Elektronk Lab II 1

8/18/2019 Elektronk Lab II 1

1/72

0

GEBZE YÜKSEK TEKNOLOJĠ ENSTĠTÜSÜ FEN FAKÜLTESĠ

FĠZĠK BÖLÜMÜ

ELEKTRONĠK II LABORATUVARIDENEY KILAVUZU

Hazırlayan: Doç. Dr. Yusuf Yerli

C

ÇıkıĢ A

B

R 1 ─

+

R f

V g

Vç

C


2/72

1

ĠÇĠNDEKĠLER SAYFA NO

NOTLARIN BELĠRLENMESĠ 2

ELEKTRO NĠK LABORATUVARI KURALLARI 3

DENEYLER YAPILIRKEN DĠKKAT EDĠLMESĠ GEREKEN NOKTALAR 3ELEKTRONĠK LABOR ATUVARI RAPOR YAZIM KILAVUZU 4

ÖRNEK RAPOR KAPAĞI 5

1. OSĠLATÖRLER 6

2. FARK YÜKSELTEÇLERĠ 16

3. DOĞRUSAL TÜMDEVRELER 24

4. TOPLAMA, ÇIKARMA, TÜREV, ĠNTEGRAL VE KIYASLAYICI

DEVRELER 315. ĠġLEM YÜKSELTEÇLERĠNĠN FREAKANS-KAZANÇ

KAREKTERĠSTĠĞĠ VE KARE DALGA ÜRETECĠ 39

6. MANTIK DEVRELERĠ 43

7. ĠKĠLĠ TOPLAMA VE TAM TOPLAYICILAR 57

8. FLOP-FLOP VEYA TETĠKLEME DEVRELERĠ 61

9. SAYICILAR 63

10. ĠKĠLĠ-ONDALIK KODLAYICILAR VE LED GÖSTERGELER 69


3/72

2

ELEKTRONĠK II LABORATUVARI

Öğretim Üyesi: Doç. Dr. Yusuf YERLİ

Deneyler: Toplam 10 deney yapılacaktır (Deney1-Deney10).

Öğrenciler katılmadıkları sadece bir deneyi yılsonunda, telafi deneyi olarak yapabilirler. Tüm

deneylere katılmıĢ olan öğrencilerden isteyenler, 50’nin altında not aldıkları sadece bir deneyi

notlarını yükseltmek için telafi döneminde tekrar edebilirler.

Notların Belirlenmesi:

1. Devam Zorunluluğu: Her öğrenci vize alabilmek için en az 8 deneye (telafi deneyi

dahil) katılmak zorundadır.

2. Deney Notu: Her deneyden önce ön çalıĢmalarla ilgili sorular sorulacaktır. Ayrıca her

deneyden sonra rapor hazırlama kılavuzunda belirtildiği Ģekilde bir grup raporu

hazırlanacaktır. Öğrencilerin o deneyden alacağı notu, laboratuvar çalıĢması ve rapor

notu belirleyecektir. Öğrencilerin katılmadıkları deneylerin notu sıfır olarak

belirlenecektir. Yılsonunda deney notu ortalaması, tüm deney notlarının toplanıp 10’a

bölünmesiyle elde edilecektir. Birbirinin kopyası olduğu belirlenen raporlar – 10 puan ile

cezalandırılacaktır.

3. Dönemiçi Sınavları: Dönem içinde, deneyler arasındaki bir hafta yazılı bir sınav

yapılacaktır. Dönemiçi sınavının yapıldığı günlerde deney yapılmayacaktır.

4. Dönemsonu Sınavı: Tüm deneyler tamamlandıktan sonra deneylerde elde edilen bilgileri

sınamaya yönelik dönemsonu sınavı uygulamalı olarak yapılacaktır. Bir öğrencinin

dönemsonu sınavına girebilmesi için telafi deneyleri bittikten sonra en az 8 deneye

katılmıĢ olması zorunludur.

5. BaĢarı Notu: Dönemsonu baĢarı notu aĢağıdaki ağırlıklara göre hesaplanacaktır:

Deney notu ortalaması :%25

Dönemiçi Sınavı :%25

Dönemsonu Sınavı :%50 Uygulama


4/72

3

ELEKTRONĠK LABORATUVARI KURALLARI Elektronik Laboratuvarı, öğrencilerin Elektronik bilgilerini pratik yönden geliĢtirmeyi

ve bu konuda yeni bilgiler edinmelerini sağlamak amacıyla hazırlanmıĢtır. LaboratuvarçalıĢmalarının verimli olabilmesi için deneylerin aĢağıdaki kurallara uygun olarak yapılmasıgerekmektedir:

1. Öğrenciler, laboratuvar çalıĢmalarından bir yarar elde edebilmek için yapacakları deneyeiliĢkin kılavuzu önceden mutlaka okumalı ve her deneye hazırlıklı gelmelidir.Deneylerden önce öğrencilere ön çalıĢmalarla ilgili sözlü sorular sorulacaktır.

2. Deneye ilk 15 dakikada geç gelen öğrenciler uyarılırlar. Ġkinci defa bir deneye geç gelenöğrenci o deneye alınmaz. Deneye 15 dakikadan daha geç gelen öğrenciler deneyealınmazlar.

3. Deneylerin süresi 1.5 saat olarak öngörülmüĢtür. Deney süresince laboratuvardan çıkmakyasaktır. Deneylerini erken bitiren gruplar laboratuvar dersi sona ermeden önceçıkabilirler.

4. Her deneyin raporu ertesi haftaki laboratuar saatinde mutlaka getirilmelidir. Raporu

getirmeyenler o deneyden sıfır puan almıĢ olurlar. 5. Yönetmelik gereğince öğrenci deneylere %80 oranında devam etmek mecburiyetindedir.

Devam, her deneyde yoklama yapılarak tespit edilecektir. 6. Öğrencinin gelmediği deneyden alacağı not sıfırdır. 7. Öğrencinin yalnızca bir deneyi telafi etme hakkı vardır. 8. Deneyde kullanılacak olan malzeme (elektronik elemanlar, el aletleri, kablolar) deneyi

yaptıracak olan öğretim elemanından sayılarak teslim alınacaktır. Deney sonunda aynımalzeme eksiksiz olarak geri verilecektir. Gruplar, kaybettikleri veya zarar verdikleri

malzemenin yerine yenisini koymak zorundadır. Bu nedenle deney süresince baĢka

grupların malzemelerini almayınız ve kendi malzemelerinizi baĢka gruplara vermeyiniz. 9. Diğer grupları rahatsız etmemek ve daha olumlu bir çalıĢma ortamı sağlamak için

laboratuvarda mümkün olduğu kadar sessiz çalıĢınız.

DENEYLER YAPILIRKEN DĠKKAT EDĠLMESĠ GEREKEN NOKTALAR: 1. Devreleri kurarken gerilim kaynağı mutlaka kapalı olmalıdır. 2. Devreye gerilim verilmeden önce yapılan bağlantıların doğruluğu kontrol edilmeli.

a. Devrelerin besleme ve toprak hatları doğru olarak bağlandı mı? b. Besleme gerilimi ve toprak hattı arasında kısa devre oluĢabilir mi? c. ÇıkıĢ olan bir hatta yanlıĢlıkla giriĢ iĢareti uygulanmıĢ olabilir mi? d. ÇıkıĢlar yanlıĢlıkla kısa devre edilmiĢ olabilir mi? e. Bağlantılar, deneyde istenen iĢlemi gerçekleĢtirmek üzere doğru olarak yapıldı mı?

3. Tüm bağlantıların doğruluğundan emin olduktan sonra devreye besleme gerilimiverilmeli. Eğer devre beklendiği gibi çalıĢmıyorsa hemen besleme gerilimi kapatılarakdevre kontrol edilmeli. Kontrol iĢleminde 2. maddede belirtilen noktalara dikkat edilmeli.

4. Doğru çalıĢtığından Ģüphe edilen elemanların devre ile bağlantıları kesilmeli ve buelemanlar ayrı olarak test edilmelidir.

5. Devre üzerinde değiĢiklik yaparken (eleman ekleme/çıkarma, bağlantı değiĢtirme) gerilimkaynağı mutlaka kapalı olmalıdır.

6. Tüm uğraĢılara rağmen hata bulunamıyorsa laboratuvarda görevli öğretim elemanındanyardım istenmelidir.


5/72

4

Elektronik Laboratuvarı Rapor Yazım Kılavuzu

Laboratuvar raporları, bilimsel bir çalıĢmada elde edilen sonuçları sunmak üzereaĢağıdaki kurallara uygun olarak hazırlanacaktır. 1. Grup elemanları her deneyden sonra ortak bir grup raporu hazırlayacaklardır. Raporlar

beyaz A4 kâğıtlarının tek yüzüne, mümkünse bilgisayar ile ya da okunaklı bir el yazısı ileyazılarak hazırlanacaktır. Çizimler bilgisayar ya da cetvel kullanarak bir mühendisözeniyle yapılacaktır.

2. Raporlar bilimsel ve teknik bir anlatım tarzı kullanılarak Türkçe olarak yazılacaktır.3. Raporlar, deneyi yapan tüm öğrencilerin isimlerinin ve imzalarının yer aldığı tek tip

kapak sayfası ile baĢlayacaktır.4. Raporlar bir sonraki deneyde mutlaka getirilmelidir. Raporlarınızı deneyi yaptıran

öğretim üyelerine doğrudan vermeyiniz. Teslim zamanından daha geç getirilen raporlarkabul edilmeyecektir . Eğer teslim tarihi tatil gününe denk geliyorsa tatilden sonraki ilk iĢ

günü rapor teslim edilecektir. Teslim edilmeyen raporların notu sıfır olarak belirlenecektir.5. Raporlar aĢağıdaki bölümlerden oluĢacaktır:

Deney No ve Adı:

Amaç: Deneyde hangi konuların incelenmesi ve öğrenilmesi amaçlanmaktadır?

Verilerin değerlendirilmesi: Bu bölümde deneyde kullanılan devre Ģemaları çizilecek veveriler tablolar halinde verilecektir. Grafikler çizilecek, hesaplamalar yapılacaktır. Daha sonraveriler deney kılavuzunda tarif edildiği gibi değerlendirilecektir.

Sonuçlar: Deneyin her bölümü için elde edilen sonuçlar (tablo, çizim, gözlem) düzgün veokunaklı bir Ģekilde yazılacak ve yorumlanacaktır. Eğer deneyde istenmiĢse teorik olarak

beklenen değerler ile deneyde elde edilen sonuçlar karĢılaĢtırılacaktır. Tamamlayamadığınız bölümler için de beklenen sonuçları yazınız.

Sorular: Deney kılavuzunda sorulan sorularının cevapları rapora yazılacaktır.

Yorum ve GörüĢler: Öğrenciler isterlerse deneyle ilgili yorum ve görüĢlerini bu bölümeyazabilirler.


6/72

5

GEBZE YÜKSEK TEKNOLOJĠ ENSTĠTÜSÜ

FĠZĠK BÖLÜMÜ

ELEKTRONİK II LABORATUVARI

DENEY RAPORU

DENEY NO :

DENEYİN ADI :

DENEY TARİHİ :

RAPOR TESLİM TARİHİ :

GRUP NO :

DENEYİ YAPANLAR :

Numara Adı Soyadı İmza

DENEYİ YAPTIRAN

ÖĞRETİM ELEMANI:


7/72

6

DENEY NO :EII-1-A

DENEYĠN ADI : OSĠLATÖRLER DENEYĠN AMACI :1- Osilatör prensiplerinin öğrenilmesi.2- TitreĢim frekansını kontrol etme metotlarını öğrenme.3- Osilatörlerin çıkıĢ sinyalinin geribesleme, faz iliĢkisi ve yükseltme yönünden incelenmesi4- RC Faz k aymalı osilatör kullanılarak frekans, faz farkı ve yükseltme iliĢkisinin pratik

olarak anlaĢılmasının sağlanması.

ÖN BĠLGĠ Osilatörler, belirli frekanslarda alternatif sinyal elde etmeye yarayan elektronik

aygıtlardır. Sinyalin frekansı devrede kullanılan R, L, C gibi elemanların değerlerine bağlıdır.Osilatörler radyo, TV alıcı ve vericilerinde, radarlarda, bilimsel araĢtırmalarda, endüstride vedaha pek çok alanlarda kullanılmaktadır.

Bir osilatör, devre içinde elektronların ileri geri hareketleriyle yapılır. Bu olay,mekanikte kütle-yay veya sarkaç hareketiyle aynıdır. Bir sarkaç, önce dengesi bozularak

harekete baĢlatılır. Eğer sistemde herhangi bir sürtünme yoksa salınım sürekli devam eder.Ancak, gerçek bir sarkaçta sürtünme yok edilemez ve salınım sönümlü olur. Neticede, genliğizamanla azalan ve sonunda duran bir salınım elde edilir. Salınımın sürekli olabilmesi için,sarkaca salınım periyoduyla aynı periyotta bir alternatif kuvvet uygulanmalıdır. Bu kuvvetgerçekte çok küçüktür ve sürtünmeden doğan kaybın yok edilmesi içindir.

