çözüma. ID = k.(VGS-VT)

2 = 0,3.10-3.(3-3)2 = 0 Ab. ID = k.(VGS-VT)

2 = 0,3.10-3.(5-3)2 = 1,2.10-3 A = 1,2 mAÖrnek: Eşik gerilimi VT = 5 V olan N tipi, çoğaltan kanallı MOSFET’in geçiş iletkenliğini,a. VGS = 6 V,b. VGS = 8 V değerlerine göre hesaplayınız.Not: k=0,3 mA/V2 = 0,3.10-3 A/V2 olarak kabul edilecektir.Çözüma. gm = 2.k.(VGS-VT)=2.0,3.10-3.(6-5) = 0,6.10-3 = 0,6 mb. gm = 2.k.(VGS-VT)=2.0,3.10-3.(8-5) = 1,8.10-3 = 1,8 m

Örnek: Azaltan kanallı MOSFET’in IDSS akımı 12 mA, VP gerilimi -4 V, VGS gerilimi 0volttur. Buna göre MOSFET’in geçiş iletkenliği (gm) değerini bulunuz.

Çözüm

JFET’lerdeki gm =

−

P

GS

P

DSS

VV

VI 1.2

denklemi azaltan kanallı MOSFET’ler için de geçerlidir..

gm =

−

P

GS

P

DSS

VV

VI

1.2

=

−−

−

−

401

410.12.2 3

= 6.10-3 = 6 m

51



52

JFET ve MOSFET’lerin polarılması (ön gerilimlenmesi)

JFET’lerin polarılması (ön gerilimlenmesi)I. Sabit (fixed) DC üreteçli polarmaŞekil 22’de N kanallı, şekil 23’te ise P kanallı

JFET’in sabit polarma yöntemiyle polarılmasına(ön gerilimlenmesine) ilişkin devre şemalarıverilmiştir.

Yukarıda verilen iki devre şeması yükselteç(amplifikatör) olarak kullanılabilir.

Yükseltilecek sinyal C1 kuplaj (bağlaşım)kondansatörü aracılığıyla JFET’in G ucunauygulanır. Yükseltilmiş sinyal ise JFET’in Ducuna bağlı C2 kuplaj kondansatörü üzerindenalınır.

İki devrede de S ucu ortak (şase) olarakkullanıldığı için bunlara S (source) ucu şase(ortak) yükselteç adı verilir.

JFET’li, S ucu şase yükselteçler yapı olaraktransistörlü emiteri şase yükselteçlere benzerler.

S (source) ucu şase yükselteçlerde G-S uçlarıVGG kaynağıyla ters polarılır. VGG kaynağıJFET’e polarma gerilimi sağlayarak D ucundakiVD geriliminin VDD geriliminin yarısı (

2VDD) kadar

olmasını sağlar. Bilindiği gibi bir yükselteçdevresinin düzgün (distorsiyonsuz, kırpılmamış)çıkış veren bir devre olarak çalışabilmesi içinD ucundaki gerilimin VDD geriliminin yarısı kadar olması gerekir.

S ucu şase yükselteç devresinde G ucu akım çekmediği için RG direnci üzerinde gerilimdüşümü oluşmaz. Buna göre VGG geriliminin tümü G-S uçları arasında görülür. Yani,

VGG = VGS’dir.ID akımının bulunmasında kullanılan denklem ise,

şeklindedir..

Şekil 22 ve 23’te verilen yükselteç devrelerinde ID akımının RD direnci üzerinde oluşturduğugerilim,

VRD = ID.RD

denklemiyle hesaplanır.Sabit polarmalı JFET’li yükseltecin çıkış bölümünün denklemleri,VDD = VRD + VDS

VDD = ID.RD + VDS

VDS = VDD - ID.RD

ID = D

DSDD

RVV − şeklinde yazılabilir..

Şekil 22: N kanallı JFET’in sabit polarması

RD

+VDD

RG

VGGVGS

Vgiriş

C1

-

VDS

+-

BF245Vçıkış

C2

Şekil 23: P kanallı JFET’in sabit polarması

VDS

-VDD

RD

VGSVGG

RG

+

+-

Vgiriş

VçıkışC1 C2



53

Örnek: Yanda verilen S ucu şase (ortak) Nkanal JFET’li, sabit polarmalı yükselteçdevresinde,

a. ID akımını,b. VDS gerilimini bulunuz.Not: Devrede IDSS = 10 mA (0,01 A), VP = - 5

volttur.

Çözüm: JFET’in G ucu hiç akımçekmediğinden VGG kaynağının geriliminin tümüG-S uçları arasında düşer. RG direnci üzerindehiç gerilim düşümü olmaz.

VGS = VGG = -2 V

a. = 0,01.(1- 5-2-

)2

= 0,0036 A = 3,6 mAb. VDS=VDD-ID.RD=10-(0,0036.1800)

=10-6,48 = 3,52 V

Örnek: Yanda verilen S ucu şase (ortak) Pkanal JFET’li, sabit polarmalı yükselteçdevresinde,

a. ID akımını bulunuz.b. VDS gerilimini bulunuz.Not: Devrede IDSS = 10 mA (0,01 A), VP = 6

volttur.Çözüm: JFET’in G ucu hiç akım çekmediğinden VGG kaynağının geriliminin tümü G-S

uçları arasında düşer. RG direnci üzerinde hiç gerilim düşümü olmaz.VGS = VGG = +3 V

a. = 0,01.(631− )2 = 0,0025 A = 2,5 mA

b. VDS=VDD-ID.RD=12-(0,0025.2000) = 7 V

II. Kendinden (sıfır, self, RS dirençli) polarmaBu yöntemde VGG kaynağı kullanmaya gerek yoktur. G-S uçlarının ters polarma işlemini RS

direnci üzerinde oluşan gerilim sağlar.Şekil 24’teki devrede, VG=0 V, VRS=ID.RS olduğundan, VGS = VG-VS = 0-ID.RS

VGS = -ID.RS olur.Örneğin, ID= 2 mA, RS = 1 kΩ iseVGS = -ID.RS = -2.10-3.1.103= -2 V olur.

Görüldüğü gibi JFET’in S ucuna bağlananRS direnci sayesinde G-S uçlarına gelengerilimin polaritesinin ters olmasısağlanmaktadır.

VDSVGS

-

1,5 MΩ

-12 V

2 kΩ

3 V

Vgrş

Vçkş

+

-

BF245C1

C2

0,1µF

0,1µF

VGS

C1

-

VDS680 kΩ

+10 V1,8 kΩ

2 V

BF2

45

Vgiriş

Vçıkış

+

-

VDD

C2

0,1µF

0,1µF

Şekil 24: Kendinden (sıfır) polarmalı JFET devresi

RD

RSRG

+VDD

Vgrş

VçkşC1

C2



54

Şekil 24’teki devrede, çıkış bölümünün denklemi ise şöyle yazılabilir:VDD = ID.RD + VDS + ID.RS

VDD = ID.(RD + RS) + VDS

III. Gerilim bölücü dirençli (ideal) polarmaGerilim bölücü dirençlerle yapılan polarma devresinde, şekil 25’te görüldüğü gibi bir tek

üreteç (VDD) vardır.G ucuna gelen polarma gerilimi RG1 ve RG2

gerilim bölücü dirençleri tarafından belirlenir.Devrede G noktasındaki gerilim şu şekildebulunur:

Polarma dirençlerinin toplam değeri,RT = RG1 + RG2

Polarma dirençlerinden geçen akım,IT = VDD/RT

G noktasındaki gerilim,VG = IT.RG2

JFET’in G-S uçları arasındaki gerilim,VGS = VG-VRS = VG-ID.RS

Gerilim bölücü dirençli polarma devresinin çıkış kısmının denklemi Kirşof’un gerilim ka-nununa göre,

VDD = ID.RD + VDS + ID.RS ya daVDD = ID.(RD +RS) + VDS şeklinde yazılabilir.

ID akımını bulmak için,VDD = ID.(RD+RS) + VDS denkleminden ID değeri çekilecek olursa,

eşitliği bulunur..

Devrenin çıkışından alınan gerilim ise,VD = VDD - ID.RD denklemiyle hesaplanır.

Örnek: Yanda verilen devrede VP = - 4 V,IDSS = 8 mA (0,008 A), VRS = 3 V olduğuna göre,ID ve VDS değerlerini bulunuz.

Çözüm: VRS değeri 3 V olduğuna göre IDakımını,

ID = VRS /RS denklemiyle bulabiliriz.ID = VRS/RS = 3 / 1000 = 0,003 A = 3 mA

ID akımı bulunduktan sonra VRD gerilimi de bulunabilir.VRD = ID.RD = 0,003.2200 = 6,6 V

VDD geriliminin denklemi,VDD = VRD + VDS + VRS şeklinde yazılabilir.

Şekil 25: Gerilim bölücü dirençli polarma

+VDD

RDRG1

C1

RG2 RS

C2GVgrş

Vçkş

+ 10 V2,2 kΩ

G

1 kΩ

2,2 MΩ

270 kΩ

BF245

Vgrş

Vçkş0,1µFC1

C2

0,1µF



55

Bu denklemeden VDS çekilerek,VDS = VDD - VRD - VRS eşitliği yazılabilir.

VDS = VDD - VRD - VRS

VDS = 10 - 6,6 - 3 = 10 - 9,6 = 0,4 V bulunur.

Örnek: Yanda verilen N kanal JFET’li, S ucu şase yükselteçdevresinde VP = -3,5 V, IDSS = 10 mA (0,01 A), VDS = 9,11 Volduğuna göre, a. ID, b. VGS c. VD değerlerini bulunuz.

Çözüma. Devrede VDS gerilimi belli olduğuna göre dirençler

üzerinde düşen toplam gerilimi bulabiliriz. RD ve RS dirençleri üzerinde düşen gerilim,VRD + VRS = VDD - VDS =20-9,11 = 10,89 V’tur.Buna göre devrenin çıkış kısmından geçen ID akımının değeri,

ID = SD

DSDD

RR-VV+

= 110022009,11-20+

=330010,89 =0,0033 A=3,3 mA olarak bulunur..

b. = 0,0033=0,01.(1- 5,3VGS

−)2

01,00,0033 = (1- 5,3

VGS

−)2

0,33 = (1- 5,3VGS

−)2

=

= (1- 5,3VGS

−)

0,57 = (1- 5,3VGS

−)

5,3VGS

− = 1 - 0,57

5,3VGS

− = 0,43

VGS = -3,5.0,43 = -1,505 V

c. VD=VDD-ID.RD = 20-(0,0033.2200) = 20-7,26=12,74 V

MOSFET’lerin polarılmasıI. Sabit polarmaMOSFET’lerin sabit polarması JFET’lerin sabit polarmasında açıklandığı gibidir. Şekil 22

ve şekil 23’e bakınız.

II. Sıfır polarmaŞekil 26’da verilen sıfır polarma devresinde tek kaynaklı besleme yöntemi kullanılmaktadır.

+ 20 V2,2 kΩ

G

1,1 kΩ

910 kΩ

110 kΩ

BF245

Vgrş

Vçkş0,1µF

0,1µF



56

MOSFET’in G ucunun polarma gerilimi RGve RS dirençleri ile oluşturulmaktadır. Şöyleki;MOSFET’in G ucu akım çekmediğinden RGdirenci üzerinde bir gerilim düşümü oluşmaz.Yani, VRG = 0 volttur.

VRG = 0 V olduğu için MOSFET’in G ucundada 0 V görülür.

RS direnci üzerinde düşen VRS geriliminindeğeri,

VRS =ID.RS denklemiyle bulunur.VGS geriliminin denklemi,VGS = VG - VRS olduğuna göre,VGS = 0 - VRS

VGS = -VRS = -ID.RS

şeklinde yazılabilir.

Örnek: Yanda verilen sıfır polarmalı, S ucu şase, azaltankanallı MOSFET’li yükselteç devresinde IDSS = 9 mA (0,009A), VP = - 4 V’tur. Devrenin ID akımını ve VD gerilimini bulunuz.

ÇözümVGS = VG - VS = 0 - 0 = 0 V

denkleminde VVGS = 0 V olduğu için

ID = IDSS = 0,009 A = 9 mA çıkar.VD = VDD - ID.RD = 15 - (0,009.1200) = 4,2 V

III. Gerilim bölücü dirençli (ideal) polarmaMOSFET’lerin gerilim bölücü dirençli polarması şekil 27’de

görüldüğü gibi JFET’lerdekiyle aynıdır.

Örnek: Yanda verilen azaltan kanallı MOSFET’li, gerilim bölücüdirençli, S ucu şase yükselteç devresinde VRS gerilimi 3,9 volttur.Buna göre VGS, ID ve VDS değerlerini bulunuz.

ÇözümPolarma dirençlerinin toplam değeri,RGT = RG1 + RG2 = 47 000 000 + 10 000 000 = 57 000 000 Ω = 57

000 kΩPolarma dirençleri üzerinden geçen toplam akım,

IGT = GT

DD

RV = 000 000 57

12= 0,21.10-6 AA

MOSFET’in G ucundaki polarma gerilimi,VG = IGT.RG2 = 0,21.10-6 . 10.10+6 = 2,1 VMOSFET’in G ucundaki gerilim aşağıdaki denklemle de bulunabilir:

Şekil 26: Sıfır polarmalı azaltan kanallıMOSFET’li yükselteç devresi

+VDDRD

RG RS

C2C1

Vgrş

Vçkş

1,2 kΩ

50 M

Ω

+ 15 V

Vgrş

Vçkş

Şekil 27: Gerilim bölücüdirençli polarmalı azaltankanallı MOSFET’li yükselteç

+VDD

RDRG

RS

C2C1

RG

Vgrş

Vçkş

+12 V

1,3 kΩ

1,3 kΩ10 MΩ

47 MΩ

Vgrş

Vçkş0,1µF 0,1µF



57

VG=G2G1

DD

RRV+

.RG2= 10000000.100000047000000

12+

= 2,1 VV

VGS = VG - VRS = 2,1 - 3,9 = -1,8 V

VRS = ID.RS olduğuna göre, buradan ID’yi çekersek,

ID = S

RS

RV yazılabilir..

ID = 3,9/1300 = 0,003 A = 3 mA bulunur.

ID akımı bulunduğuna göre VRD gerilimini bulabiliriz.VRD = ID.RD = 0,003.1300 = 3,9 V

VDD, VRD, VRS değerleri belli olduğuna göre,

VDD =VRD + VDS + VRS eşitliği kullanılarak VDS değeri bulunabilir.

VDS =VDD - VRD - VRS = 12-3,9-3,9) = 4,2 V



JFET'le ilgili deneyler

I. JFET’in özelliklerinin incelenmesiBu deneyde, gerilim kontrollü aktif devre

elemanı olan JFET’in bazı elektrikselözellikleri incelenecektir.

JFET’in G ucuna uygulanan VGS geriliminindeğeri 0 voltken D-S uçları arasından şekil28’deki karakteristik eğride görüldüğü gibimaksimum değerde ID akımı akar.

VGS=0 V’ken JFET’in D-S uçları arasındangeçen akıma IDSS akımı denir.

VDS gerilimi 0 V’tan itibaren artırılırken IDakımı da artar. VDS gerilimi belli bir değereulaştığında ID akımının artışı durur. ID akımınındurduğu noktadaki VDS gerilimi değerine VP(pinch-off gerilimi) denir.

JFET’e uygulanan gerilim, bu elemanındayanabileceği VDSmaks değerinin üzerineçıkarılacak olursa JFET bozulur. BF245 tipiJFET için VDSmaks değeri ± 30 V’tur.

JFET’in G-S uçları arasına uygulanan terspolarma gerilimi artırıldıkça D-S uçlarıarasından geçen akım şekil 29’da verilenkaraktersitik eğrideki gibi azalır.

Deneyde kullanılan BF245 tipi JFET’inelektriksel özellikleriyle ilgili karakteristikeğrileri şekil 30’da verildiği gibidir.

Şekil 30’da verilen karakteristik eğrilerdenyararlanılarak BF245 tipi JFET’in çeşitli akım,gerilim değerleri bulunabilir. Örneğin şekil31’de verilen devrelerde ID akımını şekil 30-b’ye bakarak belirleyebiliriz.

Şekil 31’de VGG kaynağı -1 V olan devredeVGS=-1 V ve VDS=10 V’tur. Bu durumda şekil

Şekil 30: BF245 tipi JFET’inelektriksel karakteristik eğrileri

VDS =15 V

ID =f(VGS)100 mA

10 mA

1 mA

0,1 mA0 1 2 3 V -VGS

ID =f(VGS)

10 mA

5 mA

0

VGS =0 V

0 5 10 15 VVDS

VDS = 0 V f= 1 kHz

-VGS0 1 2 3 4 V

100 kΩ

10 kΩ

1 kΩ

100 Ω

rds

(a)

(b)

(c)

VGS =-1 V

VGS =-1,5 V

Şekil 28: VGS=0 V’ken JFET’inVDS-ID karakteristik eğrisi

Şekil 29: VGS gerilimi artırıldıkça JFET’ten geçen IDakımının azalışına ilişkin karakteristik eğri

VDS (V)

VGS=0 V

ID (mA)

IDSS

VP

VGS=-0,5 V

VGS=-1 V

VGS=-1,5 VVGS=-2 V

0

VGS=0 VID (mA)

IDSS

VDS (V)

VP

0

58



30-b’deki grafikten ID=4,3 mA bulunur.

Şekil 31’de VGG kaynağı 0 V olan devredeVGS=0 V ve VDS=10 V’tur. Bu durumda şekil30-b’deki grafikten ID=9,7 mA bulunur.

Görüldüğü üzere VGG kaynağının değeri 0voltken ID akımı 9,7 mA, VGG kaynağınındeğeri -1 V olduğunda ise ID akımı 4,3 mAolmaktadır. Yani G ucuna uygulanan terspolariteli gerilim artırıldıkça D-S uçlarıarasından geçen ID akımı azalmaktadır.

JFET’in çıkış karakteristiğini (VDS-ID)çıkarmak için şekil 32’de verilen devrekurulduktan sonra çizelge 1’de verilendeğerlere göre ID akımı ölçülmelidir.

ID akımları ölçüldükten sonra VGS’nin 0, -0,5, -1, -2 V değerleri için şekil 33’te verilençıkış karakteristiği çizilebilir.

Çıkış karakteristiğinde görülen eğrilere göreBF245 tipi JFET’in,

VVP gerilimi yaklaşık 2 volttur. VVGS=0 voltken D-S arasından geçen IDSS

akımı yaklaşık 6,8 mA’dir. VVGS gerilimi -2 V olduğunda ID akımı 0 A

olmaktadır.

Şekil 33’e bakarak BF245 tipi JFET’inhangi aralıklarda “gerilim kontrollü direnç”ve “gerilim kontrollü akım kaynağı” olarakçalıştığı da belirlenebilmektedir.

Çizelge 1’deki değerlere bakarak herhangibir VDS değerine göre BF245 tipi JFET’intransfer karakteristiğini de çizebiliriz.

Burada örnek olarak VDS değerini 10 Vkabul edip transfer karakteristiğini çizelim.

VDS = 10 V olduğunda,VGS = 0 V için ID = 6,8 mA,VGS = -0,5 V için ID = 5,2 mA,VGS = -1 V için ID = 1,7 mA,VGS = -2 V için ID = 0

II. JFET’in DC açıdan incelenmesiTransistörlerde olduğu gibi, bir JFET’e giriş sinyali uygulamadan önce onu DC ile uygun

59

VGG

Şekil 31: VGG=-1 V ve VGG=0 voltken ID akımınınkarakterisitik eğriye bakarak belirlenmesi

1 V

VDD

10 V+

+

VDD

10 V+

BF245 BF245

Şekil 32: JFET’in çıkış karakteristiğini çıkar-mak için kullanılan deney bağlantı şeması

mA

VGG

VDD

+

+

BF245 ID

-

-

Şekil 33: JFET’in çıkış karakteristiği

gerilim kontrollüdirenç olarakçalışma bölgesi

gerilim kontrollü akım kaynağıolarak çalışma bölgesi

ID

VDS

VGS=0 V

VGS=-0,5 V

VGS=-1 V

VGS=-2 V0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

76

5

43

2

1VP

Çizelge 1: JFET’in çıkış karakteristiğini çizebilmekiçin farklı VDS ve VGS değerlerine göre bulunan IDakımları



biçimde polarmak (ön gerilimlemek) gerekir.JFET’lerin G-S uçları arasının mutlaka ters

polarılması gerekir. Yani N kanal JFET’in Gucuna (-), P kanal JFET’in G ucuna ise (+)gerilim uygulanmalıdır.

Şekil 35-a’da tek dirençli sıfır (self) polarma,şekil 35-b’de ise gerilim bölücü dirençli (ideal)polarma devresi verilmiştir.

Şekil 35-a’daki devrede, VG=0 V, VRS=ID.RSolduğundan,

VGS = VG-VRS = 0-ID.RS

VGS = -ID.RS

olur. Eğer ID= 2 mA, RS = 1 kΩ iseVGS = -ID.RS = -2.10-3.1.103= -2 V olur.

Görüldüğü gibi JFET’in S ucuna bağlananRS direnci sayesinde G ucuna gelen geriliminpolaritesinin ters olması sağlanmaktadır.

Şekil 35-a’daki devrede, çıkış bölümünündenklemi ise şöyle yazılabilir:

VDD = ID.RD + VDS + ID.RS

VDD = ID.(RD + RS) + VDS

Şekil 35-b’deki devrede JFET’in G noktasına gelen polarma geriliminin değeri,

VG = G2G1

DD

RRV

+.RG2 denklemi kullanılarak hesaplanabilir..

RS direnci üzerinde düşen gerilimin denklemi, VRS = ID.RS’dir.JFET iki adet gerilim bölücü direnç ile DC gerilimle polarıldığında düzgün çalışmanın

gerçekleşebilmesi için,VGS = VG-VRS ≤0 koşulunun gerçekleşmesi gerekir. Bu koşulu sağlamak için VVRS VG olacak

biçimde direnç seçilmelidir.Şekil 35-a’da verilen sabit polarmalı, S ucu

ortak JFET’li devrenin ID-VGS transferkarakteristiği şekil 36’da verildiği gibidir.JFET’in VGS gerilimi RS direncinin değerideğiştirilerek ayarlanmaktadır.

Şekil 35-a’da verilen deney devresindeVDD=20 V olarak uygulandıktan sonra yapılanölçümde ID=1,2 mA, VDS=16,2 V olarakbelirlenmiştir.

AVOmetre volt kademesine alınarak yapılanölçümlerde VG = 0 V, VRS = 1,2 V olaraksaptanmıştır. Buna göre VGS’nin -1,2 V olduğuanlaşılır.

Deney devresindeki RD direncinin değeri 1 kΩ yapıldığında,ID = 1,2 mA, VGS = -1,2 V, VDS = 17,6 V olarak ölçülmüştür.RD’nin azalması ID akımını pek değiştirmemiştir. Çünkü RD’nin VGS üzerinde pek etkisi yoktur.

60

Şekil 34: BF245 tipi, N kanallıJFET’in transfer karakteristiği

VP

IDSS

ID (mA)6,8

5,2

1,70

-2 -1 -0,5-VGS (V)

Şekil 35: a. Sıfır (self) polarmalı, b. Gerilimbölücü dirençli polarmalı JFET devresi

RB1

RB2

RD

RS

RD

RSRG

BF245 BF245

VDDVDD

(a) (b)

2,2 k(1 k)

1 k(2,2 k)

270 k

+20 V(+10 V)

Şekil 36: Sabit polarmalı N kanalJFET’in transfer karakteristiği

IDSS

ID (mA)9

-VGS (V)

876

5

4

32

1

-2,5 -2 -1,5 -1 -0,50



RD’nin azalması sadece VDS’nin artmasına yol açmıştır.Çünkü,VDD = ID.RD + VDS + ID.RS

eşitliğinde herşey aynıyken RD’nin küçülmesi VDS’nin büyümesine neden olur.

Deney devresindeki RD direncinin değeri 1 k, RS = 2,2 k yapıldığında,ID = 0,63 mA, VGS = -1,38 V, VDS = 18 V olarak ölçülmüştür.RS’nin büyütülmesi VGS’nin artmasına, ID’nin ise azalmasına yol açmıştır.Sonuç olarak şekil 35-a’da verilen sıfır polarmalı, 20 V beslemeli devrede RD ve RS

dirençlerinin değeri değiştirilerek JFET’in çalışma noktasını kontrol altında tutmak mümkündür.RD’nin değişmesi ID’yi etkilememekle birlikte VDS gerilimini değiştirmektedir. RS’nin değişmesiise hem ID’yi, hem de VDS’yi etkilemektedir.

Deney devresindeki RD direncinin değeri 2,2 kΩ, RS = 1 kΩ, VVDD = 10 V yapıldığında,ID = 1,1 mA, VGS = -1,2 V, VDS = 6,4 V olarak ölçülmüştür.VGS’de ve ID’de önemli bir değişim olmamıştır.VDD’nin 10 V yapılması değişmesi, devrenin çalışma noktasının değişmesine neden olmuştur.

Bu değişim VDS’nin değişmesinden kaynaklanmıştır.

III. JFET’in AC açıdan incelenmesiTransistörde olduğu gibi JFET’e de üç biçimde giriş sinyali uygulanabilir. Bunlar,

S ucu (kaynağı) ortak bağlama, D ucu (oluğu) ortak bağlama, G ucu (kapısı) ortak bağlama şeklindedir..

Yaygın olarak kullanılan devre S ucu ortakbağlantı olduğundan diğer (G ucu ortak ve Ducu ortak) bağlantıların üzerinde ayrıntılı olarakdurulmayacaktır.

Şekil 37-a ve b’de verilen şemalarda RSdirencine paralel olarak CS adlı dekuplajkondansatörü bağlanırsa AC özellikli sinyallerRS üzerinden değil CS üzerinden geçer. Busayede AC sinyallerin RS üzerinde gerilimdüşümü oluşturarak yükseltecin kazancınıdüşürmesi önlenir.

Şekil 38’de verilen S ucu ortak yükselteçdevresinin girişine genlik değeri tepeden tepeye0,5 V, frekansı 5 kHz olan sinüsoidal biçimlibir sinyal uygulandığında çıkıştan girişe göre180° faz farklı, genlik bakımından daha büyük(Vçkş(t-t) = 0,8 V) bir sinyal alınır.

Bu değerlere göre yükselteç devresiningerilim kazancı,

Av=t)-grş(t

t)-çkş(t

VV

=0,50,8 = 1,6 olarak bulunur..

61

Şekil 37: JFET’in yükselteç olarak kullanılmasıdurumunda yapılan bağlantı şekilleri

a. S ucu ortak b. D ucu ortak c. G ucu ortakB

F245

VDD

BF24

5

VDDVDD

RS RS

RDRDRDRB1

RB2

RB1

RB2

RB1

RB2

Vgrş

VgrşVgrş

Vçkş

Vçkş

Vçkş

BF24

5

VDD

RS

RD

RG CS

+15 V(+20 V)

C1

270 k 1 k 10 µF

0,1 µF

2,2 k(5,6 k)

Vgrş(t-t)=0,5 V 5 kHz

Şekil 38: JFET’li, S ucu ortak yükselteç devresi

BF245

C2

0,1 µFVçkş

+



Devredeki RD direnci 5,6 k yapıldığında yükseltecin çıkış gerilimi Vçkş(t-t) = 2 V olmaktadır.Bu değere göre devrenin gerilim kazancı,

Av=t)-grş(t

t)-çkş(t

VV

=0,52 = 4’e yükselir..

Devredeki RD direnci 2,2 k yapıldığında ve RS direncine paralel olarak 10 µF’lık kondansatörbağlandığında yükseltecin çıkış gerilimi Vçkş(t-t) = 3 V olmaktadır. Bu değere göre devreningerilim kazancı,

Av=t)-grş(t

t)-çkş(t

VV

=0,53 = 6 olur..

RS direncine paralel olarak 10 µF’lık bir kondansatör bağlandığında yükseltecin gerilimkazancı 1,6’dan 6’ya yükselir.

MOSFET'le ilgili deneyler

I. MOSFET’in DC açıdan çalışmasının incelenmesiG ucu kanal maddesinden yalıtılmış olan MOSFET’lerin çalışma ilkesi JFET’lere çok benzer.Azaltan (depletion) kanallı MOSFET’lerde G ucuna uygulanan polarmanın değeri 0 voltken

D-S arasından belli değerde bir akım geçişi olur.Çoğaltan (enhancement) kanallı MOSFET’lerde G ucuna uygulanan polarmanın değeri 0

voltken D-S arasından akım geçişi olmaz. G ucunun polarma gerilimi belli bir VP değerineulaştığında ID akımı artmaya başlar.

Uygulamada tek ve çift kapılı MOSFET’lerkullanılmaktadır. Şekil 39’da çift kapılı,MOSFET’lerin sembolleri verilmiştir.

Çift kapılı MOSFET’ler konverter, karıştırıcı(mikser) ve AGC (Automatic Gain Control,OKK, Otomatik Kazanç Kontrol) devrelerindekullanılır.

MOSFET’leri statik elektrik yüklerinin zararlarından korumak için şu önlemler alınmalıdır: Özel ambalajında muhafaza edilmelidir.. Bacakları, devre dışındayken birbiriyle irtibatlı (bağlı) hâlde olmalıdır.. MOSFET’e dokunulmadan önce beden topraklanarak vücutta birikmiş statik elektrik yükleri

boşaltılmalıdır. MOSFET’e dokundurulacak her el takımı topraklı olmalıdır.. Çift kapılı MOSFET’lerde kullanılmayan kapı (G) varsa bu mutlaka doğrudan veya 1

kΩ’luk direnç üzerinden toprağa ya da VDD kaynağına bağlanmalıdır.Çift kapılı MOSFET’lerin polarılması şekil 40-a-b’de verilen bağlantı yöntemlerinden birisi

kullanılarak gerçekleştirilir.Şekil 40-a’da verilen azaltan kanallı, S ucu ortak MOSFET’li devreye 12 voltluk besleme

gerilimi uygulandığında VDS = 8,3 V ölçülmüştür.Devrede RS üzerinde oluşan gerilim G ucunu ters polarmaktadır.

62

Şekil 39: Çift kapılı, N kanallı MOSFET sembollerive iki kapılı MOSFET’in ayaklarının dizilişi

G1

G2

D

S

b. azaltan tip

G1

G2D

S

a. çoğaltan tip c. ayakların dizilişi

D S

G1G2

3N21

1

3N211



RD direnci 1 kΩ yapıldığında, ID akımı 1,555 mA ölçülür. Artış oldukça

az (0,01 mA)’dır. (İdeal MOSFET’te herhangibir artış olmaz. Çünkü RD’nin VGS gerilimiüzerinde etkisi yoktur.)

VVDS = 10,08 V ölçülür. RD’nin küçülmesisonucu ID’de önemli değişiklik olmayınca VRDgerilimi RD’nin küçüldüğü oranda küçülür vedolayısıyla fark D-S arasında görülür.

RD = 2,2 kΩ, RS = 100 Ω yapıldığında,ID = 2,57 mA ölçülür. Çünkü RS küçülünce

VGS’nin negatifliği azalır ve ID artar.

Şekil 40-b’de verilen çift kapılı, azaltan kanallı, iki kapısı ayrı ayrı polarılan, S ucu ortakMOSFET’li devreye 12 voltluk besleme gerilimi uygulandığında,

ID = 2,7 mA,VDS = 6,5 V,VG2S=3,73 V,VG1S=-0,6 V ölçülmüştür.Bu sonuçlara göre G2-S arası düz, G1-S arası ters polarılmıştır.

RG2 direnci 100 kΩ yapılarak G2-S arasındaki pozitif polarma azaltıldığında,ID = 2,78 mA olarak ölçülmüştür.

RG2 direnci 270 kΩ, RS = 100 Ω yapılarak ID akımı ölçüldüğünde 4,27 mA olarak ölçülmüştür.Artışa G1-S arasındaki ters polarmanın azalması neden olmuştur.

II. MOSFET’in AC açıdan çalışmasının incelenmesiÇift kapılı MOSFET’in kapılarından birine AC giriş sinyali uygulanır. Diğerine ise DC

polarma yapılır.Şekil 41’de verilen devrenin AC gerilim

kazancı RD ile doğru, RS ile (CS yoksa) tersorantılıdır. Ayrıca gm (transkondüktans)değerinin de gerilim kazancı üzerinde etkisivardır.

63

Şekil 40: Çift kapılı, N kanallı, azaltan tipMOSFET’in polarılma yöntemleri

VDDRDRD

VDD

3N21

1

3N21

1

RSRSRG

RG2

2,2 k(1k)

RG1

270 Ω(100 Ω)

270 Ω(100 Ω)

2,2 k

+12 V +12 V

470 k

270 k(100 k)

(a) (b)

G1

G2

G1

G2

Şekil 41: Çift kapılı, N kanallı, azaltan tipMOSFET’li, S ucu ortak yükselteç devresi

VDDRD

3N21

1

RSRG2

RG1

Vçkş

C1

CS

C2470 k

56 k

270 k 1 k(0,5 k)

2,2 k(1 k)

0,1 µF

47 µF

+ 12 V

V grş(

t-t)=

100

mV

1

-300

0 kH

z G2

G1

0,1 µF

+



Devrenin elemanlarının değerlerine göre gerilim kazancı değerleri aşağıdaki çizelgedeverilmiştir.

Çizelge 2: Çift kapılı MOSFET’li yükseltecin kazanç değerleri

Çizelgede görüldüğü gibi RD’nin artırılması gerilim kazancının artmasına neden olmaktadır.RS direncine paralel olarak CS kondansatörü kullanılmadığı zaman yükseltecin kazancı

düşmektedir.Şekil 41’de verilen devrenin girişine uygulanan sinyalin frekansı 1 kHz ile 3000 kHz arasında

değiştirilse bile çıkış geriliminin değeri pek değişme göstermez. İşte bu özellik sayesindeMOSFET’ler kararlı çalışma istenen RF (radyo frekans) yükselteç devrelerinde tercih edilir.

64



65

C. Operasyonel amplifikatörler (op-amp, işlemsel yükselteçler)Çok yüksek kazançlı DC yükselteçlere op-

amp denir. Op-amp her türlü elektronikdevrenin (zamanlayıcı, kare/üçgen dalgaüreteci, ses frekans yükselteci, transdüserli/sensörlü devre, lojik kapı, filtre vb.) yapımındakullanılabilir.

İşlemsel yükselteçler 1940'lı yıllardan beribilinmekle beraber, yaygın olarak 1960'lıyılların sonuna doğru kullanım alanına girmiştir.

Giriş sinyali DC iken kazancı çok yüksekolan op-ampın çıkışından alınan gerilimindeğeri geri besleme (Rgb) direnci kullanılarakistenilen seviyeye ayarlanabilir.

Op-ampların yapısıOp-amplar, plastik ya da metal gövdeli olarak

üretilir. Bu elemanların gövdelerinin içindebulunan yükselteç sayısı bir ya da birden çokolabilmektedir. Örneğin, 741 adlı op-ampta 1adet, 747 adlı op-ampta 2 adet, LM324 adlı op-ampta 4 adet işlemsel yükselteç vardır.

Op-ampların artı (+) ve eksi (-) olmak üzereiki girişi ve bir çıkış ucu bulunur. Buelemanlarda NC ile gösterilen uçlar boştadır.(Hiç bir yere bağlı değildir.)

Op-amplar konusunu iyice öğrenen teknik eleman bir çok devrenin tasarımını en az malzemekullanarak yapabilir.

Op-ampların kazancı (AK, AV)Girişlere uygulanan gerilimlerin seviyeleri arasındaki farkın yükseltme miktarıyla çarpımına

kazanç denir.Şöyle ki; op-ampın kazancı 100.000, giriş uçlarına uygulanan gerilimlerin farkı 1 µV ise

geri besleme direnci (Rgb) bağlı değilken çıkışta 100.000 µV görülür.Devre anlatımlarında,Op-ampların (+) giriş ucuna faz çevirmeyen (evirmeyen, non-inverting) giriş, (-) giriş ucuna

ise faz çeviren (eviren, inverting) giriş denir.Op-ampların çıkış ucu bir adettir. Yük, çıkış ucu ile devrenin şase (toprak, ground, gnd.)

ucu arasına bağlanır. Alıcıda oluşan çıkış geriliminin seviyesi op-amp besleme geriliminden0,1-2 V daha düşüktür. Çıkışta görülemeyen 0,1-2 voltluk gerilim, op-ampın iç elemanlarıüzerinde düşmektedir. Op-amplarda alıcıya giden akım ise 10-100 mA dolayındadır. Alıcıakımının yüksek seviyelere çıkmaması için genelde 1-10 kΩ'luk direnç çıkış ucu ile alıcı arasınaseri olarak bağlanır.

Op-ampların DC ile beslenmesiOp-ampların beslemesi pozitif çıkışlı ya da simetrik (+, 0, -) çıkışlı DC üreteçleriyle yapılır.

Uygulamada en çok simetrik kaynaklı besleme yöntemi kullanılır.

741

Op-amp sembolü ve yaygın olarak kullanılan741 adlı op-ampın ayaklarının dizilişi

747 adlı op-ampın ayaklarının dizilişi



66

Simetrik güç kaynağı basit olarak şekil 13'tegörüldüğü gibi birbirine seri bağlı iki pil(üreteç) ile elde edilebilir. Şöyle ki; pillerin üstve alt ucu (+) ve (-)'yi oluşturken, birleşimnoktaları ise şase (toprak, ground, gnd.) göreviyapar.

Op-ampların beslenmesinde en çok ±5, ±9,±12, ±15 ve ±18 voltluk simetrik çıkışlı DC(DA) üreteçleri kullanılır.

Op-ampların bazı özellikleriOp-ampın bazı elektriksel özellikleri

şunlardır: Gerilim kazancı 45.000-200.000 arasındadır.. Giriş direnci (empedansı) 0,3-5 MΩ arasındadır.. Çıkış empedansı 50-100 Ω arasındadır.. Bant genişliği 1 MHz dolayındadır.. Çıkış akımı (Içıkış) 10-100 mA dolayındadır.. Giriş uçlarına 0 V uygulandığında çıkış uçlarında da 0 V oluşmaktadır.. Karakteristikleri sıcaklıkla çok az değişmektedir.. Giriş uçlarının çektiği akım sıfıra yakındır..

Geri besleme direnci kullanılmaması durumunda op-amp kazancı (açık çevrimkazancı)

Op-ampların çıkışından giriş ucuna doğru geri besleme yapılmazsa kazanç çok yüksek olur.Bu değer 200.000 gibi yüksek rakamlara ulaşabilir.

