Yükselteç(Amplifikatör) Özeti

Yükselteç Devresi Nedir? Elektronik bir sinyali başka hiçbir şekilde etkilemeden büyütmek için elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılır.

Yükselteçleri genellikle radyolarda, CD çalarlarda ve evde kullandığımız ses sistemlerinde bulunan ses yükselticileri olarak düşünürüz. Bu yükselteçler hakkında ki öğretici bölümünde, aşağıda gösterildiği gibi tek bir bipolar transistöre dayalı yükselteç devresine baktık, ancak kullanabileceğimiz birkaç farklı türde transistör amplifikatör devresi vardır.

Transistörlü yükselteçler (amplifikatörler), zayıf bir giriş sinyalini (gerilim veya akım) çıkışta daha büyük bir genliğe dönüştüren aktif devre elemanlarıdır. Yaygın olarak ses sistemlerinde kullanılmalarına rağmen, endüstriyel kontrol sistemlerinden radyo frekansı (RF) haberleşmesine kadar geniş bir spektrumda kritik rol oynarlar.

Tek bir bipolar eklemli transistör (BJT) üzerine kurulu temel devreler, sinyalin hangi terminalden girip hangisinden çıktığına bağlı olarak üç ana konfigürasyona ayrılır.

Yazı İçeriği

Toggle

Yükselteç Devresi Nedir: Bağlantı Şekline Göre Yükselteç Türleri

BJT tabanlı yükselteçler, giriş ve çıkış sinyallerinin referans aldığı ortak uca göre sınıflandırılır.

Konfigürasyon	Giriş Ucu	Çıkış Ucu	Özellikleri
Ortak Emiter (CE)	Baz	Kolektör	Hem gerilim hem de akım kazancı yüksektir. En yaygın kullanılan türdür. Sinyal 180° faz farkıyla çıkar.
Ortak Kolektör (CC)	Baz	Emiter	“Emiter İzleyici” olarak bilinir. Gerilim kazancı ‘dir. Empedans uygunlaştırma için kullanılır.
Ortak Baz (CB)	Emiter	Kolektör	Akım kazancı ‘dir. Yüksek frekanslı (RF) uygulamalarda tercih edilir.

Yükselteç Devresi Nedir: Çalışma Sınıflarına Göre Yükselteçler

Yükselteçler, transistörün giriş sinyalinin ne kadarlık bir kısmında iletimde kaldığına (iletim açısı) bağlı olarak sınıflara ayrılır. Bu sınıflandırma, verimlilik ve sadakat (distorsiyon azlığı) arasındaki dengeyi belirler.

• A Sınıfı: Transistör, giriş sinyalinin tüm döngüsü () boyunca iletimdedir. En yüksek ses kalitesini sunar ancak verimliliği çok düşüktür ( civarı), çünkü sinyal yokken bile güç tüketir.
• B Sınıfı: İki transistör kullanılır; her biri sinyalin yarısını () yükseltir. Verimlilik daha yüksektir (), ancak “geçiş distorsiyonu” (crossover distortion) oluşur.
• AB Sınıfı: A ve B sınıflarının hibritidir. Transistörler ‘den biraz daha fazla iletimde kalarak geçiş distorsiyonunu önler. Günümüzdeki çoğu Hi-Fi ses sisteminin standartıdır.
• C Sınıfı: Transistör sinyalin ‘den çok daha azında iletimdedir. Çok yüksek verimlidir ancak yüksek distorsiyon nedeniyle sadece belirli RF frekanslarında kullanılır.
• D Sınıfı: PWM (Sinyal Genişlik Modülasyonu) kullanarak çalışan anahtarlamalı yükselteçlerdir. Verimlilikleri ‘ın üzerine çıkabilir; mobil cihazlarda ve yüksek güçlü subwooferlarda tercih edilir.

