YÜKSELTEÇLER - 3:
B Sınıfı Yükselteçlerde Crossover
Distorsiyon
Aşağıdaki şekilde bir B sınıfı yükseltecin giriş devresi giriş
devresinin eşdeğeri görülmektedir.
Buradaki Vs kaynakları örneğin girişe bağlı ortası sıfırlı bir
trafodan elde edilen voltajları temsil etmektedir. Rs direçleri
transistörlerin giriş dirençlerini temsil etmektedir.
Transistörler Germanyum yada Silisyum olabilir. Bir noktaya
dikkatinizi çekmek istiyorum. Bu eşdeğer devrede
transistörlerin bayaslama devresi kullanılmamıştır. Bu
devrenin (giriş devresinin) gerilim-akım V-I karakteristiği
aşağıdaki şekildeki gibi olur.
Bu şekle ve devreye baktığımızda transistörlerden beyz
akımlarının (Ib1-2) akması için Vs kaynaklarının voltaj
değerlerinin germanyum transistörler için 0.2V, silisyum
transistörler için 0.6V değerinin üzerine çıkması gerekir.
Yani transistörlerden akım akması için girişe uygulanan AC
sinyal seviyesi transistörlerin VBE açma voltajının üzerine
çıkması gerekmektedir. Bu sorun ortadan kalkmadığı
sürece
yükselteçte CROSSOVER distorsiyonu oluşacaktır.
Bu distorsiyon yükselteçlerde yüksek çıkış güçlerinde
hissedilmez. Ancak çok düşük çıkış seviyelerinde hissedilir.
CROSSOVER distorsiyonunu ortadan kaldırma için Q1 ve
Q2
transistörlerden geçen akım giriş sinyali sıfırdan
farklılaştığı
anda başlaması gerekmektedir. Bunu sağlamak
için Q1 ve Q2
transistörlerinin VBE voltajı kadar bir voltaj
transistörlerin
beyz ve emitörleri arasına uygulanır. Bu
voltaj aşağıdaki
şekilde de görüldüğü gibi transistörle aynı
malzemeden yapılmış
(transistörler silisyumsa silisyum bir
diyot, germanyumsa
germanyum bir diyot) diyot ile
olabileceği gibi, ayarlı bir
direnç yardımı ile de olabilir.
Ayarlı bir dirençle sağlanan
bayaslama tercih edilir. Çünkü
diyodu transistörlerle aynı
malzemeden seçsek bile her
zaman transistörle diyotdun açma
voltajı aynı olmaz. Pratikte
ayarlı direnç kullanılır. Bu ayarlı
dirençle transistörlerin beyz
ve emiterleri arasına bir ön bayas
verilerek. 5-10 mA
kollektör akımı sağlanır.
Ayrıca devredeki Q1 ve Q2 transistörlerini aynı
karakteristiğe göre seçmek gerekir. Farklı karakteristikli
transistörler kullanırsak yükseltecimizde bu kezde NON
LINEAR distorsiyon oluşur. Transistörler aynı marka ve
model
de olsa karakteristikleri farklı olacaktır. Transistörleri
aynı
özellikte seçmek ancak Transistör Curve Meter denilen
ölçü aletleri
ile yapılır. Bu tür ölçü aletleri de herkezde
bulunmaz. Ama en
azından herkezde AVO metre vardır. Bu
ölçü aletlerinde
transistör ölçen bir özellik varsa aynı özelliği
yada çok yakın
özellik gösterenleri seçmek gerekir.
Tamamlamalı Simetrik Yükselteç:
COMPLEMENTARY SYMMETRIC AMPLIFICATOR
Trafo kuplajlı push-pull yükselteçlerde, transistorlere giriş
sinyali sağlamak için bir ara trafosu, çıkış sinyali almak için
de bir çıkış trafosu kullanılmaktadır. Buda devrenin
büyülüğünü arttırmaktadır. Ayrıca trafonun frekans
karakteristiği açısından bazı dezavantajları da vardır.
Şimdiki yükseltecimizde trafo kullanılmamaktadır.
Aşağıdaki devre Tamamlamalı Simetrik bir yükselteç
devresini
göstermektedir.
Anlatım kolaylığı için bayaslama devreleri çizilmemiştir.