Örneğin, (+) girişe Vgrş1 = 4 µV, (-) girişe Vgrş2 = 1 µV uyguladığımızı varsayalım. Op-ampbu iki gerilimi kıyaslar. Aralarında ne kadarlık fark olduğunu belirler. Daha sonra bunu 45.000- 200.000 kez büyütür.

Bizim kullandığımız op-ampın kazancının 100.000 olduğunu kabul edelim. Buna göreyükseltecin çıkışında,

Vçkş = (Vgrş1 - Vgrş2).Kazanç = (4-1).100000 = 300.000 µV'luk gerilim oluşur.Görüldüğü üzere geri besleme elemanları kullanılmazsa çok yüksek kazançlı yükselteç devresi

elde edilir. Bu ilk anda iyi bir özellik gibi görülebilir. Ancak bir çok devrede bu kadar yükseltme(kazanç) olması istenmez.

Giriş sinyalini geri besleme direnci kullanmadan çok yüksek değere çıkarmayı istemeyişinnedenini şöyle açıklayabiliriz: (+) girişe 5 V, (-) girişe 2 V'luk sinyal uyguladığımızı varsayalım.Geri besleme direnci kullanmadığımızda op-amp iki sinyalin farkını belirler (bu 3 V'tur) ve 3V'u 100.000 kez yükseltmek ister. Yükseltme hesabına göre çıkışın 3.100000=300000 V olmasıimkânsızdır. Çünkü yükseltecin besleme gerilimi en fazla 36 V olabilmektedir. O hâlde buörnekte verilen devrede girişe uygulanan gerilimler en çok 34-36 V seviyesine çıkarılabilir. Buise çıkış sinyalinde distorsiyon (bozulma, kırpılma) olması sonucunu doğurur.

O nedenle, op-ampların kazancı teorik bir değerdir. Uygulamada daha düşük kazançlı olarakçalıştırılan yükselteçler kullanılmaktadır.

VCC

VCC

741

Op-ampın simetrik çıkışlı DC güçkaynağıyla beslenişi



67

Op-amplarda off-set gerilimi (Vio)Op-amp ne kadar kaliteli yapılırsa yapılsın,

giriş uçları boşta olduğu hâlde bile çıkışlarındabelli bir gerilim oluşabilir. Yüksek kaliteliölçme, kontrol ve kumanda devrelerinde bu du-rum istenmeyen sonuçlar yaratır. İşte busakıncayı gidermek için off-set (sıfırlama) ayarıyapılır.

Yanda verilen devrede görüldüğü gibiyükseltecin 1 ve 5 numaralı ayakları arasınaayarlı bir direnç bağlanır. Daha sonra budirencin orta ucuna üretecin eksi (-) ucundan besleme yapılır. Ayarlı direncin mili çevrilerekçıkışın 0 V olması sağlanır.

Sıcaklığın, giriş off-set gerilimi üzerinde etkisi vardır. Transistör tekniğiyle üretilen op-amplarda sıcaklığın 1 °C artması, giriş off-set gerilimini 5-10 µV artırır. 741 adlı op-ampın Viodeğeri yaklaşık 1 mV'tur.

Op-ampların iç yapısındaki devre katlarıİçinde 20'nin üzerinde transistör bulunduran op-ampların iç yapısını tamamen bilmek, pratik

uygulamalarda pek bir fayda sağlamaz.O nedenle op-ampın iç devreleri kısaca açıklanacaktır.Op-ampın içinde bulunan devreler üç kısımdır.

I. Fark yükselteci (dif-amp) katı: Giriş sinyallerinin uygulandığı kattır. (+) ve (-) şeklindeiki giriş söz konusudur.

Op-ampın off-set ayarının yapılışı

Vçkş

+VCC

Vgrş1

Vgrş2

off-set

off-set

-VCC

farkyükseltecikatı

kazanç katı çıkış katı

Vçkş

Op-ampın iç yapısı

çıkış katıkazanç katıfark yükselteci katı

Vgrş1

Vgrş2

Vçkş



68

II. Kazanç katı: Fark yükseltecinden gelen sinyalleri yükselten kattır.

III. Çıkış katı: Yükü besleyebilmek için gerekli akım ve gerilimin alındığı kattır.

Op-ampların bant genişliğiAlçak frekanslı ya da DC gerilimlerde op-

ampın kazancı en yüksek düzeyde (yaklaşık45.000-200.000) iken, giriş sinyalinin frekansıyükseldikçe kazanç düşmektedir.

Bu yaklaşıma göre frekans ile bantgenişliğinin (BG, BW) çarpımı daima eşittir.Yani,

Kazanç x bant genişliği = 106 Hz olarakkabul edilebilir.

Bu açıklamalardan sonra op-amplar içinmaksimum kazancın, giriş sinyalinin DC olması durumunda elde edilebileceği ifade edilebilir.Yanda op-ampların "bant genişliği-frekans karakteristiği" verilmiştir.

Op-amp parametreleri

I. Op-ampların giriş polarma akımı (Ib)Her iki girişten op-amp devresine akan

akımların ortalama değeridir. Vio (off-set)gerilimi gibi, çıkışta istenmeyen DC seviyeoluşumuna yol açar.

Yandaki şekilde Vgrş = 0 voltken op-ampınakım yönleri verilmiştir. Burada Ib = I1 + I2olmaktadır.

Ib=1

b

RV +

gb

bçkş

RVV − olur..

Vb'nin çok küçük olduğu gözönüne alınırsa, Vçkş = Ib.Rgb şeklinde yazılabilir.

Giriş polarma akımının çıkışta yol açacağıoff-set gerilimi oluşumunu en az (minimum)düzeye indirmek için yandaki şekildeki "a","b"deki bağlantı yöntemleri kullanılabilir.

741 adlı op-ampın Ib akımı değeri yaklaşık30 nA'dir.

II. Op-ampların giriş off-set akımı (Iio)Vçkş=0 V olduğunda her iki giriş polarma akımı arasındaki farktır ve çıkışta,Vçkş = R2.Iio kadar ek bir off-set geriliminin oluşmasına yol açar.741 adlı op-ampın IİO değeri yaklaşık 7 nA'dir.

III. Op-ampların giriş empedansı (Zgrş)Op-amplarda iki adet giriş empedansı vardır.

Op-ampın bant genişliği-kazanç karakteristiği

Giriş sinya-linin frekansı1 MHz oldu-ğunda AV=1olur.

kazanç (AV)

Vgrş=0 V'ken op-ampın akım yönleri

Vb

I1 Ib

I2

Vçkş

Giriş polarma akımının çıkışta yol açacağı off-setgerilimini azaltmak için kullanılan bağlantı şekilleri

Vgrş

Vgrş

Vçkş

Vçkş

RgbRgbR1

Rp

R1

Rp

Rp=gb1

gb1

RR.RR+



69

Fark giriş empedansı: (+) ve (-) girişarasında ölçülen toplam empedanstır. Fark girişgeriliminin değişiminde, polarma akımınındeğişimi ölçülüp oranlanarak giriş empedansıbelirlenir.

Ortak mod giriş empedansı: Girişlerletoprak arasında ölçülür.

741 adlı op-ampın Zgrş değeri yaklaşık 2MΩ'dur.

IV. Op-ampların çıkış empedansı (Zçkş)Çıkıştan bakıldığında görülen empedanstır.

Değeri düşüktür.741 adlı op-ampın Zçkş değeri yaklaşık 75

Ω'dur.

V. Op-ampların çıkış kısa devre akımı (Iosc)Op-amp devresinden çekilebilecek maksimum akımdır.741 adlı op-ampın IOSC akımı değeri yaklaşık 25 mA'dir.

VI. Geri besleme direnci yokken gerilim kazancı (AVO)Op-amp devresine dışarıdan herhangi bir geri besleme sağlanmadığı zamandaki çıkış

geriliminin, giriş gerilimine oranına denir.741 adlı op-ampın AVO değeri yaklaşık 200.000'dir.

VII. Ortak mod tepki oranı (common mode rejection ratio, CMRR)Op-amp devresinin her iki girişine de ortak uygulanan sinyali kabul etmeme özelliğidir. Bu

değer her iki girişe aynı anda uygulanan sinyalin, çıkış sinyaline oranına eşittir.741 adlı op-ampın CMRR değeri yaklaşık 90 dB'dir.

VIII. Kanal ayırımıBazı op-amp entegrelerinde birden çok op-amp bir arada bulunabilir. Örneğin 747 op-ampında

iki adet birbirinden bağımsız op-amp vardır. Bu tür entegrelerde op-ampların birinin girişineuygulanan sinyal, diğerinin çıkışında çok küçük de olsa bir sinyal oluşturur. Bu sinyal ne kadarküçük ise kanal ayrımı o kadar iyidir. Genellikle dB cinsinden oran ifadesi kullanılır.

741 adlı op-ampın kanal ayırımı değeri yaklaşık 120 dB'dir.

IX. Slew rateOp-ampın bant genişliğiyle ilgili bir parametredir. Bu değer, V/µs (volt/mikrosaniye)

cinsinden ifade edilir. Op-ampın ne kadar çabuk durum değiştireceği hakkında bilgi verir. V/µs değeri ne kadar büyükse op-amp o kadar geniş bantlıdır ve girişine uygulanan, hızlı değişensinyalleri bozmadan yükseltip çıkışa aktarma yapılabilir.

741'in slew rate değeri yaklaşık 0,5 V/µs'dir.

Op-ampların giriş empedansı

ZgrşZgrş

Op-ampların çıkış empedansı

Zçkş



70

Op-amplı uygulama (deney) devreleri

I. Op-amplı gerilim izleyici (voltagefollower) devresi

Çıkış empedansı yüksek olan bir devrenindüşük empedanslı bir devre ile uyumluçalışmasını sağlamak için kullanılan devredir.

Yandaki şekilde görülen bağlantıda giriş empedansı (Zgrş) yaklaşık 100 MΩ, çıkış empedansı(Zçkş) yaklaşık 0,1 Ω kadardır. Devrenin bant genişliği ise 1 MHz dolayındadır.

Gerilim izleyici devresinde giriş empedansının çok yüksek olması, girişe bağlanan sistemefazla bir yük binmesini engeller. Yani, girişdeki devreden çok çok az bir akım çekilir. Öteyandan çıkış ucu ise alıcıya maksimum düzeyde bir akım gönderebilir.

Yükseltecin çıkışından (-) girişe yapılan köprü (bağlantı) sayesinde devrenin çıkış gerilimigiriş gerilimine eşit düzeyde olur. Yani, Vgrş =Vçkş'dır.

Devrenin kazancı ise Av= grş

çkş

VV

denklemine göre 1 olacaktır..

Günümüzde sadece gerilim izleyici olarak kullanılmak üzere yapılmış op-amplar damevcuttur. Örneğin LM110 adlı op-ampın çıkışı ile (-) girişi arasındaki bağlantı entegreniniçinden yapılmıştır.

LM110'un bazı özellikleri şunlardır: Giriş empedansı: 106 MΩ Giriş akımı: 1 nA Çıkış empedansı: 0,75 Ω Bant genişliği: 10 MHz Kazancı: 0,9997 (yaklaşık 1)

Not: Dıştan bağlantı yapılarak gerilim izleyici olarak çalıştırılan op-amplı devrelerinkarakteristik özellikleri de LM110'a benzer.

II. Op-amplı faz çeviren (eviren, in-verting, ters çevirici, tersleyen)yükselteç devresi

Girişe uygulanan AC ya da DC özelliklisinyalleri 180° ters çeviren devredir. Yandakişekilde verilen op-amplı faz çeviren yükselteçdevresinde giriş sinyali (-) uçtan uygulanır.

Op-amplı faz çeviren yükselteç devresindekazanç,

Av = -1

gb

RR

denklemiyle hesaplanır..

Op-ampın çıkış ucundaki gerilimin bulunmasında kullanılan denklem ise,Vçkş = -Av.Vgrş şeklindedir.

Yukarıda verilen iki denklemde kullanılan eksi (-), girişe uygulanan sinyallerin ters çevrildiğinibelirtmektedir.

Op-amplı gerilim izleyici devresi

Vçkş

Vgrş

Op-amplı faz çeviren yükselteç devresi

x

Not: x noktasındaki Vx gerilimi0 V olarak kabul edilir. Bunoktaya zahîrî toprak da denir.

Vçkş

Vgrş



71

Op-ampın (+) ve (-) giriş uçları arasındaki potansiyel fark 0 volttur. Bunu şu şekilde açıklamakmümkündür: Op-ampın giriş empedansı çok yüksek olduğundan (+) ve (-) uçlarından akımakmadığı kabul edilirse, (+) ve (-) giriş uçları arasındaki gerilim farkı da 0 V olacaktır. Bunedenle op-amplarda devreye giren akım, op-ampa girmez şeklinde bir kabul yapılarakhesaplama yapılır.

Op-ampın girişi akım çekmediği için faz çeviren yükselteç devresinde "x" noktasının şaseyegöre potansiyel farkı Vx = 0 V olarak kabul edilebilir. Başka bir deyişle "x" noktası "zahirîtoprak" olarak nitelenir. Bu nedenle,

Igrş=Igb eşitliği yazılabilir. Bu denkleme göre girişten gelen akım Rgb direnci üzerindenakacaktır.

R1 direnci üzerinden akan Igrş akımının denklemi,

Igrş = 1

xgrş

RVV −

'tir. VVx gerilimi 0 V olduğundan

Igrş = 1RVgrş olur..

Rgb direnci üzerinden geçen akımın denklemini ise,

Igb=1

çkşx

RVV −

=gb

çkş

RV−

şeklinde yazmak mümkündür..

Igrş = Igb olduğuna göre,

1RVgrş =

gb

çkş

RV−

yazılabilir. Bu eşitlikte içler dışlar çarpımı yapılırsa,

-Vçkş.R1 = Vgrş.Rgb elde edilir. Bu eşitlik,

1

gb

grş

çkş

RR

VV

−= şeklinde yazılabilir. Denklemde çıkış geriliminin giriş gerilimine oranı

yükseltecin kazancını (AV) vereceği için,

AV =1

gb

RR

−= eşitliği bulunur..

Op-amplı faz çeviren yükselteç devresinde R1=Rgb olarak seçilirse kazanç 1'e eşit olur. Yanibu durumda yükselteç sadece faz çevirme (polarite değiştirme) işlemi yapar.

Örnek: Vgrş = +0,5 V, R1 = 10 kΩ,Rgb = 100 kΩ, Vçkş = ?

Çözüm

AV = 1R

Rgb− = 100/10 = -10

Vçkş = -Av.Vgrş = -10.0,5 = -5 V



72

III. Op-amplı faz çevirmeyen(evirmeyen, non-inverting) yükselteçdevresi

Yandaki şekilde verilen devrede giriş ile çıkışsinyalleri aynı fazlıdır (polaritelidir). Fazçevirmeyen yükseltecin giriş ucununempedansı (direnci) yaklaşık 100 MΩ olup çokyüksektir. Bu nedenle girişe bağlanan sinyalkaynağından (sinyal jeneratörü, mikrofon vb.)akım çekilmez.

İdeal bir op-ampın giriş empedansı sonsuzohm olduğundan, (+) ve (-) giriş uçları arasından geçen akım 0 A olur. Akımın geçmediği biryerde gerilim düşümü oluşmayacağından (+) ve (-) giriş uçları arasındaki potansiyel fark 0 Volarak kabul edilebilir. İşte bu nedenle Vgrş gerilimi R1 direnci üzerinde düşen gerilime eşitolur.

R1 direncinden geçen akımı bulmayı sağlayan denklem,

IR1 = 21

çkş

RRV+ şeklindedir..

R1 direnci üzerinde oluşan gerilim ise,VR1 = IR1.R1 denklemiyle bulunur.Op-ampın giriş uçlarının özelliğinden dolayı R1 üzerinde düşen VR1 gerilimi Vgrş gerilimine

eşit olacağından,Vgrş = VR1

Vgrş = IR1.R1

Vgrş =21

çkş

RRV+

.R1 yazılabilir. Bu denklemde eşitliğin her iki tarafını VVçkş'a bölersek,

gb

1

çkş

grş

RRR

VV

1 += bulunur..

Kazanç, Av =grş

çkş

VV

olduğundan,

Av =1

1

RRR gb+

= 1

1

1 RR

RR gb+

Av =1+1

gb

RR

denklemi bulunur..

Op-amplı faz çevirmeyen yükselteç devresinde çıkış geriliminin değeri ise,

Vçkş = Vgrş.[1+( )] ya da VVçkş = Vgrş.AV denklemleriyle hesaplanabilir.

Örnek: R1 = 1 kΩ, Rgb = 10 kΩ, Vgrş = 2 V a. Vçkş=? b. AV=?Çözüma. Vçkş = Vgrş.[1 + ( )] = 2.[(1 + (10 / 1)] = 22 VV

Op-amplı faz çevirmeyen yükselteç devresi

VçkşVgrş



73

b. AV = 1 + ( ) = 1 + (10/1) = 111

Ya da, AV = Vçkş/Vgrş = 22/2 = 11

IV. Op-amplı faz çeviren toplayıcı yükselteç (summing amplifier) devresiGirişe uygulanan sinyalleri (gerilimleri)

topladıktan sonra yükselten ve yükseltiği sinyaliters çeviren devredir.

Yandaki şekilde verilen devrede görüldüğügibi toplanacak sinyaller op-ampın (-) girişineuygulanmaktadır.

Faz çeviren toplayıcı yükselteç devresindetoplanacak gerilim sayısı istenildiği kadarartırılabilir. Yani (-) girişe uygulanan sinyalsayısı 2 adet olabileceği gibi 10 adet de olabilir.

Yandaki şekilde verilen devrede op-ampın(-) girişi akım çekmediğine göre,

Igb = IR1+IR2 eşitliği yazılabilir.

Dirençler üzerinden geçen akımların denklemleri,

IR1=1

xg1

RVV −

,

IR2=2

xg2

RVV −

,

Igb=gb

çkşx

RVV −

şeklindedir..

Yandaki şekilde "x" ile gösterilen noktanın şaseye göre potansiyel farkı (gerilimi) 0 Volduğundan dirençler üzerinden geçen akımların denklemleri,

IR1=1

1

RVg , IR2=

2

2

RVg , Igb=

gb

çkş

RV

−

eşitlikleri bulunur.

Igb = IR1+IR2 eşitliğine akımların denklemleri yazılacak olursa,

gb

çkş

RV

− =1

1

RVg +

2

2

RVg ortaya çıkar. Bu denklemden VVçkş ifadesi çekilirse,

Vçkş = -Rgb.(1

1

RVg +

2

2

RVg )

Faz çeviren toplayıcı yükselteç devresinde girişe bağlanan R1, R2, R3, ... , Rn birbirine eşitolarak seçilirse denklem,

Op-amplı faz çeviren toplayıcı yükselteç devresi

xVg1

Vg2

Vçkş



74

Vçkş = - .(Vg1+Vg2+...+Vgn)şeklinde yazılabilir.

Faz çeviren toplayıcı yükselteç devresinin çıkış gerilimini hesaplamada kullanılandenklemlerdeki (-) işareti, giriş ile çıkış gerilimleri arasında 180°'lik faz farkı olduğunu belirtir.

Örnek: Faz çeviren toplayıcı yükselteç devresinde Vg1 = + 1 V, Vg2 = -3 V,Rgb = 220 kΩ, R1 = 100 kΩ, R2 = 200 kΩ Vçkş =?

Çözüm: Vçkş = -Rgb.(1

g1

RV

+2

g2

RV

) = -220000.(100000

1 +200000

3− ) = (100000220000− +

200000660000 )

= (1022−

+2066

)= -2,2 +3,3 =1,1 VV

Örnek: Faz çeviren toplayıcı yükselteç devresinde Vg1 = + 2 V, Vg2 = + 3 V,Rgb = 10 kΩ, R1 = 10 kΩ, R2 = 10 kΩ Vçkş =?

Çözüm: Vçıkış = - .(Vg1+ VVg2) = -1000010000 .(2+3) = -5 VV

V. Op-amplı fark yükselteci (differenceamplifier) devresi

Girişlere uygulanan sinyallerin farkını bulupsonra bu farkı yükselten devredir.

Yandaki şekilde verilen fark yükseltecidevresinin çıkış gerilimini bulmada kullanılandenklemler çıkarılırken şu yöntem izlenir:

Önce (+) giriş ve buraya bağlı dirençler yoksayılarak (-) girişe gelen sinyalin ters çevrildiğidüşünülüp buraya gelen sinyale göre çıkışgerilimini hesaplamada kullanılan denklem,

Vçkş = 1

gb

RR

−= .Vg1 ya da VVçkş = -AV.Vg1

şeklinde yazılabilir.Daha sonra (-) giriş ve buraya bağlı dirençler yok sayılarak (+) girişe gelen sinyalin ters

çevrilmediği düşünülüp buraya gelen sinyale göre çıkış gerilimini hesaplamada kullanılandenklem,

Vçkş = (1+ ).Vg2 ya da VVçkş = AV.Vg1

şeklinde yazılabilir.Ancak Yandaki şekilde görüleceği gibi op-ampın faz çevirmeyen (+) girişine uygulanan

sinyal R3 direnci üzerinde oluşan Vx gerilimi kadardır.R3 direnci üzerinde oluşan Vx gerilimi,Vx = I.R3 ile bulunur.

Op-amplı fark yükselteci devresi

Vg1Vg2

Vçkş



75

R3 direncinden geçen akımın bulunmasında kullanılan denklem ise,

I = 32

g2

RRV+

şeklindedir..

Bu denklem,Vx = I.R3

eşitliğinde I'nın yerine konulursa,

Vx = 32

g2

RRV+

.R3 bulunur..

Op-amp faz çevirmeyen yükselteç olarak çalıştığında R3 direnci üzerindeki Vx gerilimini,gerilim kazancı (AV) kadar yükseltecektir. O hâlde,

Vçkş = (1+1

gb

RR

).Vg2 şeklindeki denklem,

Vçkş = (1+1

gb

RR

).Vx olarak değiştirilebilir..

Bu denklemde Vx değerinin yerine yukarıdaki 32

g2

RRV+

.R3 değeri yazılacak olursa,

Vçkş = (1+1

gb

RR

).(32

2

RRV+

.R3) eşitliği bulunur..

Fark yükseltecinin iki girişi için bulunan denklemler birleştirilecek olursa,

Vçkş = 1

gb

RR

−= .Vg1 + (1+1

gb

RR

).(32

g2

RRV+

.R3)

Op-amplı fark yükselteci devresinde R1=R2=R3=Rgb olursa,

Vçkş = 1

gb

RR

−= .Vg1 + (1+1

gb

RR

).(32

g2

RRV+

.R3)

Vçkş = -1.V1 + (1+1).(2

Vg2 .1)

Vçkş = -V1 + (2).(2

Vg2 )

Vçkş = -Vg1 + Vg2

Vçkş = Vg2 - Vg1

denklemi yazılabilir. Bu denkleme göre fark yükselteci devresinde kullanılan dirençlerintümünün değeri aynı olduğunda girişe uygulanan gerilimlerin farkı çıkışta görülür.

Op-amplı fark yükselteci devresinde R1=R2 ve R3=Rgb olarak belirlenirse,

Vçkş = 1

gb

RR

−= .Vg1 + (1+1

gb

RR

).(32

g2

RRV+

.R3)



76

Vçkş = 1

gb

RR

−= .Vg1 +(1

R1R1

(1)

gb

)(R1

+ ).(gb1

gb

RRR+

).Vg2

Vçkş = 1

gb

RR

−= .Vg1 + .Vg2

Vçkş = 1

gb

RR

−= .Vg1 +1

gb

RR

.Vg2

Vçkş = 1

gb

RR

.(Vg2-Vg1) eşitliği bulunur..

Örnek: Şekil 25'te verilen fark yükselteci devresinde R1 = 10 kΩ, R2 = 10 kΩ, Rgb = 33 kΩ,R3 = 20 kΩ, Vg1 = 1 V, Vg2 = 2 V olduğuna göre çıkış gerilimini (Vçkş) bulunuz.

Çözüm

Vçkş = 1

gb

RR

−= .Vg1 + (1+1

gb

RR

).(32

g2

RRV+

.R3) = 2,43 VV

Örnek: Şekil 25'te verilen op-amplı fark yükselteci devresinde R1 = 10 kΩ, R2 = 10 kΩ,Rgb = 33 kΩ, R3 = 33 kΩ, Vg1 = 1 V, Vg2 = 2 V olduğuna göre çıkış gerilimini (Vçkş) bulunuz.

Çözüm

Vçkş = 1

gb

RR

.(Vg2-Vg1) = 1033.(2-1) = 3,3 VV

VI. Op-amplı karşılaştırıcı (kıyaslayıcı,komparatör) devresi

Girişlerine uygulanan gerilimlerin farkınıalarak yükseltme yapan devredir.

Bu tip bağlantıda Yandaki şekilde görüldüğügibi geri besleme direnci yoktur.

Karşılaştırıcı olarak kullanılan op-amplıdevre simetrik çıkışlı güç kaynağıylabeslendiğinde,

I. (+) girişe uygulanan gerilim (-) girişeuygulanan gerilime eşit ise, çıkış gerilimi 0 Volur.

II. (+) girişe uygulanan gerilim (-) girişeuygulanan gerilimden büyük ise, çıkış gerilimi pozitif yönde maksimum değerde olur.

III. (+) girişe uygulanan gerilim (-) girişe uygulanan gerilimden küçük ise, çıkış geriliminegatif yönde maksimum değerde olur.

Not: Op-ampların karşılaştırıcı özelliğinden yararlanılarak sıcaklık, ışık, ses, dokunma ileilgili devreler yapılabilir.

Örnek: Yandaki şekilde verilen op-amplı kıyaslayıcı devresinde (-) girişe uygulanan Vrefgerilimi 3 V, (+) girişe uygulanan Vg1 gerilimi ise +5 V olduğuna göre Vçkş gerilimi ne olur

Op-amplı karşılaştırıcı devresi

Vg1

Vref

Vçkş

zenerdiyot



77

yazınız.Çözüm: Vg1>Vref olduğundan Vçkş gerilimi yaklaşık +12 V olur.Not: Aslında Vçkş gerilimi 10-12 V olur. 1-2 V'luk gerilim op-ampın içinde düşer.

VII. Op-amplı integral alıcı (zaman gecikmeli) devreYandaki şekilde verilen op-amplı devre,

girişine uygulanan kare dalgayı üçgen dalgahâline getirir.

Matematik dersinde açıklanan integral, bireğrinin altında kalan alandır. Başka bir deyişlekare dalganın integrali üçgen dalgadır.

Op-amplı integral alıcı devresinde C1kondansatörüne paralel bağlı olan Rgbdirencinin görevi giriş uçları arasındaki off-setgeriliminin op-ampı doyuma sokmasınıönlemektir.

Op-amplı integral alıcı devresindeki R2direncinin görevi ise giriş polarma akımlarınıneşit olmamasından kaynaklanabilecek off-setgeriliminin etkisini ortadan kaldırmaktır.

Op-amplı integral alıcı devresinin, girişineuygulanan kare dalgayı üçgen dalgayaçevirebilmesi için,

I. fgiriş ≥ fc= olmalıdır. Yani, girişe

uygulanan kare dalga şeklindeki sinyalinfrekansı kritik frekans (fc) değerinden büyük yada kritik frekans değerine eşit olmalıdır.

II. Devrenin zaman sabitesi (τ = R1.Cgb) ilegirişe uygulanan kare dalga şeklindeki sinyalinperiyodu birbirine eşit ya da yakın bir değerdeolmalıdır.

Eğer yukarıda belirtilen koşullar sağlanmamışsa girişe uygulanan kare dalga biçimli sinyalinintegrali alınamaz ve çıkışta üçgen biçimli dalga oluşmaz. Bu durumda devre faz çevirenyükselteç gibi çalışır.

Örnek: Yandaki şekilde verilen integral alıcı devrede Rgb = 100 kΩ, Cgb = 10 nF, R1 = R2 =10 kΩ'dur. Devrenin girişine 10 kHz'lik bir kare dalga uygulanırsa çıkıştan üçgen dalga alınabilirmi? Hesaplayınız.

Çözümİntegral alıcı devrenin kritik frekans değeri,

fc= =.10.10.102.3,14.100

193 − =159,2 Hz

I. fgiriş ≥ fc

Op-amplı integral alıcı devre

Rgb100 k

10 nF

10 kHz

Vgrş

Vçkş

İntegral alıcı devrenin girişine uygulanan karedalganın çıkıştan üçgen dalga olarak alınışı

+ + +

+ + +

-

--

-

Vçkş

Vgrş



78

Devrenin girişine uygulanan kare dalganın periyodu,Tgrş = 1/fgrş = 1/10000 = 0,0001 s = 0,1 msDevrenin zaman sabitesi,τ = R.Cgb=10.103.10.10-9 = 0,1 ms

II. Devrenin zaman sabitesi ile girişe uygulanan kare dalga şeklindeki sinyalin periyodubirbirine eşit çıkmıştır.

Bu sonuçlara göre devrenin girişine uygulanan kare dalga çıkıştan üçgen dalga olarak alınır.Yani devre integral alıcı olarak çalışır.

Op-amplı integral alıcı devresinde herhangi bir süre sonra çıkıştan alınan üçgen dalganıngerilim değerini hesaplamak için,

Vçkş = -[ ].Vgrş.t ya da VVçkş = -( ).Vgrş.t denklemleri kullanılır..

Yukarıda verilen denklemlerde, t: Saniye, τ = R.C zaman sabitesidir.

Örnek: İntegral alıcı devresinde R1 = 10 kΩ, C1 = 100 nF Vg1 = 0,2 V ise, 10 ms sonra çıkışgerilimi ne olur? Hesaplayınız.

Çözümτ = R1.C1 = 10.103.100.10-9 = 1.10-3 s

Vçkş = -( ).Vgrş.t = -( 310.11

− ).0,2.10.10-3 = -2 VV

VIII. Op-amplı türev (differentiator)devresi

Girişine uygulanan üçgen dalgayı karedalgaya çeviren devredir.

Yandaki şekilde verilen devrenin, girişineuygulanan üçgen dalgayı kare dalgayaçevirebilmesi için,

I. fgiriş fc= olmalıdır. Yani, girişe

uygulanan kare dalga şeklindeki sinyalinfrekansı kritik frekans (fc) değerinden küçük yada kritik frekans değerine eşit olmalıdır.

II. Devrenin zaman sabitesi (τ = Rgb.C1) ilegirişe uygulanan üçgen dalga şeklindekisinyalin periyodu birbirine eşit ya da yakın birdeğerde olmalıdır.

Eğer yukarıda belirtilen koşullarsağlanmamışsa girişe uygulanan üçgen dalgabiçimli sinyalin türevi alınamaz ve çıkışta karebiçimli dalga oluşmaz. Bu durumda devre fazçeviren yükselteç gibi çalışır.

Örnek: Yandaki şekilde verilen devrede

Op-amplı türev alıcı devre

Vgrş

Vx Vçkş1 µF220-1000 Ω

Türev alıcı devrenin girişine uygulanan üçgendalganın çıkıştan kare dalga olarak alınışı

+ +

+

-

- -

+Vçkş

+Vgrş

-Vgrş

-Vçkş



79

girişe 1 kHz'lik üçgen dalga uygulandığında çıkıştan kare dalga alınabilir mi? Hesaplayınız.Çözüm

fc= = .100.1002.3,14.1.1

193 − = 1592,3 Hz

fgrş=1 kHz = 1000 Hzfc = 1592,3 Hzfgrş fc koşulu sağlanmıştır..

Türev alıcı devrenin zaman sabitesi,τ = Rgb.C1=10.103.100.10-9 = 1 msTürev alıcı devrenin girişine uygulanan üçgen dalganın periyodu,Tgrş = 1/fgrş = 1/1.103 = 1 msGirişe uygulanan üçgen dalganın periyoduyla, devrenin zaman sabitesi birbirine eşittir.Bu sonuçlara göre devrenin girişine uygulanan üçgen dalga çıkıştan kare dalga olarak alınır.

Yani devre türev alıcı olarak çalışır.

Op-amplı türev alıcı devresinde herhangi bir süre sonra çıkıştan alınan kare dalganın gerilim

değerini hesaplamak için, Vçkş = -Rgb.C1.( tVgrş ) denklemi kullanılır..

Örnek: Rgb = 10 kΩ, C1 = 100 nF, Vgrş = 4 voltken 8 ms sonra çıkış gerilimi kaç volt olur?Hesaplayınız.

Çözüm: Vçkş = -Rgb.C1.( tVgrş ) = -10.103.100.10-9.( 10.8

43− ) = - 0,5 VV

IX. Op-amplı doğrultmaç (redresör, doğrultucu) devreleri

Op-amplı hassas yarım dalga doğrultmaç devresiSadece diyotlarla yapılan doğrultmaç

devreleriyle milivolt düzeyinde DC çıkış verendevreler yapılamamaktadır. Çünkü 1N4001olarak bilinen silisyumdan yapılmış diyoduniletime geçebilmesi için en az 0,6 V (600 mV)'agerek vardır. Buna göre, 1N4001 ile yapılandoğrultmacın 600 mV'un altında DC gerilimvermesi mümkün değildir. (Germanyumdanyapılmış diyotların iletime geçme gerilimi ise0,2 V dolayındadır.)

İşte bu nedenle op-amplar kullanılarak düşükvoltajlı DC üreteçleri yapılmaktadır.

Yandaki şekilde verilen devre, düşük voltajlı AC gerilimleri DC'ye çevirebilir. Bu devreningiriş sinyali op-ampın (-) girişinden uygulandığı için faz çeviren karşılaştırıcı yükselteç gibiçalışır. Bu tür çalışmada,

Op-amplı hassas yarım dalga doğrultmaç devresi

R3

R2

x

Vçkş

Vgrş

Vref



80

Vgrş > Vref ise Vx = -VVgrş < Vref ise Vx = +V olur.Vgrş sinyalinin pozitif alternansında çıkış geriliminin polaritesi (-) olur. Yani "x" noktasının

gerilimi 0'dan küçük olur. Bu durumda D1 diyodu kesimde kalırken, D2 diyodu iletime geçer.D2 iletime geçince çıkıştan girişe negatif geri besleme olur. Op-ampın faz çeviren (-) girişininpotansiyeli yaklaşık 0 V olduğundan "x" noktasında -0,6 V görülür.

Vgrş sinyalinin negatif alternansında çıkış geriliminin polaritesi (+) olur. Yani "x" noktasınıngerilimi 0'dan büyük olur. Bu durumda D1 diyodu iletime geçerken, D2 diyodu kesime gider. D1iletime geçince R2 direnci üzerinden devrenin girişine geri besleme olur. Aynı zamanda çıkıştangirişle aynı genlikte ancak ters fazlı bir DC gerilim alınır.

Op-amp kullanılarak yapılan yarım dalga doğrultmaç devresiyle girişe uygulanan mikrovoltdüzeyindeki AC sinyalleri bile doğrultmak mümkündür.

Op-amplı tam dalga doğrultmaç devresiDevre, op-amplı yarım dalga doğrultmaç ile op-amplı faz çeviren toplayıcı yükselteç

devresinin birleşiminden oluşmuştur.Giriş sinyali pozitif polariteli olduğunda birinci op-ampın çıkışı 0 V olur. İkinci op-ampın

girişine R4 üzerinden gelen pozitif polariteli sinyal yükseltilip ters çevrilerek negatif yönlüolarak çıkışa aktarılır.

Giriş sinyali negatif polariteli olduğunda birinci op-ampın çıkışı pozitif maksimum olur.Birinci op-ampın çıkışından gelen pozitif polariteli sinyal ile R4 direnci üzerinden gelen negatifpolariteli sinyal ikinci op-amp tarafından toplanır. Dikkat edilirse bu anda ikinci op-ampıngirişine pozitif ve negatif polariteli iki sinyal gelmektedir.

Birinci op-ampın çıkışından gelen pozitif polariteli sinyal, R4 direnci üzerinden gelen negatifpolariteli sinyalden büyüktür. (R4 direnci R5'ten büyük seçildiği için.) Dolayısıyla toplayıcıolarak çalışan ikinci op-ampın girişine pozitifliği fazla olan bir sinyal uygulanmış olacaktır.İşte bu sayede op-ampın çıkışından yine negatif polariteli bir sinyal alınır.

X. Op-amplı aktif alt geçiren (low pass) ve üst geçiren (high pass) filtre devreleriYalnızca direnç, kondansatör ve bobin kullanılarak yapılan filtrelere pasif filtre denir. Bu tip

devreler basit yapılıdır ancak, kendilerine uygulanan sinyalleri bir miktar zayıflatırlar. Bu

R1

R4

R2

D2

+3

-2

-12 V

+12 V7

6

4 R7

741

R3

D1

1N4001

1N4001

+12 V-2

+3 4

76

10 k

10 k

10 k

10 kR6

3.2 k(2.2+1 k)

5.6 k

741

-12 V

Op-amplı tam dalga doğrultmaç devresi

R5 5 k Vç1

Vgrş

Vçkş

Vgrş

osilaskopkanal 2

osilaskopkanal 1



81

istenmeyen bir durumdur.Not: Pasif filtreler temel elektronik kitabında açıklanmıştır.Op-amplar kullanılarak yapılan aktif filtrelerde ise giriş sinyallerinde zayıflama değil

yükselme olmaktadır.Op-amplı aktif filtrelerin iyi yönleri şunlardır:

Filtrenin geçirgen olduğu frekanslarda herhangi bir zayıflama olmaz. Çünkü devredekiop-amp, giriş sinyallerini yükselterek çıkışa aktarır. Pasif süzgeçlerde ise ise süzgecin geçirgenolduğu frekanslarda az da olsa sinyal zayıflaması olmaktadır.

Aktif filtrelerde bobin kullanılmadığından, üretilmeleri kolaydır.. Aktif filtrelerin giriş empedansı çok yüksek, çıkış empedansı çok düşük olduğundan, girişe

ve çıkışa bağlı olan devrelerin sinyallerinde bozulma olmaz.Op-amplı aktif filtrelerin olumsuz yönleri ise şunlardır:

Pasif filtreler DC besleme kaynağına gerek duymaz. Aktif filtrelerde (süzgeçlerde) ise DCbesleme kaynağına gerek vardır.

Aktif filtrenin yapısındaki op-ampın bant genişliği sınırlı olduğundan her frekanstaçalışabilen filtre yapmak zordur.

Op-amplı alçak ( low) frekanslarıgeçiren aktif filtre devresi

Yandaki şekilde verilen devrede op-amp fazçevirmeyen yükselteç olarak çalışmaktadır.

Bu devrenin kesim frekansı,

fc=2121 CCRR2

1π

denklemiyle hesaplanabilir..