Elektrik salınımlar ki biz buna osilatör diyoruz, benzer Ģekilde meydana gelirler.Örnek olarak bir paralel LC devresini ele alalım (ġekil 1.1.).

ġekil 1.1. LC Tank devresi

Önce anahtarı S1 konumuna alarak C kondansatörünü dolduralım ve anahtarı S2konumuna alalım. ġimdi V kaynağı devre dıĢı kalmıĢ, sadece L ve C paralel bağlı halegelmiĢtir. Kondansatörde biriken yük L bobini üzerinden boĢalacak ve boĢalırken de bobinetrafında büyüyen bir manyetik alan meydana getirecektir. Kondansatör tamamen boĢaldığızaman bobin etrafındaki manyetik alan azalacak ve azalırken de bobin üzerinde ters yönde bir

akım indükleyecektir. Bu akım geri dönerek kondansatör tekrar dolacaktır. Kondansatör tamdolduğu zaman tekrar bobin üzerinden boĢalacak ve bu hareket sürekli devam edecektir. Tabiiki bu süreklilik Ģartı, devrede herhangi bir söndürücü eleman olmadığı zaman olabilir ve

böyle bir durum ancak süper -iletken bağlantılarla olabilir. Gerçekte, devredeki bağlantılar, bobin ve kondansatör üzerindeki ohmik dirençten dolayı güç harcanır ve salınım kısa süredesöner. Bu devrenin ifadesi,

01

2

2

iC dt

di R

dt

id L Ģeklindedir.

Birinci ve üçüncü terimler bobin ve kondansatörle ilgilidir. Ġkinci terim, yani direnç terimisönüm terimidir. Böyle bir diferansiyel denklemin çözümü bize ġek il1.2 deki grafiği verir.

Görüldüğü gibi salınım zamanla küçülerek yok olmaktadır (Sönüm teriminden dolayı). Bugrafik akım, gerilim (voltaj) ve yük değiĢimleri için birbirinin benzeridir.

+

C

L

S1 S2

V


8/72

7

ġekil 1.2.

Sönüm terimini yok etmek için ya süper iletken bağlantıları kullanılmalı, ya da oterimi yok edecek değerde bir kaynaktan devre sürekli beslenmelidir. Bir LC paralel tankdevresinin frekansı

LC 2

1

f

ifadesiyle verilir. Devreyi besleyen kaynak frekansı bu değerde olmalıdır. ġimdi, devreye birsürücü F (t ) kuvveti uygulayalım.

t At F iC dt

di R

dt

id L f 2sin)(

12

2

t At F f 2sin)( ifadesi sönüm terimine eĢdeğer bir sürücü kuvvet terimidir. Salınımısürekli besleyerek sönüm olmasını engeller.

F (t ) sürücü kaynağı, her zaman devreye dıĢarıdan bağlanmaz. Yani buna gerek yoktur.Bunun yerine LC tank devresindeki salınımı bir amplifikatörle (yükseltici) yükseltilir ve buyükseltilen salınımın bir kısmını geri tank devresine vererek salınımın devamlı olmasını

sağlarız. Bu iĢleme Pozitif Geri Besleme denmektedir. ġekil 1.3 te böyle bir yükseltici ve geri besleme akıĢ diyagramı verilmiĢtir.

C L

Geri besleme

Yükseltici

ÇIKIġ

ġekil 1.3.

OSĠLATÖR ÇEġĠTLERĠ Bir devrede kullanılan elemanlara, yükseltme ve geri besleme iĢlemlerine bağlı olarak

çeĢitli osilatörler geliĢtirilmiĢtir. Bu osilatörlerden bazıları Hartley osilatörü, tikler bobinliosilatör, akortlu osilatör, faz kaymalı osilatörler v.s. dir. ÇeĢitli kaynaklarda bu osilatörlerleilgili yeterli bilgiler mevcuttur. Biz bu deneyimizde sadece faz kaymalı osilatörüinceleyeceğiz. FAZ KAYMALI OSĠLATÖR

t

V,i,q


9/72

8

Bir osilasyonun olabilmesi için iki Ģart olduğunu söylemiĢtik: Yükseltme ve GeriBesleme. Bu deneyimizde salınım elemanı olarak R ve C kullanılacaktır. Bilindiği gibi seri

bağlı RC devresinde kondansatör ya exponansiyel (üstel) olarak dolar ya da exponansiyel boĢalır. Paralel LC devresinin aksine bu devrede hiç salınım olmaz. Ancak kondansatörün her boĢalmasından sonra tekrar dıĢarıdan doldurulmasıyla sürekli bir salınım meydanagetirilebilir. Bu iĢlem yine bir yükselticide uygun fazda geri besleme ile yapılabilir.

R

Vi

Vo

C

ġekil 1.4.

ġekil 1.4 teki RC devresini ele alalım. Vi kaynağı da bir sinüs kaynağı olsun. DevreyeVi kaynağının uyguladığı gerilim ve R uçlarındaki gerilim arasında aĢağıdaki ifadede verilen

kadar bir faz farkı mevcuttur. Faz farkı, salınım frekansı, R ve C değerlerine bağlıdır.

RC R

X C

f 2

1tan

veya

R

X C arctan

ifadesindeki faz farkı, direncin keyfi olarak sıfır yapılamaması yüzünden 90 olamaz.YaklaĢık 0 ve 90 değerleri arasında değiĢir.

Devrenin bu özelliklerini göz önüne alarak bir yükseltici transistör ile devreyi elealalım (ġekil 1.5.). Kullandığımız transistörün bir özelliği olarak baz gerilimiyle kollektörgerilimi arasında 180 faz farkı olmalıdır.

Vcc

Q1

C1

R1

RER2

C2

Rc

ÇIKIS

ġekil 1.5.

Devr ede kollektörden gelen geribesleme sinyali ile baza giden sinyal arasında

2

2tan R

X C

faz farkı mevcuttur. Dolayısıyla devre sönümlü giriĢim yaparak salınıma girmez. Fazın 180 olabilmesi için R ve C değerleri öyle seçilir ki faz 60 olsun. Aynı Ģekilde hazırlanmıĢ üç taneRC devresi ard arda bağlanarak 180 faz farkı elde edilir, ġekil 1.6.


10/72

9

Vcc

Q1

C4

RB 1

RERB 2

C2 C3C1

Rc

R1 R2

ÇIKIS

ġekil 1.6.

Devreye eklediğimiz yükseltici, Ortak Emitörlü Yükselticidir. Yani geri besleme,

kollektörden baza doğrudur (ÇıkıĢtan giriĢe doğru). Transistörlü RC osilatör devresinin çıkıĢsinyalinin frekansı ve genliği geri besleme hattındaki direnç ve kondansatörlerin değerlerine bağlıdır. Üç kısımlı salınım devresi R 1C1, R 2C2, RB2C3 elemanlarından oluĢur. RC çiftleriöyle seçilmelidir ki her bir halkada faz kayması 60 olsun. Bundan sonra yapılacak Ģey R 1 =R 2 = RB2 = R g (Ortak emitörlü yükseltecin giriĢ empedansı) ve C1 = C2 = C3 elemanlarınıseçmektir. Bu Ģartlar altında salınım frekansı

1

1

462

1f

R

RC R C

olacaktır. Salınımın sürekli olabilmesi için ayrıca yükseltici transfer katsayısının (kazancının)

belirli bir değerin üzerinde olması da gerekmektedir. Bu değer ise,

1

1FE

42923

R

R

R

Rh C

C

olmalıdır. Yani transistör alternatif akım kazancının bu değerde veya daha yüksek olmasılazımdır. Aksi halde yeterli büyütme ve geribesleme olmayacağından salınım sönümlüolacaktır. ARAÇLAR

Güç kaynağı Osiloskop, Voltmetre

Dirençler: 3x10k , 3.3k , 5.6k , 33k , 5k (Potansiyometre)

Kondansatörler: 3x10nF, 3x4.7nF, 47µF Transistör: BC238

DENEYLER

RC FAZ KAYMALI OSĠLATÖR 1-ġekil 1.7 deki devreyi kurunuz.2-Osiloskopla kollektör ve bazdaki dalga Ģekillerini görüntüleyiniz. 3-Frekansı ölçünüz ve Tablo 1.1 e yazınız. Hesapla bulunan değerle karĢılaĢtırınız.

Tablo 1.1

Frekans

Ölçülen Hesaplanan


11/72

10

Vcc

12V

Q1

BC238BP

C4

47uF

RB 1

33kohm

RE

3.3kohm

RB 2

10kohm

C2

10nF

C3

10nF

C1

10nF

Rc

5.6kohm

R1

10kohm

R2

10kohm

ÇIKIS

P1 P2 P3

ġekil 1.7.

4-P1, P2 ve P3 noktalarındaki geri besleme sinyallerinin Ģeklini ve tepeden tepeye genlikleriniölçerek Tablo 2 yi doldurunuz.

Tablo 1.2

Test

Noktaları Dalga ġekli VT-T

P1

P2

P3

5-Lissajous Ģekli yöntemini kullanarak çıkıĢ sinyali ile P1, P2 ve P3 noktaları arasındaki fazfarkını ölçerek Tablo 3 ü doldurunuz.

Tablo 1.3

b a ab1sin (Faz açısı)

P1P2

P3

6- Devre elemanlarından hesapladığınız faz kayması ile ölçtüğünüz faz kaymasını Tablo 4 ükullanarak karĢılaĢtırınız.

Tablo 1.4

R X C arctan (Hesaplanan) Ölçülen

P1

P2P3


12/72

11

7- Rc direnci yerine 5k luk potansiyometre takarak bunun maksimum ve minimum

konumlarında çıkıĢ dalga Ģeklinin tepeden tepeye değerini ölçünüz. 8- Rc direncini maksimumu konuma alınız ve C1 = C2 = C3 = 4.7nF yaparak çıkıĢ sinyalininfrekansını yeniden ölçünüz. Yeniden hesaplayacağınız frekans değeri ile karĢılaĢtırınız. Bufrekans değerini 3.maddede bulduğunuz değerle karĢılaĢtırarak yorumlayınız.

SORULAR1- Bir osilatör devresi oluĢturmak için gerekli Ģartlar nelerdir? 2- Faz farkı meydana getirmeyen yani çıkıĢı ile giriĢi arasında faz farkı 0 derece olan biryükseltici kullanıldığında geri besleme devresinin fazı ne olmalıdır? 3- L = 4mH ve C = 1nF olan bir LC osilatöründe titreĢim frekansı ne olur? 4- Bir RC faz kaymalı osilatör C = 4.7nF veR = 5.6k değerlerine sahipse osilatör frekansı neolur?

5- Bir osilatörde geri besleme devresi olarak kullanılan RC faz kaymalı devre iki bölümesahip olamaz. Bunun sebebi nedir?

6- Bir osilatörün geri besleme devresi -12 dB’lik bir zayıflatma yaparsa yükselticinin voltajkazancı ne olmalıdır?


13/72

12

DENEY NO :EII-1-B

DENEYĠN ADI : MULTĠVĠBRATÖRLER KOLLEKTÖRÜ ÇİFTLENMİŞ MULTİVİBRATÖR

DENEYĠN AMACI : Bir astable(serbest) multivibratörün dalga Ģeklininincelenmesi, frekansının ölçülmesi.

ÖNBĠLGĠ RC osilatörlere multivibratör diye isimlendirilen yeni bir tip daha ekleyeceğiz.

Multivibratörler, sinüs olmayan dalga üreticileridir. Dalga Ģekilleri kare, üçgen veya testerediĢi olabilir. Her bir dalga Ģeklinin pek çok yerde geniĢ uygulaması vardır.

Bir multivibratör, rahatlama osilatörüdür. Ya dıĢarıdan herhangi bir uyarı olmaksızınkendi kendilerini tetikleyerek çalıĢırlar, ya da çalıĢmaları dıĢarıdan bir osilatörle kontrol edilir.Serbest çalıĢan multivibratörlere astable multivibratörler denmektedir. Bunların frekanslarıiçten olduğu gibi dıĢarıdan bağlanan senkronizasyon darbesiyle de kontrol edilir.

DıĢarıdan bir kaynaktan uyarılarak çalıĢtırılan multivibratörler gerçekte osilatördeğildir. Bu tip multivibratörlerin iki çeĢidi vardır: Monostable (tek kararlı) ve bistable (flip -

flop veya tetikleyici). Monostable multivibratörlerin tek bir kararlı hali, bistablemultivibratörlerin iki kararlı hali vardır. Multivibratörlerde transistör yükseltici olarak kullanılır. Transistörün devreye bağlanıĢ

Ģekline göre bunlar kollektörü veya emitörü çiftlenmiĢ multivibratör ismini alırlar. Budeneyimizde biz yalnızca astable (serbest) ve kollektörü çiftlenmiĢ multivibratörüinceleyeceğiz.