Yükselteç Devresi Nedir: Tipik Tek Kademeli Yükselteç Devresi

Yükselteç Devresi Nedir: Küçük Sinyal Yükselticiler

• Küçük Sinyal Yükselticileri, Voltaj Amplifikatörleri olarak da bilinir.
• Voltaj Yükselticilerin Giriş Direnci, Çıkış Direnci ve Kazanç olmak üzere 3 ana özelliği vardır.
• Küçük bir sinyal yükselticisinin Kazancı, yükselticinin giriş sinyalini “Güçlendirdiği” miktardır.
• Kazanç, girdiye bölünen bir çıktı oranıdır, bu nedenle birimi yoktur, ancak en yaygın transistör kazancı türleri, Gerilim Kazancı (Av), Akım Kazancı (Ai) ve Güç Kazancı (Ap) olmak üzere (A) sembolü verilir.
• Amplifikatörün güç Kazancı, Desibel veya basitçe dB olarak da ifade edilebilir.
• A Sınıfı tip bir amplifikatörde giriş sinyali bozulmasının tamamını yükseltmek için DC Baz Polarlama gereklidir.
• DC Polarlama, amplifikatörün Q-noktasını yük hattı boyunca yarı yolda ayarlar.
• Bu DC Baz polarlaması, giriş sinyali mevcut olmasa bile amplifikatörün güç tükettiği anlamına gelir.
• Transistör yükselticisi doğrusal değildir ve yanlış bir polarlama ayarı, çıkış dalga biçiminde büyük miktarda bozulma üretecektir.
• Çok büyük bir giriş sinyali, aynı zamanda bir genlik bozulması biçimi olan kırpma nedeniyle büyük miktarlarda bozulma üretecektir.
• Q noktasının yük hattı üzerinde yanlış konumlandırılması, Doygunluk Kırpma veya Kesme Kırpma üretecektir.
• Ortak Yayıcı Amplifikatör konfigürasyonu, bir Bipolar Bağlantı Transistörü kullanan tüm genel amaçlı voltaj yükseltici devresinin en yaygın şeklidir.
• Ortak Kaynak Amplifikatörü konfigürasyonu, bir Kavşak Alan Etkili Transistör(JFET) kullanan tüm genel amaçlı voltaj yükseltici devresinin en yaygın şeklidir.

BJT ve JFET Karşılaştırması

Büyük Sinyal Yükselticiler

• Büyük Sinyal Amplifikatörleri, Güç Amplifikatörleri olarak da bilinir.
• Güç Amplifikatörleri farklı Sınıflara bölünebilir, örneğin:
• A Sınıfı Amplifikatörler – çıkış cihazının tüm giriş döngüsü için ilettiği yer.
• B Sınıfı Amplifikatörler – çıkış cihazının giriş döngüsünün yalnızca %50’sini ilettiği yerler.
• AB Sınıfı Yükselteçler – çıkış cihazının giriş döngüsünün %50’sinden fazlası, ancak %100’ünden azını ilettiği yerler
• İdeal bir Güç Amplifikatörü, mevcut DC gücünün %100’ünü yüke iletir.
• A Sınıfı amplifikatörler, en yaygın güç amplifikatörü biçimidir, ancak yalnızca %40’tan daha düşük bir verimlilik derecesine sahiptir.
• B Sınıfı amplifikatörler, yaklaşık %70 oranında A Sınıfı amplifikatörlerden daha verimlidir ancak yüksek miktarda bozulma üretir.
• B Sınıfı amplifikatörler, giriş sinyali olmadığında çok az güç tüketir.
• “Push-pull” çıkış aşaması konfigürasyonu kullanılarak distorsiyon büyük ölçüde azaltılabilir.
• Bununla birlikte, basit push-pull B Sınıfı Güç amplifikatörleri, kesme noktası polarlamaları nedeniyle yüksek düzeyde Çapraz Bozulma üretebilir.
• Ön önyargılı dirençler veya diyotlar, bu geçiş bozulmasını ortadan kaldırmaya yardımcı olacaktır.
• B Sınıfı Güç Yükselteçleri, çıkış aşamasında Transformatörler veya Tamamlayıcı Transistörler kullanılarak yapılabilir.

Özetle: Bir yükselteç tasarlanırken “en iyi” devre yoktur; uygulamanın gereksinim duyduğu kazanç, verimlilik ve frekans yanıtı parametrelerine göre uygun konfigürasyon ve sınıf seçilir.