Devrede R1=R2, C1=C2 seçildiğindedenklem,

fc= 1121

CRπ şeklinde yazılabilir..

Aktif filtrenin geçirgen olduğu bölgedefrekans karakteristiğinin düz olabilmesi için op-ampın kazancı 1,58 olmalıdır. Buna göre,

AV=1+a

b

R R =1,58

Buradan da,

a

b

R R =0,58 olmalıdır..

Op-amplı alçak frekansları geçiren devrede girişe tepeden tepeye genliği 2 V, frekansı 100Hz olan bir AC sinyal uygulandığında çıkıştan tepeden tepeye değeri 3 V, frekansı 100 Hz olanbir sinyal alınır.

Giriş sinyalinin frekansı 100, 200, 500, 1000, 1500, 2000, 5000 ve 10000 Hz yapılarak çıkışgeriliminin değeri ölçüldüğünde, frekans yükseldikçe gerilim değerinin aşağıdaki çizelgedegörüldüğü gibi 0,08 V, kazancın ise 0,04 seviyesine indiği görülür.

Op-amplı alçak frekansları geçiren filtre devresive devrenin kazancının giriş sinyalinin frekansıyükseldikçe azalışını gösteren eğri

C1

C2

R1 R2 Rb

Ra

2 V(t-t)100 Hz10 kHz

BG (BW)

AV

f (kHz)

0,1 0,2 0,5 1 1,5 2 5 10

1,5

1,25

1

0,75

0,50

0,25

fc

Vçkş

Vgrş



82

Örnek: Alçak frekansları geçiren aktif filtre devresinde R1=R2=1 kΩ, C1=C2=0,1 µF, Ra=10k, Rb=5,6 kΩ olduğuna göre,

a. Devrenin kesim frekansını bulunuz.b. Devrenin hangi frekans aralığındaki sinyalleri çıkışa aktardığını yazınız.c. Devrenin karakteristiği "geçirgen olduğu frekans aralığında" düzgün müdür?Çözüm

a. fc= 1121

CRπ = 6-3.0,1.1002.3,14.1.1 1

=1,6 kHz

b. Bu sonuca göre devre 0-1,6 kHz arasındaki frekansa sahip giriş sinyallerini çıkışa aktarır.

c. a

b

R R =0,56 ≈ 0,58 olduğundan, devre geçirgen olduğu bölgede düzgün bir karakteristiğe

sahiptir.

Op-amplı yüksek (high) frekanslarıgeçiren aktif filtre devresi

Yüksek frekansları geçiren filtre devresi,alçak frekansları geçiren filtreye çok benzer.Sadece direnç ve kondansatörler yerdeğiştirmiştir.

Yüksek frekansları geçiren devrede girişsinyalinin frekansı 100, 500, 1000, 1500, 2000,3000, 4000, 5000 ve 10000 Hz yapılarak çıkışgeriliminin değeri ölçüldüğünde, frekansyükseldikçe gerilim değerinin aşağıdakiçizelgede görüldüğü gibi 2,9 V, kazancın ise1,5 seviyesine çıktığı görülür.

Örnek: Yandaki devrede R1=R2=1 kΩ, C1=C2=0,1 µF, Ra=10 kΩ, Rb=5,6 kΩ olduğuna göre,a. Devrenin kesim frekansını bulunuz.b. Devrenin hangi frekans aralığındaki sinyalleri çıkışa aktardığını belirtiniz.

Op-amplı yüksek frekansları geçiren filtre devresive devrenin kazancının giriş sinyalinin frekansıyükseldikçe artışını gösteren eğri

BG (BW)

AV

f (kHz)

1 2 3 4 5 10

1,5

1

0,50

0

2 V(t-t)100 Hz10 kHz

Vçkş

Vgrş



83

Çözüm

a. fc= 1121

CRπ = 6-3.0,1.1002.3,14.1.1 1

=1,6 kHz

b. Bu sonuca göre devre 1,6 kHz ile op-amp özelliklerinin (slew-rate parametresinin)belirlediği üst sınır arasındaki frekans bandını geçirir.

XI. Op-amplı voltaj (gerilim) regülatörü devresiYanda verilen devrede Vgrş gerilimi 0 V'tan

itibaren artırılırsa çıkışta oluşan gerilim de artışgösterir.

Çıkış gerilimi 3 V'un altındayken zener diyotyalıtımdadır. Çıkışta oluşan gerilimin değeri 3voltu geçince zener diyot iletime geçereküzerinde hep 3 V'luk gerilim düşümü oluşturur.

İşte bu 3 V'luk zener diyot gerilimi op-ampın3 numaralı (+) girişi için referans gerilimi (Vref)görevini yapar.

Op-ampın çıkış gerilimi, V1 noktasınıngerilimi 3 V oluncaya kadar yükselir. Yükseliş,V1'in gerilimi 3 V olunca durur. Çünkü, op-amp çıkışının daha fazla yükselerek V1 geriliminin+3 V'un üzerine çıkması durumunda eksi (-) girişin gerilimi artı (+) girişin geriliminden dahapozitif olacağından kıyaslayıcı olarak çalışan op-ampın çıkışı hemen düşüşe geçer.

V1 noktasının gerilimi 3 V'un altına düşecek olursa op-amp yine kıyaslayıcı olarak çalışmayabaşlar ve çıkışı hemen 3 V düzeyine yükseltir.

Şekil 35'te verilen op-amplı gerilim regülatörü devresinde Vçkş gerilimini R1 ve R2 dirençlerinindeğerini değiştirerek ayarlamak mümkündür.

Rs1 ve Rs2 dirençleri ise op-ampın girişlerini korumak için kullanılmıştır.

XII. Op-amplı logaritmik yükselteç devresiYanda verilen devreye dikkat edilirse faz

çeviren yükseltece benzediği görülür. Tek fark,geri besleme direnci yerine NPN tipi birtransistörün bağlanmış olmasıdır. Bu bağlantısayesinde T1 transistörünün B-E birleşimindekipolarma gerilimden yararlanılarak logaritmaişlemi yapılmaktadır.

Logaritmik yükselteçler, analog esaslıbilgisayarlarda matematiksel işlemler yapmadakullanılmaktadır.

Transistörün B-E eklemindeki gerilimindenklemi,

Vçkş = VBE = (60 mV).Log ( ) şeklinde yazılabilir..

Op-amplı voltaj regülatörü devresi

Rs2

Rs1

R2

R1 R3

Vçkş

Vgrş

Op-amplı logaritmik yükselteç devresi

Vçkş

Vgrş

IC



84

Denklemde IC = 1

grş

RV 'dir..

Içkş akımı sabit olup oda sıcaklığında 1.10-13 A dolayındadır.Logaritmik yükselteçte, Vgrş gerilimindeki ve dolayısıyla IC akımındaki doğrusal değişimler,

çıkışta ve B-E ekleminde logaritmik bir artışa neden olmaktadır.Yukarıda verilen denklemdeki logaritma 10 tabanlıdır. Vgrş geriliminde 10 katlık bir artış

olduğunda kolektör akımı da 10 kat artar.

Log 10 = 1 olduğundan çıkışta da 10 kat artış olur.Vgrş gerilimi 100 kat artırıldığında çıkışta,60.2 = 120 mV'luk artış gerçekleşir.

Örnek: R1= R2 = 5,6 k, Vgrş = 0,056 V olduğunda,a. Vçkş gerilimini bulunuz.b. Vgrş 10 kat artırılarak 0,56 V, 100 kat artırılarak 5,6 V yapılırsa Vçkş ne olur? Bulunuz.Çözüm

a. Vçkş=VBE=(60 mV).Log (çkş

C

II )

IC=1

grş

RV

= 310.5,6056,0 =0,01 mA = 1.10-5 AA

Vçkş = (60 mV).log ( 13

5

10.110.1

−

−

) = (60 mV).Log 108

log 108 = 8 olduğundan, Vçkş = 480 mV olur.

b. Vgrş= 0,56 V yapıldığında,

IC=1

grş

RV

= 310.5,656,0

=0,1 mA = 1.10-4 AA

Vçkş=(60 mV).log ( 13

4

10.110.1

−

−

) = (60 mV).Log 109


Giriş 5,6 V yapıldığında ise,

IC=1

grş

RV

= 310.5,66,5

=1 mA = 1.10-3 AA

Vçkş= (60 mV).log ( 13

3

10.110.1

−

−

) = (60 mV).Log 1010




85

XIII. Op-amplı kare dalga üreteci(astable multivibratör) devresi

Yanda verilen devrede op-amp kıyaslayıcı(karşılaştırıcı) olarak çalışmaktadır. İlk anda (+)girişteki gerilimin daha pozitif olduğunuvarsayalım. Bu durumda Vçkş gerilimi pozitifmaksimum değerdedir.

B noktasının gerilimi,

221

çkş .R

VR

RVB +

= kadardır..

Bu sırada C kondansatörü Rgb direnciüzerinden dolmaktadır. Kondansatörün Anoktasındaki gerilim B noktasının gerilimine eşit olduğunda Vçkş gerilimi eksi (-) polariteli olur.

Çıkışın eksi (-) polariteli olması A noktasında ve kondansatör üzerinde bulunan gerilimi deeksi (-) polariteli yapar. (Çıkış gerilimi Rgb üzerinden girişe geri besleme yapmaktadır.)

Kondansatöre bir öncekinin tersi polaritede bir gerilimin gelmesi bu elemanı deşarj etmeye başlar.Kondansatör belli bir sürede deşarj olduktan sonra bu kez bir öncekinin tersi polaritede

tekrar şarj olmaya başlar. Kondansatörün gerilimi A noktasındaki gerilime eşit olduğu anda op-amp çıkışı tekrar konum değiştirir. Devre bu şekilde çalışmasını sürdürür.

Şekil 37'de verilen devrenin çıkışına led, röle, lamba gibi alıcılar bağlanarak periyodik çalışansistemler oluşturulabilir.

XIV. Op-amplı gerilim kontrollü osilatör devresiYandaki "a" ve"b" şekillerinde verilen op-amplı gerilim kontrollü, testere dişi biçiminde

sinyal üreten osilatör devresinde geri besleme elemanı olarak PUT ve kondansatör kullanılmıştır.PUT adlı elemanın A ucuna uygulanan

gerilim G ucuna uygulanan gerilimden 0,6-0,7V fazla olduğunda A'dan K'ya doğru akımgeçirir. Örneğin PUT'un G ucuna 2 Vuygulanmışsa, A ucuna uygulanan gerilim 2,6V olduğunda A'dan K'ya akım geçişi olur.

Gerilim kontrollü osilatör devresinin çıkışgeriliminin seviyesi PUT'un iletime geçmedeğerine ulaştığında kondansatör üzerindebiriken elektrik yükü A-K uçları arasındangeçerek boşalır ve devre resetlenir (sıfırlanır).C'nin boşalması PUT'un A ucuna gelen gerilimidüşüreceğinden bu eleman kesime gider. PUTkesime girince C tekrar dolmaya başlar. PUT'unsürekli olarak iletim ve kesim olması çıkıştatestere dişine benzer bir sinyalin oluşmasınısağlar.

Yandaki "a" şeklinde gerilim kontrollüosilatör devresinde giriş ucuna negatif gerilimuygulandığından çıkıştan pozitif polaritelitestere dişine benzer bir sinyal alınır. Başka birdeyişle devre integral alıcı gibi çalışır.

Op-amplı kare dalga üreteci devresi

C

Vçkş

Op-amplı gerilim kontrollü osilatör devreleri

VpC

2N6027PUT

+

-Vgrş

R1

Vçkş

R2AK

G

7,5 V

741100 k

1-3 V

-

+

10 k

2N6027PUT

+15 V

-15 V

Vgrş

R1

Vçkş

R3

CR4

R2

741

10 k

10 k

+15 V

+7,5 V

68 k

10 k

100 k

-15 V

(a)

(b)

1-10 nF

1-10 nF



86

Ç. Tristörler (thyristör, SCR, silicon controlled rectefier)

1. Tristörlerin yapısı ve çalışma karakteristiğiİki yarı iletken ile diyotlar, üç yarı iletken ile transistörler, dört yarı iletken ile ise tristörler

yapılmıştır.Tristör kavramı, thyratron (gazlı triyod) ve transistör sözcüklerinin birleşiminden ortaya

çıkmıştır. PNPN şeklinde birleştirilmiş olan dört yarı iletkenden çıkarılan anot (A), katot (K)ve gate (G) uçları olan tristör, doğru ve alternatif akımda çalışabilen bir “güç kontrol” elemanıdır.

Tristörlerin iletime geçirilebilmesi için G ucuna kısa süreli olarak akım (sinyal) uygulamakyeterlidir. Tetikleme akımı uygulandığında tristör saniyenin 1/1000'i kadarlık bir sürede iletimegeçer.

Tristör kesimdeyken A-K uçlarının direnci çok yüksektir. İletim anında ise A-K arası direnç0,2 Ω gibi çok düşük bir düzeye iner. Tristör iletimdeyken A-K arasından geçen akımınmaksimum değere çıkmaması için devreye mutlaka yük bağlanması gerekir. Yüksüz çalıştırmayapılırsa aşırı akım geçişi olur ve eleman bozulur.

Uygulamada kullanılan tristörlerin akımları 0,1 ile 3000 A, gerilimleri 10 ile 5000 V arasındadeğişmektedir.

AC gerilim ile çalıştırılan tristörlü devrelerde, G ucuna gelen tetikleme akımına bağlı olarakA’dan K’ya geçen akım değişir. (Diyotlar ise A’dan K’ya doğru geçen akımı denetleyemezler.)

Herhangi bir alıcıya uygulanan enerji ayarlı bir transformatörle (varyak) ya da yük devresineseri olarak bağlanan bir reosta (ayarlı direnç) ile kontrol edildiğinde büyük bir güç kaybı ortayaçıkar. Aynı zamanda bu elemanlar hem fazla yer kaplar, hem de pahalıya mal olurlar. Güçkontrolünde tristör kullanıldığında ise, hem güç kaybı azalır, hem de maliyet düşer.

Tristörler, demir çelik endüstrisinde, kaynak makinelerinde, yüksek güçlü redresörlerde,motorların devir kontrollerinde, akü şarj cihazlarında, aydınlatma, ısıtma donanımlarında vb.kullanılır.

Tristörlerin doğru ve ters polarma durumundaki elektriksel karakteristik eğrileriEndüstriyel donanımlarda yaygın olarak kullanılan elemanlardan biri olan tristörlerin doğru

ve ters yönlü gerilimlere karşı davranışını anlayabilmek için arka sayfada verilen karakteristikeğriyi incelemek gereklidir..

A A

K K

G G

yalıtkan

A KG

Tristör sembolleri Çeşitli tristörler

K

A

G

Tristörün yarı iletken iç yapısı

AG

K

G A K

BRX49MCR100

A K G

KG

A



87

Karakteristikeğrilerdeki kavramlarınaçıklanması:

I. Ters polarmadabozulma (kırılma,delinme) gerilimi:Tristörün ters yönlü olarakuygulanan gerilimedayanabildiği sonnoktadır.

II. Ters polarmadakesim bölgesi:Tristörün ters yönlüpolarmada kesimdeolduğu gerilim aralığıdır.

III. Doğru polarmada kesim bölgesi: Tristörün doğru polarma altında kesimde kaldığıbölgedir.

IV. Doğru polarmada iletime geçme noktası: Tristörün iletime geçtiği değerdir.

V. Tutma akımı: Tristörün iletime geçtikten sonra iletimde kalmasını sağlayan anot-katotarası akım değeridir.

Tristörün iletime geçebilmesi için gereken koşullar şunlardır:I. Anot ucuna artı (+), katot ucuna eksi (-) gerilim uygulanmalıdır.II. Tristörün A-K uçları arasından geçen akım en az tutma akımı kadar olmalıdır.III. G ucuna uygulanan polarmanın gerilim ve akım değeri tristörün kataloğunda verilen

değerde olmalıdır. Yani G ucuna uygulanan tetikleme akımı çok küçük olursa eleman çalışmaz.Tetikleme akımı büyük olduğunda ise tristör bozulur.

Tristörlerin sağlamlık testiAVOmetre komütatörü ohm kademesine getirilerek (x1 kΩ konumu) yapılan ölçümde, A-

K: kΩ-kΩ (büyük ohm - büyük ohm), A-G: Ω - kΩ (küçük ohm-büyük ohm), K-G: Ω - kΩ(küçük ohm-büyük ohm) olacak şekilde değerler okunuyorsa eleman sağlamdır.

2. Tristör tetikleme devreleri ve kapı (G) kontrolü (Tristörleri tetiklemeyöntemleri)

a. G ucuna kısa süreli akım (pals) uygulayarak tetiklemeBu yöntemde G ucuna kısa süreli olarak tetikleme akımı uygulanarak A - K arasının iletken

olması sağlanır.Tetikleme sinyali ise,

Tristörün iletim ve kesim durumundakidavranışlarını gösteren karakteristik eğriler

ters polarmada bozulma(kırılma) gerilimi

-I (A)

+V (V)

-V (V)

tutma akımı

doğru polarmadailetim bölgesi

doğru polarmadakesim bölgesi

doğru polarmada iletimegeçme noktası

+I (A)

ters polarmadakesim bölgesi



88

I. Bağımsız DC üretecinden sağlamaYandaki şekilde verilen bu yöntemde S1 anahtarı

kapatıldığında lamba yanmaz.S2 anahtarı kısa süreli olarak kapatılıp açılırsa tristörün

davranışı şöyle olur: V gerilimi AC ise S2 açıldığı andatristör tekrar kesime gider ve lamba söner. V gerilimi DCise S2 açılsa bile tristör sürekli olarak iletimde kalır.

II. Ana besleme kaynağından sağlamaYandaki şekilde verilen devrede S anahtarı kapatıldığı

anda direnç üzerinden geçen küçük değerli akım tristörüsürer. Devre DC ile besleniyorsa S anahtarı açılsa biletristör iletimde kalır. Devre AC ile besleniyorsa S anahtarıaçıldığında tristör kesime gider. Devrede kullanılan diyot,tristörün G ucundan ters yönde akım dolaşmasını önler.Yani bu eleman tristörü koruma amacıyla bağlanmıştır.

G ucuna uygulanan akımın minimum değeri önemlibir husustur. Yani G ucuna rastgele akım uygulanırsaeleman bozulur. Teknik bilgi kataloglarında her tristörüngeyt ucuna uygulanacak akım (IGmin) belirtilir. Örneğiniletime geçebilmesi için G ucuna 10 mA uygulanmasıgereken bir tristöre 5 mA uygulanırsa A - K arası iletken olmaz. Ya da G akımı 10 miliamperinçok üzerinde olursa eleman bozulabilir.

Tristörün G ucuna uygulanacak tetikleme akımının katalogda verilmiş olan sınırın üzerineçıkmaması için tetikleme ucuna seri olarak direnç bağlanır. Direncin kaç ohm olması gerektiğinibir örnekle açıklayalım.

Örnek: Bir tristörün G tetikleme akımı katalogdan bakılarak 10 mA olarak belirlenmişir.Tristör DC 12 voltluk bir devrede kullanıldığına göre G ucuna seri bağlanması gereken direncindeğerini hesaplayınız. (Vgeyt = 1 V)

ÇözümIG = 10 mA = 0,01 A R = (Vşebeke-Vgeyt) / IG = (12-1) / 0,01=1100 Ω

b. Tristörlerin izolasyon (pals, darbe) transfor-matörleriyle tetiklenmesi

Birbirinden yalıtılarak (bağımsız) çalışması istenendevrelerde tetikleme palsi ile tristör arasına yandakişekildegörüldüğü gibi dönüştürme oranı 1:1 olan minikboyutlu bir pals transformatörü bağlanır. Pals devresininprimerden dolaştırdığı akımın yarattığı manyetik alansekonder sargılarında V2 gerilimini oluşturur. V2 gerilimitristörün G ucunu tetikleyerek tristörü sürer. Bu yöntememanyetik kuplajlı tetikleme de denir.

Tristörün DC üreteç ile tetiklenmesi

S1

S2 R

VG

AC

ya

da D

CL

V

BRX49MCR100

Tristörün ana beslemekaynağından tetiklenmesi

AC

ya

da D

C

L

1-22 k BRX49MCR100

AC

ya

da D

C R

V1V2

palstrafosu

palsüreteci

Tristörün pals trafosuyla tetiklenmesi

BRX49MCR100



89

c. Tristörlerin optokuplörile tetiklenmesi

Yandaki şekilde görülendevrede S anahtarı kapatıldığındaenfraruj diyot ışık yayarakfototransistörü sürer. İletimegeçen fototransistör ise tristörütetikleyerek röleyi çalıştırır.

Görüldüğü üzere kumandadevresiyle güç devresi optokuplörsayesinde birbirinden elektrikselbakımdan yalıtılmıştır.

ç. A-K uçları arasına yüksek gerilim uygulayarak tetiklemeG ucu boştayken A-K arasına uygulanan gerilim artırılırsa tristörün içindeki transistörlerden

akan sızıntı akımlarının değerleri yükselerek A-K arasının iletken hâle gelmesine yol açabilir.Pratikte tercih edilen bir yöntem değildir. Çünkü, tristöre kataloglarda belirtilen dayanmagerilimlerinden yüksek gerilim uygulamak sakıncalıdır.

d. Yüksek sıcaklık ile tetiklemeSCR’nin sıcaklığı artırılırsa P-N eklemlerinden geçen sızıntı akımları yükselir. Bu da elemanın

A-K arasının iletken olmasına yol açar. Uygulamada tercih edilen bir yöntem değildir.

3. Tristörün DC'de kullanılmasıTristörlerin iç yapısındaki 4 yarı iletken ard arda bağlı iki transistör gibi davranır. Bunları

yandaki şekilde görüldüğügibi T1 ve T2 olarakadlandırırsak, T2’nintetikleme ucuna (G ucu)küçük değerli bir pozitif (+)akım uygulandığında C-Earası iletken olur ve T1’inbeyz ucuna eksi (-) ulaşır.T1’in beyzinin eksi (-) almasıbu transistörün de iletkenolmasına yol açar. T1 iletken olunca emiterinden kolektörüne doğru akan akım T2’nin B ucunatetikleme akımı gelmesine yol açar. Bunun sonucunda dışardan uygulanan IG tetikleme akımıkesilse bile T2 iletimde kalır. T2’nin iletimde kalması ise T1’in iletimde olmasını sağlar.

Özetlersek: G ucuna gelen kısa süreli polarma (tetikleme, uyartım) akımı tristörün sürekliolarak A’dan K’ya doğru akım geçirmesine yol açar.

Tristörün DC ile bir kez tetiklendikten sonra sürekli olarak çalışıyor vaziyette kalabilmesiiçin bir koşul vardır. O da, elemandan geçen akımın tutma akımından fazla olmasıdır.Uygulamada kullanılan tristörlerde tutma akımı modele göre 2 mA-200 mA arasındadeğişebilmektedir.

220

Ω

S+12 V

L

4N25

+5-12 V

1-10 kΩ

R2

R1optokuplör

Tristörün optokuplörle tetiklenmesi

BRX49MCR100

A

K

A

K K

A

G G G G

K

A

T1

T2+

+

-

PNP

NPN

Tristörün yarı iletken iç yapısı Tristörün transistör eşdeğeri vetristörü DC ile çalıştırma



4. Tristörün AC'de çalışmasıYandaki şekilde T2’nin tetikleme ucuna (G) uygulanan

küçük değerli akım bu elemanın C-E uçları arasından akımgeçmesini sağlar. T2’nin C'den E'ye akım geçirmesi üzerineT1’in B ucu eksi (-) polarma alır ve iletime geçerek T2’yitetiklemeye başlar. Pozitif yönlü alternans maksimum değereyükselir ve tekrar sıfır (0) değerine iner. İşte tam bu sıradatristörün anot (A) ucuna gelen akım 0 değerine indiği için T1ve T2 kesime girer ve alıcı çalışmaz olur. G’ye pozitif tetiklemesinyali verilince tristör yeniden iletime geçer.

Görüldüğü üzere pozitif alternansın her 0 V değerine inişinde tristör kesime girmektedir.İşte bu nedenle AC ile çalışan devrelerde kullanılan tristörün G ucuna sürekli olarak tetiklemesinyali uygulamak gerekir.

T2 transistörünün G ucuna negatif sinyal geldiğinde bu transistör iletime geçemez. T2 kesimdekalınca T1'de kesimde kalır. T1 ve T2'nin kesim olması alıcı üzerinden akım geçmemesineneden olur. Yani negatif alternansta L çalışmaz.

5. Tristörlü faz kontrol devreleriTristörler kullanılarak endüstriyel amaçlı bir çok devre yapılabilmektedir.Yüksek akım çeken endüstriyel sistemlerin doğru akım gereksinimi diyotlarla değil tristörlerle

karşılanır. Çünkü diyotlar, alıcıya giden akımı ayarlayamazlar. Tristörler ise G ucuna uygulanantetikleme sinyalinin şekline göre A’dan K’ya geçen akımı kolayca ayarlayabilirler. Ayrıcatristörlerin harcadığı öz güç (disipasyon gücü) diyot ve transistörlere nazaran daha az olmaktadır.

Tristörlü doğrultmaç devrelerinde çıkışın düzgün DC olması için, alıcı akımının düşük olduğudevrelerde filtre olarak kondansatör kullanılırken, büyük akımlı devrelerde ise sac nüvelibobinlerden yararlanılır.

I. SCR’li yarım dalga doğrultmaçdevresi

Yandaki şekilde verilen devrede potundirenç değerini değiştirmek sûretiyle C’nindolma zamanı ayarlanır. Bu da SCR’nintetiklenme açısını (zamanını) kontrol ederekalıcıya giden gerilim ve akımın değerini kontroleder. Tristörün G ucuna giden akımın değerinebağlı olarak alıcıya giden sinyallerin kırpılmadurumu değişir. G akımı pot, direnç ya dakondansatörün değeri değiştirilerekayarlanabilir.

TIC106

AC

220

V

AC 12 V

SRy

1N40011k

1k 1 µF

Tristörlü bir fazlı yarım dalgadoğrultmaç devresi

V, I

V, I

tristörün çıkışındaki DC sinyal

trafonun sekonderindeki AC sinyal

t (s)

t (s)

++

Tristörlü bir fazlı yarım dalga doğrultmaçdevresinde giriş ve çıkış sinyalleri

G

K

A

T1

T2

~

~

~

~

~

L

~

PNP

NPN

Tristörün AC'de çalışması

90



II. Orta uçlu trafolu, tam dalgakontrollü doğrultmaç devresi

Yandaki şekilde verilen devrede ikiadet tristör kullanılmaktadır. Trafonunsekonder sarımının A noktasınınpolaritesi pozitif olduğunda SCR1, Bnoktasının polaritesi pozitif olduğundaise SCR2 iletime geçer.

Tristörün G ucuna giden akımındeğerine bağlı olarak alıcıya gidensinyallerin kırpılma durumu yandakişekilde görüldüğü gibi değişir. Geyt (G)akımı dirençlerin değeri değiştirilerekayarlanabilir.

III. Üç fazlı doğrultmaçlarÜç fazlı AC’nin doğrultulmasında ve

çıkış akımının kolayca kontroledilmesinde kullanılan devrelerdir. 3fazlı doğrultmaçlarda SCR’leritetiklemede kullanılan devreler, şeklifazla karışık göstermemek için geneldeblok şema olarak ifade edilir. Böyle birşema ile karşılaşıldığında kutubiçiminde çizilmiş kısımda, UJT, PUT,SUS, diyak vb. gibi elemanlarla yapılmıştetikleme devrelerinin bulunduğubilinmelidir.

SCR’li üç fazlı yarım dalgadoğrultmaç devresi

Yandaki şekilde verilen tristörlü üçfazlı yarım dalga doğrultmaç devresiyapı olarak tristörlü yarım dalgadoğrultmaç devresine benzer. Budevrede AC’nin sadece pozitif alternansları alıcı üzerinden geçer.

UJT tetiklemeli üç fazlı tam dalga doğrultmaç devresiArka sayfada verilen devrede P2 üzerinden geçen akım C'yi doldurmaya başlar. C'nin gerilimi

6-9 V olduğunda UJT iletime geçer. R7 üzerinde oluşan gerilim tristörleri iletime sokar. P2potuyla çıkış geriliminin değeri ayarlanabilir.

Tristörlü orta uçlu trafolu bir fazlıtam dalga doğrultmaç devresi

AC

220

V

AC 12 V

AC 12 V

1N4001

1N4001

TIC106

TIC106

Ry

1k

1k

1k

1k

A

B SCR2

SCR1

trafonunsekonderindekiAC sinyal

t (s)

t (s)

V, I

V, I

tristörlerin çıkışındaki DC sinyal

+ + +

Tristörlü orta uçlu trafolu bir fazlı tam dalgadoğrultmaç devresinde giriş - çıkış sinyalleri

tetiklemedevresi

+

-

S

R

T

Mp

tristörler

üç fazlı trafo

Tristörlü üç fazlı yarım dalga doğrultmaç devresi

91



6. Tristörleri durdurma devreleri (yalıtma, kesime sokma yöntemleri)a. Seri anahtarla durdurmaDC ya da AC ile çalışan

küçük akımlı devrelerdekullanılan tristörleridurdurmak için kullanılanyöntemdir. Yandaki şekildeverilen şemada S1 anahtarıaçıldığı anda alıcının akımıkesilir.

b. Paralel anahtarla(buton) durdurma

DC ile çalışan tristörlüdevrelerin durdurulmasında kullanılır. Yandaki şekilde verilen şemada S2 anahtarı kapatılıncatristörden geçen akım anahtar üzerinden geçmeye başlar. Bu da tristörün içinde bulunan T1 veT2 transistörlerini kesime sokar. S2 anahtarını açsak bile tristör iletime geçemez.

c. Kondansatör ile kapasitif durdurmaI. Buton kumandalı (manuel) kapasitif durdurmaDC ile çalışan tristörlü devrelerin durdurulmasında

kullanılan yöntemdir. Yandaki şekilde verilen devrede S1’ebasılınca tristör (SCR) iletime geçer. A-K arasının iletkenolmasıyla birlikte C kondansatörü R2 üzerinden artı (+), SCRüzerinden eksi (-) alarak yavaş yavaş dolmaya başlar. S2butonuna basıldığı anda C üzerinde biriken elektrik yükütristörün katoduna uygulanmış olur. Tristör tam iletimdeykenA-K uçları arasında düşen gerilimin değeri çok az (0,6-2,4V) olduğu için, kondansatörden gelen ters yönlü polarma

UJT tetiklemeli, tristörlü üç fazlı tam dalga doğrultmaç devresi

100 k

TIC106D

3x1N4007

Ry

+

-

P210 kP1

R1 R2 R3

R4

R5

R7

R6

0-22

0 V

470 Ω

390 Ω

3x1N4007

100 nF

6,8 kΩ / 2 W

20 V2N2646

100 Ω27 Ω 27 Ω 27 Ω

R8 33 k

S1

S2

R1k

BRX49MCR100

+12 V

-

L

Tristörün seri anahtarladurdurulması

Tristörün paralel anahtarladurdurulması

L

S2R1k

S1+12

V

-BRX49MCR100

+12 V

Tristörün kapasitif (butonkumandalı) durdurulması

S1

R11k S2

R21k

L

10 µ

F

+-

C

+12 V

-BRX49MCR100

92



gerilimi, A-K uçları arasından akım geçişini durdurur.

II. İki tristörlü otomatik kapasitif durdurmaDC ile çalışan tristörlü devrelerin durdurulmasında

kullanılan yöntemdir. Yandaki şekilde verilen devrede S1’ebasılınca SCR1 iletime geçer. SCR1'in iletken olmasıylaC kondansatörü R2 üzerinden yavaş yavaş dolmaya başlar.Bir süre sonra S2 butonuna basılınca SCR2 iletime geçer.SCR2'nin iletime geçmesiyle C üzerinde biriken elektrikyükü SCR2 üzerinden geçip SCR1’i ters yönlü olarakpolarır. Ters polarma ise SCR1’i kesime sokarak lambayısöndürür.

7. Tristörlü uygulama devreleria. Tristörlerin anahtar (şalter) olarak

kullanılmasıYandaki şekilde verilen devrede S anahtarı bir kez

kapatılıp açılırsa tristör iletme geçerek L'nin sürekli olarakyanmasını sağlar. Devrenin besleme gerilimi AC olursaalıcı, S kapalı olduğu sürece çalışır. Devrede kullanılantristörün gücü artırılarak çok yüksek akım çeken alıcılarminik bir anahtarla çalıştırılabilir.

b. Tristörlerle motorların dönüşyönünün değiştirilmesi

Sabit kutuplu DC motorlarda devir yönünündeğişmesi için besleme uçlarının yer değiştirmesiyeterli olmaktadır. Bu kuraldan hareketle DCmotora seri olarak birbirine ters paralel iki tristörbağlanıp devir yönü kontrolü yapılabilir.

Yandaki şekilde verilen devrede beslemegerilimi AC'dir. Bu gerilim direkt olarak motorauygulanırsa alıcı çalışmaz. Devrede bulunantristörler tek yönde akım geçirdiğinden, ACbesleme gerilimi DC'ye çevrilir. İlk önce S1anahtarını kapatarak SCR1'in G ucununtetiklenmesini sağlayalım. Bu durumda motorüzerinden sağdan sola doğru bir akım geçişi olur ve DC motor belli bir yönde dönmeye başlar.Daha sonra S1 anahtarını açıp S2 anahtarını kapatalım. S2'nin kapanmasıyla SCR2 iletimegeçer. SCR2'nin iletken olmasıyla DC motor üzerinden soldan sağa doğru bir akım geçişi olurve motor önceki dönüş yönünün zıttı yönde dönmeye başlar.

c. Tristörlerle motorların devir sayısını değiştirme (tristörlerle yapılan AC fazkontrol devreleri)

AC özellikli sinyaller sürekli olarak yön değiştirirler. Yani akım pozitif tepe ile negatif tepearasında değişim gösterir. Akımın sıfır değerinden geçtiği anlarda tristör kesime girer. Ayrıcabir tristör sadece pozitif alternansları geçirdiğinden bir periyodun sadece 180°'lik kısmı alıcı

+12

V

R11k

10 µ

F

S1

S2

L

+-C

SCR1 SCR2

R31k

R2

1k

İki tristörlü otomatik kapasitifdurdurma devresi

-BRX49MCR100

R1k

-

S L

Tristörün anahtar olarakkullanılması

+12 V

BRX49MCR100

Tristörlerle DC motorun devir yönünündeğiştirilmesine ilişkin devre örneği

S1

S2

SCR1

SCR2

R Mp

DC motor

1N4001

AC 12 V

1N4001

MCR100

MCR100

1 k 1 k

93



üzerinden dolaşır.İşte 180°'lik pozitif alternansın başlangıcı ile bitişi arasında tristörün hangi açıda (anda)

iletime geçeceğinin tetikleme devresi yardımıyla belirlenmesine faz kontrolü denir.Faz kontrolü yapılırken G ucuna bağlanan direnç fazla azaltılırsa aşırı akım geçişi olacağından

tristör bozulur. Bu durumu önlemek için G ucuna gitmesi gereken akım hesap yoluyla belirlenir.Geyt (G) direncinin minimum değerini bulmada kullanılan denklem:Rgeyt = (Vşebeke - Vgeyt) / Igeyt [Ω]Denklem şöyle de yazılabilir: Rg = (VŞ - VG) / IG [Ω]

Örnek: Besleme gerilimi Vşebeke = 12 V olan bir tristörün tetiklenme gerilimi VG = 2 V,tetiklenme akımı ise IG = 20 mA = 0,02 A'dir. G ucuna bağlanması gereken direncin (RG)değerini bulunuz.

Çözüm: Rg = (12 - 2) / 0,02 = 500 Ω

8. Tristörlerle yapılan yarım ve tam dalga faz kontrol devreleriI. Tristörlü yarım dalga kontrollü dimmer devresiDevre, AC’nin pozitif sinyallerini kontrol ettiği için

yarım dalga dimmer olarak anılmaktadır.Yandaki şekilde verilen devreye AC uygulandığında pot

ve R üzerinden geçen akım C’yi şarj etmeye başlar. C’ningerilimi yaklaşık 0,6-2 V'luk değeri aşınca tristör iletimegeçer ve L yanar.

Potun direnç değeri büyütülürse C geç dolacağındantristör geç iletime geçer. L’nin üzerinden geçen akım azalır.Potun değeri çok fazla artırılırsa C hiç dolamadan alternansbiteceğinden L hiç yanmaz.

Potun direnç değeri küçültülürse C çabuk dolacağındantristör hemen iletime geçer. L’nin üzerinden geçen akımçoğalır.

Yandaki şekilde görüldüğü gibi yarım dalga dimmer devresinegatif alternansları tamamen kırpmakta, pozitif alternanslarıise istenilen miktarda kırparak alıcıya vermektedir.

Tristörlerin G ucu sadece pozitif polariteli akımlardatetiklenir. Negatif polariteli sinyaller G ucunu ters polarizeedeceğinden tristör yalıtkan kalır. Negatif polariteli sinyallerintristörün G-K arası eklemini zorlamaması (bozmaması) içinG'ye seri olarak koruma amaçlı diyot (1N4001-1N4007 vb.)bağlanır.

Yarım dalga kontrollü dimmer (kısıcı) devresi uygulamadapek kullanılmaz. Çünkü bu devre ile alıcıyı tam güçte çalıştırmak mümkün değildir. Çünkü,tristör AC'nin sadece pozitif alternansının geçmesine izin vermektedir.

II. Tristörlü tam dalga kontrollü dimmer devresiDevre, AC’nin pozitif ve negatif sinyallerini kontrol ettiği için tam dalga dimmer olarak

anılmaktadır.

Tristörlü yarım dalgakontrollü dimmer devresi

BRX49MCR100

V

Yarım dalga kontrollü dimmerdegiriş ve çıkış sinyalleri

94



Yandaki şekilde verilen devreye AC uygulandığındapot ve direnç üzerinden geçen akım C’yi şarj etmeyebaşlar. C’nin gerilimi yaklaşık 0,6-2 V'luk değeriaşınca tristör iletime geçer, L çalışır. Potun dirençdeğeri büyütülürse C geç dolacağından, tristör geçiletime geçer. L’nin üzerinden geçen akım azalır. Potundirenç değeri küçültülürse C çabuk dolacağındantristör çabuk iletime geçer. L’nin üzerinden geçen akımçoğalır.

Bu devreyle DC ya da AC ile çalışması gerekenalıcıların gücü kontrol edilebilir. Eğer alıcı DC ileçalışıyorsa, köprü diyotların çıkışına (tristörünanoduna, A-B arası) bağlanır. Alıcı AC ile çalışıyorsaköprü diyotlardan önce (devrenin girişine, C-D arası)bağlanır.