KOLLEKTÖRÜ ÇĠFTLENMĠġ MULTĠVĠBRATÖRÜN ÇALIġMASI ġekil 1.8 de kollektörü çiftlenmiĢ bir multivibratör verilmiĢtir. Q1 ve Q2 NPN tipi

transistörlerdir. Kollektörler R L1 ve R L2 dirençleri üzerinden VCC kaynak gerilimiyle beslenmektedir. R 1 ve R 2 dirençleri ise transistörlerin baz denetlemesi içindir.

ġimdi, Q1 transistörünün kollektörünü C1 kondansatörü yoluyla Q2 nin bazına, Q2 ninkollektörünü ise, C2 yoluyla Q1 in bazına bağlayalım. Q1 in kollektöründeki herhangi birgerilim değiĢmesi C1 yoluyla Q2 nin bazına, Q2 kollektöründeki herhangi bir gerilimdeğiĢmesi ise C2 yoluyla Q1 in bazına iletilecektir. Burada C1 ve C2 kondansatörlerigeribesleme iĢini üstlenmiĢtir.

RL1 R2 RL2R1

Q1 Q2

Vcc

ÇIKIS 1 ÇIKIS 2

C1 C2

ġekil 1.8

Multivibratördeki iki devre birbirlerine göre simetrik seçilmiĢ olsunlar. Yani, Q1 ve Q2 transistörleri aynı tip karakteristiğe sahip, ve C1 = C2, R 1 = R 2, R L1 =R L2 seçilmiĢ olsunlar.

Transistörün kollektörlerinden VCC gerilimi uygulayalım. Baz uygun denetlemede olduğu içintransistörler iletimde olacaktır. Ancak her iki kollektör akımının birbirinin aynısı olacağını


14/72

13

söyleyemeyiz. Ġlk gerilimi uygulama anındaki bu küçük akım farkı Ģimdi anlatacağımız biçimde devreyi salınıma sürükleyecektir.

Farz edelim ki, Q1 den Q2 ye göre daha fazla akım geçsin. Bu durumda Q1 inkollektörü Q2 ye göre daha alçak gerilimde olacaktır. Bu gerilim farkı C1 yoluyla Q2 nin

bazına iletilecek ve böylelikle ileri baz gerilimi azalacaktır. Dolayısıyla Q2 nin kollektör akımıazalacak ve gerilim daha yüksek olacaktır. Bu gerilim değiĢmesi de C2 yoluyla Q1 in bazına

iletilecektir. Q1 in baz akımı artacak ve buna bağlı olarak da kollektör akımı artacak, fakatkollektör gerilimi azalacaktır. Bu gerilim azalması C1 yoluyla Q2 nin bazına iletilecek veiĢlem sırasıyla bu kollektör geriliminin azalıp artması Ģeklinde sürüp gidecektir. Çok kısaaralıklarla bir transistörün kollektöründen diğerinin bazına giden bu geri besleme darbeleri,

bir transistörü akım doyumu noktasına sürerken diğerinin akımını kesecektir. Örneğin Q1 doyum noktasında iletim yaparken Q2 kesilimde olacaktır. Bu durumda Q1 e açık, Q2 ye dekapalı diyoruz.

Q1 açık, Q2 kapalı kalma süresi devre elemanlarının belirlediği zaman sabitiyle belirlenir. Bu değer yaklaĢık olarak C1R 2 veya C2R 1 kadardır. Bu zaman aralıklarıyla Q1 açıkQ2 kapalı, bir R 1C2 kadar sonra da Q1 kapalı Q2 açık olacaktır.

Burada, multivibratör dalga Ģekillerinin nasıl meydana geldiği üzerinde duracağız.

Sadece dalga Ģeklinin periyodik kare dalga benzeri darbeler Ģeklinde olacağını bilelim yeter.(Bu durum simetrik multivibratör içindir. Simetriklik bozulduğu zaman Ģekilde bozulacaktır.) Simetrik multivibratörde her iki transistörün açık -kapalı zamanları birbirine eĢittir, (t1 = t2).Q1 transistörünün kollektöründeki dalga Q2 kollektörüne göre 180 faz ile oluĢur. Yani ikitransistörün dalga Ģekli 180 faz ile oluĢur.

Multivibratörlerin tam bir periyodu T = t1 + t2 dir. Frekans ise bunun tersi, yani

f t t

1

1 2

olacaktır. Pratik bir ifade olarak t1 ve t2 zaman sabitleri,t , C R ve t , C R 1 1 2 2 2 10 707 0 707

olarak bulunur. 0,707 (-3dB) katsayısı kondansatörün dolma veya boĢalma süresinin %50 sineulaĢması için gerekli bir katsayıdır.

SĠMETRĠK OLMAYAN MULTĠVĠBRATÖR Eğer multivibratör devresinde, her iki zaman sabitini farklı kılacak bir değiĢiklik

yaparsak dalga Ģekli simetrik olmayan (fakat periyodik) bir çıkıĢ elde ederiz. Bu değiĢiklik R 1,R 2 ve C1, C2 elemanlarından birinin değeri değiĢtirilerek yapılır. Bunlardan birisinindeğiĢmesiyle zaman sabiti de değiĢecektir. Örneğin; R 1=10k , R 2=100k ve C1=C2=0.01µFalalım. C1R 2 zaman sabiti C2R 1 zaman sabitinden on defa daha fazla olacaktır ve çıkıĢ dalgaĢekli de simetrikliğini kaybedecektir. Bu multivibratörlerde zaman sabiti, simetrikmultivibratörlerde olanın aksine daha karmaĢık metotlarla bulunacaktır. Onun için frekans

bağıntısını burada vermeyeceğiz. Deneysel sonuçla yetineceğiz.

ARAÇLAR Güç kaynağı. Osiloskop.

Dirençler; 0,5 Watt 2 tane 6,8k , 10k , 2 tane 100k ve 500 k değiĢken direnç. Kondansatörler; 2 tane 0,01F.Transistör; 2tane BC337 veya eĢdeğeri.


15/72

14

DENEYLER

ġekil 1.9 deki devreyi kurunuz.

RL1

6.8kohm

R2

100kohm

RL2

6.8kohm

R1

100kohm

Q1

BC337AP

Q2

BC337AP

Vcc

6V

ÇIKIS 1 ÇIKIS 2

C1

0.01uF

C2

0.01uF

ġekil 1.9.

Tablo 1.5 de verilen test noktalarını gözleyerek uygun yerleri doldurunuz.

Test noktaları Dalga Ģekli VT-T Q1 Kollektörü

Q1 Bazı

Q2 Kolektörü

Q2 Bazı Tablo 1.5

Multivibratörün frekansını, her iki transistör için ölçerek tabloda ilgili yerlere yazınız. Ayrıcametinde verilen bağıntıdan hesapladığınız zaman sabiti ve frekansı karĢılaĢtırınız.

Frekans

Hesaplanan Ölçülen

Tablo 1.6 (a )

Frekans

Hesaplanan Ölçülen t1 t2 t1 t2

Tablo 1.6 (b )

SĠMETRĠK OLMAYAN MULTĠVĠBRATÖR

Aynı devrede R 2 direnci yerine bir 10k ve buna seri bağlı 500k değiĢken dirençtakınız. DeğiĢken direnci minimum konuma alınız.


16/72

15

Güç kaynağını çalıĢtırarak Tablo 3 de verilen test noktalarındaki gözlemlerinizi ilgiliyerlere iĢleyiniz. (Ģekil çizilecek) Multivibratörün frekansını ölçünüz ve kaydediniz.

Test noktaları Dalga Ģekli

VT-T FrekansR 4 min R 4 max

Q1 Kollektörü

Q1 Bazı

Q2 Kolektörü

Q2 Bazı

Tablo 1.7

DeğiĢken direnci yavaĢ yavaĢ maksimuma alırken dalgadaki değiĢmeyi gözleyiniz. R 4maksimum iken aldığınız ölçümleri Tablo 1.7 de yerlerine kaydediniz.

SORULAR1. Multivibratörde PNP transistör kullanarak bir devre de siz çiziniz. 2. Bir astable (kararsız) multivibratörün bazlarındaki ve kollektörlerindeki zamana bağlı

dalga Ģekillerini çiziniz.?3. Bir astable multivibratördeki karĢılıklı her iki kuplaj kapasitörlerini değeri 2.2nF ve baz

dirençleri 47k dur. TitreĢim frekansı nedir?


17/72

16

DENEY NO :EII-2

DENEYĠN ADI :FARK YÜKSELTEÇLERĠ (DIFFERENTIAL AMPLIFIERS) DENEYĠN AMACI : Fark yükselteçlerinin öğrenilmesi ve yükselteçlerde giriĢ-çıkıĢiĢaretlerinin gözlenmesi.

ÖN BĠLGĠ: Fark yükselteçleri (FY) (Differential amplifiers) genellikle doğrudan giriĢli yükseltici

tüm devrelerde kullanılmaktadır. Bu yükselteçlerin yapımı hassasiyet gerektirdiğinden, tümdevrelerde iyi sonuçlar vermektedir. Fakat ayrı ayrı elemanlarla da iyi sonuç verenleryapılabilir. Biz bu deneyimizde, ayrı ayrı elemanlarla yapılan fark yükselteçleriniinceleyeceğiz.

ġekil 2.1 de Ģeması verilen fark yükselteci (kısaca FY diyeceğiz) görüldüğü gibi aynıtip iki transistörden meydana gelmiĢtir. Ġki ayrı giriĢi ve iki ayrı çıkıĢı vardır. Devre tamamensimetriktir. Transistörler aynı karakteristiğe sahiptir. Emitör direnci R E her iki direnç içinortaktır. Kollektör yük dirençleri de eĢittir, R L1 = R L2. Ayrıca her iki giriĢ devresi de birbirininaynısıdır (R 1 = R 2).

RL1

R2

RL2

Q1 Q2

ÇIKIS 1ÇIKIS 2

RE

R1

V1 V2

+Vcc

-VEE

ġekil 2.1. Fark yükseltici prensip devresi.

Yükselteçte çıkıĢ sinyali, giriĢ sinyallerinin farkıyla doğru orantılıdır. Orantı katsayısına Adersek (gerilim kazancı) 1 2( )çıkışV A V V olur. Bu eĢitlikten hemen Ģu iki önemli sonucu

çıkarabiliriz: a) Her iki giriĢ sinyali aynı fazda ve aynı genlikte ise çıkıĢ SIFIR olur.

1 2 1 2( ) 0 ( )

çıkışV A V V V V

Bu duruma ―Ortak hal iĢlemi‖ (common mode operation) diyeceğiz. Ortak halde giriĢsinyalleri devre içinde toplanarak yok edilir ve çıkıĢ yoktur. Fakat gerçekte FY’nin her ikikısmı tamamen simetrik olamayacağından giriĢ sinyalleri dengelenemez ve küçük genlikte birçıkıĢ olur. Bu dengesizliğin baĢka elemanlarla giderilmesi gerekir (OFFSET iĢlemi). b) Her iki giriĢ sinyalinin genliği eĢit fakat zıt fazda (180 faz) ise (V 1 = -V 2) çıkıĢ

gerilimi,

1 1 1 2{( ( )} 2 2çıkışV A V V V A V A

olacaktır. Bu duruma farklı çıkıĢ hali diyeceğiz (non-common mode operation).

TEK GĠRĠġLĠ FARK YÜKSELTĠCĠ Bir FY genellikle çift giriĢli olarak kullanılır. Fakat Ģekil 2.2 de görüldüğü gibi tek

giriĢli de yapılabilir. Ayrıca, çıkıĢlar da her iki transistör kollektörüyle toprak arasından


18/72

17

alınarak çift yapılabilir. Yükseltecin çalıĢmasını anlayabilmek için önce tek giriĢli FY’yi elealalım.

ÇIKIġ 2

ÇIKIġ 1

GĠRĠġ 1

ġekil 2.2. Tek giriĢ-çift çıkıĢ FY.

ġimdi bir sinüs sinyalin giriĢe uygulandığını düĢünelim, ġek il2.2. Q1’in bazısürüleceğinden, kollektöründe giriĢ sinyaliyle zıt fazda büyütülmüĢ bir sinyal gözlenecektir(ÇıkıĢ 1). R E direncinin üst noktasından alınan sinyal, giriĢ sinyaliyle aynı fazda ve yaklaĢıkaynı genlikte bir sinyal olur. Bu sinyal aynı zamanda Q2 transistörünün emitör -baz (toprak)arasındaki sinyalin görüntüsüdür. Bu sinyalin Q2 transistörünün emitör - baz arasındakisinyalden 180 faz farkı olacaktır. Bir transistör için önemli olan baz (base)-emitör eklemi

üzerine düĢen sinyaldir. Dolayısıyla bu sinyal, Q2 tarnsistörünün kollektörüyle büyütülerekÇıkıĢ 2’yi oluĢturur. Burada çıkıĢ 2 sinyali ile çıkıĢ 1 sinyalleri zıt fazda ve aynı genliktedir.Yani tek giriĢli FY, tek giriĢli fakat zıt fazda çift çıkıĢlı bir yükselticidir.

