Temel Elektronik

1

TEMEL ELEKTRONİK

Direnç Nedir?

Direnç kelimesi, genel anlamda, "bir güce karşı olan direnme"

olarak tanımlana bilir. Elektrik ve elektronikte direnç, iki ucu arasına

gerilim uygulanan bir maddenin akıma karşı gösterdiği direnme

özelliğidir. Kısaca; elektrik akımına gösterilen zorluğa DİRENÇ denir.

Direnç"R" veya "r" harfi ile gösterilir, birimi ohm (Ω) dur

2

TEMEL ELEKTRONİK

3

TEMEL ELEKTRONİK

4

TEMEL ELEKTRONİK

5

TEMEL ELEKTRONİK

6

Sarı-Kahverengi-Kırmızı-Turuncu-Kahverengi-Mor

412×1000=412Kohm %1, 5ppm

TEMEL ELEKTRONİK

7

TEMEL ELEKTRONİK

8

Örnek: Sıcaklık katsayısı 150 PPM/ C olan 1Kohm luk bir direncin ortam sıcaklığı

25 oC den 30 oC ‘ye çıkarsa direnç değeri ne kadar değişir.

TEMEL ELEKTRONİK

9

Örnek: TCR değeri 200 PPM/ C olan 10 Kohm bir direncin 15 C

sıcaklık artışında değeri ne olur?

Sıcaklık arttığından direnç 30 Ohm azalacaktır

TEMEL ELEKTRONİK

10

Özdirenç:

Birim uzunluk (1 metre) ve birim kesitteki (1mm^2 ) iletkenin direncine özdirenç

denir. Özdirenç “φ” ile gösterilir.

Direncin Hesaplanması:

Bir iletkenin direnci “R” (ohm), iletkenin boyu “l “ (metre), kesiti “S” (mm²) ve

iletkenin yapıldığı malzemenin öz direnci olan “φ”(Ω.mm²/m) ya bağlıdır. Bir

malzemenin direnci formülü ile bulunur.

TEMEL ELEKTRONİK

11

İletken Maddelerin ÖzdirençleriMalzeme Özdirenci (10-8 Ωm)

Aliminyum 2.8

Karbon 4000

Bakır 1.7

Altın 2.4

Demir 10

Gümüş 1.6

Tungsten 5.5

TEMEL ELEKTRONİK

12

Soru: İşletmenin güvenlik kulübesine aydınlatma için bakır tel çekeceğiz. Elimizdeki

bakır telin uzunluğu 40 m, özdirenci 0,02 Ωm ve telin kesit alanı 4 mm² ‘dir. Bu

bakır telin direncini hesaplayınız.

TEMEL ELEKTRONİK

13

Direnç Sembolleri:Direnç Sembolleri:Direnç Sembolleri:Direnç Sembolleri:

TEMEL ELEKTRONİK

14

Direnç Çeşitleri1.Sabit Dirençler

a. Karbon dirençlerb.Telli dirençlerc.Film dirençler

2.Ayarlı Dirençlera.Trimpotlarb.Potansiyometrelerc.Reostalar

3.Ortam etkili Dirençlera.Foto dirençler (LDR)b.Termistörlerc.Varistörler (VDR)

TEMEL ELEKTRONİK

15

Direnç Bağlantıları

1.Seri Bağlantı

2.Paralel Bağlantı

TEMEL ELEKTRONİK

16

TEMEL ELEKTRONİK

17

TEMEL ELEKTRONİK

18

TEMEL ELEKTRONİK

19

• R1=8 ohm

• R2=4 ohm

• R3=1 ohm

• Olduğuna göre Reş’ibulunuz.

• Cevap :

• 13 ohm

TEMEL ELEKTRONİK

20

• R1=8 ohm

• R2=4 ohm

• R3=1 ohm

• Olduğuna göre Reş’ibulunuz.

