Ana Sayfa
Antrak Gazetesi
Eski Sayılar
Antrak Ana Sayfası
Yorumlariniz ve Sorularınız için mail adresimiz.


İnternette İlk 
Türk Amatör Telsiz Gazetesi

Temel Elektronik

 

Şahin Küliğ (TA2CCS)
TA2CCS Şahin Küliğ
E-Mail: ta2ccs@antrak.org.tr
 
YÜKSELTEÇLER - 3:

B-Sınıfı Push-Pull Yükselteç

B sınıfı çalışmada transistörlerin her ikisi de kesime (cut-off) 
bayaslanır. Şimdi düşünelim. Tek transistörlü bir yükselteci 
kesime bayaslarsak giriş sinyalinin sadece pozitif bölümlerini 
yükseltecekti. Negatif bölümlerinde ise transistör kesimde 
kalacaktı. Aslında B-Sınıfı yükselteçlerde transistörlerin her
ikisi aynı anda çalışmaz. Giriş sinyalinin pozitif bölümünde 
biri negatif bölümünde ise diğeri çalışır. Aslında 
transistörlerin her ikisi de NPN olduğuna göre ikinci transistör
nasıl oluyor da negatif bölümde çalışıyor? Çünkü negatif 
bölüm girişteki trafo yardımı ile pozitif şekle dönüştürülüyor. 
Aşağıda Transformatör kuplajlı B-Sınıfı bir yükselteç şekli 
görülmektedir.
 

Vi giriş sinyali ortası sıfırlı (center tapped) giriş trafosu 
üzerinden, iki eşdeğer NPN transistör çifti üzerine 
uygulanmıştır. Ortası sıfırlı giriş trafosu, ters fazlı iki giriş 
sinyali sağlar. Şekildeki trafonun üzerindeki siyah noktalar 
trafonun sarım yönünü göstermektedir. Dikkat edilirse 
trafonun ssekonderinin üst ucu noktalı alt ucu noktasız 
durumda. Primerinin ise üst ucu noktalı. Bunun anlamı 
primer de üst uç pozitif olursa sekonder de üst uç pozitif alt 
uç negatif olacaktır. Primer de üst uç negatif olduğunda 
sekonder de üst uç negatif alt uç pozitif olacaktır.

RL yük direnci güç transistörlerinin kollektörlerine ortası 
sıfırlı bir çıkış trafosu ile bağlanmıştır. Bu devrelerde trafo
kullanılması; distorsiyon, bant genişliği, verim yönünden 
mahsurludur. Fakat diğer taraftan yük direncinin 
empedansının kollektör empedansına uydurulmasını 
sağlamaktadır.

Giriş sinyali bulunmadığı zaman (DC çalışma yada sessizlik 
durumu) her iki transistörün de beyz ve emitör bayaslaması 
toprak potansiyelinde olacaktır. Bu durumda her iki transistör
kesim durumunda kalacaktır. Giriş sinyali pozitife gittiği 
zaman Q1 transistörü düz bayaslanarak iletime geçecek 
Q2 transistörü iyice ters bayaslanacağı için kesimde 
kalacaktır. Q1 transistörü iletime geçtiği zaman çıkış 
trafosunun üst yarısı üzerinden İc1 akımı akacaktır. Giriş 
sinyalinin negatif olduğunda Q2 transistörü iletime geçecek,
Q1 kesimde kalacaktır. Q2 nin iletime geçmesi ile çıkış 
trafosunun alt yarısı üzerinden İc2 akımı akacaktır. Böylece 
giriş sinyalinin pozitif kısımlarında Q1 transistörü, giriş 
sinyalinin negatif kısımlarında ise Q2 transistörü yükseltme
işini yapacaktır. Aşağıdaki şekilde transistörlerin çalışması 
zamana bağlı grafiklerle de gösterilmiştir.

Şimdi, maksimum kollektör kaybını ve maksimum verimin 
hangi şartlarda oluştuğunu açıklayacağım. DC çalışma 
konumunda (Hiç sinyal girişi olmadığı zaman) her iki 
transistör de kesimde kaldığı için hiçbir kollektör akımı 
akmayacak, bu durumda da hiçbir kollektör kaybı 
olmayacaktır. Vi giriş sinyali uygulandığı zaman, Vcc 
besleme geriliminden çekilen akım yukarıdaki şekli "d" 
bölümündeki gibi olacaktır. Imax, İc1 ve İc2 kollektör 
akımlarının tepe değerlerini temsil ettiğine göre, toplam 
akımın RMS değeri;

Irms=(2 / pi) x Imax

Voltaj kaynağı Vcc tarafından sağlanan güç Pcc;