Eğer çıkıĢ sinyalini Q1 ve Q2 kollektörleri arasından alıyorsak bu çıkıĢ, giriĢ sinyaliyleaynı fazda büyütülmüĢ olacaktır. Bu çalıĢma halinde, yükseltici TERS ÇEVĠRMEYEN

YÜKSELTĠCĠ ve V1 giriĢi de ters çevirmeyen giriĢ olarak isimlendirilir.

RL1

R2

RL2

Q1 Q2ÇIKIS 1 ÇIKIS 2

RE

R1

V1

+Vcc

-VEE

RL1

R2

RL2

Q1 Q2

RE R1

V1

+VCC

-V EE

ÇIKIŞ


19/72

18

ġekil 2.3. Ters Çevirmeyen Yükseltici

Eğer Q1 baz direnci topraklanır ve Q2 bazından bir giriĢ sinyali uygulanırsa ve çıkıĢsinyalini de Q1 ve Q2 kollektörleri arasından alınırsa, çıkıĢ sinyali giriĢ sinyali ile zıt fazda(180 faz) büyütülmüĢ olacaktır. Bu duruma TERS ÇEVĠREN YÜKSELTĠCĠ ve Q1 giriĢinede ters çeviren giriĢ denmektedir, ġekil 2.4.

ġekil 2.4. Ters çeviren Yükselteç.

FARKLI HAL GĠRĠġĠ (NON-COMMON MODE OPERATĠON)

RL1

R2

RL2

Q1 Q2

RE R1

V2

+VCC

-V EE

ÇIKIŞ


20/72

19

ġekil 2.5. Farklı Hal Yükseltici

FY’nin iki giriĢinden de sinyal uygulandığını düĢünelim. V1 giriĢ sinyali pozitif ikenV2 giriĢ sinyali negatif olsun (zıt fazda, aynı genlikte). Bu iki giriĢ sinyali R E direnci uçlarınaeĢit genlikte zıt fazda ulaĢacaklarından sinyaller burada birbirlerini yok ederler. Q1 kollektöründe oluĢan gerilim V1 ile zıt fazda ve büyütülmüĢ, Q2 kollektöründeki gerilim de V2 gerilimiyle zıt fazda ve büyütülmüĢ olacaktır. Dolayısıyla kollektördeki çıkıĢ sinyalleri zıtfazlı ve büyütülmüĢ olacaktır. Eğer çıkıĢ, Q1 ve Q2 kollektörleri arasından alınırsa, eldeedilecek sinyalin genliği,

1 1 1 2{( ( )} 2 2çıkışV A V V V A V A

olacaktır. ÇıkıĢ sinyalleri, kollektörlerle toprak arasından ayrı ayrı da alınabilir. Tek tekçıkıĢlar, birbirlerine göre zıt fazda ve eĢit genlikte olur.

1 1 2

2 2 1

çıkış

çıkış

V AV AV

V AV AV

(V 1 = -V 2)

ORTAK HAL ĠġLEMĠ (COMMON MODE OPERATĠON) FY giriĢlerine aynı sinyali uygulayalım, ġek. 6. R E direnci uçlarında oluĢacak gerilim

aynı fazda olacağından, iki giriĢ sinyalinin toplamı kadar genlikte bir sinyal oluĢur. Bu sinyalkendisine zıt fazda olan kollektör gerilimini söndürecektir ve o da diğer kollektör geriliminisöndürecek ve çıkıĢ sinyali alınmayacaktır.

RL1

R2

RL2

Q1 Q2

RE R1

V2

+VCC

-V EE

ÇIKIŞ

V1

RL1

R2

RL2

Q1 Q2

RE R1

Vg

+VCC

-V EE

ÇIKIŞ: 0


21/72

20

ġekil 2.6. Ortak Hal giriĢi.

ÇıkıĢ sinyali,

1 2 1 2( ) 0 ( )çıkışV A V V V V

olacaktır.

ORTAK HAL BASTIRMA ORANI (COMMON MODE REJECTION RATIO, CMRR)Bir FY’de farklı giriĢ halinde yüksek kazançlı çıkıĢ ve ortak giriĢ halinde ise çok

düĢük kazançlı çıkıĢ istenir. Farklılık halinde yükseltici kazancına AFH, ortak hal kazancına daAOH diyelim. Ortak hal bastırma oranı,

FH

OH

ACMRR

A

olarak verilir. Bu oran FY’nin çalıĢma etkinliğini ve verimini gösteren bir ölçüdür ve çok büyük olması istenir.

R E DĠRENCĠNĠN FY ÜZERĠNE ETKĠSĠ Ortak hal giriĢi için R E emitör direnci, söndürücü, ya da negatif geribesleme iĢlemi

yapar. R E direncinin büyümesiyle ortak halde negatif geribesleme de büyür ve sonuçta ortakhal sinyallerine karĢı bastırma etkisi de artar. Bunun için RE direncinin büyük olması tercihedilir. Çünkü yukarıda anlatılan sebeplerden dolayı CMRR de artar.

R E direnci istenen büyüklükte yapılamaz, bir üst sınır vardır. Emitör akımını belirleyen bu dirençtir. Bu akım yaklaĢık olarak

EE E

E

V I

R

olacaktır. R E nin artmasıyla her iki emitör ve kollektör akımı azalır. Ancak bu akım azalması

istenmez. Bunun için çoğu uygulamalarda ġek. 7 de verilen bir Q 3 transistörü eklenir. Butransistör istenen yüksek akımı verirken büyük direnç gösterir. R E direnci bu uygulamadaküçük tutulur.

ġekil 2.7.

FY DEVRE SEMBOLÜ

RL1

R2

RL2

Q1 Q2

R1

V2

+VCC

RE

-VEE

V1

Q3

R3 R4


22/72

21

ġimdiye kadar gösterilen karmaĢık devreler yerine, FY’ler standart yapıdaolduklarından tek bir sembolle gösterilir. ġekil 2.8 de (-) iĢaretli olan ―TERS ÇEVĠRENGĠRĠġ‖, (+) iĢaretli olan ise ―TERS ÇEVĠRMEYEN GĠRĠġ‖ tir.

1

2

3

Ters Çeviren

Ters Çevirmeyen

ÇIKIS

ġekil 2.8. FY devre Sembolü

ARAÇLAR Çift çıkıĢlı güç kaynağı Sinyal üreteci, Osiloskop, Voltmetre Dirençler, 2x1k , 8.2k , 2x10k Transistör, 2xBC337 ve eĢdeğeri Transformatör, 2x12 Volt ac

DENEYLER

I- TEK GĠRĠġLĠ FARK YÜKSELTĠCĠ 1- ġekil 2.9 daki devreyi kurunuz.2- VCC gerilimini 10 V yapınız. 3- Voltmetre ile Q1 (veya Q2) kollektörüyle toprak arasındaki gerilim 5 Volt oluncaya kadarVEE’yi (9 Volt civarında) ayarlayınız. (Eğer 5 volt olmuyorsa Vcc kaynağını dadeğiĢtirebilirsiniz.), 4- Sinyal üretecinden çok küçük genlikli ( 50mVT-T) bir sinüs sinyali giriĢe uygulayınız. 5- Osiloskopla giriĢ sinyalini ölçerek kaydediniz (Tablo 1). 6- Osilioskop giriĢlerini Q1 ve Q2 kollektörleri ile toprak arasına bağlayarak her iki çıkıĢsinyalini gözleyiniz. Tepeden tepeye genlikleri ve faz farklarını ölçerek Tablo 1 de yerlerineyazınız. Faz ölçümü için Lissajous yöntemini kullanabilirsiniz. 7- Yine osiloskopla her iki transistorün baz sinyallerini gözleyerek Tablo 1 de yerlerineyazınız. R E direncinin ucundaki sinyalin genliğini ölçerek giriĢ sinyaliyle karĢılaĢtırınız. 8- Her iki çıkıĢ gerilim kazancını hesaplayarak yine Tablo 1’e yazınız. 9- ġimdide osiloskobun tek bir kanalıyla çıkıĢ 1 ve çıkıĢ 2 arası gerilim farkını ölçerek budurum için kazancı bulunuz. Öteki bulduğunuz kazançla karĢılaĢtırınız.

RL1

10kohm

R2

1kohm

RL2

10kohm

Q1

BC337AP

Q2

BC337AP

ÇIKIS 1 ÇIKIS 2

RE

8.2kohm

R1

1kohm

Vcc

10V

VEE

9V

V1

50mV 1kHz 0Deg


23/72

22

ġekil 2.9.

Tablo2.1

GiriĢ Baz 1 Baz 2 ÇıkıĢ 1 VRE ÇıkıĢ 2 Faz

VT-T

ġ e k i l X

K a z a n ç ÇıkıĢ 1 için ÇıkıĢ 2 için

ÇıkıĢ 1-ÇıkıĢ 2arası

II- FARKLI GĠRĠġ HALĠ Masanızda bulunan transformatörle ġek il 2.10’daki değiĢikliği yapınız.

Transformatörün Ģekildeki gibi bağlanmasının sebebi 1 ve 2 giriĢlerinde 180 faz farkı olan

sinyallerin oluĢumunu sağlamaktır. Birinci deneydeki sırayı takip ederek Tablo 2.2’yi doldurunuz. Tek giriĢli FY ile farklıgiriĢli FY arasındaki en belirgin farkları maddeler halinde özetleyiniz.

RL1

10kohm

R2

1kohm

RL2

10kohm

Q1

BC337AP

Q2

BC337AP

ÇIKIS 1 ÇIKIS 2

RE

8.2kohm

R1

1kohm

Vcc

10V

VEE

9V

Vg

50mV 1kHz 0Deg

1

2

ġekil 2.10.

Tablo 2.2


VT-T

ġ e k i l X

K a z a n ç

ÇıkıĢ 1 için ÇıkıĢ 2 için ÇıkıĢ 1-ÇıkıĢ 2arası

III- ORTAK GĠRĠġ HALĠ


24/72

23

Devrenin giriĢ kısmından transformatörü sökerek ġek il 2.11 deki değiĢikliği yapınız. Sinyal üreteci 1kHz, maksimum 50mVT-T olacaktır. Tablo 2.3’te istenen ölçümleri yaparaktabloyu doldurunuz.

RL1

10kohm

R2

1kohm

RL2

10kohm

Q1

BC337AP

Q2

BC337AP

ÇIKIS 1 ÇIKIS 2

REE

8.2kohm

R1

1kohm

Vcc

10V

VEE

9V

Vg

50mV 1kHz 0Deg

ġekil 11.

Tablo3


VT-T

ġ e

k i l X

K a z a n ç

ÇıkıĢ 1 için ÇıkıĢ 2 için ÇıkıĢ 1-ÇıkıĢ 2arası


25/72

24

DENEY NO : EII-3

DENEYĠN ADI :DOĞRUSAL TÜMDEVRELER ( LINEER INTEGRATEDCIRCUITS, IC)

DENEYĠN AMACI : Doğrusal Tümdevrelerin tanıtılması.

ÖN BĠLGĠ: Çok büyük bir hızla geliĢen elektronik ve yarı-iletkenler teknolojisi, oldukça büyük ve

karmaĢık devrelerin yapımını zorunlu kılmıĢtır. Özellikle bilgisayar endüstrisinde, 1950’lerintüplerle yapılmıĢ, dört iĢlemi güç bela yapabilen birinci nesil dev bilgisayarlarla mukayeseedildiğinde, hacim küçülmesinde, karmaĢıklıkla ve iĢlem sayısı ve hızında akıl almaz birilerleme olmuĢtur. Ġkinci nesil bilgisayarlarda hacim biraz küçülmüĢ, iĢlem kapasitesi ve hızartmıĢtır, ancak bunlar da hala çok büyük ve yavaĢtır. Bu nesil bilgisayarlar transistör vediyotlardan yapılmaktaydı. Üçüncü nesil bilgisayarların esas elemanları IC’ler transistörlerleve diğer klasik devre elemanlarıyla yapılabilecek bir masa büyüklüğündeki devreleri bir topluiğne baĢı kadar alana sığdırarak yapılırlar.

IC’ler yalnız bilgisayarlarda değil, haberleĢme, radyo, TV, vs. gibi çeĢitli endüstri

alanlarında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Daha önceki deneylerimizde gördüğümüzçeĢitli yükselticiler, örneğin, daha çok daha verimli ve daha küçük olarak imal edilmektedir. Bir tümdevre, aktif ve pasif elemanların bir bütün halinde özel tekniklerle küçük bir

alana yerleĢtirilmesiyle oluĢmuĢlardır. Aktif elemanlar; transistörler ve diyotlar, pasifelemanlar ise dirençler ve kondansatörlerdir. Bir tümdevre artık ayrı-ayrı elamanlar olarakdeğil, bir bütün halinde adlandırılır ve kullanılır.