• Cevap:

• 8/11=0,727273 ohm

TEMEL ELEKTRONİK

21

• R1=500 ohm

• R2=3 Kohm

• R3=6 Kohm ve R4=1,5 Kohm

• Olduğuna göre Reş’i bulunuz.

• Cevap :

• 4 Kohm

TEMEL ELEKTRONİK

22

100/3 ohm

30/11 ohm

120/83 ohm

Reş’i bulunuz.

Cevap :

49,50 ohm

TEMEL ELEKTRONİK

23

Kondansatör Çeşitleri1.Sabit Kondansatörler

a. Kağıtlı Kondansatörlerb.Plastik Kondansatörlerc.Seramik Kondansatörlerd.Mika Kondansatörlere. Elektrolitik Kondansatörler

2.Ayarlı Kondansatörlera.Varyabl Kondansatörb.Trimer Kondansatör

TEMEL ELEKTRONİK

24

Güç Elektroniği

P – n birleşiminin davranışları üç durum için incelenir.

1. Kutuplamasız ( Polarmasız)

2. Doğru Kutuplamalı ( Doğru Polarmalı)

3. Ters Kutuplamalı (Ters Polarmalı)

TEMEL ELEKTRONİK

25

Güç Elektroniği

Diyodun Karakteristiği

TEMEL ELEKTRONİK

26

Güç Elektroniği

Yukarıdaki devrelerde hangi lambalar ışık vermektedir. (Bazı lambalar tam ışık

vermeyebilir)»

TEMEL ELEKTRONİK

27

Güç Elektroniği

Diyot uygulama alanları

Diyotlar elektronik devrelerde çok farklı amaçlarla kullanılabilir. Bunlardan bazıları aşağıda verilmiştir.

• Doğrultma Devrelerinde (Tam dalga, Yarım Dalga)

• Gerilim ikiliyicilerde

• Kırpıcılar ve limitleyiciler olarak

• Voltajın ya da Akımın yönlendirilmesinde

• Lojik kapıların görevleri diyotlar ile de yapılabilir.

• Role devrelerinde

• Koruma devrelerinde

TEMEL ELEKTRONİK

28

Güç Elektroniği

TEMEL ELEKTRONİK

29

Güç Elektroniği

TEMEL ELEKTRONİK

30

Güç Elektroniği

TEMEL ELEKTRONİK

31

Güç Elektroniği

TEMEL ELEKTRONİK

32

Güç Elektroniği

TEMEL ELEKTRONİK

33

Güç Elektroniği

TEMEL ELEKTRONİK

34

Güç Elektroniği

Zener diyotlar ;

TEMEL ELEKTRONİK

35

Güç Elektroniği

Zener diyotlar ;

Devreye ters kutuplamalı bağlanmalıdır.

Diyot katolog bilgilerinde yazılı olan Zener geriliminden daha düşük gerilim uygulanmamalıdır

Bir seri direnç ile akım sınırlaması yapılacak şekilde devreye bağlanmalıdır.

TEMEL ELEKTRONİK

36

Güç Elektroniği

TEMEL ELEKTRONİK

37

Güç Elektroniği

TEMEL ELEKTRONİK

38

Güç Elektroniği

Zener Diyodun Kullanım Alanları:

Başlıca Zener diyot kullanım alanları aşağıda verilmiştir.

• Kırpma Devresinde:

• Regülatör Devrelerinde

• Koruma devrelerinde

• Belli bir Voltaj değerinin üstünde voltajlarda çalışması gereken devrelerde

TEMEL ELEKTRONİK

39

TEMEL ELEKTRONİK

40

TEMEL ELEKTRONİK

41

ESD Electrostatic discharge

TEMEL ELEKTRONİK

42

Belli bir Voltaj değerinin üstünde voltajlarda çalışması gereken devrelerde

TEMEL ELEKTRONİK

43

TEMEL ELEKTRONİK

44

TEMEL ELEKTRONİK

45

Örnek

Gücü 200 mW (0,2 W) çalışma gerilimi 12 V olan zener diyotun

a) dayanabileceği maksimum akım nedir?

b) Kullanılan zener diyotun bozulmaması için 15 V giriş gerilimi olan yüksüz bir devrede zener diyota

bağlanması gereken ön direncin değerini hesaplayınız.

c)Zener diyota paralel bağlanan 100 Kohmluk yük üzerinden geçen akımını bulunuz.