Yandaki şekilde görüldüğü gibi tam dalga dimmerdevresi negatif alternansları diyotlar aracılığıyladoğrultarak tristöre vermektedir. Tristör ise G ucunagelen polarma gerilimine göre pozitif yönlüalternansları kırpmaktadır.

Not: Tam dalga kontrollü dimmer devresindediyotlardan sonra filtre kondansatörü kullanılmadığı için tam doğru akım yoktur. Buna görediyotların çıkışındaki gerilim sıfır ile pozitif maksimum arasında değişmektedir. Tam dalgadimmer işte bu sayede çalışabilmektedir.

9. Tristörlü invertör (konvertisör) devreleri

I. İki tristörlü DC-AC konvertisör devresiYandaki şekilde verilen devrede,

SCR'leri tetiklemede kullanılan palsüreteci, UJT'li, 555'li, transistörlükararsız (astable) multivibratörlü vb.olabilir.

DC besleme ile çalışan devredetristörler C kondansatörüyledurdurulmaktadır (kesimesokulmaktadır). Şekilde pals devresitristörleri sırayla iletime geçirir. SCR1iletime geçince C üzerinde birikmiş olanelektrik yükü SCR2'yi kesime sokar. Cboşaldıktan sonra bu kez diğer yönde şarjolur. SCR2'ye tetikleme gelince bueleman iletime geçer. SCR2 iletimegeçince C üzerindeki elektrik yüküSCR1'i kesime sokar. Devre bu şekilde çalışmasını sürdürür. Orta uçlu olarak sarılmış olantrafolar primerden geçen akımların iki yönlü olarak akması sekonderde AC gerilim oluşturur.

95

Tristörlü tam dalga kontrollü dimmer devresi

BRX49MCR100

Tam dalga kontrollü dimmerdegiriş çıkış sinyalleri

V

V,I

t (s)çıkış sinyali

+ +

- -

İki tristörlü DC-AC konvertisör

+12 V

tetikleme palsleriniüreten devre

SCR2

N1

N2

N3

AC

C+

SCR1



10. Işığa duyarlı tristör kontrol devreleri

I. LDR ve tristörlü karanlıkta çalışan devreYandaki şekilde verilen devrede ortam karardığında

LDR'nin direnci artar ve üzerinde düşen gerilim büyür. LDRüzerinde oluşan gerilim tristörü sürerek lambayı çalıştırır.Ortam aydınlanınca LDR'nin direnci azalır. LDR üzerindeoluşan gerilim azalınca tristör iletime geçemez.

11. UJT (unijonksiyon transistör, tek eklemlitransistör) ve tristörlü yük kontrol devreleri

UJT, yandaki şekilde görüldüğü gibi iki yarı iletkeninbirleşiminden oluşmuş tetikleme elemanıdır.

UJT'nin ayakları E, B1, B2 şeklindeadlandırılmıştır.

UJT'de E ucuna uygulanan pozitif gerilimindeğeri 6-9 V olduğunda B2'den B1'e doğru akımgeçişi olur.

Başka bir deyişle UJT'nin E ucundaki gerilimE-B1 eklem bölgesinde düşen gerilimden 0,2-0,7V fazla olduğunda B2'den B1'e doğru akım geçişiolur.

UJT'nin iç yapısı, kolay anlaşılması için yandakişekilde görüldüğü gibi diyot ve dirençlerle ifadeedilebilir. Bu yaklaşıma göre RB1 ve RB2 ilk andaakıma yüksek direnç gösterir. E ucunun gerilimiRB1 üzerinde oluşan gerilimden 0,2-0,7 V fazlaolunca E ucundaki diyot iletime geçer. Bununsonucunda da RB2, RB1 dirençlerinin değeri hemenen düşük seviyeye iner.

UJT, dimmer, zamanlayıcı, osilatör vb.devrelerinde kullanılmaktadır.

96

LDR ve tristörlü karanlıktaçalışan devre (gece lambası)

AC220 V

220 V/15 W lamba

220k

-1M

Ω BRX49MCR100

PN

E

B2

B1

UJT'nin yarı iletken yapısı

B2

B1

UJT sembolü

E

VE

DRB2

RB1

B2

VBB

UJT'nin diyot-direnç eşdeğeri

B1

B1B1

B2E

B2

E

Bazı UJT'lerin ayaklarının dizilişi

2N26462N26472N48702N4871



a. UJT'li pals üreteci (gevşemeli osilatör)Yandaki şekilde verilen devreye DC uygulanınca pot

ve R1'den geçen geçen akım kondansatörü doldurmayabaşlar. C'nin gerilimi 6-9 V arası bir değere ulaşınca UJTaniden iletken olur. B2'den B1'e doğru geçen akım R3üzerinde gerilim oluşmasını sağlar. Emitere bağlı olan Cçok küçük kapasiteli olduğundan hemen deşarj olarakdevrenin başlangıç noktasına dönmesine neden olur.

b. UJT ve tristörlü tam dalga kontrollü dimmer(kısıcı) devresi

Yandaki şekildeverilen devre ACsinyallerin pozitifve negatifalternanslarınıkontrol eder.Devrede, köprübağlı diyotlarAC'yi DC'yeçevirir. Fakat butam DC değildir.Sürekli olarak sıfırile tepe değerarasındadeğişmektedir. Öndirençle korunmakta olan zener diyot UJT içingereken sabit besleme gerilimini sağlar. UJT'lipals üreteci ise tristörü tetikler.

c. UJT ve tristörlü gecikmeyle çalışan(turn-on tipi) zaman rölesi devresi

Yandaki şekilde verilen devrede S anahtarıkapatılınca C dolmaya başlar. C’nin gerilimi 6-9V düzeyine ulaşınca UJT aniden iletime geçer.R3 üzerinde oluşan gerilim tristörü tetikler, lambayanar. Pot ile L’nin çalışmaya başlama zamanıayarlanabilir.

12. Tristörlerin korunmasıHer tristörün çalışma gerilim ve akımıyla ilgili karakteristik değeri kataloglarda bildirilir.

Teknik verilere bakmadan yapılan devrelerin düzgün çalışması mümkün değildir.Bir tristör, aşırı akım, yüksek tetikleme akımı, yüksek ters A-K gerilimi gibi nedenlerle

bozulur. Kataloglarda VR (Vreverse) olarak verilen değer, tristöre ters olarak uygulanabilecek

97

R1 22-100 k

P 100-470 k

R3 100-220 Ω

çıkışt (s)

2N26

46

V (V)

C 1 µF

+12 V

R2

100-

220

Ω

+

UJT'li pals osilatörü devresi

-

R4

47 Ω2N2646

9,1 V

AC

12-

15 V

4x1N

4001

+UJT

12 Vflamanlılamba

UJT ve tristörlü tam dalga dimmer devresi

1 k

1 µF

BRX49MCR100

R347 Ω

470 k

47 Ω

C 1 µF

+12

VS

R2

47 ΩR3

R1 100 kΩ

UJT

P

L

2N2646

UJT ve tristörlü turn-on zaman rölesi devresi

12 Vflamanlılamba

BRX49MCR100

470 k



98

maksimum gerilimi belirtir. VF, (Vforward) ise ileri yönde uygulanabilecek maksimum gerilimibildirir. Ters dayanma gerilimi aşılacak olursa elemandan geçen sızıntı akımları anidenyükselerek arızaya neden olur.

Sonuç olarak, tristörlerin devrede uzun süre görev yapabilmesi için karakteristik değerlerininuygun olup olmadığına çok dikkat edilmelidir.

13. Uygulamada kullanılan bazı tristörlerin özellikleri TIC106M: 600 V/3,2 A, İletimde tutma akımı: 8 mA, Tetiklenme akımı: 0,2 mA TIC126D: 400 V/7,5 A, İletimde tutma akımı: 40 mA, Tetiklenme akımı: 20 mA,

İletimdeyken A-K arasında düşen gerilimin değeri: 1,4 V BRX49: 400 V/0,8 AA, Kısa süreli olarak geçirebileceği akım: 6 A, Tetiklenme akımı: 20 mA TIC106D: 400 V/3,2 AA TIC116E: 500 V/5 AA BRX49: 400 V/0,8 AA

14. Silisyum (silikon) anahtarlarının incelenmesi

a. PUT’lar (programlanabilen UJT'ler)Dört yarı iletkenin birleşiminden oluşmuş, yapı olarak tristöre benzeyen, tek yönde akım

geçiren tetikleme elemanlarına PUT denir. PUT'ların ayakları, A, K, G şeklinde adlandırılmıştır.Bu elemanların iletime geçme geriliminin değeri G ayağına bağlanan iki adet gerilim bölücü

polarma direnciyle değiştirilebilir.PUT'ların iletken olabilmesi için A-K arasına uygulanan gerilim G ucunun geriliminden 0,6

volt daha fazla olmalıdır.Yani, VAK > VG + 0,6 Vİletime geçme noktası değiştirilebilen (programlanabilen) PUT’lar, UJT’lerden daha

üstündür. Besleme gerilimleri DC 40 volta kadar yükseltilebilir. Ayrıca PUT’ların ürettiğipalslerin genlik değeri de UJT'lere oranla daha yüksektir.

Hatırlatma: Gerilim bölmeKirchhoff'un gerilim yasasına göre seri bağlı dirençler üzerine düşen gerilimlerin toplamı

devreye uygulanan gerilime eşittir. Örneğin 1 kΩ'luk üç adet direnci seri olarak bağlayıp 12 Vuygulayalım. Bu durumda dirençlerin üzerindeki gerilimler voltmetre ile ölçülecek olursa herbir direnç üzerinde 4 voltluk gerilim düşümü olduğu görülür. Buna göre VT=VR1+VR2+VR3denklemi söz konusudur. Aynı şekildebirbirine seri bağlı iki direncin üzerindedüşen gerilimlerin toplamı da beslemegerilimine eşittir. İşte bu özelliktenyararlanılarak yüksek değerli gerilimlerseri dirençlerle küçük parçalaraayrılabilmektedir.

PUT’lu pals üreteci devresiYandaki şekilde verilen devre

şemasında R1 ve R2 gerilim bölücüdirençleri aracılığıyla PUT’un G ucuna PUT sembolü

R3

Vçıkış

10-1

00 k

10-1

00 k

C100 nF

PUT'lu pals (darbe) üreteci

A

K

2N6027

G

100 Ω

R4 100-470 k



sabit bir polarma gerilimi uygulanır. 100 kΩ'luk direnç (R4) üzerinden geçen akım isekondansatörü şarj etmeye başlar. C üzerinde biriken yükün gerilim değeri G ucundaki gerilimden0,6 V fazla olduğu anda PUT iletime geçer. R3 üzerinde testere dişine benzeyen gerilim oluşur.

G ucuna polarma gerilimi sağlayan R1 ve R2’nin değeri değiştirilirse PUT’un iletime geçmedüzeyi ayarlanabilir (programlanabilir).

Örneğin PUT’lu darbe üreteci devresi 12 V ile çalışsın. Gerilim bölücü dirençler ise, R1 = R2 =100 kΩ olsun. Bu durumda PUT’un G ucundaki polarma gerilimi VG = 6 V olur. Dolayısıyla,kondansatörün gerilimi 6,6 V'u aştığı anda PUT iletime geçerek R3 üzerinde palsler oluşturmayabaşlar.

b. SUS’lar (silicon unidirectional switch,silikon tek yönlü anahtar)

Tek yönde akım geçiren tetikleme elemanlarına SUSdenir. SUS'ların ayakları A, K, G şeklindeadlandırılmıştır. G ucu anoda yakın olan yarı iletkendençıkarıldığı için bu elemanlar anot kapılı tristörlerebenzerler.

SUS’un iletime geçirilme yöntemleri şunlardır:I. G ucuna eksi (-) tetikleme uygulayarak.II. SUS’un anoduna şaseye göre 7,4-7,5 V arası bir

gerilim uygulayarak.SUS’un daha düşük gerilimlerde tetiklenmesi

istenirse G-K arasına şekilde görüldüğü gibi dışardanzener diyot ya da direnç eklenir.

G-K arasına bağlanan 3 V'luk bir zener diyot SUS’un iletimegeçme geriliminin yaklaşık 3,7 volta inmesine neden olur.

G-A ve G-K uçları arasına eşit değerli iki direnç eklenirse (örneğin33 kΩ ya da 100 kΩ) SUS’un tetiklenme gerilimi yaklaşık 4 V olur.

SUS’lu pals üreteci devresiYandaki şekilde verilen devrede R1 ve P'den geçen akım C'yi

doldurmaya başlar. C'nin gerilimi 7,4-7,5 V olunca SUS iletimegeçerek Ry üzerinde gerilim oluşturur. C küçük kapasiteliolduğundan hemen boşalır, SUS kesime gider. Ardından C tekrardolmaya başlar.

99

SUS sembolü SUS'un transistör eşdeğeri SUS'un tetiklenme gerilimi değerininzener diyot ile değiştirilmesi

anot (A) anot (A)geyt (G) geyt (G)

katot (K)

katot (K)R15 kΩ

6,8 V

Vters

I (mA)

I (mA)

Vileri

SUS'un elektriksel karakteristik eğrisi

SUS'lu pals üreteci devresi

+12 V

R1 10 k

P 100 k

-

G 2N4987

RyC

100 nF

A K



SUS ve tristörlü tam dalgakontrollü dimmer

Yandaki şekilde verilendevrede R1 ve P üzerinden şarjolan kondansatörün gerilimiyaklaşık 7,4-7,5 V olunca SUSiletime geçerek tristörü sürer.Tristörün iletime geçme anı potundeğerine bağlı olarak değişir velambanın verdiği ışık pot ileayarlanmış olur.

c. SBS’ler (silicon bidi-rectional switch, silikon ikiyönlü anahtar)

İki yönde akım geçirebilen tetiklemeelemanıdır. Birbirine ters paralel bağlı ikiSUS’tan oluşmuştur. G ucu hem (+) hemde (-) polarma ile tetiklenebilir. Tetiklenmegerilimi 6-10 V arasında değişir. Darbeüreteci olarak triyakların tetiklenmesindevb. kullanılır.

2N4991 tip SBS’nin bazı elektrikselözellikleri: Tetikleme gerilimi yaklaşık: 6- 10 V, tetikleme akımı: 0,5 mA.

SBS ve triyaklı dimmer devresiYandaki şekilde verilen devrede R ve P'den geçen akım

C'yi doldurmaya başlar. C'nin gerilimi SBS'nin iletimegeçme değerine yükseldiğinde bu eleman akım geçirerektriyakı sürer.

ç. SCS'ler (iki kapılı tristörler)P ve N tipi dört yarı iletken maddenin birleştirilmesiyle

elde edilmiş, iki tetikleme ucu olan elemanlara SCS denir.SCS'de G1 kapısı artı (+) polariteli akımla, G2 kapısı iseeksi (-) polariteli akımla tetiklenir. SCS’yi yalıtımdurumuna sokmak için ise G1 kapısına eksi (-) yada G2 kapısına artı (+) yönlü akım uygulamakyeterli olmaktadır.

Başka bir deyişle SCS, kapılarından herhangibirine doğru polarmalı gerilim uygulanarak iletime,ters polarmalı gerilim uygulanarak ise kesimesokulabilmektedir.

100

4x1N4001

100 nF

R1 1-10 kΩ

P 10-100 kΩ2N4987

TIC106D

12 V flamanlı lamba

A

G

AC 12 V

K

SUS ve tristörlü tam dalga dimmer devresi

1-10 kΩ

SBS sembolü SBS'lerin elektriksel karakteristik eğrisi

Vters (V)

I (mA)

Idoğru (mA)

Vdoğru (V)

Iters (mA)

anotgeyt

katotgeyt

A

K

SCS sembolü SCS'nin yarı iletken yapısı

SBS ve triyaklı dimmer

470 k



SCS'li sıcaklık alarm devresiYandaki şekilde verilen devrede ortam sıcaklığı

artınca NTC'nin direnci azalır. Pot üzerinde oluşangerilim SCS'yi sürer. Rölenin kontakları konumdeğiştirir.

Ortam sıcaklığı azalsa bile röle çalışmaya devameder. B butonuna basıldığında ise SCS kesimegiderek röleyi ilk konumuna getirir.

15. Diyaklar (diak, diac)İki yönde de akım geçirebilen tetikleme

elemanına diyak denir. Diyak sözcüğü alternatifakımda kullanılan diyot anlamına gelmektedir.Diyak aslında tetikleme (G) ucu olmayan ikitristörün birleşiminden oluşmuştur.

Diyak, bir sinyali (akımı) belli bir seviyeyekadar bloke eder (geçirmez). Başka bir deyişlediyak, herhangi bir ucuna uygulanan gerilim 20-50 V olduğunda aniden iletkenleşen elemandır.

Diyaklar, SCR ve triyaklı devrelerde çokyaygın olarak kullanılmaktadır.

Uygulamada kullanılan bazı diyakların iletimegeçme değerleri şöyledir: BR100: 28..36 V,DB4: 35...45 V

a. Diyaklı pals üreteci (pals osilatörü)Yandaki şekilde verilen devreye DC ya da AC

uygulandığında R ve P’den geçen akım C’yidoldurmaya başlar. C’nin gerilimi yaklaşık olarak20-50 V olduğunda diyak iletkenleşir. Ryüzerinde bir gerilim oluşur. Küçük kapasiteli olanC hemen boşalacağından diyak tekrar kesimegider ve devre başa döner. Pot ile C’nin dolmazamanı ayarlanabilir. Potun değerine bağlı olarakçıkıştan alınan palslerin frekansı değişir.

Devrenin çıkışından alınan sinyallerosilaskopla incelenecek olursa testere dişine

101

A

K

SCS'nin transistör eşdeğeri SCS örneği

SCS'li sıcaklık alarm devresi

100 kΩ

470 k

Diyak sembolleri Diyakın yarı iletken yapısı Diyak örneği

Diyakın elektriksel karakteristik eğrisi

iletimegeçmedeğeri

iletimegeçmedeğeri

I (A)

V (V)

I (A)

V (V)

V (V)

t (s)

BR100

çıkışsinyali

100 nF/400 V

P 10

0-47

0 kΩ

R 1

00-4

70 k

Ω

AC

220

V

Ry100 Ω

1N4007

Diyaklı pals (testere dişi sinyal) üreteci devresi



benzer palslerin oluştuğu görülür.

b. 220 V'ta çalışan diyaklı flaşör devresiYandaki şekilde verilen devreye AC 220 V

uygulandığında R1 direnci üzerinden yavaşyavaş şarj olan C’nin gerilimi 20-50 V olduğundadiyak iletime geçerek ledi çalıştırır.

C'nin led üzerinden boşalmasıyla diyak tekrarkesim durumuna geçer ve devre başa döner.Devrede kullanılan 1N4007 diyodu, ledi negatif alternanslara karşı korur.

Diyakların sağlamlık testi: Ohmmetreyle yapılan diyak ölçümde her iki yönde de yüksekdirenç (200-500 kΩ) göstermelidir.

16. Dört tabaka (shockley, PNPN, 4D) diyotlarDört yarı iletkenin birleşmesinden

oluşmuş elemanlardır. Bu elemanlardoğru polarma altında çalışırkenuçlarına uygulanan gerilim iletimseviyesine ulaşıncaya kadar, terspolarmalanmış normal diyot gibiçalışır. Uygulanan gerilim yükselerek,iletim gerilimi seviyesine ulaştığındaise, diyot aniden iletime geçerken, elemanüzerinde düşen gerilim de azalmayabaşlar. Gerilim, belirli bir değereazaldıktan sonra, tekrar yükselmeyebaşlar. Bu noktadaki gerilime tutmagerilimi denir.

Dört tabaka diyot, tutma gerilimindensonra, gerilimini ve akımını artırarak düzpolarmalı normal diyot gibi çalışır. Başkabir anlatımla, dört tabaka diyotlar,başlangıçta ters polarmalı normal diyotlargibi, tutma geriliminden sonra ise düzpolarmalı normal diyotlar gibi çalışır. Buiki çalışma noktası arasında gerilimdüşerken akımın arttığı bir karakteristikgösterirler.

Yandaki şekilde 4D diyotların elektriksel karakteristik eğrisi verilmiştir.

Dört tabaka diyotların iletim gerilimleri 10-100 V arasında, iletim akımları ise 1-50 mAarasında değişmektedir. Bu tip diyotlar, tristör, triyak gibi elemanların tetiklenmesinde, palsjeneratörlerinde, rölesiz telefon sistemlerinde, AC sinyalleri kırpma devrelerinde vb. kullanılır.

Dört tabakalı diyot örnekleri: 1N5159, 1N5160, 1N5779, 1N5780, 1N5793...

102

Diyaklı flaşör devresi

BR100 100-820 Ω

1N4007

1-10 µF

R1

R2

C

220 kΩ-470 kΩ

AC

220

V

led

A KDört tabaka (4D) diyotsembolleri

Dört tabaka (4D) diyodunyarı iletken iç yapısı

I (A)Imaks(50mA/5A)

Itutma(1mA/50mA)

15 µA/35 µA

iletkenlikbölgesi

negatifdirençbölgesi

V (V)

Vtutma0,5 V/1,2 V

Vçalışma20 V/200 V

tutmanoktası

kesim bölgesi

Dört tabaka diyodun elektriksel karakteristik eğrisi



Dört tabaka diyotla yapılan pals osilatörüYandaki şekilde verilen devreye akım

uygulandığında kondansatör R1 direnci üzerinden şarjolmaya başlar. C’nin gerilimi PNPN diyodun tetiklenmegerilimi seviyesine ulaştığında eleman iletime geçerekRy üzerinde gerilim oluşturur. Devrede kullanılankondansatör küçük değerli olduğundan çabucak deşarjolarak PNPN diyodun kesime gitmesine neden olur.PNPN diyot kesime gittiğinde C yeniden dolmayabaşlar. Devre bu şekilde çalışmasını sürdürerek Ryüzerinde palsler oluşturur. Palslerin frekansı R1direncinin değeri değiştirilerek ayarlanabilir.

17. Neon lambalarFlamansız, soğuk katotlu gazlı lambalara neon lamba denir. Neon lambalar cam gövde içindeki

gazın özelliğine göre kırmızı, yeşil, sarı, turuncu vb. renklerde ışık yayarlar. Bu lambalarıçalıştırmak için uygulanması gereken gerilim cam gövde içindeki gazın (argon, helyum, sodyumvb.) cinsine ve elektrotlar arasındaki mesafeye bağlıdır. Örneğin lamba içinde neon gazı varsa,21,5 V uygulandığında gaz iyonize olarak turuncu ışık verir.

Neon lambaların ateşleme gerilimleri modeline göre 90 V'a kadar çıkar.220 V ile neon lamba çalıştırılacağı zaman 1/4 W gücünde 100-150 kΩ'luk direnç lambaya

seri bağlanır. Neon lambalar, karakteristik olarak diyaklara benzediklerinden, tristör ve triyaklarıntetiklenmesinde, elektrik enerjisinin olup olmadığını gösteren pano tipi göz lambalarında, kontrolkalemlerinde, gece lambalarında, ışıklı anahtarlarda vb. kullanılır.

Küçük boyutlu tip neon lambaların akımı 0,6 mA iken, duya monte edilerek kullanılan neonlambaların akımı 1,9-2,5 mA dolayındadır.

Neon lambalı pals üreteci devresiYandaki şekilde verilen devreye AC

uygulandığında diyot, R1 ve P üzerinden geçenakım C'yi doldurmaya başlar. C'nin gerilimi neonlambanın iletime geçme gerilimi seviyesineulaşınca bu eleman iletime geçer ve çıkıştakidirenç üzerinde gerilim oluşur. Küçük kapasiteliolan C hemen boşalacağından neon lambakesime gider ve devre başlangıç noktasındakidurumuna dönmüş olur. Sonuçta çıkıştaki direnç(R2) üzerinde testere dişine benzer palsleroluşur.

103

V (V)

t (s)

çıkışsinyaliA

C y

a D

C

R1

C

Ry

PNPNdiyot

Dört tabaka diyotlu pals üreteci devresi

Neon lambalı pals üreteci

V,I470 k

Neon lamba örnekleriNeon lamba sembolü



104

D. TRİYAKLAR (TRIAC, TRİAK)1. Triyakların yapısı ve çalışmasıSekiz yarı iletkenin birleşiminden oluşmuş, iki yönde de akım geçirebilen güç kontrol

elemanlarına triyak denir.Triyakların ayakları A1-A2-G (T1-T2-G ya da MT1-MT2-G) şeklinde kodlanmıştır. G ucu

A1-A2 arasından geçen akımı denetler. A2 ucu ise yükün bağlandığı uçtur.

Triyak, iki adet tristörün ters paralel bağlanmış hâline benzetilebilir.Triyak DC’de çalışırken G ucu bir kez tetiklendiğinde A2-A1 arası sürekli, AC’de çalışırken

ise G ucu tetiklendiği sürece A2-A1 arası iletken kalır.Triyak AC beslemeli devrelerde kullanılırken G ucuna bağlanan diyak, UJT, PUT, SUS,

SBS, neon lamba gibi elemanlarla tetiklenme açısı (anı) daha iyi ayarlanabilir. Bu sayede A2-A1 arasından geçen akım kontrol edilerek alıcının istenilen güç değerinde çalışması sağlanabilir.

Triyakların tetiklenmesiTriyakların alıcıyı çalıştırabilmesi için G ucuna belli bir

tetikleme akımı vermek gerekir.Tetikleme akımı (IG) ise çeşitli şekillerde sağlanabilir.

I. DC üreteç ile tetiklemesiYandaki şekilde verilen devrede görüldüğü gibi bu

yöntemde triyakın geyt akımı bir DC üretecinden sağlanır.Triyakın DC üreteç iletetiklenmesi

VG 1-2 V

alıcı

Vşebeke

BT1

36

RG A1

A2

A1

A2 A2

G GA1A2

GA1

Triyakın yarı iletken iç yapısıTriyak sembolleri Çeşitli triyaklar

-I (A)

iletim bölgesi

+V (V)

iletimegeçmenoktası

iletime geçmenoktası

iletim bölgesi

-V (V)

kesim bölgesitutma akımı

kesim bölgesi

Triyakın elektriksel karakteristik eğrisi

+I (A)

A2

G

A1

Triyakın tristör eşdeğeri



105

II. G ucunun ana besleme kaynağına bağlı dirençüzerinden tetiklenmesi

Yandaki şekilde verilen şemada görüldüğü gibi geyt ucuküçük akımlarla çalıştığından akım sınırlayıcı R direnciüzerinden tetikleme yapılır. R direncinin tam doğru olarakseçilebilmesi için,

R = (Vşebeke - VG) / IG [Ω] denklemi kullanılır.G ucuna bağlanan R direncinin değeri büyütüldükçe

tetikleme akımı küçüleceğinden triyak, daha geç iletimegeçecek, bu ise alıcının gücünü azaltmamızı sağlayacaktır.

Örnek: Besleme gerilimi (Vşebeke) 12 V olan bir devrede kullanılan triyakın G ucununiletime geçme gerilimi (VG) 1 volttur. G ucunun çektiği akım (IG) 1 mA (0,001 A) olduğunagöre, G ucunu aşırı akıma karşı korumak için kullanılması gereken direncin değerini bulunuz.

Çözüm: R = (12-1)/0,001 = 11/0,001 = 11000 Ω

Triyakların çalışma modları (durumları)a. Mod I (+)Yandaki şekilde görüldüğü gibi triyakın G ucu (+), A2

ucu (+), A1 ucu (-) gerilimle tetiklenir. Bu durumda A2’denA1’e akım geçişi olur. Mod I (+) çalışma biçimi tristörünçalışmasının aynısıdır. Bu modda triyak tam iletimdedir.

b. Mod II (-)Triyakın G ucu (-), A2 ucu (+), A1 ucu (-) gerilimle

tetiklenir. Bu durumda A2’den A1’e doğru akım geçişi olur.Mod II (-) tipi çalışmada mod I (+)'ya oranla daha yüksek tetikleme gerilimine ihtiyaç vardır.

c. Mod III (+)Triyakın G ucu (+), A2 ucu (-), A1 ucu (+) gerilimle tetiklenir. Bu durumda A1’den A2’ye

doğru akım geçişi olur.Mod III (+) modunda G ucuna uygulanan polarma akımı Mod I (+) yöntemindeki akımdan

daha yüksek olmalıdır.

ç. Mod III (-)Triyakın G ucu (-), A2 ucu (-), A1 ucu (+) gerilimle tetiklenir. Bu durumda A1’den A2’ye

doğru akım geçişi olur.Yukarıda açıklanan çalışma şekilleri içinde I (+) ve III (-) modlarında çalışma çok iyi olup,

alçak güçlü devrelerde tercih edilir. Bu modlarda tetiklenen triyakın iletime geçmesi için Gucuna verilmesi gereken akımlar küçüktür. I (-) ve III (+) modlarında çalıştırılan triyaklardatetikleme akımı ile A1-A2 arasından geçen akımların yönleri birbirine zıttır. Bu da verimi düşürür.O nedenle bu iki yöntem pek kullanılmaz.

Triyakların kesime sokulmasıÇalışmakta olan bir triyakı durdurabilmek için çeşitli yöntemler kullanılır.

alıcı R10-82 k A2

A1G

Vşebeke

Triyakın ana beslemekaynağından tetiklenmesi

BT13

6

BT1

36alıcı

DC

12

V

DC 1-2 V

Triyakın mod I (+) olarak çalıştırı lması

+

-

A2

A1G

R



106

Triyak DC ile çalışıyorsa kesime sokma şekilleriI. Seri anahtarla (devre akımı kesilerek)II. Paralel anahtarlaIII. Kapasite (kondansatör) ile

Triyak AC ile çalışıyorsa kesime sokma şekilleriI. Seri anahtarlaII. G'nin tetikleme akımı kesilerekIII. Triyakın A2-A1 uçları arasından geçen yük akımını tutma akımının altına indirerek

Ek bilgi: Tutma akımıHer triyakın taşıyabileceği maksimum akım değeri bellidir. Bunun yanında triyakların

üzerinden geçen akım belli bir alt değere indirilirse eleman birden kesime gider. Örneğin 10 Ataşımakta olan bir triyaktan geçen akımı sıfıra doğru azaltırken akım mA seviyesine indiğindeaniden sıfır olur. İşte triyakın kesime girdiği bu ana tutma akımı denir.

2. Triyakın sağlamlık testiOhmmetre uçları A2 - A1 arasına bağlanır. 100 Ω - 10 kΩ arası değere sahip direncin bir ucu

G ucuna, diğer ucu ölçü aletinin problarından herhangi birine değdirilir. Bu durumda triyakınA2 - A1 arası gösterdiği yüksek direnç sıfıra doğru azalırsa elemanın sağlam olduğu anlaşılır.

Ohmmetre ile yapılan ölçüm her zaman doğru sonuç vermeyebilir. Bundan dolayı basitdevreler kurularak sağlamlık testi yapmak daha doğrudur.

3. Triyaklı faz kontrol devreleriTriyaklar kullanılarak lamba, AC seri motor, ısıtıcı vb. gibi alıcıların üzerinden geçen akımın

miktarı kolayca ayarlanabilmektedir.Bilindiği gibi triyaklar G uçları tetiklendiğinde her iki yönde de akım geçirebilirler. Bunun

yanında G uçlarına uygulanan tetikleme sinyalinin zamanı değiştirilerek A1 - A2 uçları arasındangeçen akımın değeri kontrol edilebilmektedir.

a. Triyaklı basit dimmer (kısıcı) devresiYandaki şekilde verilen dimmer devresinde

kullanılan pot ile C’nin dolma zamanıayarlanabilmektedir. Buna bağlı olarak da C'ninüzerinde oluşan gerilim sonucunda iletime geçendiyak triyakı sürmektedir.

Devrede potun değeri küçültülürse, C hemendolar, diyak çabuk iletime geçerek triyakı tetiklerve alıcıdan yüksek değerli bir akım geçer.

Potun değeri büyültülürse C geç dolar, diyak gecikmeli olarak iletime geçip triyakı geçtetikleyeceğinden alıcıdan düşük değerli bir akım geçer. Verilen dimmer devresinde alıcı eğeromik (akkor lamba, halojen lamba, ısıtıcı vb.) özellikli ise çalışma gayet düzgün olur. Alıcıeğer indüktif (bobin, trafo, motor vb.) özellikli ise triyaktan geçen akım ile gerilim arasındabir miktar faz farkı olacağından, triyak iletime geçtiği anda üzerinde yüksek gerilim oluşturabilir.

Triyaklı basit dimmer devresi

BR100100-470 k

100 nF/400 V

alıcı

22-56 kA2

A1BT1

36

G

AC 220 V15-100 W



107

Bu yüksek gerilim ise triyakı tekrar iletken durumuna geçirir.İşte bu sakıncayı ortadan kaldırmak için triyakın A2-A1 uçlarıarasına paralel olarak yandaki şekilde görüldüğü gibi R ve Cbağlanır.

b. Triyaklı geri uç etkili iyi kalite dimmer devresiYandaki şekilde verilen dimmer devresinde iki adet

kondansatörkullanıldığından potaz çevrilmesinerağmen lambanınışığının anidenazalması ya daçoğalması sorunuortadan kalkar. Yaniışığın şiddeti düzgünbir biçimde azalıpçoğalır.

c. Triyaklı AC seri (üniversal) motor hız kontrol devresiYandaki şekilde verilen

devre ile AC seri motorlarındevir ayarı yapılabilir.

Potun değerideğiştirildikçekondansatörlerin dolmazamanı değiştiğindentriyakın tetiklenme anı dadeğişir. Bu ise motordangeçen akımı ayarlayarakhızı değiştirir.

Devrede triyakın düzgün olarak çalışabilmesi ve yakında bulunan radyo, TV gibi cihazlarınparazitik sinyallerden etkilenmemesi için iki adet filtre kullanılmıştır.

Motora seri bağlanan bobin yüksek frekanslı sinyalleri üzerinden geçirmeyerek bastırır.

Triyaka paralel bağlanan R-C filtre ise yüksek frekanslı sinyalleri kendi üzerinden geçirerektriyakın bu tür sinyallerden olumsuz etkilenmesini engeller.

Triyaka R-C filtrenin bağlanışı

100 Ω

100 nF400 V

22-100 nF/400 V

BR100

C2C1

1-22 kΩ

100-470 kΩ

22-56 kΩ

AC

220

V BT1

36B

T138

100

nF/4

00 V

100

Ω

100 µHAC serimotor

parazit önleyici bobin

S L

para

zit ö

nley

ici R

-C fi

ltre

Triyaklı AC seri motor hız kontrol (dimmer) devresi

V,I

Triyaklı dimmer devresinde alıcıüzerinden geçen kırpı lmış sinyalin şekli

t (s)

AC

220

V

22-100 nF/400 V

1-22 kΩ

100-470 kΩA2

A1

BR100

G

15-100 W

alıcı 22-56 kΩR1

R2

P

C1 C2

BT1

36

Triyaklı geri uç etkili iyikalite dimmer devresi



108

4. Triyaklı uygulama devreleria. Triyakları anahtar ya da şalter olarak kullanma ile

ilgili devreler

I. Triyakın basit anahtar olarak kullanılmasıYandaki şekilde verilen devrede S anahtarı bir kez kapatılıp

açılırsa triyak iletme geçerek L'nin sürekli olarak yanmasını sağlar.Devrenin besleme gerilimi AC olursa alıcı, S kapalı olduğu süreceçalışır. Devrede kullanılan triyakın gücü artırılarak çok yüksek akımçeken alıcılar mini bir anahtarla çalıştırılabilir.

II. Triyakın iki kademeli anahtar olarakkullanılması

Yandaki şekilde verilen devrede S anahtarı, 1konumundayken alıcı tam güçte çalışır. Anahtar 2konumuna alındığında G ucuna sadece pozitif alternanslargittiğinden triyak tek yönde akım geçirir. Alıcı üzerindenbesleme geriliminin yarısı geçtiğinden L yarım güçte çalışır.

b. Triyak ile ışık kontrol devreleri

I. Triyaklı karanlıkta çalışan devreYandaki şekilde verilen devrede ortam karardığında

LDR’nin direnci artar. Üzerinde düşen gerilim yükselir.Diyak iletime geçerek triyakı tetikler ve lamba yanar.Aydınlık ortamda L söner.

c. Triyaklı AC motor hız kontrol devresiYandaki şekilde verilen triyaklı motor hız kontrol devresi

500-2000 W arası güce sahip üniversal motorların devirsayısını istenilen şekilde ayarlayabilir.

Devrede potun direnç değeri düşürülürse Cdaha çabuk dolar ve diyakı iletime sokar. İletimegeçen diyak triyakı tetikleyerek motor üzerindenyüksek değerli bir akım dolaştırır. Bu sayede mo-tor hızlı döner. Potun değeri büyütüldüğünde isemotorun devir sayısı azalır.

5. Triyak ve tristörlerin karşılaştırılmasıEndüstriyel sistemlerde ve çeşitli elektronik

cihazlarda sıkça karşımıza çıkan tristör ve triyakınbirbirinden en önemli farkı, tristörün tek yönde, triyakın ise iki yönde akım geçirebiliyorolmasıdır.

Tristörler, yüksek güçlü doğrultmaçlarda, kaynak makinelerinde, vinçlerdeki DC ile çalışanmotorların hızının kontrolünde vb. karşımıza çıkar.

Triyakın anahtar olarakkullanılması

R1k

-

S L

+12 V

BT1

36

BR100

100-470 kΩ

100 nF/400 V

A2

A1BT1

38

G

M500-2000 W

Triyaklı AC seri motor hız kontrol devresi

potAC

220

V

10-33 kΩ

Triyakın iki kademeli anahtar(şalter) olarak kullanılması

S L

BT13

6

AC

220

V

211N4007

22-56 kΩ

BT13

6

AC

220

V

L

diyak

LDR

Triyaklı karanlıkta çalışan devre

33-100 kΩ



109

Triyaklar ise ışık şiddetini kontrol eden devrelerde, merdiven ışık otomatiklerinde, AC mo-tor kontrol devrelerinde, ışık, ısı kontrol devrelerinde vb. kullanılır.

Tristör kullanılarak triyak yapmak mümkündür. Şöyle ki; iki adet tristörün A-K uçları birbirineters paralel olarak bağlandığında iki yönde de akım geçirebilen bir triyak elde edebilirir. Ancakbu yöntem uygulamada kullanılmaz.