Bundan sonra yapacağımız deneylerde yalnızca doğrusal tümdevreler üzerindeduracağız, sayısal tümdevreler daha ileri safhalarda incelenecektir.

Bir tümdevre çeĢitli bağlantı ve konfigürasyonlar için çok sayıda terminale (bacak)sahiptir. Örneğin UA741 tümdevresinin 8 bacağı vardır. Bu bağlantıların uygunkullanılmasıyla, doğrusal tümdevreler pek çok değiĢik amaç için kullanılabilir. Tümdevrelerin

kullanılmasını çeĢitlendiren unsurlar, ona dıĢardan bağlanan elemanlardır. Tümdevreler birkaç değiĢik yapıda ve kılıf Ģeklinde üretilirler. Seramik veya metal

olabilen bu kılıf Ģekilleri, TO-5, yapısında, düzgün kılıflı yapıda (flatpack) veya çift sıra bacaklı (dual in-line) yapıda olabilir (ġekil 3.1.).

TO-5 Düzgün kılıf (flat pack) Çift sıra bacaklı (dual in line) ġekil 3.1.

ĠġLEMSEL YÜKSELTEÇLER (IY) (OPERATIONAL AMPLIFIERS, OPAMP) ĠĢlemsel yükselteçler, çok yüksek kazançlı, doğrudan bağlantılı fark yükselteçleridir.

Daha önce gördüğümüz fark yükselteçlerinin geliĢtirilmiĢ ve tümdevre haline getirilmiĢĢeklidir. Bu tümdevreler, bilgisayarlarda, toplama çıkarma, türev ve integral iĢlemleri içingeliĢtirilmiĢtir ve günümüzde çok amaçlı bir doğrusal yükseltici olarak kullanılmaktadır. BirIY’nin çalıĢması ona dıĢarıdan bağlanan elemanlarla kontrol edilir.

ġekil 3.2 de IY devre Ģeması görülmektedir. Önceki deneyde öğrendiğiniz fark

yükselticinin aynısı olarak iki giriĢe sahiptir. Bu giriĢler, TERS ÇEVĠREN GĠRĠġ (─) veTERS ÇEVĠRMEYEN GĠRĠġ (+) olarak iĢaretlenmiĢlerdir. Ters çeviren giriĢten uygulanan bir gerilim, çıkıĢta iĢareti değiĢmiĢ ve büyümüĢ olarak gözlenir (Örneğin, pozitif bir giriĢ


26/72

25

gerilimi, çıkıĢta büyütülmüĢ negatif bir gerilim olarak gözlenir.). Ters çevirmeyen giriĢtenuygulanan bir sinyal ise çıkıĢtan aynı iĢaretle büyütülmüĢ olarak gözlenir.

ġekil 3.2. ĠĢlemsel Yükselteci Sembolü

DıĢarıdan herhangi bir kontrol elemanı bağlanmadan, giriĢe bir gerilimuygulandığında çıkıĢtan çok büyük bir gerilim elde edilecektir. IY’nin bu durumundakigerilim kazancına AÇIK HALKA KAZANCI (K A) denmektedir. Bu değer genellikle 20000veya daha büyüktür. Yani açık halka durumunda giriĢ ve çıkıĢ gerilimleri arasında

ç A g V K V bağıntısı vardır.

K A

Vg

VÇ

Açık halka kazancı çok büyük olduğundan giriĢe uygulanan gerilim çok küçükolmalıdır. Burada bir noktaya daha değinelim; çıkıĢ gerilimi IY besleme geriliminden daha

büyük olamaz ve normal bir IY’nin besleme gerilimi 15 V civarındadır. Bu durumda çıkıĢgerilimi 15 V’dan daha büyük olamaz. Örneğin açık halka kazancı 30000 olan bir IYçıkıĢından 15 V alabilmek için, giriĢe,

315 0.5 10 0.530000 30000

VçVg x mV

gerilim uygulanmalıdır. IY’lerin giriĢ empedansları çok yüksek (birkaç M mertebesinde) olduğundan (+) ve

(─) giriĢ uçları arasında potansiyel farkı sıfır olur. Çok yüksek giriĢ empedansı sebebiyle (+)ve (─) giriĢ uçları arasından akan akım pratikte nanoamper seviyesindedir. Bu yüzden IY’lergerilime duyarlıdır ve çoğu uygulamalarda IY’ye giriĢten akım geçmediği kabul edilir.

GERĠ BESLEME ve TERS ÇEVĠREN YÜKSELTEÇ Her ne kadar, bir IY’nin açık halka kazancı çok büyükse de, bunu dıĢarıdan bağlanan

elemanlarla istediğimiz değere ayarlama imkânımız vardır. Bu iĢleme geri beslemedenmektedir. ġekil 3.3 te verilen bağlantıyı ele alalım. R 1 giriĢ direnci, R 2 ise geri beslemedirencidir.

ġekil 3.3. Negatif geri-besleme

Ters çeviren giriĢ ÇıkıĢ

Ters çevirmeyen giriĢ

AV g

V Ç

R 2 R 1

i1 V i

i2


27/72

26

Ters çeviren giriĢten bir V g geriliminin uygulandığını düĢünelim. IY’nin giriĢ empedansı çok büyük olduğundan akımın yalnızca R 2 direnci üzerinden geçtiğini varsayacağız. Bu durumdaA noktası için Kirchoff Akım yasası;

1 2i i den,

1 2

g i ç iV V V V

R R

elde edilir. Bu eĢitliği yeniden düzenleyelim.

2

1

( ) g i ç i

RV V V V

R

olur. 0i

V alınırsa kapalı halka kazancı K K ,

2

1

ç

K

g

V R K

V R

olur. Bu formüle göre eğer R1 = R2 olarak seçilirse yükseltecin kazancı ─1’e eĢit olur. Bu gibidurumlarda, yükselteç, giriĢine uygulanan sinyali yükseltmeden sadece iĢaretini değiĢtirerekçıkıĢa aktarır. Kazanç formülündeki (─) iĢareti giriĢle çıkıĢ arasında 180 faz farkı olduğunugösterir. R1 ve R2 dirençleri ile yükseltecin kapalı halka devre kazancı ayarlanabilir. Bu

bağlantıya göre kapalı halka kazancı açık halka kazancından daha küçüktür. Fakat devreninçalıĢması kapalı halka kazancında daha kararlıdır. Geri beslemeli kazanç geri beslemesizkazançtan daha küçük olduğundan kullanılan geri besleme NEGATĠF GERĠ BESLEME dir.Pozitif geri besleme olsaydı, geri beslemeli kazanç, geri beslemesiz kazançtan daha büyükolurdu.

TERS ÇEVĠRMEYEN YÜKSELTEÇ ġekil 3.4 te görüldüğü gibi giriĢ sinyali IY’nin faz çevirmeyen (+) giriĢine

uygulanmıĢtır. Dolayısıyla giriĢ ve çıkıĢ sinyalleri arasında faz farkı olmaz.

Ġdeal bir IY’nin giriĢ empedansı sonsuz olması sebebiyle (+) ve (─) giriĢ uçlarıarasındaki akım sıfır olacağından bu uçlar arasındaki potansiyel farkı sıfır 0 Volttur.

-

+

R 1

R 2

V g

A

V i

V Ç

+V

-V

ġekil 3.4. Ters Çevirmeyen Yükselteç ve eĢdeğer devresi

V i = 0 olduğundan giriĢ gerilimi R1 üzerindeki gerilime eĢittir. Dolayısıyla R1 ve R2 gerilim bölücü gibi davranacağından giriĢ gerilimi,

1

1 2

g ç

RV V

R R

olur. Bu denklemi yeniden düzenlersek,

1 2 2

1 1

1ç

K

g

V R R R K

V R R

V i = 0

R 2

R 1 V Ç

V g V g


28/72

27

bulunur. Eğer bu devrede R1 direncini sonsuz ve R2 direncini de sıfır alırsak elimize kazancı+1 olan gerilim izleyici geçer, ġek.5. Bu devrenin giriĢ empedansı çok yüksek, çıkıĢempedansı da düĢük olduğu için empedans uyumunda kullanılır. Empedans uyumu yapılacakdevre katları arasında maksimum enerji transferinin gerçekleĢebilmesi için bir katın çıkıĢempedansının diğer katın giriĢ empedansına eĢit olması gerekir.

ġekil 3.5. Gerilim izleyici

Faz çevirmeyen yükselteç ile faz çeviren yükselteç arasındaki farklar Ģunlardır: Faz çevirmeyen yükseltecin kazancı, faz çeviren yükselteçten 1 fazladır ve daima birden büyüktür.

Faz çevirmeyen yükseltecin giriĢ empedansı IY (OP-AMP) giriĢ empedansına eĢit olupçok yüksektir. Faz çeviren yükseltecin giriĢ empedansı ise R1 direnci kadardır.

Faz çevirmeyen yükselteçte giriĢ ve çıkıĢ iĢaretleri aynı fazdadır. Faz çevirenyükselteçte ise giriĢ ve çıkıĢ sinyalleri arasında 180 faz farkı vardır.

ĠġLEMSEL YÜKSELTECĠN ÖZELLĠKLERĠ Üretici kataloglarında, üretilen IY’nin çeĢitli uygulamalarıyla ilgili gerekli tüm teknik

bilgiler mevcuttur. Ayrıca, pek çok temel elektronik kitaplarında ve değiĢik kaynaklarda

IY’ler hakkında ayrıntılı bilgiler kolaylıkla bulunabilir. Biz burada yalnızca, deneyimizdeönemli olan bazı temel özellikleri sıralayacağız.

IY’ler askeri ve endüstri amaçlı olarak iki ayrı kategoride üretilirler. Bunlar hem çiftsıra bacaklı ve hem de metal kılıflı (TO-5) olarak üretilir. ġekil 6 da çift sıra bacaklı bir 741tümdevrenin bacak bağlantıları verilmiĢtir.

1 2 3 4

8 7 6 5

ĠĢaretnoktası

1. GiriĢ offset 2. Ters çeviren giriĢ (─) 3. Ters çevirmeyen giriĢ (+) 4. ─VEE (Eksi besleme gerilimi)5. GiriĢ offset6. ÇıkıĢ 7. +VCC (Artı besleme gerilimi) 8. BoĢ

ġekil 3.6.

Bir 741 IY (OP-AMP) için bazı teknik özellikler aĢağıya sıralanmıĢtır: -Besleme gerilimi : 18 Vmax (15V nominal)

-Güç harcaması : 500 mWmax

-Farklılık giriĢ gerilimi : 30 Vmax

-ÇalıĢma sıcaklığı : 0─70C

V g

V Ç


29/72

28

-GiriĢ bias akımı : 800 nA

-GiriĢ direnci : 0.3─2 M

-GiriĢ gerilim aralığı : 13 V

-Ortak hal bastırma oranı (CMRR) : 90 dB

-ÇıkıĢ direnci : 75

-ÇıkıĢ kısadevre akımı : 25 mA

-Besleme akımı : 2.8 mA

-Büyük sinyal kazancı : 15000

-ÇıkıĢ gerilimi salınımı : 13 V

ġimdi de bu terimlerden bazılarını açıklayalım. - Farklılık giriĢ gerilimi: (+) ve (─) giriĢler arasına uygulanabilecek maksimum gerilimdir.

- GiriĢ bias akımı: ÇıkıĢ geriliminin sıfır olması halinde her iki giriĢten akan akımın ortalamasıdır.

- GiriĢ direnci: GiriĢ terminallerinden birisinin topraklanması halinde, iki giriĢ terminaliarasındaki dirençtir.

- GiriĢ gerilim aralığı: IY’nin (Op-amp) fonksiyonunu tam yapabilmesi için her iki giriĢtenuygulanabilecek maksimum gerilimdir.

- Ortak hal bastırma oranı (CMRR): Farklılık gerilim kazancının ortak hal gerilimkazancına oranıdır.

- ÇıkıĢ direnci: ÇıkıĢ terminali ile toprak arasındaki dirençtir. - ÇıkıĢ kısadevre akımı: ÇıkıĢın toprakla kısadevre yapılması halinde akacak maksimum

çıkıĢ akımıdır. - Besleme akımı: IY sıfır volt çıkıĢ verirken güç kaynağından IY’ye akan besleme

akımıdır. - Büyük sinyal gerilim kazancı: Geri beslemesiz halde çıkıĢ gerilimi maksimum değerinin

diferansiyel giriĢ gerilimine oranıdır. - ÇıkıĢ gerilim salınımı: ÇıkıĢın offset yapılmıĢ olması halinde, bozulma olmaksızın

maksimum çıkıĢ gerilimidir.