Devreye dikkatlice bakacak olursak (transistörün birini
parmağınızla kapatın) iki adet Emiter İzleyici devreden
oluşmaktadır. Daha önceki konularımızdan hatırlarsanız
Emiter izleyici bir devrenin çıkış empedansı düşük olduğu
için düşük empedanslı yükleri örneğin bir hoparlör, DC
motor
doğrudan kullanılabilir. Bu devrede iki adet besleme
kaynağı
kullanılmıştır. Gerçekte bu tür yükselteçlerde iki
besleme
kaynağı olabileceği gibi çıkış yüküne seri olarak
ek bir
kondansatör bağlanarak tek güç kaynağı ile de
kullanılabilir.
Devrenin çalışması oldukça basit. Girişe sinüs
şeklinde bir
giriş sinyali uygulayalım. Bu sinyalin pozitif
taraflarında Q1
transistörü, negatif taraflarında Q2
transistörü akım
geçirmekte. Transistörlerin emitör akımları
yük üzerinden güç
kaynaklarının sıfır noktasına dönmektedir.
Bu devrenin yük
üzerine beslenen çıkış gücü her
transistörün maksimum kollektör
kaybının 2 katına eşittir.
Sinüs sinyaller için maksimum verin
push-pull devreninkine
eşit olup %78.5 dir.
Yukarda ki
devre bu haliyle kullanılmaz.Devreye bayas,
stabilizasyon,
sürücü katı ve uygun geri besleme devresi
eklemek gerekmektedir.
Aşağıdaki devre gerekli devreleri
eklenmiş tek güç kaynaklı bir
tamamlamalı simetrik yükselteçtir.
Rl yük empedansı Q2-Q3 tamamlayıcı transistörlerin
çıkışına
C3 kondansatörü ile bağlanmıştır.R6 ve R7 emitör
dirençleri Q2
ve Q3 transistörleri için Isıl Düzenleme yapar.
R1 direnci Q2 ve
Q3 emitör dirençleri ortasındaki gerilimi
sürücü katının
girişine geri-besleme olarak uygulayarak, Q1
transistörünün sıcaklık
değişimlerinden etkilenmesini önler.
Q2-Q3 transistörlerinin
emitör dirençlerinin ortasındaki
gerilim, yaklaşık olarak Vcc
geriliminin yarısına eşittir.
Crossover Distorsiyonunu önlemek
için çıkış transistörleri
üzerinden birkaç mA değerinde akım
geçecek şekilde
bayaslanır. Çıkış transistörleri farklı
polariteli olduğu için
(biri NPN diğeri PNP) Q2 transistörünün
beyzine emitörüne
göre pozitif, Q3 transistörünün beyzi
emitörüne göre negatif
bayas uygulanması gerekmektedir. Bu bayas
gerilimleri Q1
transistörünün kollektöründeki R4 direnci
tarafından sağlanır.
R1 direncinin yaptığı geri beslemeler nedeniyle devrede
simetrik olmayan bir durum oluşur. Bu nedenle R4 direncinin
değeri
büyük olmalıdır. R4 direncinin yerine ayarlanabilir bir
ayarlı direnç
kullanılarak çıkış transistörlerinin çalışma
noktaları doğru
olarak ayarlanır ve çıkış sinyalinde, giriş
sinyalinin yüksek
olması nedeniyle oluşabilecek kırpılmalar
önlenir. Güç
kaynağında oluşabilecek değişmeler ve
sıcaklıktan olabilecek
etkileri ortadan kaldırmak için R4
direncine paralel bir
termistör (NTC) bağlanabilir. Devrenin
çalışması bir önceki
devrenin aynısıdır. Giriş sinyalinin pozitif
bölümlerinde Q2 negatif
bölümlerinde Q3 transistörleri
iletimdedir. Q2 nin iletimde
olduğu sürece A noktasındaki
gerilim toprak voltajına göre
artar, Q3 tranasitörünün iletimde
olduğu sürece A noktasındaki
gerilim toprağa göre azalır.
A noktasıdaki değişimler (AC
sinyal) C3 kondansatörü
üzerinden yük üzerine aktarılır.
Bu ay ki yazımızın da sonuna geldik. Önümüzdeki ay RF
Güç
Yükselteçlerine başlayacağım.
Kendinize iyi bakın..