6. Tristör ve triyakların korunmasıa. Parazitik gerilimlerin oluşmasına karşı yapılan korumaTristör ve triyaklar indüktif özellikli alıcıları kontrol etmede kullanıldıklarında, iletim ve

kesime gittikleri anlarda yük olarak kullanılan bobinlerin uçlarında besleme geriliminin yaklaşıküç katı genliğe sahip, yüksek frekanslı gerilim oluşur. Bobinin etrafında oluşan manyetik alanınyarattığı yüksek indüksiyon gerilimi kısa bir süre içinde oluşmasına rağmen tristörünbozulmasına yol açabilir. Öte yandan bobinin oluşturduğu gerilim radyofrekans (RF) parazitiolarak şebekeye bağlı diğer alıcıları (radyo, TV vb.) olumsuz etkileyebilir.

Bobinli alıcılardan kaynaklanan parazitik (istenmeyen) sinyaller tristör, triyak gibi elemanlarınistenildiği anda durdurulmasına da engel olur.

Parazitik sinyalleri yok etmek için,I. Tristör ve triyakın iki ana ucu (A-K ve A2-A1) arasına R-C (direnç-kondansatör) bağlanırII. Yüke seri olarak bobin (indüktans) bağlanır.III. Tristörlü devrelerde indüktif yüke (röle, motor vb.) ters paralel olarak diyot bağlanır.

b. Aşırı geyt akımına karşı korumaTristör ve triyakların geyt akımlarının hangi düzeyde olması gerektiği kataloglarda

belirtilmiştir. Devre üretimi yapılırken katalog verileri göz önüne alınarak G’ye uygun değerlidirenç bağlantısı yapılır.

c. Aşırı sıcağa karşı korumaTristör ve triyaklar çalışırken ısınır. Elemanın gövde sıcaklığı 130 °C'ın üzerine çıktığında

bozulma söz konusu olabilir.Devre çalışırken ısı ortadan kaldırılmazsa gövde sıcaklığı daha da artarak elemanları çabucak

tahrip edebilir. O nedenle çok ısınan elemanların gövdesine alüminyum soğutucular bağlanır.Eğer soğutucu, devrenin şasesine bağlıysa eleman ile soğutucu arasına amyanttan yapılmışyalıtkan plakanın konulması gerekir.

Tristör ve triyakların gövdelerindeki ısıyı dağıtmak için kullanılan alüminyum plakalar ısınıniyi emilebilmesi için elektroliz yöntemiyle siyahlaştırılır. (Siyah eloksal yapılır.) Alüminyumplakanın et (cidar) kalınlığı soğutulacak elemanın özelliğine göre 3-10 mm arasında değişir.Plakanın yeterli olmadığı durumda ise üfleyici mini fanlar kullanılır.

Not: Aşırı ısının oluşmaması için yapılması gereken ilk iş, elemandan katalogta verilendeğerin üzerinde akım geçirmemektir.

7. Tristör ve triyak seçimiHerhangi bir devrede kullanılan tristör ya da triyak DC ile çalışacaksa, elemanın maksimum

dayanma gerilimi ile devrenin besleme gerilimi birbirine yakın değerde olabilir. Örneğin BT136triyakı DC 400 V'luk gerilimlere kadar dayanabilir.

Tristör ya da triyak AC ile beslenen bir devrede çalışacaksa, elemanın maksimum dayanma



110

gerilimi AC besleme geriliminden % 40-45 fazla olmalıdır. Çünkü AC'de tepe değer (maksimumdeğer) gerilimi söz konusudur. Şöyle ki; voltmetreyle 220 V olarak ölçtüğümüz AC değeraslında etkin değerdir. Bu değerin bir de maksimum değeri vardır.

220 V'luk AC gerilimin maksimum değeri: Vmaks = Vetkin.1,41 = 220.1,41 = 310,2 V'tur.Buna göre 220 V'luk bir devrede kullanılacak tristör ya da triyak gibi elemanların maksimumdayanma gerilimleri 310,2 V olmalıdır. Piyasada ise yaygın olarak 30-50-100-200-300-400-500-600-700-800...V gibi sınıflandırmalar söz konusu olduğundan kullanacağımız elemanındayanma gerilimi en az 400 V olmalıdır.

Kaç amperlik eleman seçeceğiz sorusuna gelinceBu değer tamamen kullanacağımız alıcının çektiği akıma bağlıdır. Örneğin 220 V'luk tristörlü

devrede 100 W gücünde bir lambayı alıcı olarak seçelim. Bu eleman 220 V altında yaklaşıkolarak, I=P/V = 100/220 = 0,45 A çeker. Buna göre doğru olan BRX49 (400 V/0,8 A) adlıelemanı seçmektir. DevredeTIC106D (400 V/3,2 A) adlıtristörü de seçebiliriz. Ancak budurumda maliyet artar. Çünküyüksek akımlı elemanlar düşükakımlı olanlardan daha pahalıdır.

E. Kuadraklar (quadrac, ditriac)Diyak ve triyakın bir gövde içerisinde

birleştirilmesiyle yapılmış elemanlara kuadrak denir.Bu elemanlar geyt tetikleme gerilim seviyesi yüksekolan triyak gibi düşünülebilir. Devre üretimindekuadrak kullanımı montaj kolaylığı sağlar ve cihazdakullanılan eleman sayısı daha az olur.

a. Kuadraklı karanlıkta çalışan devreYandaki şekilde verilen devrede ortam

karardığında LDR'nin direnci artar ve üzerindedüşen gerilim büyür. LDR üzerinde düşen gerilim20-50 V arası değere ulaştığına kuadrak iletimegeçerek lambayı yakar. Ortam aydınlandığındaLDR'nin direnci azalır ve üzerinde düşen gerilimdüşer. Bu ise kuadrakı kesime sokar.

b. Kuadrakların sağlamlık testiAVOmetre ile yapılan ölçümde elemanın üç ucu

arasında yapılacak altı ölçümün sonuçları da yüksekohm (50 kΩ-200 kΩ) çıkmalıdır.

c. Bazı kuadrakların akım ve gerilim değerleriQ4003LT: 400 V/3 A Q4004LT: 400 V/4 A

Uygulamada kullanılanbazı triyakların özellikleri-BT136: 400 V/4 A-BT137: 400 V/6 A, Kısa süreli olarak

geçirebileceği maksimum akım: 55 A,İletimde tutma akımı: 20 mA, Çalışmamodlarına göre triyakın tetiklenmesi içinuygulanması gereken akım değerleri: 25mA-60 mA-25 mA-60 mA-TIC206D: 400 V/4 A, Kısa süreli olarak

geçirebileceği maksimum akım: 30 A,İletimde tutma akımı: 30 mA, Çalışmamodlarına göre triyakın tetiklenmesi içinuygulanması gereken akım değerleri: 5 mA -5 mA - 5 mA - 10 mA-TIC236D: 400 V/12 A-TIC253D: 400V/20 A-BTA06-200: 200 V/6 A-BTA06-400: 400V/6A-BTA13-400: 400V/13A

A1A2 G

Kuadrak örneğiKuadrak sembolü

100-

470

k

Kuadraklı karanlıkta çalışan devre



111

F. Fototristör ve fototriyaklar1. Fototristörler (LASCR)G ucuna ışık geldiğinde A ucundan K ucuna

doğru tek yönde akım geçiren devre elemanıdır.Fototristör uygulamada çok az kullanıldığındankısaca anlatılmıştır. Çünkü, ışığa duyarlıdevrelerin büyük bir bölümü LDR ya dafototransistör kullanılarak yapılmaktadır.

Şekil 1.6'da verilen basit devrede fototristöreışık geldiğinde A-K arası iletken olur, rölekontağını kapatır ve lamba yanar. Ortamkarardığında lamba sönmez. Çünkü DC ilebeslenen devrelerde tristör bir kere iletken hâlegeçtikten sonra besleme kesilene kadar budurumunu korur.

2. FototriyaklarG ucuna ışık geldiğinde A1-A2 uçları

arasından her iki yönde de akım geçirebilendevre elemanıdır. Fototriyak uygulamada azkullanılmaktadır.

Fototristörsembolü

ışık cam

katotkapıucu

silisyumçekirdek

ışığaduyarlıbölge

Fototristörün yapısı

Fototristörlü ışıkta çalışan devre

Fototriyak sembolü

G

A

K

+12 V

-

L

röle

A

KG

A2

A1G

G



112

G. GÜÇ ÇEVİRİCİLER (KONVERTİSÖR, KONVERTER, İNVERTÖR)AC’yi DC’ye dönüştüren devrelere doğrultmaç denilirken, DC’yi AC’ye çeviren devrelere

ise güç çevirici (konvertisör, konvertör, invertör) denir.Konvertisörler, osilatör devresi, trafo ve

çıkış ünitelerinin birleşiminden oluşur.DC’yi, AC'ye çeviren devreler

transistörlü, tristörlü ya da entegreliolabilir.

Osilasyonlu sinyalleri yükseltipalçaltmaya yarayan transformatör nüveleri ise, alçak frekanslı olarak üretilen (50 Hz-1 kHz)devrelerde çelik sacdan, yüksek frekanslı (1 kHz ve üzeri) devrelerde ise ferritten yapılır. Çünkü,yüksek frekanslarda çelik saclar büyük kayıplara ve ısınmalara yol açmaktadır. Ferrit nüve iseyüksek frekanslı manyetik kuvvet çizgilerini daha iyi geçirerek verimi yükseltmektedir.

Konvertisörlerin kullanım alanlarıAC’nin depolanması mümkün

olmadığından, bu gerilim redresörlerledoğrultularak akümülatörlere doldurulur.Daha sonra konvertisörlerle AC’yeçevrilerek alıcılar çalıştırılır.

Yolcu otobüslerinde bulunan TV'lerin,seyyar flüoresan lambalı el fenerlerinin(ışıldak), kesintisiz güç kaynaklarınınçalıştırılmasında vb. konvertisörlerkullanılır.

Konvertisör devrelerinin çıkışındanalınan gerilimin frekansının ayarlanabilirolması da ayrı bir üstünlüktür. Frekansın değişmesi AC ile çalışan motorların devir sayısınıdoğrudan etkilediğinden, devir ayarı yapılmak istenen yerlerde bu tip cihazlar kullanılmaktadır.

AC’nin yükseltilip alçaltılma şekliAC sinyaller transformatörlerle yükseltilir ya da alçaltılır. Yani trafolar zamana göre yönü

ve şiddeti değişen akımlarla çalışırlar.DC'yi yükseltmek için bu akımın AC sinyal hâline getirilmesi gereklidir. Çünkü

transformatörler tek yönlü olarak akan bir akımda çalışmaz.

Konvertisörlerin çalışma ilkesiÇalışma gerilimi 220/12 V olan bir trafonun

primerine önce yandaki şekildeki gibi DC bir gerilimuygulandığını varsayalım. Bu durumda sekondersarımın uçlarına bağlı olan voltmetre hiç bir gerilimdeğeri göstermez. Eğer DC üreteç ile primer sargısıarasına bağlı olan S anahtarı hızlı biçimde açılıpkapatılırsa voltmetre ibresi sapmaya başlar.

Bunun nedeni: S kapatılınca geçen akım sıfırdanmaksimum değere doğru yükselir. Anahtar açılınca ise geçen akım maksimum değerden sıfıradoğru düşer. İşte primerden geçen akımın yükselip alçalması bu sargının etrafında oluşan

Konvertisör devresinin blok şeması

osilatör

trafo

çıkışünitesi çı

kış

Transistörlü konvertisör devresi örneği

Konvertisörün çalışma ilkesinin basitanahtarlama devresiyle açıklanması

trafo

V1

S

12 V

V2

220 V

+

-VV



113

manyetik alanın da değişken olmasını sağlar. Değişken manyetik alan ise trafo nüvesi üzerindendolaşarak sekonder sargılarında AC gerilim oluşturur.

Sekonder sargısına bir ampermetre, voltmetre ya da osilaskop bağlanacak olursa S anahtarınınaçılıp kapanması sırasında oluşan sinyaller görülebilir. S hızlı kapatılıp açılırsa oluşan sinyalinfrekansı ve gerilim değeri de yüksek olur. Ancak, oluşan sinyal sinüsoidal biçimli değildir.

Yukarıda anlatılan anahtarlı “ilkel” yöntem uygulamada kullanılmaz. Onun yerine aynı işlemiotomatik olarak yapan transistör, tristör ya da entegreli devreler geliştirilmiştir.

AC-AC, DC-AC ve DC-AC-DC (DC-DC) konvertisörlerUygulamada kullanılan konvertisörlerin çıkışından alınan gerilimin şekli isteğe göre AC ya

da DC olabilmektedir. Şimdi giriş çıkış gerilimine göre yapılan sınıflandırmaları inceleyelim.

a. AC-AC konvertisörlerDevrede girişe uygulanan AC akım diyotlarla DC'ye çevrildikten sonra aküler şarj edilir.

Daha sonra bu akım konvertisöre uygulanarak AC'ye çevrilir. Kesintisiz güç kaynakları buprensibe göre çalışmaktadır.

b. DC-AC konvertisörlerBu tip devrelerde giriş akımı aküden alınarak

konvertisöre uygulanır ve çıkıştan AC elde edilir.Taşıtlarda bulunan TV'lerin çalıştırılmasında kullanılankonvertisörler bu prensibe göre çalışmaktadır.

c. DC-AC-DC (DC-DC) konvertisörlerBu tip devrelerde giriş akımı aküden alınarak

konvertisöre uygulanır. Konvertisörün çıkışından alınanAC akım diyotlarla tekrar DC'ye çevrilerek çalıştırılmakistenen alıcıya uygulanır. 12 V'luk DC'nin 24 V'lukDC'ye çevrilmesinde kullanılan devreler bu prensibegöre çalışmaktadır.

1. Transistörlü konvertisörlera. Tek transistörlü DC-AC konvertisörYaandaki şekilde verilen devreye DC uygulanınca

R1 ve R2 dirençleri üzerinden alınan polarma akımıN2 üzerinden geçerek transistörün beyz ucuna ulaşır.Bobin, akımın geçişine indüktif reaktans gösterdiğindenbeyzden geçen akım bir süre sonra tepe değere ulaşır.Beyz akımının sıfırdan maksimuma yavaş yavaş artarakulaşması sonucu kolektörden emitere geçen akım dayavaş yavaş artar. Bu da N1 bobininden geçen akımınyarattığı manyetik alanın değişken olmasını sağlar. N1bobininin manyetik alanı güçlü olduğundan N2bobininin üzerinde etki yaparak N2 üzerinde oluşan E2 zıt EMK gerilimini yok eder. Bu da N2bobininden geçen akımın biraz daha artmasına yol açar. IB akımının artması ise IC akımınıdaha fazla artırır. Ancak, bobinlerden ve transistörden geçen akımlar maksimum değere ulaşaraksabit akım hâline gelirler.

DC-DC konvertisör

Tek transistörlü AC-ACkonvertisör devresi

+12 V

-

R1

R2

T

N1

N2

V,It (s)

çıkış sinyali

+ +

- -

N3

AC



114

Akımların sabit hâle gelmesi, oluşan manyetik alanların da sabit olmasını sağlar. N1 bobinininalanının sabitleşmesi bu alanın N2 üzerinde yaptığı bozucu etkinin ortadan kalkmasına nedenolur. N2’nin oluşturduğu alanın etkisinin ortadan kalkması ise N1’den geçen akımın normaldeğerine doğru düşmesine yol açar. N2’den geçen IB akımının azalması, transistörün IC akımınınazaltmasına neden olur. IC akımı azalırken N1 bobininin üzerinde önceki alanın tersi yönde birmanyetik alan oluşturur. Ters yönlü manyetik alan çok güçlü olduğundan bu, N2 bobinininüzerinde oluşan zıt EMK gerilimini artırıcı etki yapar. E2 zıt EMK geriliminin artması ise IBakımını sıfır değerine doğru azaltır. IB’nin sıfır değerini alması IC akımını da sıfır yapar. Busayede devre başa dönmüş olur. Yukarıda anlatılan durumlar sırayla tekrar tekrar oluşur.

N2 ve N1 bobinlerinden geçen akımların sürekli olarak çoğalıp azalması bu bobinlerin etrafındadeğişken manyetik alanlar meydana getirdiğinden sekonder sarımında (N3) AC’ye benzeyen gerilimoluşur.

Not: Devrenin çıkışına doğrultmaç devresieklenirse DC-DC konvertisör yapılmış olur.

b. İki transistörlü DC-AC konvertisördevresi

Yandaki şekilde verilen devreye DCuygulandığında ilk anda N2 ve R1 direnciüzerinden geçen akımla T1 transistörününiletime geçtiğini varsayalım. R1'den gelen akımN1'den geçerken hemen maksimum değereulaşamaz. (Maksimum değer ancak 5 τ'lukzaman sonra olur.) N2'den geçen akımmaksimum değere doğru yükselirken, T1 iletimegeçtiği için, N1 bobininden de yüksek değerlibir akım akmaya başlar. N1'den geçen akımınyarattığı değişken manyetik alan, N3 bobinindebir gerilim indükler. Bunun yanında N2bobininde oluşan manyetik alanı da zayıflatarakN2 sarımından geçen akımı daha yüksek bir seviyeye çıkarır. N1 ve N2 sarımlarından geçenakımlar doyma (maksimum) noktasına ulaşınca N1'in etrafında oluşan manyetik alan durgunlaşır.

N1'in alanının durgunlaşması sekonderde oluşan gerilimi sıfıra indirir. Bunun yanında N1'inyarattığı alanın N2 bobininde yaptığı baskı ortadan kalkar ve N2'nin akımı azalmaya başlar.N2'nin akımı azalırken bu kez de N1 üzerinde az öncekinin tersi yönde bir manyetik alankuvveti doğar. N1'de doğan ters manyetik kuvvet N2 üzerinde bu kez yine etkide bulunarakN2'den geçen akımı sıfır değerine doğru bastırır.

N2'den geçen akımın sıfıra inmesi N1'den geçen akımı da sıfır yapar. Bu şekilde devre başadönmüş olur. Ardından N1 üzerinden geçen küçük değerli akım T2 transistörünü sürer. Devrebiraz önce anlatıldığı şekilde çalışmasını sürdürür.

c. Astable (kararsız) multivibratörlü basit DC - AC konvertisörAşağıda verilen devrede C1 ve C2 kondansatörleri sayesinde sırayla iletim ve kesime giren

transistörler trafonun primer (N1 ve N2) sargılarından sırayla akım geçmesini sağlar.Primer sarımlarından geçen zıt yönlü akımlar sekonder sarımında AC özellikli bir gerilim

oluşturur. Aşağıda verilen devre deneysel amaçlıdır. Trafo 220/2x12 V'luk olabilir. Sekonderdeoluşan gerilim tam sinüsoidal değildir. Ancak AC ile çalışan sistemlerde kullanılmaya uygundur.

İki transistörlü DC-AC konvertisör devresi

V,I

t (s)çıkış sinyali

+ +

- -

AC

220

V

1-10 k1-10 k



115

Alınan AC’nin frekansını R2 veR3’e seri bağlanacak potlarlaayarlamak mümkündür.

ç. 12 V DC / 220 V ACkonvertisör devresi

Aşağıda verilen devreninmultivibratör (flip-flop) kısmı 40-60 Hz arası frekansta kare dalgaüretir. Multivibratör devresinin Ave B noktalarından alınan karedalgalar sürücü transistörlerinitetikler. Sürücü transistörleri isegüç transistörlerini besler. Güçtransistörleri trafonun primersargılarından (N1 ve N2) yönü sürekli değişen bir akım dolaştırır. N1 ve N2'den geçen akımlarise sekonderde AC özellikli bir gerilim doğurur.

Devrede çıkış katındaki transistörlerin ve trafonun gücü devreden alınmak istenilen gücegöre değiştirilebilir. Çıkışta bulunan birbirine paralel bağlı nF değerli üç kondansatör eldeedilen AC'nin sinüsoidale benzemesine yardımcı olur. Çıkış transistörlerinin soğutuculuolması verimi artırır. Bu konvertisör devresiyle akkor lamba, mini motor vb. çalıştırılabilir.

2. Tristörlü konvertisörler

a. İki tristörlü DC - AC konvertisör devresiAşağıda verilen devrede, SCR'leri tetiklemede kullanılan pals üreteci, UJT'li, 555'li,

transistörlü astable (kararsız) multivibratörlü vb. olabilir. DC besleme ile çalışan devredetristörler C kondansatörüyle durdurulmaktadır. Pals devresi tristörleri sırayla iletime geçirir.SCR1 iletime geçince C üzerinde birikmiş olan elektrik yükü SCR2'yi kesime sokar. Cboşaldıktan sonra bu kez diğer yönde şarj olur. SCR2'ye tetikleme gelince bu eleman iletimegeçer. SCR2 iletime geçince C üzerindeki elektrik yükü SCR1'i kesime sokar. Devre bu şekilde

12 V DC - 220 V AC konvertisör devresi

A B

sürücütransistör

sürücütransistör

N1N2

çıkış220 V

4x2N3055

BC547BC547

2x1N4148

1 µF 1 µF

10 k

470 Ω 470 Ω

BD135

100 Ω

1 WBD241

100 Ω

1 WBD241

8,2 k8,2 k

BD135

120 Ω

3x150 nF/400 V

12 V/220 V50-250 W trafo

güç tran-sistörü

güç tran-sistörü

AC

N1 N2

N3

T1 T2

+12 VR1 R2 R3 R4

C1 C2

BD135 BD135

0,1-1 µF 0,1-1 µF

220 Ω-1k 220 Ω-1k

10 -100k10 -100k

2x12/12 V 4 W

Astable multivibratörlü basit DC-AC konvertisör devresi

20 A+ 12 V

5 A



116

çalışmasını sürdürür. Orta uçlu olaraksarılmış olan primerden geçen akımların ikiyönlü olarak akması sekonderde AC gerilimoluşturur.

3. Entegreli konvertisörler

a. 555 entegreli küçük güçlü DC-DC konvertisör devresi

Yandaki şekilde verilen devre deneyselamaçlı olup düşük akımlı (50-100 mA) veküçük güçlüdür. Ayarlı dirençkullanılarak 555'in çıkışından istenilenfrekansta bir kare dalga elde edilir. 3numaralı ayaktan alınan kare dalga ileiletim kesim yapılan transistör trafonunprimerinden değişken bir akım geçirir.Bu akımın oluşturduğu manyetik alansekonderde AC'ye benzeyen bir gerilimoluşturur. Sekondere bağlanandoğrultmaç devresi ise yükseltilmişçıkışı tekrar DC'ye çevirir.

Devrede kullanılan elemanlardeğiştirilerek çıkışın akım gerilimdeğerlerini istenilen seviyeyeyükseltmek mümkündür.

b. 555 entegreli küçük güçlü DC - AC konvertisör devresiYandaki şekilde

verilen DC-ACkonvertisördevresinde 555entegresi karedalga üretir.Entegrenin 3numaralı ucundanalınan kare dalgatransistörlerisürekli olarakiletim ve kesimesokar.Transistörleriniletim kesim olması trafonun 12 V'luk sarımlarından değişken akım geçişini başlatır.Trafonun primer sarımlarından geçen değişken akımlar değişken manyetik alan oluşturur.Primerde oluşan değişken manyetik alan ince kesitli çok sarımlı sekonder sarımında yüksek

İki tristörlü DC-AC konvertisör

V,I

t (s)

çıkış sinyali+ +

- -

+12 V

tetikleme palsleriniveren devre

SCR2

N1

N2

N3

AC

C +

SCR1

L

555 entegreli DC-AC konvertisör

555

+12 V

-

47 k

100 k

10 k

7

6

2

4 8

3

5

1

220 p

10 k

27 V

330

nF 4

00 V

AC

BD13

5

BD13

5

1N40

071N

4007

10 n

12 V 12 V

10 k

220/2x12 V trafo

1-470 n 10-4

7 Ω

10-4

7 Ω

Şekil 7.8: 555 entegreli DC-DC konvertisör

DC

7

21

1N4001

3555

6

4 8

1k

100 k

1n1N4001

trafo

10 k

BC547BD135

AC

470

µF

+5-12 V

-



117

AC gerilim oluşturur.Not: Devre deneysel amaçlıdır.

4. Elektronik devreli flaşlarCisimlerin görüntülerinin optik yolla ışığa duyarlı filmlere aktarılmasıyla elde edilen resimlere

fotoğraf denir. Fotoğrafçılıkta cismin görüntüsünü net bir şekilde ışığa duyarlı materyaleaktarabilmek için yeterli düzeyde ışık kaynağına gerek duyulur. İşte fotoğraf çekimi esnasındakullanılan yapay ışık üreteçlerine flaş denir.

Flaşlarda, havası alınmış ve asal gazlar doldurulmuş bir cam gövde içine karşılıklı olarakyerleştirilmiş iki elektrotlu lambalar kullanılır. Lamba 300-400 V civarındaki gerilimlerle çalışır.Ayrıca, elemanın ışık yaymaya başlayabilmesi için gövdeye üçüncü bir elektrot (yardımcıelektrot) daha yerleştirilir. Bu elektrot tüp boyunca uzanmakta ve kenardaki elektrotlara yakınmesafede bitmektedir. Lambaya gerilim uygulanınca deşarj başlamakta, elektrotlar arasındaoluşan elektron hareketinin etkisiyle yüksek bir ışık doğmaktadır.

Yüksek bir ışık yayan flaşlar fotoğraf çekilirken 1/500 - 1/5 s kadar çalışır.Flaşlarda lambanın çalışmasını sağlayan yüksek DC gerilim, konvertisörlere benzer devrelerle

üretilip kondansatörlere doldurulmakta ve fotoğraf makinesindeki çekme butonuna (deklanşör)basıldığı anda kondansatörün yükü flaş lambasının elektrotlarına uygulanmaktadır.

Yukarıda verilen devrede transistörlü basit osilatör devresi ile girişe uygulanan DC gerilimyüksek frekanslı bir AC'ye çevrilerek trafonun primer sargılarına uygulanır. TR1 trafosununprimerinden geçen değişken akımlar sekonder sargısında yüksek değerli bir AC oluşturur.Sekonderden alınan yüksek gerilim diyotlar tarafından doğrultularak flaşın çalışabilmesi içingereken yüksek DC elde edilir. Neon lamba ışık yaydığında flaşın çalışmaya hazır olduğuanlaşılır.

Flaş devresi

TR2

TR1

yardımcı elektrot1 k

1 k

dekl

anşö

r bu

tonu

3-9 V- +

C4 10 nF

TR3neonlamba

220

µF/8

00 V

flaş

lam

bası

470 k

470 k

250

V

S1

2x1N4007

250 V3-9 VC1

C2

C3

R4

R3

P1 500 V

S2

R2

R1

220 µF

22 Ω

elektrotlar

cam gövde

flaşlambasıörneği



118

Deklanşör butonuna dokunulunca TR3 trafosunun primer akımı çok hızlı olarak sıfır değerineineceğinden bu elemanın sekonder sarımında yüksek değerli bir gerilim oluşur. Bu gerilim flaşlambasının orta elektrodunu (yardımcı elektrot) etkileyerek iyonizasyona neden olur. Tüpiçindeki gazın iyonlaşması ise kenarlardaki iki uç arasından akım geçişini başlatır ve geçenakım yüksek bir ışık meydana getirir.

5. SMPS sistemli güç kaynakları (switching mode power supply, anahtarlamalıgüç kaynağı, KGK)

Bilgisayar, TV, video, müzik seti, tıbbî cihaz vb. gibi gelişmiş yapılı elektronik sistemlerinçalıştırılmasında anahtarlamalı güç kaynakları kullanılmaktadır.

SMPS esaslı devrelerin çalışma ilkesiI. Girişe uygulanan AC gerilim DC'ye çevrilir.II. DC enerji anahtarlama (aç kapa) yapan transistörlü devreye uygulanır.III. Transistörlü anahtarlama (osilatör) devresi sayesinde DC sinyal 15-70 kHz arası frekanslı

kare dalgaya dönüştürülür.IV. Kare dalga switch mode (siviç mod) adlı trafonun primerine uygulanır.V. Switch mode (siviç mod) trafosunun primerinden dolaşan akım sekonder sargılarında

gerilim indükler. Sekonderden alınan yüksek frekanslı AC gerilim doğrultmaç devresiyledoğrultulur.

VI. Şebeke gerilimi azalınca osilatör devresinin oluşturduğu kare dalgalı sinyallerin frekansıotomatik olarak yükselir. Sinyalin frekansının yükselmesi switch mode (siviç mod) trafosununçıkışının geriliminin aynı seviyede kalmasını sağlar.

VII. Şebeke gerilimi artınca anahtarlama transistörlü devrenin oluşturduğu kare dalgalısinyallerin frekansı otomatik olarak azalır. Sinyalin frekansının azalması siviç mod trafosununçıkışının aynı seviyede kalmasını sağlar.

VIII. Sekonder sargısından çekilen akım aşırı yükselirse geri besleme devresi sayesindeosilatör devresinin oluşturduğu sinyallerin frekansı sıfıra düşer. Frekansın sıfıra düşmesi primersargıda oluşan alanın sabit olmasına sebep olarak çıkışı sıfır seviyesine indirir. Osilatörçıkışındaki sinyalin sıfır olması, trafonun çıkış vermemesine neden olur. Çünkü trafolar DCbenzeyen akımlarla çalışmazlar.

IX. Anahtarlamalı güç kaynaklarında trafonun sekonderi tek kademeli olarak sarılırsa birtek gerilim alınır. Çok kademeli sarım yapıldığında ise, 5, 9, 12, 24...V gibi çeşitli gerilimleralınabilir.

SMPS esaslı güç kaynaklarının iyi yönleriI. Şebeke gerilimiyle devrenin şasesi arasında yalıtkanlık sağlanır. Yani devrenin tek hattına

dokunulduğunda bedenden akım dolaşımı olmaz.II. Trafoya uygulanan sinyalin frekansı yüksek olduğundan küçük nüveli trafoyla alıcı

beslenebilir.III. Bu tip devreler şebeke geriliminin 160-260 V arasında değişmesine rağmen çıkıştan hep

aynı gerilimi verirler. Aynı zamanda yük herhangi bir nedenle aşırı akım çekecek olursa çıkış 0V olur ve alıcı korunur.

IV. Verimleri % 85 dolayında olup çok yüksektir.



119

SMPS esaslı devre örneğiYukarıdaki şekilde verilen devrede şebekeden alınan AC gerilim doğrultularak osilatör devresi

yardımıyla 25-35 kHz'lik sinyal hâline getirilir ve küçük nüveli trafonun primer sargısınauygulanır. Trafonun primer sargılarına seri bağlı durumda olan T1 transistörü iletimdeyken N1sargısından akım geçer. T1 kesime gidince ise N1 sargısının akımı sıfır değerine iner.

Akımın azalıp çoğalmasından dolayı ortaya çıkan değişken manyetik alan, sekonderde gerilimindükler. İndüklenen gerilimin değeri sarımların sipir sayılarına göre +5, +12, +24 V şeklindedeğişir.

Güç kaynağındaki regüle devresinin çalışma ilkesiYukarıdaki şekildeki devrede T2 transistörü karşılaştırıcı olarak +5 V devresinde görev

yapmaktadır. R2 direnci ve Z1 zener diyodu +12 V devresinden bir referans gerilimi almaktave bu referans, T2 transistörünün beyzine uygulanmaktadır. T2’nin emiteri R5 direnciyle -5V'luk gerilime bağlıdır. T2 iletime geçince kolektöründen geçen akım L1 ledinden geçecektir.L1 ledi primer devresinde bulunan T3 fototransistörüyle aynı gövde içinde olup optokuplörolarak çalışmaktadır.

+5 V ile +12 V çıkışları arasındaki 7 V'luk gerilim farkında oluşacak değişim, L1 ledininvereceği ışığın şiddetinin değişmesine yol açar. Sistemdeki entegreleri besleyen -5 V'luk gerilim,fazla akım çekilmesinden ötürü azalırsa +12 ile +5 V arası gerilim farkı artar ve ledin ışığınınşiddeti çoğalır. Ledin ışığının artması ise optokuplörün diğer parçası durumunda olan T3fototransistörden geçen akımı artırır. Bu kontrol mekanizması sayesinde yapılan geri beslemeT1 transistörünün iletimini artırıp, trafonun primerine daha çok akım gitmesini sağlarlar.

Trafonun primerine gelen akımın artması dolayısıyla sekonderde oluşan akım ve gerilim deartarak, çıkış için gerekli düzeltmenin yapılması sağlanır.

Devreye uygulanan şebeke gerilimi yükselirse:Şebekede oluşan ani gerilim artışı +12 V çıkışında kendini gösterir. Z2

zener diyodu iletime

geçip SCR’nin G ucuna tetikleme akımı gönderir. SCR iletime geçerek +12 V ile toprağı kısadevre eder. Bu olay, kontrol devresinin osilatörünü durdurup girişi kapatmasına, dolayısıyla

Anahtarlama (SMPS) esasına göre çalışan güç kaynaklarına ilişkin devre örneği

T1T2köprü diyot

C1

C3

R1

R2

R5

R4

D2

Z2

C1

D1

C2

SCR

+12 V

+5 V

-5 V

-12 V

optokuplör

optokuplör

trafo

C4D4

N1

Z1

L1R3

T3

osilatör(anahtarlama)

devresiN2

N3

N4

D3N5

N6

AC giriş



çıkış geriliminin kesilmesine neden olur. Çok kısa zaman aralığında oluşacak bu kesilme,kondansatörler aracılığıyla bilgisayarlardaki RAM (geçici) belleklerin korunmasını sağlayabilirise de akım kesilmesi uzun sürdüğünde bilgisayarın çalışması anormalleşebilir. Fakat bilgisayarınhassas devreleri yüksek voltajın ortaya çıkaracağı sakıncaya karşı korunmuş olur. (Gerilimnormale dönene kadar bazı SMPS modellerinin içinden klik-klik sesleri duyulur.)

Özet olarak, SMPS’lerde şebeke gerilimi, önce DC’ye, sonra yüksek frekansa çevrilip birtrafoya verilmekte, istenen gerilimler regüle ve koruma devrelerinden geçirilerek alıcıyaaktarılmaktadır.

6. Kesintisiz güç kaynakları (KGK, UPS)Tıbbî cihaz, bilgisayar gibi anî enerji

kesilmelerinde çalışma sistematiği çok kolaybozulabilen araçları şebeke akımı kesildiktensonra belli bir süre daha çalıştırabilmek içinyapılmış devrelere kesintisiz güç kaynağı denir.

Bu cihazlar,Doğrultmaç + regülatör + akü şarj devresi +

akümülatör + konvertisör + filtre + doğrultmaçdevresinin birleşiminden oluşur.

KGK'ların güçleri watt cinsinden değil VAcinsinden belirtilir. Çünkü alıcıların hepsi omiktip değildir. İndüktif özellikli alıcılar çektikleri enerjinin bir kısmını reaktif güç olarak harcar.Bu nedenle 250 VA'lik bir KGK ile indüktif (bobinli) özellikli bir alıcı beslenecek olursa,KGK'nın verebileceği aktif güç 250 W'tan % 10-40 kadar daha az olur.

KGK, bilgisayarın olumsuz enerji koşullarından korunması için gürültüyü (şebekedekidalgalanmalar) filtrelemenin yanı sıra AC kesintisi sırasında düzenli enerji sağlama yoluylabilgi aktarma işlemlerinin devamlılığına imkân vererek veri hatalarını önleyen bir cihazdır.

KGK’ların işlevinin anlaşılmasındaki en büyük yanlışlardan biri jeneratörlerlekarıştırılmalarıdır. Şu bilinmelidir ki KGK (UPS) kesinlikle jeneratör değildir.

KGK’ların kullanım amacı elektrikler kesildikten sonraki 5-30 dakika içinde acil işlemleritamamlamak için kullanıcıya zaman kazandırmaktır. Yani KGK’lar, jeneratörler gibi uzun sürelienerji sağlamazlar ve kullanım amaçları da zaten bu değildir.

KGK’ların yararlarıÜlkemiz enerji açısından oldukça sorunludur. Her ne kadar sık elektrik kesintileriyle

karşılaşmasak da uzun süreli yüksek ya da düşük gerilim, anî voltaj sıçramaları ve frekansdeğişiklikleri gibi sorunlarla sık sık karşılaşmaktayız.

Yeterli koruması bulunmayan cihazlar bu durumlarda şu sorunlarla karşılaşılır: Güç kartları yanabilir.. Ekranlar bozulabilir.. Sabit diske yazarken elektrikler kesilirse tüm bilgiler yok olabilir.. Bilgisayarda kurulu yazılımlar bozulup kullanılamaz hâle gelebilir..

Karşılaşılan tüm bu sorunların giderilmesi, arızaların onarılması için katlanılan maddî kayıplarKGK’ya verilecek tutarın çok üzerinde olabilir. İyi bir KGK ise sadece elektrik kesildiğindeenerji sağlamakla kalmaz, sayılan bu sorunları da çözer. Şebeke koşullarının yetersiz olduğuyerlerde ise KGK kesinlikle bir lüks değil, ihtiyaçtır.

Kesintisiz güç kaynağı örnekleri

120



KGK'larda bulunan elemanların görevleriI. Redresör: Aküyü şarj etmek amacıyla alternatif akımı doğru akıma çevirir.II. Akü: Elektrik enerjisini depolar ve kesinti anında devreye girerek enerji verir.III. Konvertisör: Akü çıkışındaki doğru akımı alternatif akıma çevirir.IV. Yüksek gerilim bastırıcı devresi: Şebekeden kaynaklanabilecek anlık yüksek

gerilimleri bastırarak cihazlar için tehlikeli olmayacak seviyelere indirir.V. Filtre devresi: Şebekeden ya da elektronik düzeneklerden kaynaklanabilecek bozuk

işaretleri (gürültü) süzerek temiz bir çıkış işareti verir.VI. Otomatik voltaj regülatörü (OVR): Voltajı regüle eder.

Düzensiz şebeke gerilimine neden olan unsurlar şunlardır:I. Doğal afetlerFırtına, yıldırım ve elektrik şokları, tayfun, deprem gibi doğal afetler enerji sorunlarına yol

açar.

II. Kötü kablolu tesisatlar ve çevredeki indüktif tip alıcılarEndüstriyel alanların, ya da tesislerin çevresinde motor, kaynak makineleri ya da diğer

makinelerin kullanılması sonucu ortaya çıkan çok yüksek ya da alçak geçiş voltajları vegürültüler.