ARAÇLAR Ġki çıkıĢlı güç kaynağı Osiloskop, osilatör, voltmetre Dirençler, 2x10k , 22k , 56k , 100k , 5.6k Tümdevre, UA741 iĢlem yükselteci

DENEYLER

I- IY KAZANCI, TERS ÇEVĠREN YÜKSELTEÇ 1. ġekil 3.7 deki devreyi kurunuz.2. R F ve R R dirençleri yerine önce 10k ’luk dirençler takarak devreyi çalıĢtırınız.

Osiloskobunuzun iki kanalını da giriĢ ve çıkıĢ sinyallerini gözlemek için kullanınız.GiriĢe 100mV ve 1kHz sinüs sinyali uygulayınız.

3. ÇıkıĢ sinyalinin tepeden tepeye değerini ölçerek Tablo 1’e kaydediniz. 4. Lissajous yöntemiyle sinyallerin faz farkını ölçerek kaydediniz.

5. ġimdi R F direnci yerine sırasıyla 5.6k , 22k , 56k , 100k dirençleri bağlayarakaynı ölçümleri Tablo 3.1’de yerlerine yazınız.


30/72

29

ġekil 3.7.

Tablo3.1

R R R F GiriĢ VT-T ÇıkıĢ VT-T Kazanç ( )ç g V V Kazanç ( ) F R R R Faz

10k 10k 100mV

″ 5.6k ″ ″ 22k ″ ″ 56k ″ ″ 100k ″

II- TERS ÇEVĠRMEYEN YÜKSELTEÇ 1. Devr eyi ġekil 3.8 deki gibi değiĢtiriniz.

ġekil 3.8.

2. Birinci kısımda takip ettiğiniz sırayı bu devre için de aynen tekrar ediniz. Sonuçları

Tablo 3.2’de toplayınız.

Tablo 3.2

R R R F GiriĢ VT-T ÇıkıĢ VT-T Kazanç ( )ç g V V Kazanç (1 ) F

R

R

R Faz

10k 10k 100mV

″ 5.6k ″ ″ 22k ″ ″ 56k ″ ″ 100k ″

4

7

6

3

2

V g

V Ç

R F

R R +10 V-

+10 V-

4

76

3

2

V g

V Ç

R F

R R

+10 V-

+10 V-


31/72

30

III- GERĠLĠM ĠZLEYĠCĠ 1. ġekil 3.9 daki devreyi kurunuz.

ġekil 3.9.

2. Sinyal üretecinden, sırasıyla 100 mV, 500 mV ve 1 V gerilimleri sırasıyla yükselteçgiriĢine uygulayarak çıkıĢ gerilimlerini ölçünüz. Sonuçları Tablo 3.3’e kaydediniz.

Tablo 3.3

GiriĢ VT-T ÇıkıĢ VT-T Kazanç ( )ç g V V Faz

100mV

500mV

1 V

SORULAR1. Bir faz çeviren yükselteç devresinde kazanç giriĢe göre nasıl değiĢir ? Niçin? 2. Doğrusal bir iĢlem yükselteci devresinde elde edilen maksimum çıkıĢ sinyalinin tam

değerini ne belirler? 3. Bir ĠY nin doyum voltajı seviyeleri hangi aralıkta değiĢir ? Niçin? 4. Gerilim izleyiciyi hangi devreden nasıl elde edersiniz?

V Ç

2

4

7

6

3

+10 V-

+10 V-

V g


32/72

31

DENEY NO :EII-4

DENEYĠN ADI :TOPLAMA, ÇIKARMA, TÜREV, ĠNTEGRAL VEKIYASLAYICI DEVRELER

DENEYĠN AMACI : ĠĢlemsel yükselteçle aritmetik toplama, çıkarma, integral,türev ve kıyaslama, iĢlemlerinin yapılmasının öğrenilmesi.

ÖNBĠLGĠ ĠĢlemsel yükselteçlerle yapılabilecek devre sayısı oldukça fazladır. Biz bu

deneyimizde temel sayılabilecek devreleri öğreneceğiz. Bunlardan önemli kabuledebileceklerimiz, toplama iĢlemi, türev, integral alma iĢlemi ve kıyaslama iĢlemleridir.

TOPLAMA VE ÇIKARMA ĠġLEMĠ Toplama iĢlemi analog bilgisayarlarda gerekli olan toplama ve çıkarma iĢlemleri için

hazırlanmıĢtır. ġekil 4.1 deki ters çeviren yükselteci ele alalım. Devredeki A noktası zahiriveya sanal toprak (Virtual ground) olarak isimlendirilir. Yani bu noktada R 1, R 2, R 3, . . .

dirençlerinden gelen akımlar la, geribesleme direnci R f üzerinden gelen akımlar toplanarak

sıfır olacaktır (Kirchoff akım yasası).

ġekil 4.1.

A noktası için K.A.K yazılacak olursa

1 2 3 4 ......... ni i i i i i

ç31 2 4

1 2 3 4 f

........ N

N

V V V V V V

R R R R R R

31 2 4f

1 2 3 4

( .............. ) N ç

N

V V V V V V R

R R R R R

olur. Buradan da görüldüğü gibi çıkıĢ gerilimi ters çevrilmiĢ olarak giriĢ geriliminintoplamıdır. Bu giriĢleri – V 1, – V 2 gibi iĢaretleri değiĢtirilmiĢ olarak uyguladığımızda, çıkıĢdiğer pozitif giriĢlerden bunların çıkartılması olacaktır. Örnek: ġekil 4.2 devresinde V 1 = 0.5 V, V 2 = -1 V olsun. ÇıkıĢ gerilimini bulalım.

ġekil 4.2.

i1

─

+

R 1

R 2

R 3

R 4

R f

AV 1

V 2

V 3

V 4

Vç

i2

i3

i4

i

─

+

R 1 = 1k

R 2 = 3k

R f = 6k V 1

V 2 Vç


33/72


34/72

33

4.4 deki gibi giriĢe seri bağlı bir R1 direnci eklenir. Böylece yüksek frekanslarda devrekazancına

f 1 R R oranı gibi bir sınır getirilir.

ġekil 4.4. Pratikte kullanılabilen türev alma devresi

Türev alıcı devrenin giriĢine uygulanan iĢaretin türevini alabilmesi için aĢağıdaki Ģartların

yerine gelmesi gerekir:

1. 1

1f f

2 giri ş c

R C olmalıdır. Yani giriĢe uygulanan sinyalin frekansı, f c kritik

frekansından küçük veya eĢit olmalıdır. 2. Devrenin zaman sabitesi (T = Rf .C ) ile giriĢe uygulanan sinyalin periyodu birbirine eĢit

veya yakın bir değerde olmalıdır. Eğer, devrede bu Ģartlardan birisi veya ikisi sağlanamıyorsa, devre, giriĢine uygulanan

sinyalin türevini alamaz ve kazancı f 1 R R olan ters çeviren yükselteç gibi çalıĢır.

ĠNTEGRAL ALMA ĠġLEMĠ

Ġntegral alma iĢlemi türev alma iĢleminin tersidir. Türev alma devresinde C ve R’nin yeri ġek il 4.5 deki gibi değiĢtirilirse integral alma iĢlemi yapan devre elde edilir.

ġekil 4.5. Ġntegral iĢlemi yapan devre

Bu devre için de denklemler aĢağıdaki gibi yazılarak gerekli integral bağıntısı bulunur.

g çi i

ve ç

ç ç

dV dqi i C

dt dt

1

g

g

V i

R

R 1

─

+

R f

V g

Vç

C

iç

R 1 ─

+

C f

V g

Vç

ig


35/72

34

dir. Akımlar eĢitlendiğinde

1 1

1veya

g ç

ç g

V dV C V V dt

R dt R C

elde edilir. Böylelikle çıkıĢ geriliminin giriĢ geriliminin integrali ile orantılı olduğu görülmüĢolur.

Op-Amp devresindeki, giriĢ ofset geriliminin, iĢlemsel yükselteci (Op-Amp) doyumagötürmesini engellemek için ġek. 6 daki gibi geri besleme kondansatörüne paralel bir Rf direnci bağlanır.

ġekil 4.6. Pratikte kullanılabilir bir integral alıcı devre

GiriĢ akımlarının eĢit olmayıĢından dolayı meydana gelebilecek ofset gerilimini ve bugerilimin etkilerini gidermek amacıyla yine ġek. 6 da görüldüğü gibi ters çevirmeyen giriĢletoprak arasına bir de R2 direnci bağlanmıĢtır. Aynı zamanda bu devre pratikte kullanılanintegral alıcı devredir. R 2 direncinin değeri, 2 1 f // R R R ifadesinden bulunur.

Ġntegral alıcı bir devrenin, giriĢine uygulanan bir iĢaretin integralini alabilmesi içinaĢağıdaki Ģartların sağlanması gerekir:

1. f f

1f f

2 giri ş c

R C olmalıdır. Yani giriĢe uygulanan sinyalin frekansı, f c kritik

frekansından büyük veya eĢit olmalıdır. 2. Devrenin zaman sabitesi (T = R1.C f ) ile giriĢe uygulanan sinyalin periyodu birbirine eĢit

veya yakın bir değerde olmalıdır.

FARK YÜKSELTECĠ Ters ve ters çevirmeyen giriĢler ġek. 7 deki gibi birlikte kullanıldığında fark yükselteç

devre elde ederiz.

ġekil 4.7. Fark yükselteci

R 1 ─

+

R f

V

V

C f

R 2

─

+

R 1

R 3

R 2

V 1

V 2 Vç

R 4


36/72

35

Burada kazanç2 1

ç

K

V K

V V

dir.

Özel bir durum olarak 1 3 2 4, R R R R seçilirse

2 4

1 3

K

R R K

R R

olur. ÇıkıĢ,

22 1

1

( )ç

RV V V

R

elde edilir.

GERĠLĠM (VOLTAJ) KIYASLAYICI (COMPARATOR) Dijital devrelerle analog sinyalleri birleĢtirdiğimizde, genellikle iki voltaj seviyesinden

hangisinin daha büyük olduğunu bilmemiz gerekir. Kıyaslayıcı devre, isminden de anlaĢıldığıgibi, bir kıyaslama yapar ve kıyaslanan sinyalin bağıl boyutuna bağlı olarak iki farklı

seviyenin sadece birinde çıkıĢ verir. Bir kıyaslayıcı genellikle değiĢen bir giriĢ voltajını sabit bir referans voltajına kıyaslar.ġekil 4.8 deki gibi ters çevirmeyen uçtan yapılan giriĢ referans voltajından birazcık büyükolduğunda, kıyaslayıcının çıkıĢı en uç pozitif (+V) sınır değerini alır. GiriĢ referanstan azıcıkküçük olduğunda ise, çıkıĢ en uç negatif (-V) sınır değerini alır.

Geri beslemesiz çalıĢan bir iĢlemsel yükselteç son derece yüksek açık halka voltajkazancına sahiptir ve pratikte açık halka kazancını sınırlayan faktör +V, – V besleme voltajdeğerleri olduğu için çıkıĢtan yaklaĢık +V veya –V gerilim değeri kadar sinyal alınır. GiriĢlerarasındaki en küçük bir fark bile çıkıĢın iki uç değerden birinde (+V veya – V) doyumagitmesine sebep olacaktır. IY bu özelliği ile basit bir kıyaslayıcı gibi davranır .

ġekil 4.8. Gerilim Kıyaslayıcı ve transfer eğrisi

V g > V r olursa, çıkıĢtan yaklaĢık +V değeri alınır. (V ç = +V)V g < V r olursa, çıkıĢtan yaklaĢık -V değeri alınır. (V ç = -V)

Devre bu haliyle ters çevirmeyen çalıĢma özelliğindedir. Çünkü V g giriĢ voltajı tersçevirmeyen (+) giriĢe uygulanmıĢtır. Ters çeviren giriĢe sabit referans voltajı uygulanmıĢtır.GiriĢ ve referans (-), (+) uçlar arasında yer değiĢtirirse yukarıdaki kıyaslamanın tam tersi olur .

ARAÇLAR Ġki çıkıĢlı doğru akım güç kaynağı. Osiloskop, Sinyal üreteci Dirençler; 1k , 3.3k , 5.6k , 12k , 2x10k Kondansatörler; 100 nF, 10nF

Tümdevre; UA741

V r V g

V ç +V

-V

V r

V Ç

V g


37/72

36

DENEYLERTOPLAMA (ÇIKARMA) YÜKSELTECĠ 1. ġekil 4.9 daki devreyi kurunuz.

ġekil 4.9.

2. V 1 ve V 2 gerilimlerini 1.5 V ve 2 V’a ayarlayınız ve yükseltici çıkıĢ gerilimini ölçerektoplama denklemini doğrulayınız.

3. V 1 ve V 2 gerilimlerinden birisini ters çevirerek çıkarma iĢlemini doğrulayınız. SonuçlarıTablo 4.1’e kaydediniz.

Tablo 4.1

GiriĢ ÇıkıĢ GiriĢ ÇıkıĢ V 1 V 2 Hesapla Ölçülen V 1 V 2 Hesapla Ölçülen 1.5 2 — 1.5 21 3 1 — 3

GERĠLĠM KIYASLAYICI 1. ġekil 4.10 daki devreyi kurunuz.