TEMEL ELEKTRONİK

46

Soru : E güç kaynağı 9 voltluk bir güç kaynağıdır ancak max 12.2 volta kadar çıkabilme kapasitesine sahiptir. VL gerilimi 9

voltta 6,2 Voltta sabit kalıyor ancak güç kaynağından kaynaklanabilecek yukarı yönlü gerilim değişimlerinde de 6,2 Voltta

tutulmak isteniyor.

a. Aşağıdaki zener diyotlardan hangisi seçilmelidir.

b. Seçilen Zener diyot ile güç kaynağından verilebilecek max voltaj nedir.

Zener Maksimum akımı (IZM) (mA) 33 60 146 1460 7300

Zener Gücü (W) 0.25 0.4 1 10 50

TEMEL ELEKTRONİK

47

Tayrektor Diyot

( a )

Ard arda ters seri bağlı iki zener diyodu

gibi çalışır. Geçici ve ani yükselen

gerilimleri önlemede kullanılan bir

diyottur. Her iki yönlü kutuplamalı

bağlantıda da aynı davranışları gösterir.

Diyotlardan biri her zaman açık, yani

iletime kutuplanmış görünür. Bu anda

diğer diyot aynı bir zener özeğrisi

gösterir.

TEMEL ELEKTRONİK

48

Schottky Diyot (Barier=Engel Diyotu)

TEMEL ELEKTRONİK

49

Schottky Diyot (Barier=Engel Diyotu)

(a)

A

K

(b)

bariyer

n tipi silisyum

çift n+ katkılı

TEMEL ELEKTRONİK

50

Schottky Diyot (Barier=Engel Diyotu)

Schottky diyotların normal diyotlardan farkı :

• İleri yönlü iletimde eşik gerilimlerinin normal diyotlardan daha düşük

olması

• ters yönde sızıntı akımlarının normal diyotlardan daha yüksek olması

• Normal diyotlara farkla daha yüksek sıcaklıklıklarda çalışabilir olması Bu

sebeple bazı uygulamalarda schottky diyota sıcak elektron diyodu da

denmektedir.

• İletim süresi normal diyotlara göre daha kısadır.

TEMEL ELEKTRONİK

51

Schottky Diyot (Barier=Engel Diyotu)

Normal diyotlar, alçak frekanslarda, uçlarına uygulanan gerilimin yönü

değiştiğinde, bu değişime uygun olarak hemen iletken ya da yalıtkan durumuna

geçebilirler.

Ancak yüksek frekanslarda (10 MHz ve daha üstü), diyot uçlarına gelen gerilimin

yönü değiştiği halde diyot bir durumdan ötekine hemen geçemez. İşte bu

nedenle yüksek frekanslı devreler için hızlı davranabilen schottky diyotlar

bulunmuştur.

TEMEL ELEKTRONİK

52

Schottky Diyot (Barier=Engel Diyotu)

Schottky Uygulamaları

Yüksek frekanslı güç kaynakları

Serbest geçiğ diyotları görevi

Kutuplama koruması

Akü-Pil doldurma düzenleri

Gözlem devreleri

AA/DA dönüştürücüler (Doğrultucular)

DA/DA dönüştürücüler (DA ayarlayıcılar)

TEMEL ELEKTRONİK

53

Schottky Diyot (Barier=Engel Diyotu)

Schottky diyotların maksimum anma değerleri 75A civarındadır

TEMEL ELEKTRONİK

54

DIAC

TEMEL ELEKTRONİK

55

DIAC

TEMEL ELEKTRONİK

56

Güç ElektroniğiSHOCKLEY Diyodu

Şekil 2.22 Shockley diyodu (a)Sembolü, (b)pn eşdeğeri,

(c)tranzistör eşdeğer devresi (d)akım gerilim özeğrisi

(a)

