FET Transistörün Bayaslanması
Bir bayas devresi transistörü (FET, BJT transistör vs) özel bir durum söz konusu olmadıkça AKTİF BÖLGEDE çalışmasını sağlamak için tasarlanır. BJT transistörlerde bildiğiniz gibi beyz akımı bayas devresinin hesaplanmasında önemlidir. Fakat FET transistörlerde Gate akımı (IG=0) sıfırdır. FET transistörün aktif bölgede çalışabilmesi için Gate-Source arası voltaj negatif olur. Aşağıda bir JFET transistörün self-bayas devresi görülmektedir.
Yukarıdaki devrede IG akımı sıfır olduğu için ID akımı IG akımına eşit olacaktır.
ID = IG
RS direnci üzerinden geçen ID akımı burada Source tarafı pozitif toprak tarafı negatif olacak şekilde bir voltaj oluşturur. IG akımı sıfır olacağı için RG direnci üzerinden hiç akım geçmeyecek ve RG direnci üzerinde bir voltaj düşümü olmayacaktır. Fakat Gate-Source arasında RS direnci üzerinde görülen voltaj NEGATİF olarak görülecektir. Bu voltaj JFET transistörün bayas voltajıdır. Bu söylediklerimizi formül haline getirirsek;
Çıkış devresi için;
VDD = ID (RD + RS) + VDS
Gate – Source arası voltaj, IG = 0 olduğu için;
VGS = -ID x RS
ID akımı;
ID = IDSS (1 – (VGS / Vp)2 )
Yukarıdaki formüllerle JFET için Q çalışma noktası kolayca bulunabilir.
Şimdi JFET transistörün bayaslanmasına ilişkin birkaç örnek yapalım.
N-Kanal bir JFET için;
IDSS= 4mA
Vp=-5V.
VDD=12V
RD=4,7 Kohm
RS=470 ohm
Olarak verilmiştir.
Q noktasının (ID, VDS) yerini bulunuz.
ID = IDSS (1 – (VGS / Vp)2 )
Formülüne bakacak olursak Vp voltajı VGS voltajına eşit olursa ID akımı IDSS akımına eşit olur. Yani IDSS akımı verilen –Vp değerindeki doyum akımıdır. Bizim bulacağımız ID akım değeri IDSS akımından daha küçük olmalıdır. Pratik olarak VD değeri yaklaşı olarak VDD/2 olmalı ve VGS değeri –Vp değerinin yarısı kadar olmalıdır. Buna göre VGS değerini –2V olarak seçersek;
ID= 4 (1 – (-2 / -4)2 )
ID= 4 (1 – 0,5)2
ID= 4 (0,5)2
ID= 1mA olarak bulunur.
VDS voltajı;
VDD= ID (RD + RS) + VDS
VDS= VDD – (ID (RD + RS))
VDS= 12 – (1 (4,7 + 0,47))
VDS= 12 – (1 (5,17))
VDS= 12 –5,17
VDS= 6,83V olarak bulunur.
VD voltajı;
VD= VDD – ID (RD)
VD= 12 – 1 (4.7)
VD= 12 – 4,7
VD= 7,3V olarak bulunur.
Sonuç olarak; ID=1mA, VDS=6,83V ve VD=7,3V olarak bulunur. Dikkat ederseniz RG direnci hesaplamalara girmedi. Nedeni, IG akımının sıfır olmasıdır. Bu direnç çıkışına bağlanacağı devrenin çıkış direncini etkilemeyecek büyükte seçilir.
BJT transistörlerin bayaslanmasında geçerli olan bayas kararlılığına ait kurallar FET ler için de geçerlidir. Şimdi üniversal bayas devresine sahip bir JFET devresinin çözümlemesini yapalım.
Yukarıdaki devrede VDD=20V, RG1=470K, RG2=150K, RD=3,3K, IDSS=5mA ve VGS(off)=-4V verilmiştir. VGS(off) Vp nin başka bir adlandırmasıdır. Şimdi transistörün aktif durumda çalışması için RS direncimin değerini hesaplayalım. Yani ID akımı 2,5mA olsun.
Transistörün VGG voltajı (Gate – toprak arası voltaj)
VGG= VDD RG1 / ( RG1 + RG2 )
VGG= 20 x 150 / ( 470 + 150 )
VGG= 4,84V olarak bulunur.
Bayas direçlerinin eşdeğerine RG dersek;
RG= RG1 x RG2 / ( RG1 + RG2 )
RG= 470 x 150 / ( 470 + 150 )
RG=114K olarak bulunur.
Yukarıdaki eşdeğer devreye dikkatle bakacak olursak;
VGG = VGS + ( ID x RS )
Olarak yazılabileceğini görebiliriz.
Ayrıca IDSS akımının yani en büyük akımın VGS = 0V da olduğunu ve ID akımının 0mA değerinin yani ID nin kesim değerinin –Vp voltajında olduğunu biliyoruz. O zaman VGS değerini Vp/2 olarak düşünürsek;
VGG= VGS + (ID x RS)
RS = (VGG - VGS) / ID
RS = (4,84 – (-2)) / 2,5
RS = 2,7K olarak buluruz.
Basit bir kontrol yapalım. Transistörün VGS voltajının negatif, transistörden akım geçmesi için –Vp voltajından küçük olması gerekmektedir. ID akımının IDSS akımından küçük olması gerektiğini ve 2.5 mA olarak önceden tespit etmiştik.
VS = RS x ID
VS = 2,7 x 2,5
VS = 6,75V
VGG = 4,84V idi.
VGG = VGS + ( ID x RS ) formülünü
VGG = VGS + VS olarak yazabiliriz. Buradan VGS ;
-VGS = VS - VGG
-VGS = 6,75 – 4,84
VGS = -1,91 V olduğu (yaklaşık -2V) tekrar görülür.
Sayfayı Yazdır
Anketler
Tavsiye Et
Bize Yazın
Ana Sayfa
Sanal Mağaza
Adres ve Telefon Numaraları için Tıklayın...