ġekil 4.10.

2. Osiloskobun birinci kanalını Vg’ye bağlayınız. Ġkinci kanalını da çıkıĢı gözlemek içinV ç’ye bağlayınız. Vr yi (referans voltajı) 0 V’a ayarlayınız. Vg yi -5 V ile +5 V aralığındadeğiĢtirirken çıkıĢı da Osiloskoptan izleyiniz. ÇıkıĢta atlama olduğu andaki Vg giriĢvoltajını Tablo 4’e kaydediniz.

3. Vr nin 1, 3, -1, -2, -3 V değerleri için ikinci maddedeki iĢlemleri tekrarlayarak Tablo4.4’e kaydediniz.

Tablo 4.4

Vg Vr (V) Vç

1

2

3-1

4

76

3

2

V 2 V Ç

3.3k

+10 V-

+10 V-

+5V

-

+5V-

5.6k

V 1

R f = 12k

4

7

6

3

2

V r

V Ç

10k +10 V-

+10 V-

+5V

-

+5V-

10k

V g


38/72

37

-2

-3

TÜREV ALICI DEVRE 1. ġekil 4.11 deki devreyi kurunuz.

ġekil 4.11.

2. Sinyal üretecinden 1 VT-T ve 1 K Hz üçgen dalgayı giriĢe uygulayınız. 3. Osiloskopla giriĢ ve çıkıĢ iĢaretlerini gözleyiniz. 4. Frekansı 100 Hz ile 100 kHz arasında değiĢtirerek çıkıĢta meydana gelen değiĢmeleri

gözleyiniz. Dalga periyodu T ile Rf .C zaman sabitinin oranını bulunuz. 5. Sinyal üretecinden bu sefer giriĢe 100mVT-T, 1kHz sinüs dalgası vererek, giriĢ ve çıkıĢ

dalgaları arasındaki faz farkını bulunuz. Bulduğunuz faz iliĢkisinden giriĢ ve çıkıĢdalgaları arasında nasıl bir bağlantı olduğunu belirtiniz.

6. 100 Hz ve 100 kHz frekanslarındaki çıkıĢ sinyallerini gözleyerek Tablo 5’e yazınız. 7. Aynı iĢlemleri kare dalga giriĢi için de yapınız.

Tablo 4. 5

GiriĢ dalga Ģekli ÇıkıĢ dalga Ģekli

Faz1 kHz 100 Hz 100 kHz

Üçgen

Sinüs

Kare

f T R C

ĠNTEGRAL ALICI DEVRE1. ġekil 12 deki devreyi kurunuz. 2. Sinyal üretecinden 2 VT-T ve 10 KHz kare dalgayı giriĢe uygulayınız. 3. Osiloskopla giriĢ ve çıkıĢ iĢaretlerini gözleyiniz. 4. Frekansı 100 Hz ile 100 kHz arasında değiĢtirerek çıkıĢta meydana gelen değiĢmeleri

gözleyiniz. Dalga periyodu T ile R1.C f zaman sabitinin oranını bulunuz.

4

7

6

3

2

V Ç

+10 V-

+10 V-

R f = 10k

R 1

V g

C

100 nF1k


39/72

38

5. Sinyal üretecinden bu sefer giriĢe 100mVT-T, 1kHz sinüs dalgası vererek, giriĢ ve çıkıĢdalgaları arasındaki faz farkını bulunuz. Bulduğunuz faz iliĢkisinden giriĢ ve çıkıĢdalgaları arasında nasıl bir bağlantı olduğunu belirtiniz.

6. 100 Hz ve 100 kHz frekanslarındaki çıkıĢ sinyallerini gözleyerek Tablo 6’ya yazınız. 7. Aynı iĢlemleri Üçgen dalga giriĢi için de yapınız.

ġekil 4. 12.

Tablo 4.6

GiriĢ dalga Ģekli ÇıkıĢ dalga Ģekli

Faz10 kHz 100 Hz 100 kHz

Üçgen

Sinüs

Kare

1 f T R C

4

7

6

3

2

V Ç

+10 V-

+10 V-

R f = 100k

R 1

V g

C 10 nF

10k

R 2 10k


40/72

39

DENEY NO :EII-5

DENEYĠN ADI : ĠġLEM YÜKSELTEÇLERĠNĠN FREAKANS-KAZANÇKAREKTERĠSTĠĞĠ VE KARE DALGA ÜRETECĠ

DENEYĠN AMACI : ĠĢlem yükselteçlerin frekans kazanç k arakteristiklerinin bulunması ve iĢlem yükselticiler kullanılarak kare dalga üretecinin çalıĢma ilkesininöğrenilmesi.

ÖN BĠLGĠ ĠĢlem yükselteçleri frekansa karĢı oldukça duyarlıdır. Yani, yükselme zamanları

oldukça uzun olduğundan çok hızlı bir gerilim yükselmesine anında cevap veremezler. Belirli bir süre sonra cevap verirler. Eğer giriĢten uygulanan sinyalin periyodu yükselme zamanı ilekıyaslanabilir ölçüde ise Ġ.Y nin kazancı küçülecektir.

Yükselme zamanı (Rise time) bir sinyali belirli bir düĢük değerden belirli bir yüksekdeğere yükseltmek için geçen zamandır. Genellikle bir darbenin (puls) ön kenarını %10 dan%90 a yükseltmek için geçen zaman olarak ifade edilir.

Deneyde kullandığımız 741 tüm devrelerin yükselme zamanları 0.3s civarındadır. Bu

süre oldukça uzun bir yükselme zamanıdır. ĠĢlemsel yükselteçlerin frekans kazançkarakteristikleri deneysel yollarla saptanır ve bu karakteristikler kataloglarda verilir. Örnek bir741 tümdevre frekans-kazanç karakteristiği dB cinsinden ġekil 5.2 de verilmiĢtir.

ġekil 5.2. Bir tümdevre (Op-Amp) frekans-kazanç karakteristiği

Kapalı halka frekans kazanç karakteristiği açık halka karakteristiği sınırları içindekalır. Kazanç küçüldükçe, kazanç daha geniĢ bir frekans aralığında (bant geniĢliğinde ) sabit

kalır. Kazanç büyüdükçe sabit kazanç frekans aralığı daralır. Frekans aralığını daraltan etkiaçık halka kazancıdır. ġekil 5.2 deki aralıklı çizgiler çeĢitli kapalı halka kazançlarınıgöstermektedir.

Frekans-kazanç karakteristikleri, iĢlem yükselteçlerde yapılan ac devrelerinde oldukçaönemlidir. Örneğin Ġ.Y ile yapılan bir sinyal üretecinde önce bu karakteristiğe bakılır veçalıĢılacak frekansın üzerindeki etkisi önceden gözden geçirilir ve önlem alınır.

KARE DALGA ÜRETECĠ ġekil 5.3’te verilen devre gerçekte bir serbest salınımlı multivibratördür. Ancak çoğu

hassas uygulama gerektirmeyen devrelerde kare dalga sinyal üreteci olarak kullanılır. Devre, ilk bakıĢta anlaĢılacağı gibi bir fark yükselticidir. Devrenin ilk açılması ile

oluĢacak kararsızlık, giriĢlere farklı gerilim uygulanmasına sebep olur. Bu giriĢ darbesi, Ġ.Yde büyültülerek geri besleme direnci R g üzerinden C kondansatörünü doldurur. Bu sırada +

Av=10

Av=50

Av=100

A =1000

Frekans

MHz

Kazanç dB

20 ç

g

V dB log

V


41/72

40

giriĢten R 1, R 2.ve R 3 dirençleri yolu ile bir referans gerilimi verilmiĢtir. C kondansatörüuçlarındaki gerilim, -giriĢ gerilimidir, referans gerilimi seviyesinin biraz üzerine çıkıncayakadar çıkıĢ pozitif bir değerdedir. Kondansatör gerilimi, referans gerilimi geçtiği anda çıkıĢderhal negatif değere geçer (kondansatörün çalıĢma prensibi) ve kondansatör boĢalmaya

baĢlar (R g direnci üzerinden). Kondansatör gerilimi referans geriliminin biraz altınadüĢünceye kadar çıkıĢ negatif kalır. Kondansatör gerilimi referans geriliminin biraz altına

düĢtüğü anda, çıkıĢ tekrar pozitif değere yükselir ve kondansatör dolmaya baĢlar. Bu iĢlemsırasıyla birbirini takip eder.ÇıkıĢ geriliminin maksimum ve minimum değerleri besleme gerilimlerine bağlıdır.

Besleme gerilimi tam simetrik ise çıkıĢ sinyali de simetriktir, eğer besleme simetrik değilse,çıkıĢ simetrikliği de bozulur.

Devrenin çalıĢma frekansı R g, C ve gerilim bölücü; R 1, R 2 elemanlarının değeri ile belirlenir. KarmaĢık hesaplamaya gitmeden çalıĢma frekansı,

f

R CR

R ç

1

2 12 1

2ln( )

olduğunu vermekle yetineceğiz.

ġekil 5.3. Kare dalga üreteci devresi

ĠĢlem yükselteçleri ile yapılacak devre sayısının sınırsız olduğunu söylemiĢtik. Bununiçine çeĢitli sinyal üreteçleri, (Sinüs, kare , üçgen, asimetrik dalgalar ve darbeler), aktif pasifsüzgeçler, da yükselticiler ve anolog ve sayısal dönüĢtürücüler en çok kullanılanlardır. ÇeĢitlikaynaklarda değiĢik uygulamaları kolaylıkla elde etmek mümkündür.

ARAÇLAR 1. Ġki çıkıĢlı güç kaynağı 2. Osiloskop, osilatör, voltmetre 3. Dirençler, 2x12k , 68 k , 100k potansiyometre, 47k potansiyometre, 4.7k , 1k 4. Tümdevre; UA741 iĢlem yükselteci

DENEYLERA) ĠġLEM YÜKSELTEÇLERĠN FREKANS-KAZANÇ KARAKTERĠSTĠĞĠ

Not: ĠĢlem yükselteçlerinin açık halka kazançları çok yüksek olduğundan, tüm frekans aralığıiçin frekans-kazanç karakteristiklerini elde etmemiz mümkün değildir. Bu karakteristiğikapalı halka karakteristiklerinden bulacağız. 1- ġekil 5.4 deki devreyi kurarak gerekli bağlantıları yapınız.

C

R ç=12k

R 1=12k

R 2=100k

R 3=12k

─

+

Vç


42/72

41

ġekil 5.4.

2- GiriĢ voltajını (V g) sinyal üretecinden 200mVT-T genlikli sinüs dalga olarak uygulayınız. R 1 direncini ölçüm sonuna kadar değiĢtirmeyiniz.3- Potansiyometreden önce R 2 direncini 5 k olarak ayarlayınız (Ohmmetreyle).

4- Osiloskopla çıkıĢ sinyalinin genliğini sırasıyla, giriĢ sinyalinin 100Hz. 1kHz, 10kHz,20kHz, 50kHz, 100kHz, 200kHz. 300kHz. 400kHz, 500kHz, 1MHz frekansları için ölçerekTablo 5.1 e kaydediniz.

5- Aynı ölçümleri sırasıyla 10 k , 20 k , 50 k , 80 k , 100 k değerleri için detekrarlayarak Tablo 5.1 e kaydediniz.

6- Her bir frekans ve geribesleme direnç değerleri için tüm devrenin gerilim kazancınıhesaplayarak, elde ettiğiniz sonuçları her bir kapalı halka kazancına karĢı frekans değerleriolarak aynı grafik üzerine çiziniz ( DüĢey eksen kazanç, yatay eksen frekans ). 7- Ayrı bir grafik kâğıdına, düĢey eksen dB yatay eksen frekans olmak üzere aynı grafiğiyeniden çiziniz. 8- Eğrilerin bükülme sınırlarında açık halka kazancını yaklaĢık olarak çiziniz. 9- Her iki eğri demetini karĢılaĢtırarak kazancın frekansla nasıl bir bağıntıya sahipolabileceğini söyleyiniz.

Tablo 5.1

FrekansR 2 (5k ) R 2 (10k ) R 2 (20k ) R 2 (50k ) R 2 (80k ) R 2 (100k )

Vç(T-T) Vç(T-T) Vç(T-T) Vç(T-T) Vç(T-T) Vç(T-T)

100Hz

1kHz

10kHz

20kHz50kHz.

100kHz

200kHz

300kHz

400kHz

500kHz

800kHz

1MHz

B) KARE DALGA ÜRETECĠ 1- ġekil 5.5 deki devreyi kurarak gerekli bağlantıları yapınız.