0 VD

-VD

VA [[[[V]]]]

IA [[[[A]]]]

(d)

p

n

p

n

(b) (c)

TEMEL ELEKTRONİK

57

Güç ElektroniğiSIDAC (Silicon Diode for Alternating Current: AA’da iki Yönlü Yarıiletken Diyot)

TEMEL ELEKTRONİK

58

Güç ElektroniğiSIDAC (Silicon Diode for Alternating Current: AA’da iki Yönlü Yarıiletken Diyot)

TEMEL ELEKTRONİK

59

Güç ElektroniğiIŞIK DİYODU

TEMEL ELEKTRONİK

60

Güç ElektroniğiGüç Elektroniği

Işık Yayan Diyot

TEMEL ELEKTRONİK

61

Güç ElektroniğiGüç Elektroniği

Kızılötesi Işın Yayan Diyot

TEMEL ELEKTRONİK

62

Güç ElektroniğiGüç Elektroniği

Varikap Diyot : varikap

TEMEL ELEKTRONİK

63

Güç ElektroniğiGüç Elektroniği

Tünel Diyotlar

TEMEL ELEKTRONİK

64

Güç ElektroniğiGüç Elektroniği

Tünel Diyotlar

TEMEL ELEKTRONİK

65

Transistörler

a) İki Kutuplu Eklem Tranzistörü (BJT:Bipolar Junction Transistor)

b) MOS transistörler (MOSFET),

c) Yalıtılmış kapılı transist. (IGBT)

TEMEL ELEKTRONİK

66

TRANSİSTÖRLER

-Anahtarlama ve yükseltgeç olarak kullanılır

TEMEL ELEKTRONİK

67

TRANSİSTÖRLER

P ve N malzemelerinin yerleştirilmesine göre ikiye ayrılır :

NPN Tipi

PNP Tipi

TEMEL ELEKTRONİK

68

Transitörlerin Bacak İsimleri

Bir transistörde 3 tane bacak vardır.

1-)KOLLEKTÖR

2-)BASE

3-)EMİTER

Hangi bacağın ne olduğutransistörün NPN mi yoksa PNP mi

olduğuna göre değişir.

TEMEL ELEKTRONİK

69

TEMEL ELEKTRONİK

70

NPN tipi transistörlerde Akım yönü kollektörden emitere doğrudur.

PNP tipi transistörlerde Akım yönü Emiterden kollektöre doğrudur.

TEMEL ELEKTRONİK

71

Transistörler üzerine verilen Voltaja göre iletimde yada kesimde olabilir.Bir transistörü iletime sokabilmek

için gerekli olan şartlar NPN ve PNP transistörlerde farklılık gösterir.

NPN transistörleri iletime sokmak için;1) Kollektör voltajı emiterden yüksek olmalıdır.

Vc > VeVc = KollektörVe = Emiter

2) Vb > Ve + 0.7 ‘den büyük olmalıdır.

PNP tipi transistörünü iletime sokmak için;1) Emiter voltajı kollektör voltajından büyük olmalıdır.

Ve > Vc

2) Ve > Vb + 0.7’ büyük olmalıdır.

TEMEL ELEKTRONİK

72

Transistörlerin kullanım amaçları=

Transistörler 2 amaçla kullanılır ;

1)Tek yönlü anahtarlama=

Transistörlerin iletime geçmesi ile birlikte NPN transistörlerde kollektörden emitere doğru PNP tipi

transistörlerde ise emiterden kollektöre doğru bir akım akar bu akımın yoluna eğer Bir alıcı (lamba-Dc

motor-Role Vb.) bağlanırsa o alıcı çalıştırılmış olur bu sayede örneğin; NPN tipi transistörün kollektörüne

bağlanmış bir Dc motor Base’den 0.7 verilmesi suretiyle Çalıştırılabilir.