KGK satın alırken dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır: Elektrik kesilmesinde yeterli bir süre enerji sağlamalı ve voltaj düşmesi sorununu

çözebilmelidir. İstikrarlı enerji ve filtreleme sağlayabilmeli, anlık voltaj yükselmelerini bastırabilmeli ve

gürültüyü (elektriksel parazitleri) bastırabilmelidir. Aşırı yüklemeye, akü zayıflamasına karşı korumalar içermeli, ışıklı ya da sesli uyarı

vermelidir. Giriş voltajının en az ± % 10’luk değerlerini regüle edebilmelidir.. Şebeke enerjisi kesildikten sonraki dayanma süresi en az 5-30 dakika arasında olmalıdır.. TÜV, UL, CSA, EMI, FCC gibi güvenlik onayları olmalıdır.. Seçilecek KGK’nın gücü cihaza bağlanacak aygıtların toplam gücünün 1,25 katı olmalıdır.. Teknik servis desteği bulunmalıdır..

Yüksek kaliteli KGK'da bulunması gereken özellikler şunlardır: Transfer (devreye girme) süresi çok kısa olmalıdır.. Voltaj regülatörleri sayesinde giriş geriliminde ± % 25’lik bir değişiklik olması durumunda

düzenli çalışmalıdır Voltaj sıçramalarına karşı koruma ve fıltreleme yapabilmelidir.. Giriş frekansının ± % 5 arasındaki değerlerini regüle edebilmelidir.. Çıkış voltajı sabit olmalıdır.. Mükemmel çıkış frekans regülasyonu ± % 0,5 Hz olmalıdır.. Aküsü kuru tip olmalı ve bakım istememelidir.. Akü kullanıldığında, zayıfladığında ya da aşırı yük uygulandığında sesli uyarı vermelidir.. Aşırı yük seviyesi % 130 olduğunda şebekeye transfer, % 150 olduğunda kapanma özelliği

bulunmalıdır.

121



Şebekeyle eş zamanlı düzgün bir sinüsoidal dalga üretmelidir..

KGK kullanırken dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır: KGK'lar temiz, tozdan uzak ve havadar bir ortamda kullanılmalıdır.. KGK'lara kesinlikle lazer yazıcı ya da fotokopi makinesi bağlanmamalıdır. Bu cihazlar

özellikle ilk açıldıklarında fazla akım çektiklerinden KGK’ya zarar verebilirler. Cihaz kullanılmadan önce kullanma kılavuzu mutlaka okunmalıdır.. Cihaz mutlaka topraklı prize bağlanmalı ve bağlanmadan önce toprak hattı kontrol

edilmelidir. Cihaza kesinlikle besleyebileceğinden fazla yük bağlanmamalıdır..

Bazı elektronik aygıtların görünür güç (S) değerleri şu şekildedir: 15''-17'' renkli ekran: 80 - 150 VAA Belgegeçer (faks): 50 - 200 VAA Vurmalı yazıcı: 100 - 150 VAA Tarayıcı: 10 - 200 VAA Yazar kasa: 50 - 100 VAA Çok işlevli (multimedya özellikli) bilgisayar: 500 VAA

122



Ğ. Yarı iletken (solid state, SSR, kuru tip) rölelerSon yıllarda yaygınlaşmaya

başlayan röle çeşididir. Tamamenyarı iletken temelli elektronik devreelemanları kullanılarak üretilen buröleler modern sanayi tesislerindegittikçe artan oranda kullanılmayabaşlamıştır.

Sessiz çalışmaları, arkoluşturmamaları, etrafa istenmeyenmanyetik alanlar yaymamaları, güçharcamalarının düşük oluşu,maliyetlerinin kontaktörlerle hemenhemen aynı düzeyde olması, yarıiletken rölelerin iyi yönleri olaraksıralanabilir.

Yarı iletken rölelerin çalışma ilkesiBir lambaya enerji uygularsak ışık yayar. Bu ışık,

LDR, fotodiyot, fototransistör, fotodiyak gibi ışığaduyarlı elemanların iletime geçmesini sağlar. Işığaduyarlı elemanın üzerinden geçirdiği akım ile tristörya da triyak tetiklenecek olursa yüksek akım çekenalıcı çalışmaya başlar. İşte bu prensip yarı iletkenrölelerde kullanılmaktadır.

Yandaki şekilde bir ve üç fazlı yarı iletken rölelerinyapısı görülmektedir.

H. Civa kontaklı rölelerOtomasyon sistemlerinde kullanılan basit yapılı

röle çeşididir.Cam muhafaza içinde bulunan kontakların konum

değiştirmesi için rölenin gövdesinin yatay hâlegetirilmesi gerekir. Yatay hâle gelme işlemi, ısınanbimetalin bükülmesi, mekanik kolların hareketi vb.ile sağlanabilmektedir.

DC besleme

Yarı iletken röle örnekleri

bir fazlı yarı iletken röleüç fazlı yarı iletken röle

bir fazlı yarı iletken röle

Bir ve üç fazlı yarıiletken rölelerin yapısı

çıkı

ş

DC

bes

lem

e

R

S

T

U

V

W

tetiklemedevresi

çıkışdevresi

girişdevresi

fototransistör

led

triyak

yük

tristör

R-C

filt

re

led

DC

bes

lem

e

fotodi-yak

civa

civacam tüp

cam tüpcam tüp

kontaklar

kontaklar açık

bimetal şerit

kontaklar kapalı kontaklar açık kontaklar kapalı

Civa kontaklı röleler

123



124

I. Elektronik devreli yaklaşım anahtarları (proximity switch)Metal gövdeli ya da yalıtkan özellikli nesneleri dokunma (temas) olmadan algılayarak bir

alıcıyı çalıştıran aygıtlara yaklaşım anahtarı denir. Mekanik yapılı sınır anahtarları fiziksel temasile konum değiştirirken elektronik yapılı yaklaşım anahtarlarının değme olmadan algılamayapabilmesi endüstriyel otomasyon sistemlerinde önemli bir kolaylık sağlamaktadır.

Elektronik devreli yaklaşım anahtarlarının üstünlükleri şunlardır: Mekanik bir etki (kuvvet) gerekmeden anahtarlama işlemi sağlanabilir.. Anahtarlama frekansı yüksektir.. Anahtarlama olduğunda kıvılcım (ark) oluşmaz. Nem, kir, oksitlenme gibi sorunlar nedeniyle arıza oluşmaz. Anahtarlama anında kontak sıçraması oluşmadığı için birden fazla pals çıkışı söz konusu

olmaz.

1. İndüktif (endüktif) yaklaşım anahtarları (sensörleri)Metal gövdeli cisimler sensöre yaklaştığında çıkışı konum değiştiren (elektriksel olarak)

aygıtlara indüktif yaklaşım anahtarı denir.Bu elemanlar iletken malzeme içerisinde girdap akımı kayıplarının neden olduğu bir rezonans

devresinin kalite faktöründeki değişikliğin fiziksel etkisinden yararlanarak çalışırlar. Cihazındevresinde yer alan L-C osilatörü 1 kHz ile 1 MHz arasında değişen yüksek frekanslı birelektromanyetik alan oluşturur. Eğer bir iletken cisim oluşan elektromanyetik alan içine girerse,indüksiyon nedeniyle cisim içinde girdap akımları doğar ve osilatör devresinin çektiği akımınartmasına yol açar. Bu yöntem primer ve sekonder sargıları olan bir trafo gibi düşünülebilir.

İndüktif yaklaşım anahtarının algılayıcı bölümüne yaklaşan cismin oluşturduğu etki, yaklaşancismin uzaklığı, konumu, boyutları, şekli, iletkenliği ve manyetik alana karşı tepkisi(geçirgenliği) gibi unsurlara göre değişiklik gösterir.

Sensöre yaklaşaniletken cisminoluşturduğuelektriksel değişiklikop-amp'lı ya da lojikdevreler kullanılarakbaşka bir alıcıyısürebilecek (kontroledebilecek) hâlegetirilebilir.

İndüktif yaklaşım

Şekil 1: İndüktif yaklaşım anahtarınınetrafında oluşan elektromanyetik alan

1: Ferrit nüve (çekirdek) 2: Sa-rım 3: Muhafaza 4: Elektro-manyetik alan

Resim 1: Elektronik devreli yaklaşım anahtarları

algı

lam

am

esaf

esi

Şekil 2: İndüktif yaklaşımanahtarının algılama mesafesi

indüktif yaklaşım anahtarının gövdesi

Şekil 3: İndüktif yaklaşımanahtarının iç yapısı

ledli gösterge gövde sensör kısmı

bağlantı kabloları devre elemanları ekranlayıcı



125

anahtarı tüm iletken cisimleri algılayabilir. Bu aygıtın algılayıcı kısmı birkaç mikrowattdüzeyinde güce sahip olduğundan çevreye yaydığı yüksek frekanslı elektromanyetik alanınetrafta yer alan başka devrelere zararı olmamaktadır.

İndüktif yaklaşım anahtarı şekil 3'te görüldüğü gibi gövde, bağlantı kabloları, devre kartı,ferrit nüveli sargıdan oluşur.

2. Kapasitif yaklaşım anahtarları (sensörleri)Yalıtkan ve metal olmayan cisimleri yakın mesafeden

algılayan aygıttır. Gıda, plastik, kimya, inşaat vb. gibisektörlerde kullanılan otomasyon aygıtlarının kontroledilmesinde kullanılan bu elemanlar çok önemli görevleryaparlar.

Bir kondansatörün elektrik alanına yaklaşan cismin nedenolduğu kapasite (sığa) değişikliğinin algılanması esasına göreçalışan bu anahtarların çıkışında başka bir alıcıyı sürebilecekakım gerilim oluşur. Başka bir deyişle, elektromanyetik alaniçine yaklaşan bir nesnenin yarattığı 0,1 pF'lık küçük kapasitedeğişimleri elektronik devreler tarafından algılanarak çıkışsinyali elde edilir.

Sensörün devresinde kullanılan kullanılankondansatörün değeri öyle bir şekilde seçilmiştirki bir cisim algılama aralığına girdiğindekapasite hafifçe artış gösterir ve osilasyon koşulugerçekleşir. Yani osilatör yüksek genliktesalınmaya başlar. İndüktif yaklaşımanahtarlarında olduğu gibi düşük ve yükseksalınım genliği arasındaki fark ya da bozulansalınım elektronik devre tarafındandeğerlendirilip sayısal (dijital) çıkışa çevrilir.

Normal çevre koşullarında ve açık alanda, etkin yüzey üzerinde nem ile toz birikmesi sözkonusu olur. Bu nedenle kapasitif yaklaşım anahtarlarında birleştirilmiş iki elektroda ek olaraknemin ya da kirlenmenin oluşturacağı kapasite değişimlerini kompanze etmek (dengelemek)için devreye bir de kompanzasyon elektrodu eklenmektedir.

Kapasite değişikliğinin büyüklüğü şu etkenlere bağlıdır: Etkin yüzey önündeki cismin uzaklığı ve konumu Cismin boyutları ve şekli Cismin dielektrik katsayısı

Kapasitif yaklaşım anahtarı, plastik, cam, seramik ya da su, yağ gibi maddeleri algılayabilir.Yalıtkan maddenin topraklanmış ya da topraklanmamış olması algılama üzerinde bir değişiklikyapmaz. Sensörün gövdesi üzerinde yer alan bir potansiyometre (trimpot) yardımıyla ince ayaryapılarak belirli cisimleri algılaması sağlanabilir.

Dielektrik katsayısına bağlı olarak kapasitif yaklaşım anahtarı iletken olmayan ya da iyiiletken olmayan tüm maddeleri algılayabilir. Belirleyici olan uzaklıktır. Hedef cismin yüzeyininbiçimi önemli değildir. Sensörün harcadığı enerji çok az olduğundan ortaya çıkan statikelektriklenme çevrede bulunan kişi ya da devrelere hiç bir zarar vermez.

Şekil 4: Kapasitif yaklaşımanahtarının yapısı

1: Kompanzasyon elektrodu 2: Etkinelektrot 3: Gövde 4: Topraklama elektrodu5: Elektromanyetik alan

Şekil 5: Kapasitif yaklaşım anahtarının parçaları

led ayar potansiyometresikompanzasyon elektrodu

gövde

bağlantı kablosu devre toprakelektrodu

etkin elektrot



126

3. Yaklaşım anahtarı tipleriUygulamada iki, üç ya da dört kablolu yaklaşım anahtarları mevcuttur. Şekil 6'da yaklaşım

anahtarlarının bağlantı şekilleri verilmiştir.Günümüzde kullanılan otomasyon sistemlerinin önemli bir bölümü PLC (programlanabilir

lojik kontrol) aygıtlarıyla kurulmaktadır. Bu aygıtların giriş (input) uçlarına elektronik devreliyaklaşım anahtarları bağlandığı zaman kumanda sistemi çok düzgün çalışmaktadır. Mekanikanahtar, buton, sınır anahtarı gibi giriş birimleri hassas ve hızlı çalışmaya uygun değildir.

Şekil 6-a-b-c'de yük alt kısma bağlanırsa sensörün çıkışı lojik 1 olduğunda çalışması sözkonusu olur. Yük üst kısma bağlandığında ise çıkış lojik 0 olduğunda yük üzerinden akımgeçişi olur.

4. Elektronik devreli yaklaşım anahtarlarının seri ya da paralel bağlanmasıOtomasyon devrelerinin girişine bağlanan yaklaşım anahtarları seri ya da paralel bağlanarak

kullanılabilir.

a. Üç kablolu yaklaşım anahtarlarının paralel bağlanması2-30 adette üç

kablolu yaklaşımanahtarını paralelbağlayarak kumandasistemi kurmakmümkündür.Sensörlerin çıkışlarınabağlanan doğrultmaçdiyotları (örneğin1N4001, 1N4002 gibi)sensör çıkışlarınınbirbirini etkilememesini sağlamaktadır (şekil 7).

b. Üç kablolu yaklaşım anahtarlarının seri bağlanmasıÜç kablolu yaklaşım anahtarları seri olarak bağlandığında üzerlerindeki 1-2,5 V’luk gerilim

düşümleri toplanır. Bu gerilim düşümünden sonra da yükün sorunsuz olarak çalışmasısağlanmalıdır. Ayrıca ilk yaklaşım anahtarı diğer tüm anahtarların çektiği akımıkarşılayabilmelidir. Alt kısımdaki yaklaşım anahtarlarının çalışma gerilimleri açılıp kapatıldığıiçin gecikme zamanının (birkaç 100 ms’ye kadar) söz konusu olacağı göz önüne alınmalıdır.Bu hususlara dikkat edilirse 2-10 adet yaklaşım anahtarı seri bağlanarak otomasyon sistemlerikurulabilir (şekil 8).

Şekil 6: Kapasitif yaklaşım anahtarının parçaları

+ besleme + besleme + besleme

yük yük yükyük

yaklaşım sensörü yaklaşım sensörü yaklaşım sensörü

a. İki kablolu yaklaşım anahtarı b. Üç kablolu yaklaşım anahtarı c. İki kablolu yaklaşım anahtarı

yük

iki b

içim

dede

bağ

lana

bilir

yük

iki b

içim

dede

bağ

lana

bilir

yük

iki b

içim

dede

bağ

lana

bilir

- - -

Şekil 7: Üç kablolu yaklaşım anahtarlarının paralel bağlanması

+ besleme

yük

-

1. sensör 2. sensör n. sensör

diyo

t

diyo

t

diyo

t

çıkış çıkış çıkış

+

-

+

-

+

-



127

Şekil 8: Üç kablolu yaklaşımanahtarlarının seri bağlanması

Şekil 9: İki kablolu yaklaşımanahtarlarının seri bağlanması

1. sensör

yük

+ besleme

-

çıkış

çıkış

çıkış

+

-

+

-

+

-

1. sensör

2. sensör

n. sensör

yük

+ besleme

-

c. İki kablolu yaklaşım anahtarlarının seri bağlanmasıNormal olarak iki kablolu yaklaşım anahtarlarının şekil 9'daki gibi seri bağlanması önerilmez.

Çünkü yaklaşım anahtarları üzerindeki gerilim toplanarak yük üzerine uygulanan gerilimi azaltır.İndüktif özellikli yükler (röle, bobin vb.) anahtarlandığı zaman faz farkından dolayı sorunlarortaya çıkabilir. 2-3 adet iki kablolu yaklaşım anahtarı seri bağlanarak kumanda sistemitasarlanabilir .

ç. İki kablolu yaklaşım anahtarlarınınparalel bağlanması

İki kablolu anahtarlar paralel bağlandığındakaçak akımları toplanır. Kaçak akımlarıntoplamı yük için gerekli olan en az akımın çokaltında olmalıdır. Ayrıca bir yaklaşım anahtarıanahtarladığında (on-off işlemi) diğeranahtarlar üzerindeki çalışma geriliminikaldırır ve bu anahtarlar kendi konumlarınıgösteremez. İki kablolu yaklaşım anahtarlarının 2-10 adedini paralel bağlayarak kumanda devresitasarlamak mümkündür (şekil 10).

5. Elektronik devreli yaklaşım anahtarlarının bazı kullanım alanlarıMekanik yapılı sınır anahtarları (limit switch) fiziksel temas olmadan anahtarlama işlemini

yapamazlar. Ayrıca bunların çalışma hızı, ömrü, hassasiyeti düşüktür. O nedenle elektronikdevreli yaklaşım anahtarlarının uygulama alanı her geçen gün genişlemektedir.

+ besleme

-

1. sensör 2. sensör n. sensör

yük

Şekil 10: İki kablolu yaklaşımanahtarlarının paralel bağlanması

2. sensör

n. sensör



128

Şekil 11-a’da üretim bandında borunun gelişi indüktif yaklaşım anahtarı tarafındanalgılanmaktadır.

Şekil 11-b’de dairesel hareketin hızı ya da dönme açısı indüktif yaklaşım anahtarı tarafındanalgılanmaktadır.

Şekil 11-c’te indüktif iki adet yaklaşım anahtarı ile hareketin istenilen aralıkta olmasısağlanmaktadır.

Şekil 11-ç'de şişelerin metal kapaklarının takılıp takılmadığı indüktif yaklaşım anahtarlarıyladenetlenmektedir.

Şekil 11-d'de iki adet kapasitif yaklaşım anahtarıyla silonun (deponun) içindeki yalıtkanmaddenin (örneğin buğday) seviyesi ölçülmektedir.

Şekil 11-e'de yürüyen bant üzerindeki cam kapasitif yaklaşım anahtarı tarafındanalgılanmaktadır.

Şekil 11-f'de tankın içindeki sıvının seviyesi iki adet kapasitif yaklaşım anahtarıyladenetlenmektedir.

Şekil 11-g'de deponun dolup dolmadığı bir adet kapasitif yaklaşım anahtarıyladenetlenmektedir.

a b c

ç d e

f gŞekil 11



6. İndüktif yaklaşım anahtarlarının algılama mesafesi Bu tür aygıtların algılama mesafesi cihaz içindeki bobinin boyutuyla orantılıdır. Daha uzak

algılama mesafesi için daha büyük boyutlu türler kullanılır. En uygun hedef indüktif sensörünçapına eşit ya da algılama mesafesinin üç katı büyüklükte olmalıdır. Bu ölçütlerden (kriterlerden)en büyük olanı, hedefin büyüklüğ olarak seçilir. Hedef kalınlığı minimum (en az) 1 mm'dir.Kullanım kılavuzlarında verilen algılama mesafesi genellikle yumuşak çelik içindir. Eğer farklıbir nesne algılanacaksa algılama mesafesi "düşürme faktörü" ile çarpılır.

Örnek: İndüktif yaklaşım anahtarının çapı: 18 mm. Algılama mesafesi (Sn): 5 mm isealüminyum folyo hedefin büyüklüğü en az ne olmalıdır?

Çözüm: 3 x algılama mesafesi = 3x5 = 15 mm < 18 mm.Hedef nesne en az 18x18x1 mm boyutlarında olmalıdır.

Örnek: İndüktif yaklaşım anahtarının çapı: 18 mm. Algılama mesafesi (Sn): 20 mm isealüminyum hedefin büyüklüğü en az ne olmalıdır?

Çözüm: Gerçek algılama mesafesi = Nominal algılama mesafesi x 0,4 =,8 mm3 x gerçek algılama mesafesi = 3x8 = 24 mm > 18 mm.Hedef nesne en az 24x24x1 mm boyutlarında olmalıdır.

İ. Optik sensörler (algılayıcılar)İndüktif ve kapasitif yaklaşım anahtarlarına ek olarak otomasyon sistemlerinde optik (ışın)

esaslı sensörler de yaygın olarak kullanılmaktadır.İndüktif ve kapasitif yaklaşım anahtarları en fazla 10 cm (100 mm) uzaklıktaki nesneleri

algılayabilirken optik esaslı algılayıcılarla birkaç metrelik uzaklıktaki nesneler bilealgılanabilmektedir.

Uygulamada kullanılan optik algılayıcılar üç farklı yapıdadır. Bunlar, karşılıklı yansıtıcılı,yansıtıcılı ve cisimden yansımalı olarak sıralanabilir.

1. Karşılıklı optik algılayıcılarBu yöntemde verici olarak enfraruj diyot, alıcı kısımda ise fototransistör (ya da fotodiyot)

Şekil 12

cisim

alıcı verici

129



kullanılır. Verici ile alıcı arasına mat ya da yarı mat bir cisim girdiğinde fototransistör kesimegider.

Fototransistörün normal gün ışığından etkilenmemesi için mercek koyu renkli bir cam ya dafiberglas ile kapatılır. Şekil 12’de taşıt üretim bandında karşılıklı algılayıcının taşıtı algılayışınailişkin çizim verilmiştir.

2. Yansıtıcılı (reflektörlü) optik algılayıcılarBu yöntemde verici olarak enfraruj diyot, alıcı kısımda

ise fototransistör (ya da fotodiyot) kullanılır. Şekil 13'tegörüldüğü gibi vericiden yayılan enfraruj ışınlar yansıtıcıözellikli, prizmatik yüzeyli plakadan geri dönerekfototransistöre ulaşır. Yansıtıcı olarak düz bir plakakullanılırsa geriye dönen ışınları fototransistöre ulaştırmakiçin çok hassas konumlandırma yapmak gerekir. İşte bunedenle prizmatik yüzeyli yansıtıcı kullanılarak gelen ışınla aynı doğrultuda dönen ışın eldeedilebilir.

3. Cisimden yansımalı optik algılayıcılarBu tip optik algılayıcılarda verici ve alıcı aynı gövde üzerine monte edilmiştir. Vericinin

yaydığı ışınlar cisme çarpıp geri dönerek alıcı devresinin konumunun değişmesini sağlar.Özellikle şeffaf ve pürüzsüz yüzeyli nesnelerin algılanmasında cisimden yansımalı algılayıcılarkullanılmaktadır.

Şekil 14'te cisimden yansımalı algılayıcı ile kopan kâğıdın algılanışına ilişkin çizim verilmiştir.

Şekil 13

prizmatik yansıtıcı

verici

alıcı

Şekil 14

cisim

130



131

J. Endüstriyel elektronikle ilgili temrinler (uygulamalar, deneyler, gözlemler)Uygulama 1: Transistörün anahtar (on-off, aç-kapa elemanı) olarakkullanılmasını sağlayan devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board (deney tahtası), deneyseti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim) /Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb. yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Devreyi PNP tipi transistör kullanarak çiziniz.3. Devrenin baskı devresini (PCB) elle ya da bilgisayar

ortamında (Board Maker, Eagle, Proteus/ARES vb. kullanarak) çiziniz.4. Devrede transistörün beyzine bağlı olan direncin görevi nedir? Yazınız.5. Ohmmetreyle ledin sağlamlık testi nasıl yapılır? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 2: Transistörün ayarlı direnç (akım ve gerilim ayarlayıcı) olarakkullanılmasını sağlayan devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks /

delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board (deneytahtası), deney seti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Work-bench (Multisim) / Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb.yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Devreyi PNP tipi transistör kullanarak çiziniz.3. Devrenin baskı devresini (PCB) elle ya da bilgisayar

ortamında (Board Maker, Eagle, Proteus/ARES vb. kullanarak) çiziniz.4. Devrede transistörün beyzine bağlı olan ayarlı direncin (potun) görevi nedir? Yazınız.5. Transistörün ohmmetreyle sağlamlık testi nasıl yapılır? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________

Uygulama 3: 7812 adlı regülatör entegresiyle yapılmış +12 V çıkışlı DC güçkaynağı devresiAmaç: DC güç kaynağı devreleriyle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.

Transistörün anahtarlama (on-off, aç-kapa) elemanı olarakkullanılmasına ilişkin devre

+

-

S

10 k

Ω-1

00 k

Ω

10 kΩ

5-12 V

220-560 Ω

L

Transistörün ayarlı dirençolarak kullanılması

R13,3kΩL

P 1

0-10

0 kΩ

R2 1 kΩS

TBC547

flam

anlı

lam

ba

NPNBC547BC237

+5-12 V

-



132

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket /

bread board (deney tahtası), deney seti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim)/ Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. Devrede kullanılan 7812 adlı regülatör entegresinin özelliklerini temel elektronik kitabınabakarak öğreniniz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrede kullanılan kondansatörün görevi nedir? Açıklayınız.2. Köprü diyodun sağlamlık testinin ohmmetreyle nasıl yapıldığını açıklayınız.3. Zener diyot nedir? Açıklayınız.4. Transistörün ohmmetreyle tipi nasıl tespit edilir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 4: Transistör ve NTC'li sıcakta çalışan devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Ortam sıcaklığı arttığında NTC'nin direnci azalır. NTC'den

geçen akımın artması pot üzerinde oluşan gerilimi artırır. Pot üzerinde oluşan gerilim NPNtransistörü sürer ve led yanar. Ortam soğuduğunda NTC'nin direnci yükselir, transistör kesimegider. Pot ile devrenin sıcaklığı algılama hassasiyeti ayarlanabilir.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board (deney tahtası) yada deney seti üzerine kurunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devreyi PNP tipi transistör kullanarak çiziniz.3. NTC nedir? Açıklayınız.4. Devrede ledin önüne bağlı olan direncin görevi nedir?

Yazınız.5. Ohmmetreyle NTC'nin sağlamlık testi nasıl yapılır?

Açıklayınız.

giriş

şase

7812

AC

220

V

4x1N4001AC12 V

C3

100

nF

C2

100

nF

C 4

70-1

000

µF

çıkış

+12 V

-7812'li +12 V sabit çıkışlı güç kaynağı devresi

+

-

trafo

(220

/12V

/4-1

0 W

)

Transistör ve NTC'lisıcakta çalışan devre

NPN

BC54

7+5

-12

V

R1=

1-33

k

-T

P=10

-470

k

-

LNTC1-10 k

220-

560

Ω



133

Uygulama 5: Transistör ve PTC'li sıcakta çalışan devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Ortam sıcaklığı arttığında PTC'nin direnci yükselir. Direncin

yükselmesi bu eleman üzerinde oluşan gerilimi de artırır. PTC üzerinde oluşan gerilim NPNtransistörü sürer ve led yanar. Ortam soğuduğunda PTC'nin direnci azalır, transistör kesimegider. Pot ile devrenin sıcaklığı algılama hassasiyetiayarlanabilir.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board (deney tahtası) yada deney seti üzerine kurunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. PTC nedir? Açıklayınız.2. Devrede kullanılan ayarlı direncin görevi nedir? Yazınız.3. Ohmmetreyle PTC'nin sağlamlık testi nasıl yapılır?

Açıklayınız._____________________________________________________________________

Uygulama 6: Ledin AC 220 V ile çalıştırılabilmesini sağlayan devreAmaç: Ledin çeşitli gerilim değerlerinde çalıştırılabilmesiyle ilgili bilgi beceri kazanmak.Devreyle ilgili ön bilgi: Devrede kullanılan sabit direnç gerilim bölme işlemi yapar. Başka

bir deyişle 220 V'luk gerilimin yaklaşık 218 V'u direnç üzerinde, 2 V'luk kısmı ise led üzerindedüşer. Lede ters paralel bağlı 1N4007 (1000 V, 1 A) adlı doğrultmaç diyodu negatif alternanslarınled üzerinden değil kendü üzerinden geçmesini sağlayarak ledin bozulmasını önler.

Lede seri bağlanması gereken direnci değeri,Rö = (Vşebeke - Vled) / Ileddenklemiyle hesaplanabilir. Denklemde Iled akımı değeri 0,01 A

(10 mA), Vled gerilim değeri 1,5-2,2 V arasında bir değer alınabilir.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli bakırlı

plaket / bakırlı plaket / bread board (deney tahtası), deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim) / Proteus (ISIS) /Circuit Maker vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Ohmmetreyle doğrultmaç diyodunun sağlamlık testi nasıl yapılır? Açıklayınız.2. Doğru akım ve alternatif akım kavramlarını açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 7: İki transistör ve NTC'li (kaskad bağlantılı) soğukta çalışan devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.

Transistör ve PTC'lisıcakta çalışan devre

BC

547

NPN

P =

10-

470

k

R1

= 1-

10 k

PTC1-10 k

+T-

+5-1

2 V

220-

560

Ω

L

Ledin AC 220 V ileçalıştırılabilmesinisağlayan devre



134

2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde

çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Devreyi PNP tipi transistörler kullanarak

çiziniz._____________________________________________________________________

Uygulama 8: LDR'li ışıkta çalışandevreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve

beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin

ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin

denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma

ilkesini açıklayınız.2. Devreyi PNP tipi

transistör kullanarakçiziniz.

3. OhmmetreyleLDR'nin sağlamlık testinasıl yapılır? Açıklayınız._____________________________________________________________________

Uygulama 9: İkitransistör ve LDR'li(kaskad bağlantılı)karanlıkta çalışan devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve

beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.

_____________________________________________________________________

İki transistör ve NTC'li soğukta çalışan devre

R2

R1

R3

NTC

T1

T2

BC547

BC547

1-10 kΩ

1-10 kΩ

P

10-100 kΩ

1-10 kΩ

1 kΩ

-T

A

L

+12 V

LDR'li ışıkta çalışan devre

-

BC54

7

NPN

P=10

-470

k

R1=

10-3

3 k

+2-3

V

LDRL LDR

R1

P

NPN

L

+

-

led

R1

R2

R3

BC547

BC547

+12 V

-

T2T1

A

P100 k

led

10 k

1 k

10 k

Kaskad bağlantılı karanlıkta çalışan devre



135

Uygulama 10: Darlington bağlantılıkaranlıkta çalışan devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 11: Fototransistörlü ışığa duyarlı devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları

temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde

çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini

açıklayınız.2. Fotodiyot nedir? Açıklayınız.3. Fotopil nedir? Açıklayınız.4. Ohmmetreyle fototransistörün

sağlamlık testi nasıl yapılır? Açıklayınız._____________________________________________________________________

Uygulama 12: Optokuplörlü kumanda devresiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Optokuplörler elektronik devrelerde (TV, PLC cihazı, bilgisayar

vb.) yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu elemanların sağladığı en önemli avantaj iki ayrı devreyibirbirinden elektriksel olarak yalıtmasıdır. Yani kumanda devresi, güç devresinden hiçetkilenmez. Kumanda devresinde ortaya çıkan elektriksel değişiklikler ışığa dönüşür ve güçdevresini kontrol eden ışık algılayıcı elemanı sürer.

Verilen devrede S anahtarı kapatıldığında enfraruj diyot ışın yayar. Bu ışınlar fototransistörüsürer. İletime geçen fototransistör ise BC547'yi tetikleyerek rölenin çalışmasını sağlar.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

Darlington bağlantılı karanlıkta çalışan devre

P

T1T2

R

2x BC547

33 k

470 k

röle

+12 V

1N4001

Fototransistörlü basit ışığa duyarlı devre

+ 9-12 V

100 k-470 k

BPW14ya da herhangi birfototransistör



136

Sorular1. Optokuplör (optik bağlaç)

nedir? Açıklayınız.2. Optointerraptır (yarıklı

optik bağlaç) nedir?Açıklayınız._____________________________________________________________________

Uygulama 13: Kopmaylaçalışan alarm devresiAmaç: Transistörlü

devrelerle ilgili bilgi ve becerikazanmak.

Devrenin çalışma ilkesi:Devrede ince tel kopartıldığızaman T1’in kolektöründen geçen akım T2’ninbeyzinden geçmeye başlar ve T2 iletime geçerekröleyi çalıştırır. Röle kontağını kapattığı zamanalarm çalışmaya başlar.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Röleye ters paralel bağlanan diyodun görevi

nedir? Açıklayınız.2. Transistörlerde beta (β) akım kazancı nedir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 14: Hırsız alarm devresiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Yandaki şekilde verilen devrede ince tel kopuk değilken T1

iletimdedir. T1 iletimdeyken T2 transistörünün E-B uçları arasında oluşan gerilim çok düşüktür.Bu nedenle PNP tipi T2 transistörü kesimde kalır. Başka bir deyişle T1 iletimdeyken T2'nin E-B ekleminden akım geçmez.

Penceredeki ince tel kopuncaT1 kesime gider. T1'in kesimolmasıyla birlikte T2'nin E-Bekleminden küçük değerli birpolarma akımı geçmeye başlar veT2 iletim olur. T2 iletim oluncaröle çeker, led söner, sirençalmaya başlar. Devrenin 12 V'lukbeslemesi kesilene kadar sireninçalması devam eder.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları

temin ediniz.

L

Optokuplörlü kumanda devresi

S

+5-12 V

220 Ω

10-33 k

NPN

TIL111ya da4N25

BC547

+5-12 V

10 k

10 k1N

4001

12 V

+12 V

-

BC308

BC547zil

A

T1 T2

ince tel

Kopmayla çalışan alarm devresi

Hırsız alarm devresi

T1NPN

10-47 k

10-47 k

+12 V

220-

1000

Ω

T2PNP

siren

pencerenin iç kısmınabağlanmış ince tel



137

3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Röleye ters paralel bağlanan diyodun görevi nedir? Açıklayınız.2. Transistörlerde beta (β) akım kazancı nedir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 15: Dokunmayla çalışan röle devresiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Dokunma

uçlarına parmak değdirildiğinde T1, T2 ve T3iletime geçerek röleyi çalıştırır.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin

ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde

çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

_____________________________________________________________________Uygulama 16: Transistörlü DC motor hız kontrol devresiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Devrede potun değeri

değiştirildikçe transistörün beyzine giden akım değişir. Bunabağlı olarak DC beslemeli mini motorun devir sayısı artar yada azalır.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Sabit mıknatıslı DC beslemeli mini motorların yapısını ve çalışmasını açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 17: Optokuplör tetiklemeli transistörlü devreAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Devrede S anahtarı kapatılınca optokuplörün fototransistörü

iletime geçer. T1 kesim, T2 iletim olur. Röle çeker ve lamba yanar.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

Dokunmayla çalışan röle devresi

-

Transistörlü, DC motorhız kontrol devresi

10-470 k

BC237BC547BD135

+3-12 V



138

Uygulama 18: Bir süre çalışıp duran led (turn-off zaman rölesi) devresiAmaç: Transistörlü

devrelerle ilgili bilgi vebeceri kazanmak.

Devrenin çalışmailkesi: B'ye basıldığında Cşarj olur. C'nin gerilimitransistörü tetikler. İletimegeçen transistör ledi yakar.Bir süre sonra Cboşalacağından transistörkesime gider ve led söner.

Devre 2-3 V ile çalışır. 9 V ile besleme yapılacağı zaman lede seri olarak 220-1000 ohmlukdirenç bağlanmalıdır.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim) / Proteus (ISIS) / Circuit Maker

vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Devreyi PNP tipi transistör kullanarak çiziniz.3. Devredeki potun görevi nedir?

Yazınız.4. R-C zaman sabitesi nedir?

Açıklayınız._____________________________________________________________________

Uygulama 19: Tek transistörlümerdiven ışık otomatiği devresiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili

bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.

Optokuplör ile tetiklemeli transistörlü devre

4N25

1-10 k

1N4001

BC547

BC5471-10 k

1-10 k

1-10 k

220-470 Ω

+12 V

S

Bir süre çalışıp duran led (turn-off zaman rölesi)

R1 = 1-10 k

NPN

C = 10-1000 µF

P = 10-470 k

B

+2-3

VBC

547 R1

B

C P

L

-

L

NPN+

Tek transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi

10 k

100

k

1N40

01

BC54

7

470 µF

0RBL

R0

6/25 A

LB

1N4001

470

µF

220/12 V4 Wtrafo

60 WC1

C2



139

2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim) / Proteus (ISIS) / Circuit Maker

vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Devredeki potun görevi nedir? Yazınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 20: Tek transistörlü turn-on tipi (alıcıyı bir süre sonra çalıştıran)zaman rölesi devresiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve

beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz. Ya da Electronic Work-

bench / Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb.yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Devredeki potun görevi nedir? Yazınız.3. Devredeki butonun (B) görevi nedir? Yazınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 21: Tek transistörlü turn-off tipi (alıcıyı bir süre çalıştırıp durduran)zaman rölesi devresiNot: Verilen devre 18. uygulamayla aynı

özelliktedir. Tek fark, bu uygulamada rölekullanılmış olmasıdır.

Amaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgive beceri kazanmak.


ediniz.3. Devreyi kurunuz. Ya da Electronic

Workbench / Proteus (ISIS) / Circuit Makervb. yazılımlarından birini kullanarakbilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.

Tek transistörlü turn-on tipi zaman rölesi

BC547

5,6-47 kΩ

10-470 kΩ

10-1000 µF/16 V

L

-

AC ya da DC

L

10-1000 µF/16 V

BC54710-4

70 k

Ω 5,6-47 kΩ

B 1N40

01

+12 V

R

-

Tek transistörlü turn-off tipi zaman rölesi

AC ya da DC



140

Uygulama 22: Darlingtonbağlantılı, uzun zamangecikmeli turn-on tipi zamanrölesi devresiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili

bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları

temin ediniz.3. Devreyi kurunuz. Ya da Elec-

tronic Workbench / Proteus (ISIS) /Circuit Maker vb. yazılımlarındanbirini kullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.

___________________________________________________________________Uygulama 23: İki transistörlü kaskad bağlantılı turn-off tipi zaman rölesiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi

ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Devrede B'ye

basılınca C dolar ve T1'i tetikler. T1'in iletimegeçmesiyle R3 direnci üzerinde bir gerilimoluşur. R3'te oluşan gerilim T2 transistörünüsürerek ledi çalıştırır. C boşalınca T1 ve T2kesime gider, led söner.


ediniz.3. Devreyi kurunuz. Ya da Electronic

Workbench / Proteus (ISIS) / Circuit Makervb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.


___________________________________________________________________Uygulama 24: Darlington bağlantılı uzun zaman gecikmeli turn-off tipi zamanrölesi devresi - IAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Devrede B'ye basıldığında kondansatör (C) boşalır ve yeniden

dolmaya başlar. Bu sırada P ve R1 üzerinde oluşan polarma gerilimi T1 transistörünü sürer.İletime geçen T1 ise T2'yi sürer ve röle çalışır. Kondansatör tam olarak dolunca akım çekmez.Kondansatörün akım çekmemesi nedeniyle P ve R1 üzerinde gerilim düşümü olmaz vetransistörler kesime gider.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.

