Transistörlü Yükselteç Devreleri
İkikutuplu transistörler genellikle akım yükselteçleridir. Bunlar bir giriş akımıyla sürülürler ve transistör tarafından yükseltilen akım, çıkıştaki çalışma direnci üzerinde bir olası çıkış gerilimi meydana getirir. Transistörün hangi ucunun referans gerilim olarak kullanıldığına bağlı olarak, bu yükselteç devreleri farklı özellikler gösterir ve özel uygulamalarda kullanılırlar.
Resim 1: Ortak yayıcı devresi
Resim 1: Ortak yayıcı devresi
Ortak Yayıcılı Devre (Common Emitter Circuit)
Ortak yayıcılı devre transistör yükselteçlerinde standart uygulamadır. Bu devre çok büyük bir gerilim kazancına sahiptir. RV ön direnci, transistörün tabanında negatif giriş gerilimini yükseltebilecek bir küçük öngerilim meydana getirir, keza negatif giriş gerilimlerini yükseltmek için gelir. Bu tür bağlantı en çok gerilim önyükselteç katlarında kullanılır. Resimdeki 3 kΩ luk giriş dirençli devrenin çıkış direnci yaklaşık 1,8 kΩ dur.
Resim 2: Ortak yayıcılı devredeki faz değişimi
Resim 2: Ortak yayıcılı devredeki faz değişimi
IC toplayıcı akımı ile çalışma direnci üzerinde bir çıkış gerilimi meydana gelir. Bu akım ne kadar yüksek olursa, gerilim düşümü de o kadar artacak, aynı zamanda yükselteç katı çıkış gerilimi de o kadar azalacaktır. Böylece giriş işaretinin fazı çıkışta 180° kadar değişir.
Resim 3: Ortak toplayıcılı devre
Resim 3: Ortak toplayıcılı devre
Ortak Toplayıcılı Devre (Common Collector Circuit)
Bir ortak toplayıcılı devre, CS süzgeç kondansatörü ve gerilim kaynağının iç direnci üzerinden AC olarak şaseye bağlıdır. Çıkış işareti yayıcıdan alınır. Toplayıcı ucu giriş- ve çıkış gerilimleri için referans noktasıdır.
Ortak toplayıcı devrenin gerilim kazancı yaklaşık 1 dir. Çıkış işaretinin genliği yaklaşık giriş işaretininki kadardır. Bununla birlikte çıkış akımı, transistörün ß akım kazanç katsayısı kadar artar. Böylece bir güç kazancı meydana gelir. Giriş empedansının hayli büyük olmasına karşın, çıkış direnci nispeten küçüktür.
Yayıcı direnci RE veya çıkış devresindeki yük direnci RL, hem giriş devresinde, hem de çıkış devresinde yer alırlar. Bununla birlikte, girişten bakıldığında görülen toplam yük direnci, transistörün akım kazancı ß kadar artar. Çünkü buradaki akım, çıkış devresine göre 1/ß kadar daha azdır. Öte yandan, giriş devresindeki tüm dirençler, çıkışta 1/ß kadar daha küçük görünür. Çünkü çıkıştaki akım, giriş devresine göre ß kadar daha büyüktür.
Bu devre genellikle bir giriş devresi olarak, hat sürücüsü olarak veya yüksek dirençli işaret kaynakları ile düşük dirençli tüketiciler arasında bir empedans dönüştürücü olarak kullanılır. Giriş geriliminin aynı fazda olması (φ=0) ve çıkış gerilimi ile yaklaşık aynı büyüklükte olması nedeniyle, bu devre genellikle Yayıcı İzleyici (Emitter Follower) olarakta adlandırılır.
Resim 4: Ortak tabanlı devre
Resim 4: Ortak tabanlı devre
Ortak Tabanlı Devre (Common Base Circuit)
Ortak tabanlı devrede bir transistör yükseltecinin gerilim kazancı, ortak yayıcılı devrede yükselticinde olduğu gibi, çok yüksektir. Giriş gerilimi taban ile yayıcı arasına uygulanır. Ortak taban transistör yükseltecinin giriş devresinde çok yüksek bir akım, çok küçük bir direnç üzerinden akar ve bu nedenle ortak taban transistör yükseltecinin giriş empedansı genellikle birkaç Ohm gibi çok küçük bir değerdir. Keza, bu yükselticinin bu temel bağlantısı bir empedans dönüştürücü görevini yerine getirir. Akım kazancı 1 den biraz daha azdır. Gerilim kazancı RA yük direncinin seçimine bağlıdır.
Ortak taban devresinde transistörün tabanı AC olarak bir kondansatör üzerinden şaseye bağlıdır. Tabanın bir öngerilim (bias voltage) olarak bir DC gerilime ihtiyaç duyması nedeniyle tabanın şaseye doğrudan bir bağlanması mümkün değildir. Transistörün yayıcısı bir direnç vasıtasıyla çalışma geriliminin eksi kutbuna bağlanır. Bu direnç, kontrol geriliminin bir salınım devresi ile endüktif bağlaşan bir bobin ile gerçekleştirilebilir. Buna karşılık, çıkış empedans değeri yayıcılı devredeki kadardır.
Transistörün parazitik kapasitansının bu devredeki etkisi azdır. Bu nedenle transistör, bir ortak yayıcılı devrede olduğu gibi, yüksek frekanslı işaretleri yükseltebilir. Devre çıkış geriliminin giriş devresine yaptığı düşük geri besleme etkisi sayesinde istenmeyen öz-salınımlar da (self-oscillations) önlenmiş olur. Bu nedenle ortak tabanlı transistörlü yükselteç devresi genellikle çok yüksek frekanslarda çalışan alıcıların giriş katlarında kullanılır.