2)Yükselteç

TEMEL ELEKTRONİK

73

Şekil 2.37 İki kutuplu tranzistörlerin iletime kutuplanması

(a) npn iletimi (b) pnp iletimi

Rc Rc

25Ω 25Ω

c c

+ Vcc - Vcc

s Rb=5Ω b IC 40V s Rb=5Ω b IC 10V

- +

+ IB + - IB

Eb=5V VBE IE Eb=5V VEB IE

- - e + e

(a) (b)

TEMEL ELEKTRONİK

74

TEMEL ELEKTRONİK

75

TEMEL ELEKTRONİK

76

TEMEL ELEKTRONİK

77

DARLINGTON BAĞLANTI

TEMEL ELEKTRONİK

78

TEMEL ELEKTRONİK

79

TEMEL ELEKTRONİK

80

TEMEL ELEKTRONİK

81

TEMEL ELEKTRONİK

82

FETLER

TEMEL ELEKTRONİK

83

FET ve BJT karşılaştırması yapılacak olursa ;

• FET in tipik olarak 100 MΩ olan çok yüksek bir direnci vardır. BJT lerde bu değer tipik olarak 2kΩ

dur.

• FET in anahtar (veya kıyıcı ) olarak kullanıldığında, sapa gerilimi yoktur.

• FET ler yayınıma (radyasyon) karşı nispeten duyarsızdır. Buna karşın BJT çok duyarlıdır.

• FET, BJT den daha az gürültülüdür.ve bundan dolayı, düşük düzeyli yükselteçlerin (hi-fi FM

alıcılasında yaygın olarak kullanılır) giriş katları için daha uygundur.

• FET, BJT lere göre daha yüksek ısı kararlılığı sağlayacak şekilde çalıştırılabilir.

• FET, BJT den daha küçüktür, ve bu nedenle IC lerde daha yaygın olarak kullanılır.

TEMEL ELEKTRONİK

84

TEMEL ELEKTRONİK

85

TEMEL ELEKTRONİK

86

TEMEL ELEKTRONİK

87

TEMEL ELEKTRONİK

88

TEMEL ELEKTRONİK

89

TEMEL ELEKTRONİK

90

TEMEL ELEKTRONİK

91

TEMEL ELEKTRONİK

92

TEMEL ELEKTRONİK

93

TEMEL ELEKTRONİK

94

TEMEL ELEKTRONİK

95

Genel olarak yüksek voltaj, yüksek akım ve düşük anahtarlama frekansı

gibi değerler için IGBT, düşük voltaj, düşük akım ve yüksek anahtarlama

frekansı gibi değerler için ise MOSFET tercih edilmelidir.

TEMEL ELEKTRONİK

96

TRİSTÖR

TEMEL ELEKTRONİK

97

TRİSTÖR

TEMEL ELEKTRONİK

98

Doğrultma Devreleri

TEMEL ELEKTRONİK

99

1. Yarim dalga dogrultma devresi : Transformatörün sekonderinin bir ucuna seri olarak baglanan bir diyot ile yapilan, diyot yönüne göre bir alternansi kirpan devreye yarim dalga dogrultucu devresi denir.

TEMEL ELEKTRONİK

100

TEMEL ELEKTRONİK

101

TEMEL ELEKTRONİK

102

Tam dalga dogrultma devresi :

Iki diyotlu (orta uçlu) tam dalga dogrultma devresi : Transformatörünsekonderinin her iki ucuna seri ve ayni yönde baglanan birer diyot ile yapilan, diyotyönlerine göre sadece pozitif yada negatif alternanslari geçiren devreye orta uçlu

tam dalga dogrultucu devresi denir.

TEMEL ELEKTRONİK

103

TEMEL ELEKTRONİK

104

TEMEL ELEKTRONİK

105

TEMEL ELEKTRONİK

106

Köprü tipi (iki diyotlu) tam dalga dogrultma devresi : Transformatörün

sekonderine dört adet diyotun (veya köprü diyot) baglanmasiyla yapilan, çikisinda

tek yönlü alternans elde edilen devreye köprü tipi tam dalga

dogrultucu devresi denir.