4

7

6

3

2

V V

R 2 =

R 1 +10 V-

+10 V-

1k


43/72

42

2- Osiloskopla her iki giriĢ ve çıkıĢ sinyalinin frekans ve genliklerini potansiyometreninherhangi iki konumu için ölçerek Tablo 5.2 ye kaydediniz.3- 47k ’luk potansiyometre ile frekansı değiĢtirerek çıkıĢ sinyalini gözleyiniz.Potansiyometrenin maksimum ve minimum konumlarında, frekans ve genlikleri ölçerekTablo 5.3 e kaydediniz.

ġekil 5.5.

4- Potansiyometrenin maksimum ve minimum konumlarında R 1, R 2 dirençlerinin değerlerinidikkate alarak , gözlenmesi gereken frekansı hesaplayınız ve ölçümlerinizle karĢılaĢtırınız. 5- Sonuçları yorumlayınız.

Tablo 5.2.

Potansiyometre

ÇıkıĢ - GiriĢ + GiriĢ

Frekans Genlik Frekans Genlik Frekans GenlikKonum 1

Konum 2

Tablo 5.3.

PotansiyometreÇıkıĢ - GiriĢ + GiriĢ

Frekans Genlik Frekans Genlik Frekans Genlik

Minimum

Konum

Maksimum

Konum

3

26

4

+10 V-

+10 V-

C=0.1

F

R ç=12k

R 1=4.7k

R 2=68k

R 3=12k

+

V

ç

R=47k


44/72

43

DENEY NO :EII-6

DENEYĠN ADI : MANTIK DEVRELERĠ (LOGĠC CIRCUITS)DENEYĠN AMACI : Mantık kapılarının incelenmesi.

ÖN BĠLGĠ Günümüzün modern elektronik bilimi iki ayrı dalda geliĢmektedir. Bunlar ANALOG

(Benzer) ve DIGITAL (Sayısal) elektroniktir. Analog elektronikte, bir fiziksel büyüklük baĢka fiziksel büyüklüklere ( burada

elektriksel niceliklere) çevrilerek incelenir. Metallerin dirençlerinin sıcaklıkla değiĢmesindenyararlanılarak yapılan elektriksel bir termometre analog elektroniğe bir örnektir. SıcaklıkladeğiĢen direnç, üzerinden geçen akımın ve gerilimin değiĢmesine sebep olur. Akım vegerilimdeki bu değiĢme, uygun yükselticilerle yükseltilerek, yine uygun bir ölçü aletindedoğrudan sıcaklık olarak okunabilir. Sayısal elektronikte durum farklıdır. Herhangi bir

büyüklük (matematiksel ve fiziksel) sayısal elektronikte darbelere dönüĢtürülür. Bu iĢlemanalog- sayısal dönüĢtürücülerle yapılır. Ayrıca, el hesaplayıcılarında ve bilgisayarlardaolduğu gibi belirli karekterlerin darbe Ģekilleri devrede iĢleme sokulur.

Sayısal elektroniğin esas elemanları mantık devreleridir. Mantık devrelerinin giriĢ veçıkıĢları sadece iki halden ibarettir. Büyüklükleri gerilim veya akım olarak standart ölçülerdeolan bu haller ya YÜKSEK (HIGH), ya da ALÇAK (LOW) durumlardır. Bu durumlara Hveya L denilebildiği gibi 1 ve 0 da denmektedir. Biz deneylerimizde sadece 0 ve 1 olarakifade edeceğiz. Görüldüğü gibi 0 ve 1, ikili sayı sisteminin sayılarıdır. Bilgisayarların ikli sayısistemi ile çalıĢmaları da bu yüzdendir.

Sayısal hallere verilebilecek en basit örnek evlerimizdeki elektrik anahtarlarıdır.Anahtarın bir konumunda lamba yanar, bu hale 1, diğer konumda söner, bu hale de 0diyebiliriz. BaĢka bir konum söz konusu değildir. Mantık devrelerinin giriĢleri 0 veya bir,çıkıĢları da 0 veya 1 olabilir. BaĢka bir durum kabul edilmez.

Mantık devreleri temel bazı KAPI veya GEÇĠġ (GATE) devrelerinden oluĢur. Bu kapı

devreleri VE (AND) VEYA (OR), VEYA DEĞĠL (NOR) VE DEĞĠL (NAND), TERSÇEVĠREN (INVERTER) veya bunların çeĢitli Ģekillerde birleĢtirilmeleriyle yapılan basitdüzeneklerdir.

Bunlardan en basit olanları, VE ve VEYA mantık kapılarıdır. Önce basit anahtarlarla bu mantık kapılarını kavramaya çalıĢalım.

1) Seri bağlı iki anahtarla yapılmıĢ devreyi ele alalım.

ġekil 6.1.

Her iki anahtar kapalı olmadıkça lamba yanmaz. Bu da bize VE mantığını vermektedir.

2) Paralel bağlı iki anahtarı gözönüne alalım.


45/72

44

ġekil 6. 2.

Her iki anahtar açık olmadığı sürece lamba yanar. Bu bize VEYA mantığını vermektedir. Elektronik devrelerde mekanik anahtarlar değil, bunların görevini yapacak diyod veya

transistörlü kapı devreleri kullanılır. Yukarıdaki iĢlemlerin aynısını diyodlarla yapalım.

A) Diyod VE devresi

ġekil 6.3.

Yukardaki devrede her iki giriĢ 0 V olduğunda her iki diyot da ileri denetlemedeolacağından çıkıĢ 0.7 V dur. Bu 0.7 V luk voltaj silikon eklem diyodunun ileri denetlemevoltajıdır. Ġki diyottan birinin griĢi 0 V olduğunda bu diyot ileri denetlemede olcacağından yine çıkıĢ yaklaĢık olarak 0.7 V olacaktır.

Her iki giriĢ +5 V olduğunda diyotların ikisi de ters denetlemede olacağından çıkıĢvoltajı, çıkıĢta yük direnci olmaması Ģartıyla, kaynak voltajı olacaktır.

ÇıkıĢa bir R L yük direnci bağlandığında çıkıĢ voltajı 5xR L/(R 1+R L) lik bir değere

indirgenir. Bu durum aĢağıdaki Ģekilde ve ilgili voltajlara karĢılık gelen mantık durumları dayandaki tabloda gösterilmiĢtir

ġekil 6.4.


46/72

45

B) Diyod VEYA devresi

ġekil 6.5.

Yandaki voltaj doğruluk tablosunun mantık durumları aĢağıdaki tabloda gösterilmiĢtir.

Yukardaki devrede her iki giriĢ 0 V ise, çıkıĢ 0 voltdur. Ġki diyottan birinin giriĢi +5 Vise bu diyot ileri denetlemede olacağından akım diyot ve yük direncinden akacaktır ve çıkıĢvoltajı giriĢ voltajından yaklaĢık olarak 0.7 V daha az olacaktır. Bunun sebebi silikon eklemdiyodun üzerine düĢen ileri denetleme voltajıdır. Bu da yaklaĢık olarak 0.7 V dur. Her iki giriĢ+5 V olduğunda yine çıkıĢ kaynak voltajından 0.7 V daha az olacaktır (4.3 V).

C) Diyod Transistör Mantığı Devresi 1- Transistörün Anahtar Olarak Kullanılması ( tersleme)

ġekil 6.6. Transistörün DEĞĠL kapısı olarak kullanılması, doğruluk tablosu, basit anahtar modeli vedevre sembolü

ġekilde npn tipi bir transistörün baz besleme direnci R 1 ve kollektör yük direnci R 2 dir.Eğer giriĢ 0 volt ise transistörde baz akımı oluĢmaz. Bu nedenle transistör kapalıdır.Bu durumda kollektör akımı da oluĢmaz. Kollektörden alınan çıkıĢ voltajı, çıkıĢa bağlı bir yük

S+V- Lamba


47/72

46

direnci olmaması Ģartıyla, kaynak voltajı değerindedir. GiriĢ +5V olduğunda transistörün bazemitör devresinde bir akım akacaktır ve dolayısıyla transistör açık olacak yani iletimegeçecektir. Bu durumda çıkıĢta 0V gözlenir. Bu durum, R 1 in değeri kollektör voltajınıyaklaĢık olarak sıfıra götürecek biçimde seçilmesiyle baĢarılır. Dolayısıyla bu Ģartlardakollektör akımı çok büyür ve transistör doyumda gider.

Doğruluk tablosundan çıkıĢın giriĢ durumunun tersi olduğu görülebilir. Bu devre bir

ters çevirici olarak iĢlem yapar ve DEĞĠL (INVERTER veya NEGATOR) kapısı olarak ifadeedilir veya ters çevirici de denmektedir..

2) Diyod ve Transistörle Yapılan VEYA DEĞĠL ( NOR ) kapısı

ġekil 6.7.

Yukardaki devrede her iki giriĢ 0 volt olduğunda transistör kapalıdır yani iletimdedeğildir, dolayısıyla çıkıĢ 5 volt olacaktır. Ġkisinden biri ya da her iki giriĢ 5 volt olduğundatransistör doyumda olacak ve çıkıĢ voltajı 0 volt olacaktır. ÇıkıĢ durumları VEYA mantık kapısınkilerinin tersidir. Bu da VEYA DEĞĠL (NOR)kapısıdır.

3) Diyod ve Transistörle Yapılan VEDEĞĠL (NAND) Mantık kapısı

ġekil 6.8.

Yukardaki devrede her iki giriĢ ya da biri 0 volt olduğu zaman ileri denetlemedendolayı diyot iletimde olacaktır. Dolaysıyla R 1 ve R 3 eklemindeki voltaj 0.7 volt olacaktır. Budurumda transistör kapalıdır, yani iletimde değildir. Bu yüzden çıkıĢ voltajı +5V olacaktır. Her iki giriĢ +5 voltta iken transistörün baz-emitör devresi R 1 ve R 3 yoluyla ileri denetlemealtında tutulacaktır, dolayısıyla tansistör doyuma ulaĢtırılacak ve böylelikle çıkıĢ voltajı 0 voltolacaktır. ÇıkıĢ durumları VE kapısınkilerinin tersidir. Bu da VEDEĞĠL (NAND)mantık

kapısıdır.


48/72

47

AĢağıdaki Ģekillerde transistörle yapılan mantık kapıları ve bunların sembolleriverilmiĢtir. Bazı sembollerin çıkıĢındaki boĢ yuvarlak değil anlamına gelir. Orneğin VEkapısının sonunda varsa VEDEĞĠL kapısı demektir.

A

B

ÇıkıĢ

ġekil 6.9. Transistörlerle yapılan VE kapısı ve Devre sembolü

A

B

ÇıkıĢ

ġekil 6.10. Transistörlerle yapılan VEYA kapısı ve Devre sembolü

RB

RC

+VCC

Q1 Q2 B

R A

A

Çıkış

A

B

ÇıkıĢ

ġekil 6.11. Transistörlerle yapılan VEYADEĞĠL (NOR) kapısı, basit anahtar modeli ve Devre sembolü

RB RA

RE

Q1 Q2 A

+VEE

B

Çıkış

RB

R A RE

Q1

A

B

Çıkı

RC

+VEE -VCC

S2 S1

+V- Lamba


49/72

48

RB

RC

-VCC

B

R A

A

RB1 RB2

Q1 Q2

Çıkış

ÇıkıĢA

B

ġekil 6.12. Transistörlerle yapılan VEDEĞĠL (NAND) kapısı, basit anahtar modeli ve Devre sembolü

Diyotlarla yapılan mantık devrelerinin çalıĢmasını ve tansistörlerle yapılan mantıkkapılarını yukarki kısımlarda anlatmağa çalıĢtık. Bunlardan bir adım daha iler i gidilerek,

mantık kapı (geçit) devreleri tümdevreler halinde hazır olarak bulunmaktadır. Tümdevrelerdekapı devreleri, yapılarında kullanılan elemanlara göre isimlendirilirler. Bunlar RTL (Resistor -Transistor Logic), DTL (Diod-Transistor Logic), TTL (Transistor-Transistor Logic) ve metal-

oksit yarı-iletkenlerden yapılan CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductors)kapılardır (geçitlerdir). A) Transistör-Transistör Mantık Kapısı (TTM)

Bu devreler temel olarak birkaç transistör, direnç ve diyotlardan meydana gelen kapıdevreleridir. Bunlar küçük bir silikon parçası üzerinde oluĢturulur ve plastik bir malzemeiçersine yerleĢtirilir. Normal olarak aynı silikon parçası üzerine bir kapıdan daha fazlasıyerleĢtirilebilir ve her bir kapının kaynak ve giriĢ ve çıkıĢ noktaları dıĢarı çıkıĢ ayaklarına(pin) bağlanır. Bu birleĢik ve toplu devreler entegre devre (IC: integrated circuit: Tümdevre)

olarak ifade edilir.Bu devreler ayrı ayrı elemanlarla oluĢturulan eĢdeğer devrelerden daha güvenilir ve

daha hızlıdır, çünkü çok daha küç

Documents

Elektronk Lab II 1