BJT TRANSİSTÖR SORULARI III
Mühendislik fakülteleri elektronik dersi. Transistörlerin devreye bağlanması, beyz ve kollektör akımlarının hesaplanması. Thevenin yöntemi ile transistör devrelerinin çözümü.
Soru – 3
Şekildeki transistör devresinde transistörün β değeri 196, VBE gerilimi 0,7 Volttur. Buna göre,
A) VRB1 gerilimini hesaplayınız.
B) VRB2 gerilimini hesaplayınız.
C) IB akımını hesaplayınız.
D) IC akımını hesaplayınız.
E) VE değerini hesaplayınız.
F) VCE gerilimini hesaplayınız.
G) VCB gerilimini hesaplayınız.
H) V0 gerilimini hesaplayınız.
Çözüm:
Öncelikle X – Y arasındaki gerilimi bulmalıyız. Bu gerilimi bulursak IB akımını ve diğer akımları hesaplayabiliriz. VBB yi hesaplamanın 2 yolu var. 1. si KVL yöntemi ile 2 farklı denklem oluşturup bu denklemlerin çözümünden IB akımını bulmak. 2. Yol ise Thevenin yöntemi uygulayarak bir VBB ve RB direnci meydana getirmek. Biz her iki yolu da size göstereceğiz. Önce 1. Yolu gösterelim.
Ix, IB ve IC akımları arasında bir ilişki var.
Ix akımının bir bölümü transistörün beyzinden emitörüne akarken, bir bölümü 10 kΩ luk direnç üzerinden toprağa akar.
Transistöre giden akıma IB dersek, 10 kΩ luk direnç üzerinden giden akım Ix – IB olur.
Her iki yoldaki gerilimlerin toplamı 0’dır.
IE = IB + 196IB = 197.IB dir.
Öyleyse bu iki yola ait KVL yasasını uygulayarak Ix, IB ve IC akımlarını hesaplayabiliriz, sonrası kolay zaten.
1. denklem
- 20 + 20x103 Ix + 10x103.(Ix – Ib) = 0
103(20Ix + 10Ix – 10Ib) = 20
30Ix – 10Ib = 20x10-3 (1)
2. denklem
-20 + 20x103 . Ix + 0,7 + 197.IB.400 = 0
20x103.Ix + 78800.IB = 19,3
20Ix + 78,8.IB = 19,3x10-3 (2)
1 ve 2 denklemlerini taraf tarafa toplayalım.
30Ix – 10Ib = 20x10-3 (1)
20Ix + 78,8.IB = 19,3x10-3 (2)
1. denklemi – 2 ile 2. Denklemi 3 ile çarpacağız.
-60Ix + 20Ib = –40x10-3
60Ix + 236,4.Ib = 58x10-3
256,4 . Ib = 18x10-3
Ib = 0,07 x10-3
= 70 µA
Bu, IB akımının 1. Yoldan hesaplanmasıdır. Ib akımını bulduğumuza göre IC akımı,
IC = 196.70x10-6
= 13,72 mA
IE = IC + IB = 13,79 mA
VE = 13,79 . 400
= 5,52 V
VBB = 0,7 + 5,52 = 6,22 V olur.
VRB2 = 6,22 V
= 0,622x10-3 A
Ix = (0,622 + 0,07)x10-3
= 0,69 mA
VR1 = 20x103 . 0,69x10-3
= 13,8 V
Şimdi IB akımını Thevenin yöntemi ile bulmayı göstermek istiyoruz. Şıklardaki hesaplamalara sonra geçeceğiz.
RB2 direnci üzerindeki thevenin gerilimini bulacağız ve X – Y arasındaki Thevenin eşdeğer devresini çıkaracağız.
X ile Y arasındaki gerilim, VOB gerilimidir. Bu gerilim transistörün beyzine uygulanan gerilimdir. Bu gerilime VTh diyeceğiz.
-20 + 20x103 . Ix + 10.103. Ix = 0
30x103 . Ix = 20
Ix = 0,67 . 10-3
VOB = VTh = 0,67x10-3 . 10x103
= 6,7 V
Şimdi RTh direncini hesaplayalım. Bunun için X – Y arasını topraklayarak buradan bir akım geçirelim. Bu durumda 10 k’lik direnç kısa devre olur.
= 1 mA
= 6,67 kΩ
Şimdi beyz akımını hesaplayabiliriz.
-6,67 + 6,67x103.Ib + 0,7 + 400.197Ib = 0
(6,67 + 78,8).103 . Ib = 5,97
85,47.103.Ib = 5,97
Ib = 0,07x10-3
= 70 µA
IC = 196.70x10-6
= 13,72 mA
IE = IB + IC
= 13,79 mA
VE = 13,79 . 400
= 5,52 V
RB2 direnci üzerindeki gerilim, paralel kol olduklarından dolayı VBE ile VE gerilimlerinin toplamına eşit olacaktır.
VRB2 = 5,52 + 0,7 = 6,22 V
VRB1 = 20 – 6,22
= 13,78 V
1. ve 2. Yöntemi karşılaştırırsak, IB, IC ve IE akımlarının ve VE geriliminin büyüklüğünde değişen bir şey olmadı.
VBB, VR1, VR2 gerilimleri 0,2 V ile 0,4 V arasında değişiklik oldu bunun önemli bir kısmı yuvarlamalardan kaynaklanır. Hangi yöntem gerçeğe daha yakın sonuçlar verdi derseniz, 1. Yöntem gerçek sonuca daha yakın değerler vermiştir. Çünkü herhangi bir dönüşüm yapmadan direkt hesapladık.
Şimdi şıklara geçelim.
A) VRB1 gerilimi
Yukarıda hesapladığımızdan tekrar hesaplamaya gerek yok.
VRB1 = 13,78 V
B) VRB2 gerilimi
Bu gerilimi de yukarıda hesapladık.
VRB2 = 6,22 V
C) IB akımı
IB akımını yukarıda 2 farklı yoldan bulduk.
IB = 70 µA
D) IC akımı
IC akımını da yukarıda hesapladık.
IC = 13,72 mA
E) VE gerilimi
VE gerilimini de tekrar hesaplamaya gerek yok.
VE = 5,52 V
F) VCE gerilimi
-20 + 1x103 . 13,72x10-3 + VCE + 13,79 . 400= 0
13,72 + 5,52 + VCE = 20
VCE = 0,76 V
G) VCB gerilimi
-20 + 1x103 . 13,72x10-3 + VCB + 0,7 + 13,79 . 400= 0
13,72 + 0,7 + 5,52 + VCB = 20
VCB = 0,1 V
H) V0 gerilimi
V0 = VCE + VE
= 0,76 + 5,52
= 6,28 V
Çözümlü Transistör Sorusu - 2
Çözümlü Transistör Sorusu - 1
SANATSAL BİLGİ
21/11/2019