TEMEL ELEKTRONİK

107

TEMEL ELEKTRONİK

108

TEMEL ELEKTRONİK

109

Kondansatörlü Filtre Devresi

Doğrultma devresinin çıkışına paralel bağlı olan kondansatör, çıkış sinyalini filtre ederek düzgünleştirir. Şekil

1.17'de görüldüğü gibi diyottan geçen pozitif alternans maksimum değere doğru yükselirken kondansatör şarj olur.

Alternans sıfır (0) değerine doğru inerken ise, C, üzerindeki yükü (akımı) alıcıya (RY) verir. Dolayısıyla alıcıdan geçen

doğru akımın biçimi daha düzgün olur. Osiloskopla yapılacak gözlemde bu durum görülebilir. Filtre olarak kullanılan

kondansatörün kapasite değeri büyük olursa çıkıştan alınan DC daha düzgün olur. Doğrultma devrelerinde alıcının

çektiği akım göz önüne alınarak 470-38.000 µF arası kapasiteye sahip kondansatörler kullanılır.

TEMEL ELEKTRONİK

110

Bobinli Filtre Devresi

Bobinler "L" self endüktansına sahiptir. Bir bobinden akan akım, bir direnç üzerinden akan

akıma göre 90° daha gecikmelidir. Bobinlerin bu özellikleri zıt elektro motor kuvvet (E.M.K.)

üretmelerindendir. Bobinden akım geçerken bu akımı azaltıcı etki yapar, devrenin kesilmesi

anında düşen akıma da büyültücü etki yapar. Şekil 1.18’de bobinli filtre devresi görülmektedir.

TEMEL ELEKTRONİK

111

Pi Tipi Filtre Devresi

Yukarıda yapılan açıklamalardan da anlaşılacağı gibi, doğrultucu çıkışına bağlanan paralel

kondansatör, yük direnci uçları arasındaki DC gerilimdeki dalgalanmaları (ripple) azalmakta,

çıkışa seri olarak bağlanan şok bobini ise yük direncinden akan akım dalgalanmalarını

azaltmaktadır. Bu nedenle, Şekil 1.17 ve Şekil 1.18'e benzer şekilde kondansatör ve şok

bobinlerinin sayısının arttırılması oranında, çıkıştan alınan DC gerilim ve akımdaki dalgalanmalar

da azalır. Bunun nedeni, paralel bağlı kondansatörlerin kapasiteleri toplamasıdır. Kondansatör

kapasitesi büyüdükçe deşarjı yavaş olur.

TEMEL ELEKTRONİK

112

Entegre (IC) Gerilim Regülatörleri

Regüleli güç kaynaklarında, entegre regülatör elemanları da yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yaygın olarak kullanılan gerilim regülatör entegreleri ve özellikleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

TEMEL ELEKTRONİK

113

TEMEL ELEKTRONİK

114

TEMEL ELEKTRONİK

115

Ayarlanabilir Gerilim Regülatörleri

LM 317 entegresi kullanımı son derece kolay bir ayarlı gerilim regülatörüdür. Şekil 2.12’de LM317

entegresi kullanılarak gerçekleştirilen devre, kısa devre korumalı olup çıkış akımı 1,5 Amper

değerinde otomatik olarak sınırlanmaktadır. Çıkış gerilimi P potansiyometresi ile ayarlanır.C1

kondansatörü ön filtreleme yapar. Devredeki transformatörün gücü ve köprü diyodun akım değeri

çıkıştan çekilecek akıma göre seçilir.

TEMEL ELEKTRONİK

116

TEMEL ELEKTRONİK

117

2675 serisi entegreler

TEMEL ELEKTRONİK

118

2675 serisi entegreler

TEMEL ELEKTRONİK

119

TEMEL ELEKTRONİK

120