Darlington bağlantılı, uzun zamangecikmeli turn-on tipi zaman rölesi devresi

T2

T1

BC547BC547

L

1 k-10 k

47 k-470 k

100

k-47

0 k

220 V

BC547

R1

R3

R4

-

T1T2

10-1

000

µF/1

6 V

10-2

2 kΩ

BC547

1 kΩ

R210

-22

kΩ

10 kΩ

B

10-4

70 k

Ω

+12 V

İki transistörlü kaskad bağlantılıturn-off tipi zaman rölesi



141

2. Devrede kullanılan elemanlarıtemin ediniz.

3. Devreyi kurunuz. Ya da ElectronicWorkbench / Proteus (ISIS) / CircuitMaker vb. yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetimindeçalıştırınız.

5. Devreyi sökünüz.___________________________________________________________________

Uygulama 26: Darlingtonbağlantılı uzun zaman gecikmeliturn-off tipi zaman rölesi devresi - IIAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili

bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi:

Devrede B'ye basıldığında kondansatör(C) dolar. Butondan elimiziçektiğimizde C'nin üzerinde birikenelektrik yükünün akımı R direncindengeçerek T1 ve T2 transistörünü tetikler.İletime geçen T2 transistörü röleyiçalıştırır. Bir süre sonra kondansatörplakalarındaki elektrik yükübiteceğinden transistörler kesime gider,röle ilk konumuna döner ve lambasöner.

Devrede T1 transistörünün beyzinebağlanan direncin değeri çok büyükolduğundan beyz ucu çok küçük bir akım çeker. Bu sayede kondansatör çok uzun sürede boşalır.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz. Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb.

yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

___________________________________________________________________Uygulama 27: Schmitt trigger (tetiklemeli) bağlantılı turn-off tipi zaman rölesidevresiÖn bilgi: Transistörlerin schmitt tetiklemeli bağlanması kısaca şöyle açıklanabilir: Rölelere

uygulanan gerilim hemen sıfır ya da maksimum değere ulaşmazsa, rölenin bobininin oluşturduğumıknatıslık yetersiz olacağından, kontaklar titreşir. İşte bu durum röleli devrelerde hiç istenmez.Çünkü titreşim şerareye (kıvılcım) sebep olarak rölenin kontaklarının çabuk bozulmasına nedenolur. Röle kontaklarındaki titreşimi en az değere indirmek için transistörler schmitt (şimit)tetiklemeli olarak bağlanır.

Devrenin çalışma ilkesi: Yandaki şekilde verilen devreye enerji uygulandığında C henüzboş olduğundan T1 kesimdedir. Dolayısıyla T1'in kolektör ucundaki (A noktası) gerilimin değeri

Darlington bağlantılı uzun zaman gecikmeliturn-off tipi zaman rölesi devresi - I

R1

R2

10-1

000

µF/1

6 V

10-4

70 k

Ω

BC547

1N40

01

+12 V

BC5471 MΩ

B L

T1

T2

P

10-22 kΩ

T2BC547BC547

T1

L

100 k-500 k

Darlington bağlantılı uzun zaman gecikmeliturn-off tipi zaman rölesi devresi - II

100-470 µF

1N4001

10-4

70 k

Ω

220 V



142

şaseye göre maksimumseviyededir. Bundan dolayı T2hemen iletime geçerek röleyisürer ve alıcı çalışır. R1 ve potüzerinden şarj olmaya başlayanC, bir süre sonra dolarak T1’iiletime sokar. İletime girenT1’in kolektöründeki (Anoktası) gerilim azalırkenemiterine bağlı olan R3direncinde (B noktası) düşengerilim yükselir. Bu da T2transistörünün (iki elektrikseletki sebebiyle) hızlıca kesimegitmesine neden olur.

Şöyle ki;I. T1'in kolektöründeki gerilim düşerek T2'yi kesime götürür.II. T1 ve T2’nin emiterlerinin bağlı olduğu R5 direncinde oluşan gerilim, T2'nin beyz akımını

azaltıcı etki yapar. (Negatif geri besleme)Devrede bulunan B butonuna basılacak olursa C boşalacağından, T1 hemen kesime gider.

Bu da T1'in kolektör (A noktası) geriliminin yükselmesine neden olarak T2'yi iletime sokar.Sonuç olarak schmitt tetikleme yöntemi, rölenin çok hızlı olarak iletim ya da kesime gitmesini

sağlar.Amaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz. Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb.

yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

___________________________________________________________________Uygulama 28: Transistörlü kararsız multivibratör (flip-flop) devresiAmaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları

temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde

çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini

açıklayınız.2. Devreyi PNP tipi transistör

kullanarak çiziniz.3. Devrenin baskı devresini (PCB)

Schmitt tetiklemeli turn-off tipi zaman rölesi devresi

R1

R4

C

+12 V

T1 BC547

T2

L

10-3

3kΩ

270

Ω

R2

390

Ω

33 Ω

10-4

70 µ

F

B

R3

1,8

kΩ

BC547

R6R5

1N40

01

33-4

7 Ω

A

B

P

-10

-470

kΩ

Q Q

22 k 22 kk k

Kararsız multivibratör (flip-flop) devresi

NPN NPN



143

elle ya da bilgisayar ortamında (Board Maker, Eagle, Proteus/ARES vb. kullanarak) çiziniz._____________________________________________________________________

Uygulama 29: Transistörlü tek kararlı (monostable) multivibratör (flip-flop)devresi





Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Devreyi PNP tipi transistör kullanarak çiziniz.3. Devrenin baskı devresini (PCB) elle ya da bilgisayar ortamında (Board Maker, Eagle,

Proteus/ARES vb. kullanarak) çiziniz._____________________________________________________________________

Uygulama 30: Transistörlü iki kararlı (bistable) multivibratör (flip-flop) devresi





Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 31: Alıcıyı aralıklı olarak çalıştıran devre

Amaç: Transistörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.

Tek kararlı multivibratör

+5-1

2 V

1 k

4,7-

22 k

5,6-

22 k

BC547 BC547

2,2

k

İki kararlı multivibratör devresi

S R

+5-1

2 Vflamanlı

lambaflamanlılamba

4,7 k1,5 k

1 k1 k



144

4. Devreyi öğretmenindenetiminde çalıştırınız.

5. Devreyi sökünüz.____________________________________________________________________

Uygulama 32: İkirenkli ledli flip-flopdevresi

Amaç: Transistörlüdevrelerle ilgili bilgi vebeceri kazanmak.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize

çiziniz.2. Devrede kullanılan

elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde


_____________________________________________________________________Uygulama 33: 555 entegreli turn-off tipi zaman rölesi devresi

Amaç: Entegreli devrelerle ilgili bilgive beceri kazanmak.


ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

_____________________________________________________________________Uygulama 34: 555 entegreli periyodikolarak çalışan röle devresi

Amaç: Entegreli devrelerle ilgili bilgi ve becerikazanmak.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.

İki renkli ledli flip flop devresi

+3-12 V

Alıcıyı aralıklı (periyodik) olarak çalıştıran devre

555 entegreli turn-off tipizaman rölesi devresi

C

10-100 k

10-100 µF

555



145

-

L

555 entegreli periyodikolarak çalışan röle devresi

10 µF

470

kΩ22

0 kΩ

+12 V

12-220 V

1N4001

555

555 entegreli flip-flop devresi

555'li ışıkta ses üreten devre

5. Devreyi sökünüz._____________________________________________________________________

Uygulama 35: 555 entegreli flip-flopdevresi



_____________________________________________________________________Uygulama 36: 555 entegreli ışıkta sesüreten devre

Devrenin çalışma ilkesi: Ortamaydınlandığında devre ses üretmeye başlar.Devrenin ışığa karşı hassasiyeti pot ile ayarlanabilir.

Pot ile LDR'nin yeri değiştirilecek olursakaranlıkta ses üreten devre yapılmış olur.



_____________________________________________________________________Uygulama 37: 555 entegreli ses üreteci (siren) devresiAmaç: Entegreli devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.Devrenin çalışma ilkesi: Devrenin ürettiği sesin tonu R1, R2 ya da C'nin değeri

555 entegreli ses üreteci devresi

8 Ω0,5 W

33 k

33 k

10 k

33 Ω/1 W

-

8 Ω0,5 W

-

33 Ω/1 W2,2k

22 k

+5-12 V

+5-12 V

+5-12 V

3

555555



146

değiştirilerek ayarlanabilir.




_____________________________________________________________________

Uygulama 38: JFET'li turn-off tipi zamanlayıcı devresiDevrenin çalışma ilkesi: Devrede B’ye basılınca C dolar. C’nin üzerinde biriken yükün

gerilimi JFET’in G ucunu polarır. JFET’in S ucuna bağlı direnç üzerinde oluşan gerilim ve Gucuna gelen gerilim bu elemanı iletime sokar. JFET iletime geçtiğinde 10 k’lık RS direnciüzerinde oluşan gerilim transistörü iletime sokar ve led çalışır. JFET’in G ucu akım çekmediğiiçin C üzerindeki elektrik yükü pot ve direnç üzerinden uzun sürede boşalır. C boşaldığındaJFET ve transistör kesime gider led söner.

Not: JFET'ler hassas yapılı olduğundan hatalı bağlantı durumunda kolay bozulurlar. Ayrıcabu elemanlarla yapılan deneylerde doğru sonuçları almak güçtür. O nedenle JFET ve MOSFET'lideneylerin bilgisayar ortamında Electronic Workbench (Multisim) ya da Proteus (ISIS) ileyapılması daha verimli olmaktadır.

Amaç: JFET'li devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket /

bread board (deney tahtası), deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench(Multisim) / Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb.yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.


5. Devreyi sökünüz.Sorular1. JFET nedir? açıklayınız.2. N kanallı JFET'in yarı iletken iç yapısını

çiziniz._____________________________________________________________________

Uygulama 39: JFET'li S ucu şaseyükselteç devresiÖn bilgi: Devre girişine uygulanan 1 mV,

10 kHz’lik sinüsoidal biçimli sinyaliyükseltmiş ve 180° ters çevirmiştir.

Amaç: JFET'li devrelerle ilgili bilgi vebeceri kazanmak. JFET’li S ucu şase (ortak) yükselteç devresi

JFET’li turn-off tipi zamanlayıcı devresi

BC547100 k

100 k

+5-12 V

1 k

470 µF

1 M

B

BF245

L

10 k

S



147

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket /

bread board (deney tahtası), deney seti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim)/ Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Not: JFET'ler hassas yapılı olduğundan hatalı bağlantı durumunda kolay bozulurlar. Ayrıca

bu elemanlarla yapılan deneylerde doğru sonuçları almak güçtür. O nedenle JFET ve MOSFET'lideneylerin bilgisayar ortamında Electronic Workbench (Multisim) ya da Proteus (ISIS) ileyapılması daha verimli olmaktadır.

Sorular1. JFET'li S ucu şase yükselteç devresini çalışma ilkesini açıklayınız.2. P kanallı JFET'in yarı iletken iç yapısını çiziniz.

_____________________________________________________________________Uygulama 40: N kanal JFET'li G ucuşase yükselteç devresiÖn bilgi: Şekil 1’de verilen basit yükselteç

devresinin girişine 1 mV, 10 kHz’lik bir ACgiriş sinyali uygulandığında çıkıştan aynı fazlıAC sinyal alınır.

Amaç: JFET'li devrelerle ilgili bilgi vebeceri kazanmak.


ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli

pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board (deney tahtası), deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim) / Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb.yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Not: JFET'ler hassas yapılı olduğundan hatalı bağlantı durumunda kolay bozulurlar. Ayrıca

bu elemanlarla yapılan deneylerde doğru sonuçları almak güçtür. O nedenle JFET ve MOSFET'lideneylerin bilgisayar ortamında Electronic Workbench (Multisim) ya da Proteus (ISIS) ileyapılması daha verimli olmaktadır.

Sorular1. N kanal JFET'li G ucu şase yükselteç devresini çalışma ilkesini açıklayınız.2. JFET'lerin G ucuna niçin ters polarma uygulanır? Açıklayınız.3. JFET'in beş özelliğini yazınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 41: N kanal JFET'li D ucu şase yükselteç devresiÖn bilgi: Devre girişine uygulanan 1 mV, 10 kHz’lik sinüsoidal biçimli sinyali faz çevirme

yapmadan çıkışa aktarır.D ucu şase yükselteçler uygulamada S izleyici olarak da adlandırılır ve empedans uygun-

laştırma amacıyla kullanılır.

N tipi JFET'li G ucu şase yükselteç devresinin EWB(Electronic Workbench) yazılımıyla yapılışı vedevrenin giriş-çıkış sinyallerinin osilaskoptaki şekli

+-

BF245



148

Amaç: JFET'li devrelerle ilgili bilgi vebeceri kazanmak.



pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket/ bread board (deney tahtası), deney setiüzerine kurunuz. Ya da Electronic Workbench/ Proteus (ISIS) / Circuit Maker vb.yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.


5. Devreyi sökünüz.Sorular1. JFET'in G ucu neden akım çekmez? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 42: Azaltan tip, N kanal MOSFET'li S ucu şase yükselteç devresiÖn bilgi: Devre girişine girişine uygulanan sinüsoidal biçimli (1 mV, 10 kHz) sinyali

yükseltir ve 180° ters çevirir.MOSFET’lerin drain (D), source (S), gate

(G) ve substrate (SS) olmak üzere dört ayağı(terminali) vardır. SS ucu S ucuna bağlandığızaman MOSFET JFET gibi davranır.JFET’lerle yapılabilen tüm devrelerMOSFET’lerle de yapılabilir.

Amaç: MOSFET'li devrelerle ilgili bilgive beceri kazanmak.



pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket/ bread board (deney tahtası), deney seti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Workbench / Pro-teus (ISIS) / Circuit Maker vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. MOSFET nedir? Açıklayınız.2. Azaltan kanallı MOSFET'in çalışmasını iç yapısının şeklini çizerek açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 43: Orta uçlu trafolu ve köprü diyotlu, simetrik çıkışlı DC güç kaynağıdevresiÖn bilgi: Op-ampların beslemesi pozitif (+) ya da simetrik (±) çıkışlı bir DC güç kaynağıyla

yapılabilir. Op-amplı basit devrelerde pozitif çıkışlı bir kaynak yeterli olur. Ancak "gerilim

N kanal JFET’li D ucu şase yükselteç devresi

Azaltan tip, N kanal MOSFET’liS ucu şase yükselteç devresi



149

izleyici, "faz çeviren yükselteç", "fazçevirmeyen yükselteç" vb. gibi uygulamalarındoğru çalışabilmesi için simetrik çıkışlı kaynağagerek vardır.

Amaç: Simetrik çıkışlı güç kaynağıdevreleriyle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.



çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Trafonun çalışma ilkesini açıklayınız.2. Trafonun girişine DC 220 V uygularsak çıkıştan hiç bir gerilim alamayız. Bunun sebebini

açıklayınız._____________________________________________________________________

Uygulama 44: Orta uçlu trafolu, köprü diyotlu, 78xx ve 79xx regülatör entegreli,simetrik çıkışlı DC güç kaynağı devresiÖn bilgi: 78xx ve 79xx regülatör entegreli

çıkışa sabit (değeri değişmeyen) DCgönderirler. Bu sayede giriş gerilimindekideğişimler alıcıyı etkileyemez. Günümüzdeüretilen endüstriyel amaçlı cihazların hemenhemen tümünde regülatör entegreli güçkaynağı vardır.

Amaç: Simetrik çıkışlı güç kaynağıdevreleriyle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.



_____________________________________________________________________Uygulama 45: Orta uçlu trafolu, köprü diyotlu, LM317 ve LM337 regülatörentegreli, simetrik çıkışlı, ayarlı DC güç kaynağı devresi

Ön bilgi: Verilen devrede çıkış geriliminin değeri istenilen seviyeye ayarlanabilir.

Amaç: Simetrik çıkışlı güç kaynağı devreleriyle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.

±12 V simetrik çıkışlı güç kaynağı devresi

+12 V

-12 V

0

1N4001220 V 2x

12 V

470-1000 µF

470-1000 µF

±12 V simetrik çıkışlı, regüleli güç kaynağı devresi

7812

79121000 µF/25 V

AC

2x1

2 V

1N4001

1000 µF/25 V



150


_____________________________________________________________________

Uygulama 46: Op-amplı gerilimizleyici devresiAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board (deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.

Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Not: Op-amplar hassas yapılı olduğundan hatalı bağlantı durumunda kolay bozulurlar. Ayrıca

bu elemanlarla yapılan deneylerde doğru sonuçları almak güçtür. O nedenle op-amp deneylerininbilgisayar ortamında Electronic Workbench ya da Proteus (ISIS) ile yapılması daha verimliolmaktadır.

Sorular1. Op-amp nedir? Tanımını yazınız.2. Op-ampın giriş uçlarının özelliklerini yazınız.3. Gerilim izleyici ne amaçla kullanılır? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 47: Op-amplı faz çeviren yükselteç devresiAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board (deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.


4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Vgrş gerilimini AC 10 mV, AC 100 mV, AC 1 V değerlerine ayarladıktan sonra çıkış

geriliminin kaç volt olduğunu dijital AVOmetre kullanarak ölçünüz.

1000 µF50 V

1000 µF50 V

5-10 k

5-10 k

LM317

±1,2-32 V ayarlı çıkışlı, regüleli güç kaynağı devresi

LM337

giriş çıkış

ayar

giriş çıkışayar

stereo (ikiyollu) pot

5-32 V

5-32 V270 Ω

270 Ω1: giriş3: çıkışA: ayarLM317T

Devreningirişineuygulama43'te görülensimetrik çıkışlıgüç kaynağıdevresibağlanmalıdır.

Op-amplı gerilim izleyici devresi

Vçkş

Vgrş

sinyal jeneratörü



151

6. Girişteki AC güç kaynağını (sinyaljeneratörünü) sökerek bir DC güç kaynağıbağlayınız. Vgrş gerilimini DC 10 mV, DC 100mV, DC 1 V değerlerine ayarladıktan sonraçıkış geriliminin kaç volt olduğunu dijitalAVOmetre kullanarak ölçünüz.

7. Rgb direncinin değerini 10 k yaptıktansonra çıkış gerilimini tekrar ölçünüz.

8. Rgb direncinin değerini 10 k yaptıktansonra çıkış gerilimini tekrar ölçünüz.

9. Devreyi sökünüz.Sorular1. Op-ampın çıkış ucunun özelliklerini yazınız.2. Faz çeviren yükselteç ne amaçla kullanılır? Açıklayınız.3. Rgb = 22 k, R1 = 10 k ise op-ampın kazancı nedir? Hesaplayınız.4. Rgb = 22 k, R1 = 10 k, Vgrş = 2 V ise op-ampın çıkış gerilimi nedir? Hesaplayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 48: Op-amplı faz çevirmeyen yükselteç devresiAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin

ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board

(deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS)vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.


5. Vgrş gerilimini AC 10 mV, AC 100 mV,AC 1 V değerlerine ayarladıktan sonra çıkış geriliminin kaç volt olduğunu dijital AVOmetrekullanarak ölçünüz.

6. Girişteki AC güç kaynağını (sinyal jeneratörünü) sökerek bir DC güç kaynağı bağlayınız.Vgrş gerilimini DC 10 mV, DC 100 mV, DC 1 V değerlerine ayarladıktan sonra çıkış gerilimininkaç volt olduğunu dijital AVOmetre kullanarak ölçünüz.

7. Rgb direncinin değerini 10 k yaptıktan sonra çıkış gerilimini tekrar ölçünüz.8. Rgb direncinin değerini 10 k yaptıktan sonra çıkış gerilimini tekrar ölçünüz.9. Devreyi sökünüz.Sorular1. Faz çevirmeyen yükselteç ne amaçla kullanılır? Açıklayınız.3. Rgb = 33 k, R1 = 10 k ise op-ampın kazancı nedir? Hesaplayınız.4. Rgb = 33 k, R1 = 10 k, Vgrş = 2 V ise op-ampın çıkış gerilimi nedir? Hesaplayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 49: Op-amplı faz çeviren toplayıcı yükselteç devresiAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.

Op-amplı faz çeviren yükselteç devresi

x

Not: x noktasındaki Vx gerilimi0 V olarak kabul edilir. Bunoktaya zahîrî toprak da denir.

Vçkş

Vgrş

Op-amplı faz çevirmeyen yükselteç devresi

VçkşVgrş

siny

al je

nera

törü



152

3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board(deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS)vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.


5. Devreyi bilgisayar ortamındaoluşturduysanız R3, R4, R5 dirençlerini iptalederek girişlere pil bağlayabilirsiniz

6. Vg1 ve Vg2 gerilimini ölçtükten sonra Vçkşgeriliminin kaç olması gerektiğini önce hesaplayınız. Sonra dijital AVOmetreyle ölçünüz.

7. Rgb direncinin değerini değiştirerek çıkış geriliminin değişip değişmediğini gözlemleyiniz.8. Devreyi sökünüz.Sorular1. Rgb = 22 k, R1 = 10, R1 = 3,3 k, Vg1 = 1 V, Vg2 = 2 V ise op-ampın çıkış gerilimi kaç volttur?

Hesaplayınız._____________________________________________________________________

Uygulama 50: Op-amplı fark yükselteci devresiAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin

ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board

(deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS)vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.


5. Devreyi bilgisayar ortamında oluşturduysanız R3, R4, R5 dirençlerini iptal ederek girişlerepil bağlayabilirsiniz

6. Vg1 ve Vg2 gerilimini ölçtükten sonra Vçkş geriliminin kaç olması gerektiğini öncehesaplayınız. Sonra dijital AVOmetreyle ölçünüz.

7. Rgb direncinin değerini değiştirerek çıkış geriliminin değişip değişmediğini gözlemleyiniz.8. Devreyi sökünüz.Sorular1. Rgb = 10 k, R1 = 1k, R1 = 2,2 k, Vg1 = 2 V, Vg2 = 3 V ise op-ampın çıkış gerilimi kaç volttur?

Hesaplayınız._____________________________________________________________________

Uygulama 51: Op-amplı karşılaştırıcı (comparator, kıyaslayıcı) devresiAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board (deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.

Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar

Op-amplı faz çeviren toplayıcı yükselteç devresi

xVg1

Vg2

Vçkş

R3

R4

R5

Op-amplı fark yükselteci devresi

Vg1Vg2

Vçkş

R3

R4

R5



153

ortamında oluşturunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde

çalıştırınız.5. Devreyi bilgisayar ortamında

oluşturduysanız zener diyodu iptal ederekyerine pil bağlayabilirsiniz.

6. Devredeki potun değerini değiştirerekçıkış geriliminin durumunu gözlemleyiniz.

8. Devreyi sökünüz.Sorular1. Op-ampın artı girişininin gerilimi eksi

girişininin geriliminden büyük olursa ne olur?Açıklayınız.

2. Op-ampın eksi girişininin gerilimi artıgirişininin geriliminden büyük olursa ne olur? Açıklayınız.

3. Op-ampın artı girişininin gerilimi eksi girişininin gerilimine eşit olursa ne olur? Açıklayınız.______________________________________________________________________

Uygulama 52: Op-amplı turn-off tipi zaman rölesi devresiDevrenin çalışma ilkesi: Devrede op-amp karşılaştırıcı olarak çalışmaktadır. Butona

basıldığı anda kondansatör besleme gerilimi kadar bir değere şarj olur. Bunun sonucunda 3numaralı (+) girişin gerilimi 2 numaralı (-) girişin geriliminden yüksek olacağından op-ampçıkış verir ve röle çeker.

C'nin üzerindeki gerilim pot üzerinden yavaş yavaş boşalmaya başlar. Bu değer 2 numaralıgirişin gerilimindenaşağı değere düştüğüanda op-amp kesimegider.

Devrede op-ampın 2 numaralıeksi (-) girişiningerilimi iki adetgerilim bölücüdirenç ile beslemegeriliminin yarısınadüşürülmüştür.

Amaç: Op-amplarla ilgili bilgive beceri kazanmak.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board (deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.


4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devredeki potun değerini değiştirerek alıcının çalışma süresinin değişip değişmediğini

gözlemleyiniz.8. Devreyi sökünüz.

______________________________________________________________________

Op-amplı karşılaştırıcı devresi

Vg1

Vref

Vçkş

zenerdiyot

Op-amplı turn-off tipi zaman rölesi devresi

--

100

µF

C

+3

-2

100-500 k

1N4001

+

-

BC547

1N4001100 k

100 k

10 k

1-10 k

100-470 k

100 µF

+12 V

+3

-2741

L

B



154

Uygulama 53: Op-amplı ışıkta çalışan devreDevrenin çalışma ilkesi: Devrede op-amp karşılaştırıcı olarak çalışmaktadır. LDR'ye

ışık geldiğinde geçenakım pot ve dirençüzerinde düşengerilimi artırır. 3numaralı girişingerilimi 2 numaralıgirişin gerilimindenbüyük olduğunda op-amp çıkış vererekröleyi çalıştırır.LDR'ye gelen ışıkkesildiğinde röle ilkkonumuna döner.

Devrede op-ampın 2 numaralı eksi (-) girişinin gerilimi iki adet gerilim bölücü direnç ilebesleme geriliminin yarısına düşürülmüştür.

Amaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board (deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.


4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devredeki potun değerini değiştirerek alıcının çalışma süresinin değişip değişmediğini


______________________________________________________________________Uygulama 54: Op-amplı ışığa/ısıya duyarlı devreDevrenin çalışma ilkesi: Devrede op-amp karşılaştırıcı olarak çalışmaktadır. Bu devreyle

bir çok tasarım yapılabilir.I. A-B arasına direnç, C-D arasına NTC bağlanırsa: Ortam sıcaklığı artınca NTC'nin

direnci azalır ve üzerinde düşen gerilim küçülür. Op-amp 2 ve 3 numaralı girişlerindekigerilimleri kıyaslar. 3 numaralı giriş gerilimi 2'de bulunan gerilimden büyük olduğu anda 6nolu ayak çıkış akımını transistöre verir. Transistör iletime geçerek alıcıyı çalıştırır. Ortamsıcaklığı azalınca NTC'nin direnci artar ve bu elemanın üzerinde düşen gerilim büyür. Op-ampın 2 numaralı ayağına gelen gerilim 3 numaralı ayaktaki gerilimden büyük olduğu andaçıkış akımı sıfır (0) olur ve transistör kesime gider.

II. A-B arasına direnç, C-D arasına LDR bağlanırsa: Ortam aydınlığı artınca LDR'nindirenci azalır ve üzerinde düşen gerilim küçülür. Op-amp 2 ve 3 numaralı girişlerindekigerilimleri kıyaslar. 3 numaralı giriş gerilimi 2'de bulunan gerilimden büyük olduğu anda 6nolu ayak çıkış akımını transistöre verir. Transistör iletime geçerek alıcıyı çalıştırır. Ortamaydınlığı azalınca LDR'nin direnci artar ve bu elemanın üzerinde düşen gerilim büyür. Op-ampın 2 numaralı ayağına gelen gerilim 3 numaralı ayaktaki gerilimden büyük olduğu andaçıkış akımı sıfır olur ve transistör kesime gider. Devrede LDR ile direnç yer değiştirirse alıcıkaranlıkta çalışır.

Devrenin C-D noktaları arasına kondansatör A-B noktaları arasına ise direnç bağlanırsaturn-on tipi (gecikmeli çalışan) zaman rölesi devresi elde edilir.

Şekil 11.4: Op-amplı uzaktan kumanda devresi

+ 12 V

AC 220 V

1,5 k

100 kışık

2

3

-+

+

-

BC

547

yük

10 k

33 k

33 k

10 k

1N4001



155

Amaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board veya deney seti üzerine kurunuz. Ya da Elec-

tronic Workbench / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.


______________________________________________________________________Uygulama 55: Op-amplı integral alıcı devreAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board (deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.

1-10 k33 k

33 k

LDR 10 k

10 k10 k

NTC

-T

B

A

C

D

BC547

220Ω-820 Ω

LDR

+9-12 V

L

10 k

Op-amplı ışığa/ısıya duyarlı devre

10 k

Op-amplı integral alıcı devre

Rgb100 k

10 nF

10 kHz

Vgrş

Vçkş

İntegral alıcı devrenin girişine uygulanan karedalganın çıkıştan üçgen dalga olarak alınışı

+ + +

+ + +

-

--

-

Vçkş

Vgrş

741



Ya da Electronic Workbench (Multisim) / Pro-teus (ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarakbilgisayar ortamında oluşturunuz.


5. Devreyi sökünüz.______________________________________________________________________

Uygulama 56: Op-amplı türev alıcıdevreAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri


ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread

board (deney tahtası) veya deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench / Pro-teus (ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarakbilgisayar ortamında oluşturunuz.


5. Devreyi sökünüz.______________________________________________________________________

Uygulama 57: Op-amplı hassas yarımdalga doğrultmaç devresiAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri


ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread

board (deney tahtası) veya deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarakbilgisayar ortamında oluşturunuz.


______________________________________________________________________Uygulama 58: Op-amplı tam dalga doğrultmaç devresiAmaç: Op-amplarla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre bread board (deney tahtası) veya deney seti üzerine kurunuz.



156

Op-amplı türev alıcı devre

Vgrş

Vx Vçkş1 µF220-1000 Ω

Türev alıcı devrenin girişine uygulanan üçgendalganın çıkıştan kare dalga olarak alınışı

+ +

+

-

- -

+Vçkş

+Vgrş

-Vgrş

-Vçkş

Op-amplı hassas yarım dalga doğrultmaç devresi

R3

R2

x

Vçkş

Vgrş

Vref



_______________________________________________________________________Uygulama 58: Tristörün ana besleme kaynağından tetiklenmesiAmaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board, deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS) / CircuitMaker vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. Devreye DC 12 V uyguladıktan sonra S anahtarını açıpkapatarak lambanın durumunu gözleyiniz.

5. Devreye AC 12 V uyguladıktan sonra S anahtarını açıpkapatarak lambanın durumunu gözleyiniz.

6. Devreyi sökünüz.Sorular1. Tristör nedir? Tanımlayınız.2. Tristör DC beslemeli devrede nasıl çalışır? Açıklayınız.3. Tristör AC beslemeli devrede nasıl çalışır? Açıklayınız.4. Tristörün iki transistörden oluşan eşdeğerini çiziniz.

_____________________________________________________________________Uygulama 59: Reed (dil) röleyle çalışan tristörlü devreDevrenin çalışma ilkesi: Devrede reed rölenin kontağının konumu elektromıknatıs ya

da sabit mıknatıs ile değiştirilecek olursa tristörün G ucu tetiklenir, L yanar.Devre DC ile besleniyorsa lamba sönmez. AC ile besleniyorsa mıknatıs uzaklaştırıldığı zaman

lamba söner.Amaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket /

bread board ya da deney seti üzerine kurunuz.

157

R1

R4

R2

D2

+3

-2

-12 V

+12 V7

6

4 R7

741

R3

D1

1N4001

1N4001

+12 V-2

+3 4

76

10 k

10 k

10 k

10 kR6

3.2 k(2.2+1 k)

5.6 k

741

-12 V

Op-amplı tam dalga doğrultmaç devresi

R5 5 k Vç1

Vgrş

Vçkş

Vgrş

osilaskopkanal 2

osilaskopkanal 1

Tristörün ana beslemekaynağından tetiklenmesi

AC y

a da

DC

12

V L

1-22 k BRX49MCR100



4. Devreye DC 12 V uyguladıktansonra S anahtarını açıp kapataraklambanın durumunu gözleyiniz.

5. Devreye AC 12 V uyguladıktansonra S anahtarını açıp kapataraklambanın durumunu gözleyiniz.

6. Devreyi sökünüz.Sorular1. Reed röle nedir? Tanımlayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 60: Transistör vetristörlü turn-on tipi zamanrölesi devresiDevrenin çalışma ilkesi:

Devrede S anahtarı kapatılınca R1 ve Püzerinden geçen akım C'yi doldurmayabaşlar. Bir süresonra C'nin gerilimi 0,6-0,7 V olunca transistör iletime geçer.Transistörün E ucuna bağlı olan R3 direnciüzerinde oluşan gerilim tristörü iletime sokar,röle çeker, lamba yanar.

Amaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi vebeceri kazanmak.



pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket/ bread board ya da deney seti üzerine kurunuz.

4. Devreyi sökünüz._____________________________________________________________________

Uygulama 61: Tristörün optokuplörle tetiklenmesiDevrenin çalışma ilkesi: Devrede S anahtarı kapatıldığında enfraruj diyot ışık yayarak

fototransistörü sürer. İletime geçen fototransistör ise tristörü tetikleyerek röleyi çalıştırır.Görüldüğü üzere kumanda devresiyle güç devresi optokuplör sayesinde birbirinden elektriksel

bakımdan yalıtılmıştır.Amaç: Tristörlü devrelerle

ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan

elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına

göre delikli pertinaks / deliklibakırlı plaket / bakırlı plaket /bread board ya da deney setiüzerine kurunuz.

4. Devreyi sökünüz.158

Reed röle ile çalışan tristörlü devre

N

Smık

natıs

L

BRX49MCR100TIC106D

2,2-100 k

1-10 k

reed

röl

e

AC y

a da

DC

12

V

C 100 µF

S

1-10 k

R3

R1 100 kΩ

Transistör ve tristörlü turn-ontipi zaman rölesi devresi

P470 k

L

MC

R10

0T

IC10

6

+12

V

R2

1-10 k

BC547

AC

ya

da D

C

220

Ω

S+12 V

L

4N25

+5-12 V

1-10 kΩ

R2

R1optokuplör

Tristörün optokuplörle tetiklenmesi

BRX49MCR100



Sorular1. Optokuplör nedir? Açıklayınız.

Uygulama 62: Tristörlü yarım dalgadoğrultmaç devresiDevrenin çalışma ilkesi: Devrede potun

direnç değerini değiştirmek sûretiyle C’nindolma zamanı ayarlanır. Bu da tristörüntetiklenme açısını (zamanını) kontrol ederekalıcıya giden gerilim ve akımın değerini kontroleder. Tristörün G ucuna giden akımın değerinebağlı olarak alıcıya giden sinyallerin kırpılmadurumu değişir. G akımı pot, direnç ya dakondansatörün değeri değiştirilerekayarlanabilir.

Amaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi vebeceri kazanmak.


ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board ya da deney setiüzerine kurunuz.

4. Devreyi sökünüz._____________________________________________________________________

Uygulama 63: Tristörün seri anahtarladurdurulmasıAmaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board, deney seti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Work-bench / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. S1 ve S2 anahtarlarını kapatınız.5. S2 anahtarını açarak lambanın sönmediğini görünüz.6. S1'i açarak lambanın söndüğünü görünüz.7. Devreyi sökünüz.Sorular1. S2 açılınca lamba neden sönmemiştir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 64: Tristörün paralel anahtarla durdurulmasıAmaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket /

bread board (deney tahtası), deney seti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Workbench / Proteus

159

TIC106

AC

220

V

AC 12 V

SRy

1N40011k

1k 1 µF

Tristörlü bir fazlı yarım dalga doğrultmaç devresi

V, I

V, I

tristörün çıkışındaki DC sinyal

trafonunsekonderindekiAC sinyal

t (s)

t (s)

++

Tristörlü bir fazlı yarım dalga doğrultmaçdevresinde giriş ve çıkış sinyalleri

S1

S2

R1k

BRX49MCR100

+12 V

-

L

Tristörün seri anahtarladurdurulması



(ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.

4. S1 ve S2 anahtarlarını kapatınız.5. S2 anahtarını açarak lambanın sönmediğini görünüz.6. S1'i açarak lambanın söndüğünü görünüz.7. Devreyi sökünüz.Sorular1. S2 açılınca lamba neden sönmemiştir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 65: Tristörün buton kumandalı kapasitifdurdurulmasıAmaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board, deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS) vb.yazılımlarından birini kullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. S1 anahtarını kapatıp açarak lambanın yanmasınısağlayınız..

5. S2'yi kapatıp açarak lambanın söndüğünü görünüz.6. Devreyi sökünüz.Sorular1. S2 kapatılıp açılınca lamba neden sönmüştür?

Açıklayınız.____________________________________________________________________

Uygulama 66: İki tristörlü otomatik kapasitifdurdurmaAmaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board, deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim) / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. S1 anahtarını kapatıp açarak lambanın yanmasını sağlayınız..5. S2'yi kapatıp açarak lambanın söndüğünü görünüz.6. Devreyi sökünüz.Sorular1. S2 kapatılıp açılınca lamba neden sönmüştür? Açıklayınız.

____________________________________________________________________Uygulama 66: Tristörlü yarım dalga dimmer (kısıcı) devresiAmaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.

160

L

S2R1k

S1+12

V

-

+12 V

Tristörün paralel anahtarladurdurulması

BRX4

9M

CR

100

Tristörün buton kumandalıkapasitif durdurulması

S1

R11k S2

R21k

L

10 µ

F

+-

C

+12 V

-BRX49MCR100

+12

V

R11k

10 µ

F

S1

S2

L

+-C

SCR1 SCR2

R31k

R2

1k

İki tristörlü otomatik kapasitifdurdurma devresi

-BRX49MCR100



161

2. Devrede kullanılanelemanları temin ediniz.

3. Devreyi okulimkânlarına göre deliklipertinaks / delikli bakırlıplaket / bakırlı plaket /bread board, deney setiüzerine kurunuz. Ya daElectronic Workbench /Proteus (ISIS) vb.yazılımlarından birinikullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.

4. Potun değerini değiştirerek lambanın ışığının azalıp artışını gözlemleyiniz.5. Lambanın uçlarına osilaskop bağlayarak alıcı üzerinden geçen kırpılmış sinyalleri görünüz.6. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini? Açıklayınız.

____________________________________________________________________Uygulama 67: Tristörlü tam dalga dimmer(kısıcı) devresiAmaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks

/ delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board,deney seti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Work-bench / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Potun değerini değiştirerek lambanın ışığınınazalıp artışını gözlemleyiniz.

5. Lambanın uçlarına osilaskop bağlayarak alıcıüzerinden geçen kırpılmış sinyalleri görünüz.

6. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini? Açıklayınız.

____________________________________________________________________Uygulama 68: LDR ve tristörlü karanlıkta çalışan devreAmaç: Tristörlü devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket /

bread board ya da deney seti üzerine kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

Tristörlü yarım dalgakontrollü dimmer devresi

BRX49MCR100

Yarım dalga kontrollü dimmerdegiriş ve çıkış sinyalleri

V

Tristörlü tam dalga kontrollü dimmer devresi

BRX49MCR100

Tam dalga kontrollü dimmerdegiriş ve çıkış sinyalleri

V



162

Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini? Açıklayınız.

