Kollektör Beyz Polarması

Kollektör - Beyz polarması da iki şekilde uygulanabilmektedir.

Seri Polarma

Gerek NPN ve gerekse de PNP transistörler de kollektör ile beyz polarma gerilimleri bilindiği gibi aynı işaretlidir.
Bu nedenle kollektörün ve beyzin aynı kaynak ile polarılmaları mümkündür.
Şekil 6.1(c) 'de böyle bir bağlantı verilmiştir. Şekil 6.4 'te de uygulama devresi görülmektedir.
I_B polarma akımının çok küçük olması nedeniyle R_B direncinin R_C 'ye oranla çok büyük seçilmesi gerekir. Bu değer akım kazancı oranında, R_B=(10~200)R_C olabilmektedir.

Beyz, R_B direnci üzerinden doğrudan besleme kaynağına bağlandığı için bu polarma şekline de seri polarma adı verilmiştir.

Örnek:
Şekil 6.4 'te verilmiş olan seri polarmalı devredeki I_B, I_E, I_C akımlarını b ve akım kazancını bulunuz.

Çözüm:
V_BE=0.6 Volt kabul edildiğinden, V_CC, R_B, transistör ve R_E 'nin oluşturduğu kapalı devreye Kirchoff kanunu uygulayalım.

V_CC=R_B*I_B+V_BE+I_E*R_E     bağlantısında değerler yerine konulursa:

Şekil 6.4 - Seri kollektör-beyz polarmalı yükselteç

6=105*IB+0,6+IE*500   olur. Yukarıdaki bağıntıda IB ve IE gibi iki bilinmeyen bulunmaktadır. Ancak, IE ≈ IC = β*IB 'den  IB = IE / β olduğunu biliyoruz. Şekilden takip edilirse, çalışma sırasında transistörün RCE direnci çok küçüldüğünden, yaklaşık olarak, RCE=0 kabul edilecektir. Bu durumda: RB ve RC dirençleri paralel bağlı durumuna geçer.

 

Paralel iki dirençten geçen akımlar dirençleri ile ters orantılı olduğundan şu bağıntı yazılabilir.

β = I_C/I_B = R_B/R_C

R_B = 100*10³ Ohm ve R_C = 500 Ohm değerleri yerine konulursa;

β = 100000/500 = 200 olarak bulunur.

Yukarıda I_B = I_E/200  olarak yerine konulursa;

6 = 10⁵*(I_E/200)+0,6+I_E*500  'den   I_E=I_C=0,6mA,

I_B = I_E/200 = 6/200  den   I_B= 0,03 mA = 30 µA olarak bulunur.

Seri polarmanın avantajı:

Tek besleme kaynağından yararlanıldığı için ekonomiktir.

Seri polarmanın dezavantajı:

Transistör çalıştıkça ısıtır. Ayrıca kapalı bir ortamda çalışıyorsa ve çevre sıcaklığı fazla ise, dış sıcaklık etkisiyle ısınma daha da artar. Isınan transistör de elektron hareketi fazlalaşacağından, I_CO kaçak akımı fazlalaşır.
Ayrıca yanma tehlikesi de mevcuttur.

Geri Beslemeli Polarma

Geri beslemeli polarmada Şekil 6.1(d) 'de görüldüğü gibi R_B beyz direnci, V_CC besleme kaynağına R_C kollektör direncinden sonra bağlanmaktadır.
Böylece herhangi bir nedenle, I_C kollektör akımında artış olduğunda R_C direncindeki gerilim düşümü artacağından, gerek V_C (V_CE) kollektör gerilimi, gerekse de V_B (V_BE) gerilimi küçülecektir.

Dolayısıyla da I_B ve bunun sonucunda I_C akımı küçüleceğinden dengeli bir çalışma sağlanmış olacaktır.

Bu şekilde uygulamada R_B direnci bir geri besleme direnci fonksiyonu yapmaktadır. Çıkış artınca girişin küçülmesini sağlayan geri besleme türüne negatif geri besleme denir. Burada negatif geri besleme vardır.
Bu tür bir uygulamada, transistörün yanma tehlikesi önlenmektedir.

Ancak, kollektör akımı belirli limitler arasında tutulduğundan, gerek akım kazancı gerekse de gerilim ve güç kazançları sınırlı olacaktır.
Devrenin basitliği ve tek gerilim kaynağı ile çalışması nedeniyle, kazancının sabit tutulması gereken devreler için uygun bulunmaktadır.

Şekil 6.5 - Geri beslemeli kollektör-beyz polarması

Örnek:
Şekil 6.5 'deki, geri beslemeli polarma devresinde verilen değerlerden yararlanarak V_CE, I_B ve I_C değerlerini hesaplayınız.

Çözüm:
Şekilde iki çevrim vardır.

1.Çevrim:
"Kaynak (V_CC)- R_C direnci - kollektör - emiter - ortak nokta (toprak)" çevrimi;

Kirchoff kanununa göre:  
V_CC = R_C(I_C+I_B)+V_CE  'dir.

2. Çevrim:
"Kollektör - RB direnci - beyz - emiter - ortak nokta (toprak)" çevrimi;

Kirchoff kanununa göre:    V_CE = R_B*I_B+0,6   'dir.

Diğer taraftan  I_C = β*I_B  olup, yukarıda I_C yerine konulursa:

V_CC = R_C (β*I_B+I_B)+V_CE  olur.

Buradan;

V_CE = V_CC-R_C*I_B(β+1)  'dir.

V_CE 'ler eşitlenirse:

R_B*I_B+0,6 = V_CC-R_C*I_B(β+1)  ve

R_B*I_B+R_C*I_B2(β+1)+0,6 = V_CC olur.

Buradan;

I_B = (V_CC-0,6) / R_B+R_C(β+1)  =  (20-0,6) / 1000000+5000(100+1)   olur.

20 yanında 0,6 ve 100 'ün yanında 1 ihmal edilebileceğinden:

I_B = 20/1000000+500000,   den    I_B = 13,3 µA olarak bulunur.

Bu değer, I_C = β*I_B   bağıntısında yerine konulursa:

I_C = 100*13,3 = 1330 A  olur.     I_C = 1,33 mA   'dir.

V_CE = R_B*I_B+V_BE = R_B*I_B+0,6 'dan değerler yarine konulursa:

V_CE= 10⁶*13,3.10^-6+0,6  'dan   V_CE = 13,9 Volt  olarak bulunur.