Pcc=(2 / pi) x Vcc x Im 

Pcc = (2 x Vcc2) / (pi x RL')

yazılır. Imax değeri, kollektör akımını temsil eden (ya da 
primer yük akımı), yük üzerine gönderilen güç;

PL=RL' x Irms2 = 0,5 x RL x Imax2

Q1 ve Q2 transistörlerinin kollektör - emitör arası gerilimler;

Vce1= Vcc - İc1 x RL'

Vce2= Vcc - İc2 x RL'

formülleri ile belirlenir. Çıkış trafosunun primer sargılarının 
dirençlerini ihmal edilebilir kabul edersek trafonun primer 
sargılarında ulaşılacak en büyük gerilim değeri Vcc değerine
eşit olacaktır. Bu nedenle yük üzerine gönderilecek 
maksimum güç;

Plmax=0,5 x Vcc2 / RL' = 0,5 x Vcc x Imax

İle bulunur

B-Sınıfı güç yükseltecinin maksimum teori verimi;

Verim= PL/Pcc   buradaki değerleri yerine koyup sadeleştirirsek

Verim= 0,785  ya da  %78,5

B-Sınıfı güç yükselteci tarafından sağlanacak maksimum 
çıkış gücü

1. Belirlenen maksimum kollektör akımı
2. Kollektör gerilimi

tarafından sınırlanır.

Bazı durumlarda da transistörün kollektör kaybı tarafından 
belirlenmektedir. Şimdi bu iki durumu inceleyelim.

Maksimum kollektör-emitör gerilimi Vce(max) ve maksimum 
kollektör akımı Ic(max) transistör kataloglarında belirtilir. 
Yukarıdaki devre şemasında Q1 transistörü göz önüne 
alınırsa iletime geçtiğinde transistörün kollektör akımı ic1 
çıkış trafosunun alt yasına -v2 gerilimi emdükler. V1=-v2 
olduğundan ve bu gerilim maksimum besleme gerilimine 
ulaşabildiğinden, kollektör-emitör arası gerilim Vce(max) en 
az 2 x Vcc değerini alıncaya kadar transistör dayanabilmelidir.
Yani transistörlerin Vce(max) değerleri besleme gerilimini 
en az iki katı yada daha fazlası olmalıdır.
Vce(max) değerini kullanarak yük üzerine gönderilecek 
maksimum güç değerini veren formül;

PL= Vce(max) x Ic(max) / 4

Bu formül bir güç transistörünün maksimum gerilim ve akım 
değerlerini aşmadan B-Sınıfı bir yükselteç de vereceği 
maksimum gücü verir.

İkinci durumda, maksimum çıkış gücü, transistörün 
maksimum kollektör kaybı ile sınırlıdır. B sınıfı yükselteçte 
DC çalışma şartlarında ic1 = ic2 = 0 olduğu için her 
transistörün kollektör kaybı sıfırdır. Bu nedenle maksimum 
kollektör kaybı girişe sinyal uygulandığı anda meydana gelir.
(daha açık olarak B sınıfı yükselteç de girişe sinyal 
uygulanmadan çıkış transistörlerinden akım akmaz ve 
ısınmazlar.) Girişe sinyal uygulandığında ani 
kollektör kaybı;

Pc= Vce x İc

İle tarif edilir.

Q noktası AC yük doğrusu üzerinde Vce = Vcc' x Ic =Q 
noktasından, Vce = 0, Ic = I noktaları arasında hareket 
ettikçe, Vce, İc ve Pc değerlerinin ani değerleri de bu çizgi 
üzerinde noktadan noktaya değişecektir. Pc gücünün 
maksimum değeri, Ac yük doğrusunun, izin verilen 
maksimum kollektör kaybı eğrisine teğet olduğu noktada 
oluşur. Teğet noktası Vce= Vcc / 2 ve Ic= I / 2 değerleri ile 
belirlenir. 

Bu eşitliklerden her transistörün maksimum kollektör kaybının
eşit olduğunu ve değerinin;

Pc(max) = (Vcc / 2) x (1 / 2)

Pc(max) = Vcc2 / (4 x RL')

olduğunu hesaplayabiliriz.
Şimdi A-Sınıfı bir yükselteçle B-Sınıfı bir yükselteci çıkışları
bakımında karşılaştıracak olursak, sinüs giriş sinyali için
B-Sınıfı bir yükselteç A-Sınıfı yükseltece göre iki kat fazla 
güç verir.

Önümüzdeki ay B-Sınıfı yükselteçlerin bazı bayaslama 
özellikleri ve Complementary Symmetry yükselteçleri 
inceleyeceğiz..
 

Görüşmek üzere...