____________________________________________________________________Uygulama 69: UJT'li pals osilatörü devresiAmaç: UJT'li devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board (deney tahtası),deney seti üzerine kurunuz. Ya da Electronic Workbench(Multisim) / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. UJT'nin yarı iletken iç yapısının şeklini çiziniz.

_____________________________________________________________________Uygulama 70: UJT ve tristörlü tam talgakontrollü dimmer devresiAmaç: UJT'li devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul

imkânlarına göredelikli pertinaks /delikli bakırlıplaket / bakırlıplaket / breadboard (deneytahtası), deney setiüzerine kurunuz.Ya da ElectronicWorkbench / Pro-teus (ISIS) vb.yazılımlarındanbirini kullanarakbilgisayarortamındaoluşturunuz.


LDR ve tristörlü karanlıktaçalışan devre (gece lambası)

AC220 V

220 V/15 W lamba

220k

-1M

Ω BRX49MCR100

R1 22-100 k

P 100-470 k

R3 100-220 Ω

çıkışt (s)

2N26

46

V (V)

C 1 µF

+12 V

R2

100-

220

Ω

+

UJT'li pals osilatörü devresi

-

R4

47 Ω2N2646

9,1 V

AC

12-

15 V

4x1N

4001

+UJT

12 Vflamanlılamba

UJT ve tristörlü tam dalga dimmer devresi

1 k

1 µF

BRX49MCR100

R347 Ω

470 k



163

Uygulama 71: UJT ve tristörlü turn-on(bir süre sonra çalışan) zaman rölesidevresiAmaç: UJT'li devrelerle ilgili bilgi ve beceri



pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket/ bread board (deney tahtası), deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench / Proteus(ISIS) vb. yazılımlarından birini kullanarakbilgisayar ortamında oluşturunuz.


_____________________________________________________________________Uygulama 72: PUT'lu pals üreteci devresiAmaç: PUT'lu devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli

pertinaks / delikli bakırlı plaket / bakırlı plaket /bread board, deney seti üzerine kurunuz. Ya daWorkbench / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarındanbirini kullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Vçıkış noktasına osilaskobun probunubağlayınız.

5. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.6. R4 direncinin önüne 100 k'lık bir pot bağlayınız.

Potun değerini değiştirdikçe çıkıştan alınan testeredişine benzer sinyali frekansının değişip değişmediğinigözleyiniz.

7. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. PUT nedir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 73: SUS'lu pals üreteci devresiAmaç: SUS'lu devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / delikli

bakırlı plaket / bakırlı plaket / bread board, deney seti üzerine

47 Ω

C 1-10 µF

+12

V

S

R2

47 ΩR3

R1 100 kΩ

P

L

2N2646

UJT ve tristörlü turn-on zaman rölesi devresi

12 Vflamanlılamba

BRX49MCR100

470 k

UJT

SUS'lu pals üreteci devresi

+12 V

R1 10 k

P 100 k

-

G 2N4987

RyC

100 nF

A K

R3

Vçıkış

10-1

00 k

10-1

00 k

C100 nF

PUT'lu pals (darbe) üreteci

A

K

2N6027

G

100 Ω

R4 100-470 k



164

kurunuz. Ya da Electronic Workbench (Multisim) / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Ry direncinin uçlarına osilaskobun probunu bağlayınız.5. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.6. Potun değerini değiştirdikçe çıkıştan alınan testere dişine benzer sinyali frekansının değişip

değişmediğini gözleyiniz.7. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. SUS nedir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 74: SUS ve tristörlü tam dalga kontrollü dimmer devresiAmaç: SUS'lu devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan

elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına

göre delikli pertinaks / deliklibakırlı plaket / bakırlı plaket /bread board, deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Work-bench / Proteus (ISIS) vb.yazılımlarından birini kullanarakbilgisayar ortamındaoluşturunuz.

4. Ry direncinin uçlarınaosilaskobun probunu bağlayınız.


6. Potun değerini değiştirdikçe çıkıştan alınan testeredişine benzer sinyali frekansının değişip değişmediğinigözleyiniz.

7. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. SUS nedir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 75: Diyaklı pals üreteci devresiAmaç: Diyaklı devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Ry direncinin uçlarına osilaskobun probunu bağlayınız.5. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.6. Potun değerini değiştirdikçe çıkıştan alınan testere dişine benzer sinyali frekansının değişip

değişmediğini gözleyiniz.

4x1N4001

100 nF

R1 1-10 kΩ

P 10-100 kΩ2N4987

TIC106D

12 V flamanlı lamba

A

G

AC 12 V

K

SUS ve tristörlü tam dalga dimmer devresi

1 kΩ

V (V)

t (s)

BR100

çıkışsinyali

100 nF/400 V

P 10

0-47

0 kΩ

R 1

00-4

70 k

Ω

AC

220

V

Ry100 Ω

1N4007

Diyaklı pals (testere dişisinyal) üreteci devresi



165

7. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Diyak nedir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 76: Diyaklı flaşör devresiAmaç: Diyaklı devrelerle ilgili bilgi ve beceri



çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 77: Neon lambalı palsüreteci devresiAmaç: Neon lambalı devrelerle ilgili bilgi

ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini açıklayınız.2. Neon lamba hakkında bilgi veriniz.

_____________________________________________________________________Uygulama 78: Neon lambalı flaşör devresiDevrenin çalışma ilkesi: AC uygulandığında R ve P üzerinden

geçen akım C'yi doldurmaya başlar. C'nin gerilimi neon lambanınçalışma gerilimi değerine ulaştığında bu eleman üzerinden akım geçirirve elektrotlar arasında ışık oluşur. C boşalınca neon lamba kesime gider(söner) ve devre başa döner. Potun değeri değiştirilerek neon lambanın yanıp sönme hızıayarlanabilir.

Amaç: Neon lambalı devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

Diyaklı flaşör devresi

BR100 100-820 Ω

1N4007

1-10 µF

R1

R2

C

220 kΩ-470 kΩ

AC

220

V

led

Neon lambalı pals üreteci

V,I470 k

100 k

470 k

330 nF350 V

AC

220

V

neonlamba

Neon lambalıflaşör devresi



166

Uygulama 78: Triyakın ana besleme kaynağından tetiklenmesi devresiAmaç: Triyaklı devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / bakırlı

plaket / bread board, deney seti üzerine kurunuz. Ya da Elec-tronic Workbench / Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreye DC 12 V uyguladıktan sonra S anahtarını açıp

kapatarak lambanın durumunu gözleyiniz.6. Devreye AC 12 V uyguladıktan sonra S anahtarını açıp

kapatarak lambanın durumunu gözleyiniz.7. Devreyi sökünüz.Sorular1. Triyak nedir? Tanımlayınız.2. Triyak DC beslemeli devrede nasıl çalışır? Açıklayınız.3. Triyak AC beslemeli devrede nasıl çalışır? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 79: Triyaklı basit dimmer (kısıcı) devresiAmaç: Triyaklı devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks /

bakırlı plaket / bread board, deney seti üzerinekurunuz. Ya da Electronic Workbench / Proteus (ISIS)vb. yazılımlarından birini kullanarak bilgisayarortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Potun değerini değiştirerek lambanın ışığının azalıp artışını gözlemleyiniz.6. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini? Açıklayınız.

____________________________________________________________________Uygulama 80: Triyaklı geri uç etkili iyi kalite dimmer (kısıcı) devresiAmaç: Triyaklı devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli

pertinaks / bakırlı plaket / bread board, deney setiüzerine kurunuz. Ya da Electronic Workbench /Proteus (ISIS) vb. yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamında oluşturunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.

alıcı R10-82 k A2

A1G

Vşebeke

Triyakın ana beslemekaynağından tetiklenmesi

BT13

6

Triyaklı basit dimmer devresi

BR100100-470 k

220 nF/400 V

alıcı

22-56 kA2

A1BT1

36G

15-100 W

AC

220

V

AC

220

V

22-100 nF/400 V

1-22 kΩ

100-470 kΩA2

A1

BR100

G

15-100 W

alıcı 22-56 kΩR1

R2

P

C1 C2

BT1

36

Triyaklı geri uç etkili iyikalite dimmer devresi



167

5. Potun değerini değiştirerek lambanın ışığının azalıpartışını gözlemleyiniz.

6. Devreyi sökünüz.____________________________________________________________________

Uygulama 81: Triyakın iki kademeli anahtarolarak kullanılmasıAmaç: Triyaklı devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / bakırlı plaket / bread board yada

deney seti üzerine kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. S anahtarını 1 ve 2 konumuna alarak lambanın ışığının şiddetinin değişip değişmediğini


____________________________________________________________________Uygulama 82: Triyaklı karanlıkta çalışan devreAmaç: Triyaklı devrelerle ilgili bilgi ve beceri

kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks /

bakırlı plaket / bread board ya da deney seti üzerinekurunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. LDR'nin üzerini kapatınca lambanın yanıp

yanmadığını gözlemleyiniz.6. Devreyi sökünüz.Sorular1. Devrenin çalışma ilkesini? Açıklayınız.

____________________________________________________________________Uygulama 83: Triyaklı flaşör devresiDevrenin çalışma ilkesi: Devreye AC

uygulandığında 1N4007 diyodunun çıkışındaki doğruakım C’yi doldurmaya başlar. C’nin gerilimi 20-50 Vseviyesine yükseldiğinde diyak iletime geçerek triyakısürer ve lamba yanar. C boşalınca triyak kesime giderve lamba söner. Potun değeri değiştirilerek C’nindolma zamanı ayarlanabilir. Potun değeriküçültüldüğünde C çabuk dolacağından lambanınyanıp sönme hızı artar.

Amaç: Triyaklı devrelerle ilgili bilgi ve becerikazanmak.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.

Triyakın iki kademeli anahtar(şalter) olarak kullanılması

S L

BT13

6

AC

220

V

211N4007

22-56 kΩ

BT13

6

AC

220

V

L

diyak

LDR

Triyaklı karanlıkta çalışan devre

33-100 kΩ

Triyaklı flaşör devresi

AC

220

V

15-100 W

BT136

diyak

470 k



168

2. Devrede kullanılanelemanları temin ediniz.

3. Devreyi okul imkânlarınagöre delikli pertinaks / bakırlıplaket / bread board, deney setiüzerine kurunuz. Ya da Elec-tronic Workbench (Multisim) /Proteus (ISIS) vb.yazılımlarından birinikullanarak bilgisayar ortamındaoluşturunuz.


5. Devreyi sökünüz.____________________________________________________________________

Uygulama 83: Triyaklı karşılıklı kararan lambalar devresiDevrenin çalışma ilkesi: Devrede potun orta ucunun konumuna göre L1 ya da L2 lambası

ışık verir.Amaç: Triyaklı devrelerle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / bakırlı plaket / bread board, deney seti

üzerine kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.

____________________________________________________________________Uygulama 84: Astable (kararsız) multivibratörlü DC-AC konvertisör devresiDevrenin çalışma ilkesi: Devrede C1 ve C2 kondansatörleri sayesinde sırayla iletim ve

kesime giren transistörlertrafonun primer (N1 ve N2)sargılarından sırayla akımgeçmesini sağlar.

Primer sarımlarından geçen zıtyönlü akımlar sekonder sarımındaAC özellikli bir gerilim oluşturur.Aşağıda verilen devre deneyselamaçlıdır. Trafo 220/2x12 V'lukolabilir. Sekonderde oluşangerilim tam sinüsoidal değildir.Ancak AC ile çalışan sistemlerdekullanılmaya uygundur. AlınanAC’nin frekansını R2 ve R3’e seribağlanacak potlarla ayarlamakmümkündür.

Amaç: Konvertisör devreleriyle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.

AC

22 0

V

15-100 W 15-100 W

BT136 BT136

diyak diyak

Triyaklı karşılıklı kararan lambalar devresi

L1 L2

470 k

AC

N1 N2

N3

T1 T2

+12 VR1 R2 R3 R4

C1 C2

BD135 BD135

0,1-1 µF 0,1-1 µF

220 Ω-1k 220 Ω-1k

10 -100k10 -100k

2x12/12 V 4 W

Astable multivibratörlü basit DC-AC konvertisör devresi

22 k



169

3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / bakırlı plaket / bread board, deney setiüzerine kurunuz.

4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devreyi sökünüz.Sorular1. Konvertisör nedir? Açıklayınız.

____________________________________________________________________Uygulama 85: 555 entegreli DC-DC konvertisör devresi

Devrenin çalışma ilkesi: Devre deneysel amaçlı olup düşük akımlı (50-100 mA) veküçük güçlüdür. Ayarlı dirençkullanılarak 555'in çıkışından istenilenfrekansta bir kare dalga elde edilir. 3numaralı ayaktan alınan kare dalga ileiletim kesim yapılan transistör trafonunprimerinden değişken bir akım geçirir.Bu akımın oluşturduğu manyetik alansekonderde AC'ye benzeyen bir gerilimoluşturur. Sekondere bağlanandoğrultmaç devresi ise yükseltilmişçıkışı tekrar DC'ye çevirir.

Devrede kullanılan elemanlardeğiştirilerek çıkışın akım gerilimdeğerlerini istenilen seviyeyeyükseltmek mümkündür.

Amaç: Konvertisör devreleriyle ilgili bilgi ve beceri kazanmak.

İşlem basamakları1. Devreyi defterinize çiziniz.2. Devrede kullanılan elemanları temin ediniz.3. Devreyi okul imkânlarına göre delikli pertinaks / bakırlı plaket / bread board, deney seti

üzerine kurunuz.4. Devreyi öğretmenin denetiminde çalıştırınız.5. Devrenin çıkış gerilimini hassas bir analog voltmetreyle ölçünüz.5. Devreyi sökünüz.

____________________________________________________________________Uygulama 86: Sıvı seviyesinigösteren transistörlü devre

Devrenin çalışma ilkesi: Depoiçinde bulunan sıvının seviyesiyükseldikçe transistörler iletime geçerekledlerin çalışmasını sağlar.

Amaç: Elektronik devrelerle ilgili bilgive beceri kazanmak.

Sıvı seviyesini gösteren transistörlü devre

3xNPN 2-5 V

+

-

sıvı (su)

1-10

k

met

al d

epo

1-22 k

555 entegreli DC-DC konvertisör

DC

7

21

1N4001

3555

6

4 8

1k

100 k

1n1N4001

trafo

10 k

BC547BD135

AC

470

µF

+5-12 V

-



170


_____________________________________________________________________Uygulama 87: Transistörlü nem algılama devresi

Devrenin çalışma ilkesi: Nealgılama elektrodundaa su ya da nemolduğunda geçen akım iki transistörlüosilatör devresini çalıştırır. Ortamın nemdurumuna göre osilatörün çıkış frekansıdeğişir. Buna göre ses de farklılaşır.

Amaç: Elektronik devrelerle ilgili bilgive beceri kazanmak.



_____________________________________________________________________Uygulama 88: İki transistörlü FM verici devresi

Devrenin özellikleri: Devre 100-400m2’lik açık alanda yayın yapabilir. Tankdevresindeki bobin 0,8 mm çaplı telden kurşunkalem üzerine 8 sipir olarak sarılmalı, 30cm’lik bir tel anten olarak bobinin ortasınalehimlenmelidir.

Amaç: Elektronik devrelerle ilgili bilgi vebeceri kazanmak.


8 Ω

S

100 k

BC547 1 k

BC308

10 nF

5-12

V

47 µF

+

Transistörlü nem algılama devresi

nem algılama elektrodu

İki transistörlü FM verici devresi

2N2222BC547

2N2222BF257



171

Uygulama 89: 555'li nem algılama devresi

Devrenin çalışma ilkesi: Devrede bakırlı plaket üzerine yapılan nem ölçme sensörü nemoranı artınca akım geçirerek transistörü sürer. Transistörün iletime geçmesi 555'e beslemegeriliminin gitmesini sağlar. Bunun sonucunda ise 555'in çıkışında bulunan led yanıp sönerekortamın neminin arttığını bildirir.


_____________________________________________________________________

555'li nem algılama devresi

555

nem testuçları

baskı devre

çıkış

33 k

33 k

10-33 k

1 k

10 µF

5-12 V

NPN



172

6 W

flü

ores

an la

mba

555

6 V

trafo 5-10 W

Konvertisör (invertör) devresi

10 k

Endüstriyel elektronikle ilgili çeşitli (ek) uygulama devreleri

1. 555'li konvertisör devresiDevre flüorean lambalı portatif

aydınlatma cihazlarında (ışıldak)kullanılmaktadır. Devrede kullanılan 555entegresinin 3 numaralı ucunda kare dalgaoluşur. Kare dalganın frekansını pot ileayarlamak mümkündür. 555'in çıkışına bağlısoğutuculu transistör sürekli olarak iletimve kesim olarak trafonun primerindendeğişken akımların geçmesine neden olur.Trafonun primer sarımından geçen değişkenakımlar sekonder sarımında yüksek değerliAC'nin oluşmasına yol açar. Sekonderdeoluşan yüksek değerli ACflüoresan lambayı yakar.

2. 12 V'luk DC ile 220 V'lukflüoresan lambayıçalıştıran DC-ACkonvertisör devresiDevre 12 V'luk DC’yi 220

V'luk AC’ye çevirebilir.

3. Triyaklı flaşör devresiDevrede multivibratör devresinin ürettiği kare dalga triyakı

iletim ve kesime sokarak lambanın yanıp sönmesini sağlar.

4. Triyaklı turn-on tipi (gecikmeyle çalışan)zamanlayıcı devresiDevrede A anahtarı kapatılınca C

kondansatörü dolmaya başlar. C'ningerilimi belli bir seviyeye ulaştığındatransistör iletime geçer. Transistörün C-Eayakları arasından geçen akımı triyakısürer ve lamba yanar.

B butonuna basılınca C boşalır.Transistör kesime gider. Lamba söner. Birsüre sonra yeniden dolan C transistör vetriyakı iletime sokar.

12 V'luk DC ile AC 220 V'luk flüoresan lambayıçalıştıran DC-AC konvertisör devresi

BT136

220 V

L

+5-12 V

10 k

10 k

NPNNPN

1-100 µF

1 k

10 k

1 k

A2

A1

G

10 n

1-100 µF

Triyaklı flaşör devresi

Triyaklı turn-on tipi zamanlayıcı devresi

BT13

6

A

B

10 k

56 k470 k

100 kBD135

10-56 k 220 V

220 V

soğutucu

PNPBD135

C2

L2

L12N3055T

C1



5. Transistör ve triyaklıturn-off tipi (bir süreçalışan) zamanlayıcıdevresiDevrede B’ye basılınca C

dolar. C’nin üzerindeki elektrikyükü transistörü sürer.Transistör iletime geçincetriyakı sürer ve lamba yanar. Cboşalınca transistör ile triyakkesime gider ve lamba söner.

6. Triyakın optokuplörle sürülmesiDevrede S anahtarı kapatıldığında

enfraruj led ışık yayarak fotodiyağı iletimesokar. Fotodiyak iletken olunca triyaktetiklenir ve lamba yanar. S anahtarıaçılınca lamba söner.

7. Optokuplörlü flaşör devresiDevrede 555 entegresi ayarlanan frekansta

çıkış sinyali üretir. Bu entegrenin verdiğiakım MOC3010 optokuplörünün lediniçalıştırır. Işık yayan led fotodiyağı sürer.İletime geçen fotodiyak triyağı sürer ve lambayanıp söner. Devrede kullanılan optokuplörsayesinde DC ile beslenen kare dalga üreteçdevresiyle 220 V'luk triyaklı devrebirbirinden yalıtılmış durumdadır.

8. Kararsız (astable) multivibratör vetiryaklı flip flop (multivibratör)devresiKararsız multivibratör

devresinde kullanılan dirençve kondansatörlerin değerinebağlı olarak lambalar yanıpsöner.

Transistör ve triyaklı turn-off tipi zamanlayıcı

BT136

BC547

15-100 W

B

10-100 µF

100 -470 k

1 k

10 k

1 k

+12 V

Triyakın optokuplörle sürülmesi

Optokuplörlü flaşör devresi

+5-12 V

10-5

6 k

10-5

6 k

4,7 k

220 V

220 V

BT136

555

220-820 Ω

MOC3010

4,7 µF

173

BT136BT136

BC547 BC547

1 k1 k

100 k100 k

10 k

10 k

1-100 µF 1-100 µF

15-100 W 15-100 W

Kararsız multivibratör ve triyaklı flip flop devresi

4,7 k

220 VBT136

15-100 W

A2

A1G

A2

A1

G

A2

A1G

220 V

R

Mp

10 k

R

Mp

R

Mp

R

Mp

A2

A1G

A2

A1 G



9. İki transistörlü konvertisör devresiDevreye DC 12 V uygulandığında ilk anda T1'in iletime

geçtiğini varsayalım. T1'in beyzi R1 ve L2 üzerinden +12volta bağlanmış olur. T1'in beyz akımı yavaş yavaş (L2 ilkanda akımın artışına engel olduğu için) artmaya başlar.T1'in beyz akımının yavaş yavaş artması L1 üzerindengelen kolektör akımının da yavaş yavaş artmasına sebepolur. L1'den geçen değişken akımın yarattığı manyetikalan L2'yi etkileyerek beyzden geçen akımın daha çokyükselmesine neden olur. T1 transistörünün kolektöründengeçen akım doyum değerine ulaştığından L1 üzerindeoluşan manyetik alan sabitleşir. L1'in alanının sabit hâle gelmesi L2 üzerindeki etkisini ortadankaldırır. L1'in L2 üzerinde yaptığı baskının ortadan kalkması L2'den geçen beyz akımınınazalmasına yol açar. Beyz akımı azalmaya başlayınca L1'den geçen kolektör akımı da azalır.Kolektör akımının azalmaya başlaması L1 üzerinde oluşan manyetik alanın yön değiştirmesinesebep olur. Yön değiştiren manyetik alan L2 bobininden geçen akımı 0 seviyesine doğru indirir.T1'in beyz akımı 0 değerine indiğinde bu eleman kesime gider.

T1 kesime gidince T2 iletime geçer ve yukarıda açıklanan işlemlerin benzeri meydana gelir.L1 ve L2 sarımlarında oluşan manyetik alanlar L3 sarımında AC'ye benzeyen bir sinyal oluşmasınısağlar.

İki transistörlü konvertisör devresi

+12 V

T1 2N3055

T1 2N3055

1k 1 W

1k 1 W

220 p L3

L1

L2

220/2x12 V10-20 Wtrafo

8-20 Wflüoresanlamba

174



Dijital yapılı multimetrelerle ilgili bilinmesi gereken bazı temel hususlara. DigitDijital yapılı bir multimetrede değerler göstergede ondalık sayı sistemine göre görüntülenir.

Yani direkt olarak büyüklük okunur. Göstergedeki hane sayısı o multimetre için digit sayısını yada o göstergede okunabilecek maksimum büyüklüğü ifade eder. Örneğin 3.½ digit = 1999büyüklüğünü, 4.½ digit = 19999 büyüklüğünü ifade eder. Burada tam sayı göstergede 0'dan 9'akadar sayıları gösterebilen hane sayısı ½ ise 0 ya da 1 sayısını gösterebilen haneyi ifade eder.Hane sayısının büyüklüğü multimetrenin hassasiyetini ve doğruluğunu da belirler. 4.½ digitmultimetreler 3.½ digit multimetrelerden daha hassas ve doğrudur. Çünkü digit sayısı multimetreyioluşturan analog/dijital çevirici (ADC) entegresinebağlıdır. Günümüzde üretilen multimetreler en az 3.½digit göstergelidir.

b. CountDigit ifadesinin farklı bir ifade şeklidir.

Günümüzde 3.½ ve 4.½ digit gibi yarımlı tamsayılardan oluşan göstergelere ek olarak 3. ve 4.gibi çeyrekle ifade edilen göstergeler de üretilmeyebaşlanmıştır. Ancak bu çeyrekli gösterge sistemiönceleri 3200 gibi sayıları ifade ederken günümüzde3200 ile 4000 arasındaki sayıları ifade eder oldu. İştebu karmaşayı ortadan kaldırmak için digit yani hanesayısı yerine göstergede görüntülenebilecek en büyüksayıyı ifade eden rakam olarak count değerikullanılmaya başlandı.

Örneğin, 3.½ digit = 1999 count, 4.½ digit = 19999count, 3. digit = 4000 count, 4. digit = 40000 countolmaktadır.

Count ifadesi dijital multimetrelerin özellikleriniifade etmede daha sağlıklı bilgi verdiğinden çok tercihedilmektedir.

c. Resolution (çözünürlük)Çözünürlük değeri dijital multimetre seçiminde yapılacak işlere bağlı olarak büyük önem taşır.

Count ya da digit sayısına bağlı olarak multimetrenin gösterebileceği en küçük değeri çözünürlükkavramı bildirir.

Çözünürlüğün yüksek olması yapılacak ölçümlerde detayların daha sağlıklı ölçülmesini sağlar.Bir dijital multimetrenin çözünürlüğünü bilmek yapılan o ölçüm için okunabilecek minimumdeğeri bilmek demektir.

Çözünürlük kademeye ve count sayısına bağlıdır. Örnek olarak 3,123456 V gibi bir değerinölçüldüğünü varsayalım.

Kademe 4000 count 40000 count4 V 3,123 V 3,1234 V40 V 3,12 V 3,123 V400 V 3,1 V 3,12 Volarak görüntülenir. Yani çözünürlük kademeye ve count sayısına bağlı olarak 0,0001 V ile 0,1

V arasında değişmektedir. Bu nedenle bir multimetre seçilirken count sayısının büyüklüğü yanında

175



kademeler de önem taşır. Üst değerler genellikle belli bir standarda oturmuştur (1000 V DC, 750V AC). Ancak alt sınırlar aygıta bağlı olarak değişir. Düşük kademelere sahip multimetrelerdüşük seviyeli ve hassas ölçümlerde büyük önem taşır.

ç. Accuracy (doğruluk)Özel koşullar altında izin verilen en büyük hatadır. Dijital multimetrelerde ölçüm hatası iki

temel sebepten kaynaklanır. Bu hatalar o dijital multimetrede kullanılan analog/dijital çeviricidenve kademelerin oluşturulması için kullanılan gerilim bölücü direnç gruplarından kaynaklanır.Hata miktarı teknik bilgi belgelerinde ± % 1 ya da ±(%1 + 2) şeklinde verilir.

Örneğin;* Ölçüm hatası ± % 1 olarak verilmiş bir multimetreyle 100 V olan bir gerilim ölçülürken

multimetrenin ekranında okunacak değer 99 ile 101 V arasında olabilir.* Ölçüm hatası ±(% 1 + 2) olarak verilmiş bir multimetreyle 100 V olan bir gerilim ölçülürken

ise multimetrenin ekranında okunacak değer 98,8 V ile 101,2 V arasında olabilir.Dijital multimetrelerde yaygın olarak kullanılan ifade ±(% 1 + 2) şeklinde olandır. Çünkü

dijital göstergeli tüm cihazlarda son hanedeki sayı ölçü aletinin yapısına, kademesine ve ölçülenbirime göre sapma ya da değİşim gösterir.

d. RMS ölçümüBu ifade alternatif gerilim ve akımların ölçümünde kullanılır. RMS değer, efektif ya da DC

değerine eş değer AC değeridir. Örneğin 12 V'luk bir DC gerilim uygulanmış lambanın verdiğiışık miktarını veren AC RMS gerilimdir denir. Tüm analog ve dijital ölçü aletleri RMS değeriölçebilecek şekilde üretilir.

Düzgün sinüsoidal bir AC değerin RMS değeri, tepe değerin 1,41 sayısına bölünmesiyle bulunur.Tepeden tepeye (Vp-p) değeri verilen bir sinyalin RMS değeri ise 2,82 sayısına bölme yapılarakbulunur.

Multimetrelerde AC ölçümler için hata payları belirtilirken bu hata payının hangi frekanslararasında olduğu belirtilir. Çünkü multimetrelerin temel ölçülendirme bölümleri DC gerilimleçalışır. Bu nedenle tüm fonksiyonlar cihaz içinde DC gerilime çevrilirler. Çevirme işleminindoğru olabilmesi için uygulanan sinyallerin frekansının cihazın donanımına uygun olması gerekir.

Ucuz tip multimetreler 50-60 Hz'lik şebekelerin RMS değerlerini doğru ölçebilirler. Orta kalitemultimetreler 400-500 Hz arasındaki sinyalleri doğru ölçebilir. Yüksek kaliteli multimetreler ise20 kHz lik sinyallerin RMS değerlerini bile doğru olarak belirleyebilirler.

e. AC true RMS ölçümüDüzgün sinüsoidal sinyallerin RMS değerlerini belirlemek yukarıda açıklandığı gibi kolaydır.

Ancak sinüsoidal olmayan ya da bozulmuş sinüsoidal gerilimlerin RMS değerinin hesaplanmasıözel yöntemler kullanılarak yapılabilmektedir. Bu nedenle ölçülecek AC değerler düzgün sinüsoidalolmayan ya da kare dalga, üçgen dalga gibi farklı dalga formlarındaki AC değerlerin ölçümü içindüzgün sinüsoidal gerilime bağlanmış indüktif ya da kapasitif yüklerden dolayı Cos ϕ söz konusuise ölçüm için cihazın mutlaka AC/DC çeviricisinin true RMS çevirici olması gerekir.

f. AC+DC true RMSDijital multimetrelerin içinde AC ölçümler için kullanılan AC/DC çeviriciler kapasitif kuplajlıdır.

Eğer ölçülen büyüklük içinde hem AC hem de DC büyüklük var ise true RMS multimetreler bubüyüklüklerden sadece AC büyüklüğü ölçer. Çünkü kapasitif kuplaj devresi DC büyüklüğügeçirmez.

176



Örneğin yarım dalga doğrultulmuş dalga formları, tristör tetiklemeli çıkışlar, DC motorsürücülerinin çıkışları darbeli DC gerilim ya da akım şeklindedir. Bu nedenle hem AC hem deDC bileşenleri içerir ve bu değerler ne DC kademesinde ne de AC kademesinde ölçülemez. Butip dalga şekillerinin olduğu sistemlerde AC+DC true RMS özellikli multimetrelerin kullanılmasıgerekir. Multimetre bu moda alındığında AC/DC seçimi yapılmaksızın ölçüm yapılır. Çünkü ölçülendeğerin yapısına bakılmadan sadece değer ölçülür.

g. Multimetrelerde dikkat edilmesi gereken hususlar ve korumaMultimetrede değişik özellikler bir arada kullanılıyorsa, kullanıcının propları yanlış konumda

unutması ya da yanlış konumdayken ölçüm yapması olasılığı söz konusudur. Bu nedenle ölçümyapmadan önce iki kez kontrol işlemi yapılmalıdır.

Switch mode olarak ifade edilen yüksek frekanslı ve anahtarlamalı devrelerde ölçüm yapmakdijital multimetreler için tehlike arz eder. O nedenle bu tip ölçümlerde ucuz tip analog multimetrelerkullanılmalıdır.

İndüktif özellikli (balast, trafo, bobin, kontaktör, röle, motor vb. gibi) alıcıların ölçümlerindede dijital multimetrelerin kullanılmaması gerekir. Çünkü indüktif alıcılar akımın kesilmesi anındayüksek değerli gerilim (zıt EMK) üretirler. Bu gerilim kısa sürelidir ancak dijital elektronik devreelemanlarını tahrip edebilir.

Multimetrelerin bozulmasının birkaç nedeni vardır: Mekanik zorlanmalar, toz, nem, ölçmesınırlarının üzerine çıkılması ve yanlış konumda yapılan ölçümlerdir.

ğ. Dijital multimetreleri koruma yöntemleriStandart multimetrelerde hızlı (çabuk) atan koruma sigortaları vardır. Ancak hızlı olmalarına

karşın bunlar da yeterli korumayı sağlayamazlar.İyi kalite multimetrelerin giriş bölümünde yüksek voltajlara karşı atlama elektrotları yer alır.

Proplara ölçme sınırlarının üzerinde bir voltaj geldiğinde atlama uçları arasında ark yoluyla biratlama olur ve yüksek gerilim cihazın diğer bölümlerine ilerleyemez.

Tanınmamış, yedek parçası, teknik servis desteği olmayan multimetreler arızalandığı zamanpara ve emek kaybına neden olurlar. O nedenle biraz pahalı olmasına rağmen tanınmış, kalitebelgeli ölçü aletleri yeğlenmelidir.

177



178

Elektronik devrelerin kolayca kurulabilmesini sağlayan 5x17 cm ölçülerindeki breadboard'un (deney tahtası, deney tablası, deney bordu, project board) üstten ve alttangörünümü

Bread board'un kullanım kuralları1. Deliklere kalın bacaklı elemanları yerleştirmeye çalışmayınız. Bunu yaparsanız deliklerin

içindeki tutucu kanatlar genişler ve işgörmez hâle gelir.2. Alt kısımdaki yapışkanlı, yalıtkan özellikli plastiği kaldırmayınız. Bunu yaparsanız alt

kısımda yer alan küçük metal bağlantı parçalarının yerinden çıkmasına neden olursunuz.3. Kuracağınız devrenin elemanlarını mümkün olduğu kadar birbirinden uzak olacak biçimde

yerleştiriniz.4. Bread board'un ömrü kullanma sıklığına bağlı olarak 2-3 yıldır. Uzun yıllardır kullanılan

elelmanların tutucu metalleri gevşeyeceğinden devre tasarımlarında yanlış çalışmalargörülebilmektedir.

orta kanalDaha büyük bread board elde etmek için yapılaneklemelerde bu girintiler kullanılır.

bread board'ın orta kısmınakadar alttan bağlantılı ayaklar bread board'ın orta kısmına

kadar alttan bağlantılı ayaklar

Elemanların yerleştirildiği kısımdaki delikler alttan dikeyolarak beşerli gruplar hâlinde birbirine bağlanmıştır.

üst görünüm

alt görünüm



179

Transistörler

Elemanınkodu

Tipi Gerilimi(V)

Ayaklarındizilişi

Ak ımı Gücü(W)

Frekansı(MHz)(A)

Elemanınkodu

Tipi Gerilimi(V)

Ayaklarındizilişi

Ak ımı Gücü(W)

Frekansı(MHz)(A)



Transistörler

Elemanınkodu

Tipi Gerilimi(V)

Ayaklarındizilişi

Ak ımı Gücü(W)

Frekansı(MHz)(A)

Elemanınkodu

Tipi Gerilimi(V)

Ayaklarındizilişi

Ak ımı Gücü(W)

Frekansı(MHz)(A)

180



Transistörler

Elemanınkodu

Tipi Gerilimi(V)

Ayaklarındizilişi

Ak ımı(A)

Gücü(W)

Frekansı(MHz)

Elemanınkodu

Tipi Gerilimi(V)

Ayaklarındizilişi

Ak ımı(A)

Gücü(W)

Frekansı(MHz)

181



Transistörler

Elemanınkodu

Tipi Gerilimi(V)

Ayaklarındizilişi

Ak ımı(A)

Gücü(W)

Frekansı(MHz)

Elemanınkodu

Tipi Gerilimi(V)

Ayaklarındizilişi

Ak ımı(A)

Gücü(W)

Frekansı(MHz)

182



183

UJT’ler Sabit çıkışlı regülatör entegreleri

PUT’lar

SUS’lar

Ayarlı çıkışlı regülatör entegreleri

Elemanınkodu

Elemanınkodu

Tipi Özellikleri Ayaklarındizilişi

Elemanınkodu

Çıkışgerilimi

Çıkışakımı (A)

Ayaklarındizilişi

Elemanınkodu

Özellikleri Ayaklarındizilişi

Elemanınkodu

Çıkışgerilimi

Çıkışakımı (A)

Ayaklarındizilişi

Elemanınkodu

Özellikleri Ayaklarındizilişi

V

V

V

V

giriş

şase

çıkış

şase

giriş

çıkış



Tristörler Triyaklar

Elemanınkodu

Gerilimi(V)

Ak ımı(A)

Tetiklenme akımı (Igt)

Tutma akımı (Ih)

Ayaklarındizilişi

Elemanınkodu

Gerilimi(V)

Ak ımı(A)

Tetiklenme akımı (Igt) AyaklarındizilişiTutma akımı (Ih)

184



74xx serisi TTL tipi lojik kapı entegrelerinin yaygın olarak kullanılanlarının ayaklarının dizilişi

185

VCC VCC VCC

VCC VCC VCC

VCC VCC VCC

VCC VCC VCC

VCC VCCVCC

şase(gnd.)

şase şase

şase şase şase

şase şase şase

şase şase şase

şase şase şase

7400

7403

7406

7409

7412

7401

7404

7407

7410

7413

7412

7405

7408

7411

7414





40xx serisi C-MOS tipi lojik kapı entegrelerinin yaygın olarak kullanılanlarının ayaklarının dizilişi

187

VCC VCCVCC

VCC VCCVCC

VCC VCCVCC

VCCVCCVCC

şase şase şase

şase şase şase

şase şase şase

şase şase şase

şase şase şaseVCC VCC

VCC

4000

4011

4020

4028

4049

4001

4012

4023

4040

4050

4002

4017

4025

4047

4060



188

Uygulamada yaygın olarak kullanılan bazı entegrelerin ayaklarının dizilişi

şase (-)

tetikleme

kontrol gerilimi

eşik

deşarj

+Vcc

reset

çıkış

çıkış A

giriş A

+ çıkış B

-çıkış B

çıkış B

+Vcc

şase (-)

+giriş A

çıkış 1

-giriş 1

+ giriş 2

-giriş 2

çıkış 2

+Vs

şase (-)

+giriş 1

şase (-)

+giriş

balans

balans

çıkış

+Vcc

-Vcc

-giriş

-giriş

çıkış

+Vcc

şase (-)

+giriş

kompanzasyon 1

-giriş

NC (boş uç)

çıkış

+Vcc

kompanzasyon 2

-Vcc

+giriş

-giriş

çıkış

+Vcc

-Vcc

+giriş

hızlı RC

çıkış

+Vs

RL

NC

yavaş RC

şase (-)

NC (boş)

çıkış 1

-giriş 1

+ giriş 2

-giriş 2

çıkış 2

+Vcc

-Vcc

+giriş 1

offset

-giriş

offset

çıkış

+Vs

strobe

şase (-)

+giriş

+giriş

-giriş

-Vcc

çıkış

+Vcc

giriş

çıkış

+Vcc

şase (-)

+giriş

LM39

09

LM39

3

741

555

CA

3140

LM31

1

LM14

58

LM35

8

LF35

7

LM30

8

LM38

7

LM38

6



Documents

Endüstriyel Kontrol Elemanları