Tek transistör NPN sürücü...
İşlemcili devrelerde sık rastlanılan bir devre tipi tek transistörlü sürücülerdir. Kullanımı çok pratik ve ucuz olan bu sürme tipinin bazı inceliklerine dikkat edildiği taktirde sorunsuz bir kullanımı vardır.
Devrede TR1 sürücü NPN transistör, VControl transistöre işlemciden gelen ve genellikle TTL seviyelerinde kontrol gerilimi, R1 transistörün baz direnci, R2 ve Led1 örnek olarak yüktür.
VControl gerilimi Lojik0'da iken veya 0V iken TR1 devreyi sürmez. VControl Lojik1 veya +5V iken TR1 devreyi sürer ve Led1 yanar. Normal olarak ara değerler geçiş durumudur ve ilgi alanımızın dışındadır.
R1 direnci TR1 transistörümüzün baz akımı sınırlama direncidir. Transistörün baz-emetör jonksiyonu bir diyottur ve kullanımda akımının sınırlandırılması gereklidir. Aksi taktirde transistörümüz yanacaktır. Burada R1 direncinin değerini belirlemek için bilmemiz gerekenler transistörün hFe'si yani kuvvetlendirme katsayısı ve maksimum yük akımıdır.
Yük akımını belirleyen, +V gerilimi, R2 direnci, Led1 geçirme yönündeki gerilimi ve TR1'in geçirme durumunda gerilimidir. Pratikte Led1'in (kırmızı led olduğunu varsayarsak) geçirme yönündeki gerilimi yaklaşık 1.6V'tur. NPN bir transistörün geçirme durumunda gerilimi ise yaklaşık 0.2V'tur. Bu durumda Ohm Kanununu kullanarak I = V / R'den yük akımını
(F1) Ic = ( (+V)-(VLed1)-(VTr1On) ) / R2
(F2) Ic = ( (+V)-1.6-0.2 ) / R2
(F3) Ic = ( (+V)-1.8 ) / R2 olarak hesaplayabiliriz.
(F2) Ic = ( (+V)-1.6-0.2 ) / R2
(F3) Ic = ( (+V)-1.8 ) / R2 olarak hesaplayabiliriz.
Bu yükü sürebilmek için en küçük baz akımını ise transistörün hFe'sini kullanarak
(F4) Ib = Ic / hFe formülü ile hesaplayabiliriz.
Bu devrede transistör anahtarlama görevinde kullanılmaktadır. Bu elde edilen değer anahtarlama bölgesi için en küçük baz akımı içindir. Eğer bunun altında bir baz akımı sağlarsak transistör anahtar bölgeden çıkıp lineer bölgeye girecek ve üzerinde gereksiz enerji kullanacaktır. Bu durumdan kaçınmak gereklidir.
Örnek:
Örnek olarak +V = 5V, L1: kırmızı led, TR1.hFe = 100, VControl = 5V, R2 = 1K olan bir devreyi inceleyelim. Önce (F3) formülü ile
Ic = (5 - 1.8) / 1000 = 3.2 mA
olarak Ic'yi buluruz. Sonra (F4) formülü ile Ib için en küçük akımı
Ib = 3.2 mA / 100 = 32 uA
olarak buluruz ve yine Ohm Kanunu ile R1 için en büyük değeri buluruz.
R = V / I = (5 - 0.8) / 32 uA = 131250 Ohm
Yukardaki formülde kullanılan 0.8V değeri transistörün baz-emetör gerilimidir. Elde edilen R1 değeri kullanılabilecek en büyük değerdir.
Pratikte Kullanım:
Pratikte bu kadar kesin değerler gerekmez. Özellikle R1 baz direnci için daha küçük bir değer kullanmak her zaman için iyidir. Genel olarak transistörlerin hFe'leri oldukça yüksektir ve bunun gibi az akım çeken yükler için büyük değerli baz dirençleri kullanılabilirse de pratik olarak 1K'lık dirençler kullanılabilir.
Not:
Yukardaki formüllerin hesaplanmasında pratikte bizim için önemli olan parametreler kullanılmıştır. Hatta kullanılan parametrelerden transistörlerin geçirme gerilimleri olan 0.2V ve baz-emetör gerilimi olan 0.8V gibi değerler de ihmal edilebilir.
Alıntıdır
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder