Transistörlü amplifikatör nedir ?
Transistörlü amplifikatör, sinyalleri güçlendirmek için transistörlerin kullanıldığı bir elektronik devredir. Transistörler, küçük bir giriş sinyalini alıp, bu sinyali daha büyük bir çıkış sinyaline dönüştürerek, ses, radyo frekansları veya dijital sinyaller gibi elektriksel sinyalleri yükseltir. Bu tür amplifikatörler, özellikle ses sistemleri, radyo vericileri, cep telefonları ve çeşitli elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılır.
Transistörlü Amplifikatörün Çalışma Prensibi
Transistör, bir tür yarı iletken cihazdır ve iki işlevi vardır: anahtarlama ve sinyal yükseltme. Transistörlü amplifikatörlerde, transistör bir sinyali yükseltmek için kullanılır. Giriş sinyali transistörün baz terminaline uygulanır, kollektör terminalinden ise yükseltilmiş sinyal alınır. Bu sırada emiter terminali topraklama görevi görür.
Transistörlü Amplifikatörlerin Temel Türleri
Transistörlü amplifikatörler farklı sınıflarda çalışabilirler. Bu sınıflar, amplifikatörün verimliliğini ve performansını etkiler. Transistörlü amfi modelleri:
-
Class A Amplifikatörler:
- Çalışma Şekli: Transistör sürekli açık kalır ve sürekli akım çeker.
- Avantajı: Düşük distorsiyon (bozulma) ve yüksek doğruluk sağlar.
- Dezavantajı: Verimi düşüktür, çok ısınır ve enerji tüketimi fazladır.
-
Class B Amplifikatörler:
- Çalışma Şekli: Transistör yalnızca sinyalin yarısını yükseltir (pozitif veya negatif yarısını).
- Avantajı: Daha verimlidir, daha az enerji harcar.
- Dezavantajı: Geçiş bozulması olabilir, bu da sinyalin doğruluğunu etkileyebilir.
-
Class AB Amplifikatörler:
- Çalışma Şekli: Class A ve Class B’nin bir kombinasyonu olarak çalışır. Geçiş bozulmasını azaltır.
- Avantajı: Hem verim hem de doğruluk açısından dengeli bir yapı sağlar.
- Dezavantajı: Orta derecede enerji tüketir.
-
Class C Amplifikatörler:
- Çalışma Şekli: Transistör sinyalin çok küçük bir bölümünde çalışır. Genellikle radyo frekansı (RF) sinyallerinin yükseltilmesinde kullanılır.
- Avantajı: Çok yüksek verim sağlar.
- Dezavantajı: Yüksek distorsiyon üretebilir, bu nedenle ses uygulamalarında kullanılmaz.
Transistörlü Amplifikatörlerin Avantajları
- Daha küçük boyut ve maliyet: Tüp tabanlı amplifikatörlere göre çok daha küçük ve maliyet etkindir.
- Daha yüksek verim: Transistörlü amplifikatörler daha az enerji tüketir ve daha az ısınır.
- Uzun ömür: Transistörler daha dayanıklıdır ve daha uzun süre kullanılabilir.
Kullanım Alanları
- Ses sistemleri: Hoparlörlere gönderilen sinyalleri yükseltmek için.
- Radyo ve televizyon vericileri: Yayın sinyallerini güçlendirmek için.
- Mobil cihazlar: Cep telefonlarında sinyal işleme.
- Endüstriyel kontrol sistemleri: Hassas kontrol ve sinyal yükseltme işlemlerinde.
Transistörlü amplifikatörler, modern elektronik cihazların vazgeçilmez parçalarından biridir. Verimlilik, boyut ve performans açısından sundukları avantajlarla pek çok alanda tercih edilirler.
Transistörlü amplifikatör devrelerinde, farklı uygulamalar ve performans ihtiyaçlarına göre birçok model geliştirilmiştir. Her model, belirli bir frekans, güç, sinyal doğruluğu, ses kalitesi veya verimlilik gereksinimini karşılamak için tasarlanmıştır. Aşağıda en çok tercih edilen 50 transistörlü amplifikatör devresi modelini bulabilirsiniz:
1. 2N3055 Power Amplifier
- Güç amplifikatörü, genellikle ses sistemlerinde kullanılır.
2. BC547/BC557 Small Signal Amplifier
- Küçük sinyallerin yükseltilmesinde kullanılan genel amaçlı transistörlü devre.
3. TIP41/TIP42 Audio Amplifier
- Ses sinyallerini yükselten transistör çiftleriyle kullanılan devre.
4. Class A Single Transistor Amplifier
- Basit ama verimsiz olan, düşük güçlü ses uygulamaları için tercih edilen devre.
5. Class B Push-Pull Amplifier
- Daha yüksek verimle çalışan, genellikle iki transistörle yapılmış push-pull konfigürasyonu.
6. Class AB Amplifier
- Hem verim hem de ses kalitesi için dengeli bir yapı sunan popüler bir model.
7. Darlington Pair Amplifier
- İki transistörün bir araya gelerek yüksek kazanç sağlayan amplifikatör modeli.
8. 2N2222 Low Power Amplifier
- Düşük güçlü uygulamalar için uygun olan küçük sinyal transistörü.
9. 2N7000 MOSFET Amplifier
- Yüksek giriş empedansı ve hızlı anahtarlama özellikleriyle düşük sinyalli uygulamalarda kullanılır.
10. BD139/BD140 Amplifier
- Genellikle ses amplifikatörlerinde kullanılan, orta güç transistörler.
11. TIP31/TIP32 Power Amplifier
- Yüksek güç çıkışı ve geniş ses uygulamaları için kullanılan popüler bir model.
12. Sziklai Pair Amplifier (Darlington alternative)
- Darlington çiftine benzer, ancak bazı avantajlara sahip olan yapı.
13. TDA2030 Integrated Amplifier
- Popüler bir entegre devre, transistörler yerine ses amplifikasyonu için kullanılır.
14. Class D Switching Amplifier
- Yüksek verimli ve düşük ısılı dijital bir amplifikatör türü.
15. EF (Emitter Follower) Amplifier
- Gerilim kazancı olmadan akım kazancı sağlayan yapı.
16. Quasi-Complementary Amplifier
- Güç amplifikatörlerinde kullanılan bir yapı, simetrik çıkış sağlar.
17. 2N3904/2N3906 Transistor Pair
- Küçük sinyal yükseltici ve anahtarlama devrelerinde sıkça kullanılır.
18. Class C RF Amplifier
- Radyo frekansı sinyallerini yükseltmek için kullanılır.
19. 2SC5200/2SA1943 Power Transistor Pair
- Yüksek güç ses amplifikatörlerinde popüler bir transistör çiftidir.
20. LM386 Audio Amplifier
- Düşük voltajlı, küçük ve düşük güçlü ses amplifikatörü.
21. BC337/BC327 Complementary Pair
- Orta güç ses amplifikatörlerinde kullanılan bir transistör çifti.
22. TIP122/TIP127 Darlington Amplifier
- Yüksek kazançlı Darlington transistörleri içeren bir amplifikatör.
23. Class G Amplifier
- Yüksek verimli, sınıf AB'ye benzeyen bir yapı, özellikle yüksek güçlü ses sistemlerinde kullanılır.
24. MOSFET Class AB Amplifier
- MOSFET tabanlı sınıf AB amplifikatörü, yüksek güç çıkışı sağlar.
25. LTP (Long Tail Pair) Differential Amplifier
- Farklı sinyalleri karşılaştırmak ve yükseltmek için kullanılır, özellikle op-amp devrelerinde bulunur.
26. J-FET Amplifier
- JFET (Junction Field Effect Transistor) kullanan düşük distorsiyonlu amplifikatörler.
27. High-Power MOSFET Amplifier
- MOSFET'lerin yüksek güç uygulamalarında kullanılan bir yapı.
28. Darlington Power Amplifier (TIP142/TIP147)
- Yüksek güç ve yüksek kazanç sağlayan popüler bir Darlington transistör çifti.
29. Class H Amplifier
- Gelişmiş verimli güç amplifikatörlerinden biri, özellikle profesyonel ses sistemlerinde kullanılır.
30. Complementary Symmetry Amplifier
- Simetrik transistör çiftleri kullanan verimli bir amplifikatör yapısı.
31. Class E RF Power Amplifier
- Radyo frekansı sinyallerini güçlendiren, yüksek verimliliğe sahip bir yapı.
32. Darlington Audio Amplifier
- Darlington transistörleri ile yapılan ses amplifikatörü.
33. High-Fidelity Audio Amplifier
- Yüksek doğrulukta ses sinyallerini yükselten yapı.
34. Single-Ended Class A Amplifier
- Basit, düşük distorsiyonlu ama verimsiz olan ses amplifikatörü.
35. Complementary Push-Pull Amplifier
- Ses amplifikasyonu için popüler bir yapı, düşük distorsiyon sağlar.
36. Voltage Follower (Common Collector) Amplifier
- Voltaj kazancı sağlamadan sinyalin akımını yükselten yapı.
37. Common Emitter Amplifier
- Voltaj kazancı sağlayan, yaygın kullanılan bir amplifikatör türü.
38. Class D Audio Amplifier
- Yüksek verimli dijital ses amplifikatörü.
39. 2N2219 General-Purpose Amplifier
- Genel amaçlı yükseltici ve anahtarlama devrelerinde kullanılır.
40. 2N7002 MOSFET Amplifier
- Küçük sinyallerin MOSFET’ler ile yükseltildiği bir yapı.
41. 2N2907/2N2222 Amplifier
- Genel amaçlı, orta güç ses ve sinyal amplifikatörü.
42. TIP31/TIP32 Class AB Amplifier
- Güç amplifikatörleri için popüler bir transistör çiftidir.
43. Voltage Gain Stage Amplifier
- Genellikle ses ve radyo frekansları için kullanılan bir voltaj kazanç katı.
44. Darlington Power Transistor Amplifier
- Yüksek güçlü sinyal amplifikasyonu için Darlington konfigürasyonu kullanılır.
45. Common Base Amplifier
- Giriş empedansı düşük, çıkış empedansı yüksek bir amplifikatör türü.
46. MOSFET Power Amplifier
- Yüksek güç sinyallerini yükselten MOSFET tabanlı devre.
47. 2N5088 Low-Noise Amplifier
- Düşük gürültülü uygulamalar için ideal bir amplifikatör modeli.
48. Class G High-Efficiency Amplifier
- Yüksek güçlü, düşük ısılı ses amplifikatörü.
49. Class A Tube Amplifier (Transistor Hybrid)
- Tüp ve transistörlerin kombinasyonu ile yapılmış hibrit bir yapı.
50. Cascode Amplifier
- Yüksek frekans performansı için kullanılan bir transistör amplifikatör yapısı.
Bu amplifikatör devreleri, farklı güç, frekans ve sinyal doğruluğu ihtiyaçlarını karşılamak için çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Özellikle ses sistemlerinden RF (radyo frekansı) uygulamalarına kadar geniş bir yelpazede yer bulurlar.
Op-amp Amplifikatör Nedir ?
Op-amp (Operational Amplifier) amplifikatör, genel olarak sinyalleri yükseltmek ve işlemek için kullanılan yüksek kazançlı bir elektronik devredir. Op-amp, iki giriş terminaline (tersleyici ve terslemeyen) ve bir çıkış terminaline sahiptir. Temel olarak, giriş sinyallerindeki farkı yükselterek çıkışa aktarır. Op-amp'lar, doğrusal işlemler (yükseltme, entegrasyon, diferansiyasyon gibi) ve dijital işlemler için kullanılır.
Op-amp Amplifikatörlerin Çalışma Prensibi
Op-amp devresinin iki temel giriş ucu vardır:
- Tersleyici giriş (-): Buraya uygulanan sinyal op-amp içinde terslenir. Yani, giriş sinyali pozitifse çıkış sinyali negatif olur.
- Terslemeyen giriş (+): Buraya uygulanan sinyal terslenmeden yükseltilir. Yani giriş sinyali pozitifse çıkış sinyali de pozitif olur.
Bir op-amp, bu iki giriş sinyalinin farkını (diferansiyel) yükseltir ve bunu çıkışa iletir. Yani çıkış sinyali, girişlerdeki farkı temsil eder: C¸ıkıs¸ Sinyali=A(V+−V-)\text{Çıkış Sinyali} = A (\text{V+} - \text{V-})C¸ıkıs¸ Sinyali=A(V+−V-) Buradaki A, op-amp'in kazancıdır ve genellikle çok yüksek (binlerce) bir değere sahiptir.
Op-amp Amplifikatör Çeşitleri
Op-amp'ler farklı konfigürasyonlarda kullanılarak çeşitli amplifikatör devreleri oluşturulabilir:
1. Tersleyici (Inverting) Amplifikatör
- Çalışma Prensibi: Giriş sinyali tersleyici (-) uca uygulanır ve çıkış sinyali terslenmiş olarak elde edilir. Kazanç, dirençler aracılığıyla belirlenir.
- Kazanç Formülü: A=−RfRinA = -\frac{R_f}{R_{in}}A=−RinRf (Burada RfR_fRf, geri besleme direnci, RinR_{in}Rin giriş direncidir.)
2. Terslemeyen (Non-inverting) Amplifikatör
- Çalışma Prensibi: Giriş sinyali terslemeyen (+) uca uygulanır ve sinyalin fazı değişmeden yükseltilir.
- Kazanç Formülü: A=1+RfRgA = 1 + \frac{R_f}{R_g}A=1+RgRf (Burada RfR_fRf, geri besleme direnci, RgR_gRg ise topraklama direncidir.)
3. Gerilim Takipçisi (Voltage Follower)
- Çalışma Prensibi: Terslemeyen girişe sinyal uygulanır ve kazanç 1 olur. Yani giriş sinyali olduğu gibi çıkışa aktarılır. Bu devre, sinyali yükseltmeden tampon görevi görür.
- Kazanç: 1 (Yani giriş sinyali ile çıkış sinyali aynıdır.)
4. Fark Amplifikatörü (Differential Amplifier)
- Çalışma Prensibi: İki giriş sinyali arasındaki farkı yükseltir. Özellikle sinyal işleme ve kontrol sistemlerinde kullanılır.
- Kazanç Formülü: A=RfRin×(V+−V-)A = \frac{R_f}{R_{in}} \times (\text{V+} - \text{V-})A=RinRf×(V+−V-)
5. Toplayıcı (Summing) Amplifikatör
- Çalışma Prensibi: Birden fazla giriş sinyalini toplar ve bu sinyallerin ağırlıklı toplamını çıkış sinyali olarak verir.
- Kullanım Alanı: Dijital-analog çeviriciler, ses karıştırıcı devreleri.
6. Entegratör Amplifikatör
- Çalışma Prensibi: Giriş sinyalinin zamanla integrali alınır ve bu sinyale karşılık gelen çıkış sinyali oluşturulur. Kapasitör kullanılarak yapılır.
- Kullanım Alanı: Sinyal işleme, dalga şekillendirme devreleri.
7. Türevleyici Amplifikatör
- Çalışma Prensibi: Giriş sinyalinin zamanla türevi alınarak çıkışa aktarılır. Direnç ve kapasitör kombinasyonu ile elde edilir.
- Kullanım Alanı: Sinyal işleme, ivme ölçme devreleri.
Op-amp Amplifikatörlerin Avantajları
- Yüksek kazanç: Yüksek sinyal yükseltme kapasitesi.
- Yüksek giriş empedansı: Giriş sinyalini bozmadan alabilme yeteneği.
- Düşük çıkış empedansı: Çıkışta güçlü sinyaller sağlayabilir.
- Esneklik: Farklı konfigürasyonlar ve uygulamalarda kullanılabilir.
- Stabilite ve hassasiyet: Hassas sinyal işleme sağlar, özellikle geri besleme devrelerinde doğrulukla çalışır.
Kullanım Alanları
- Ses amplifikatörleri: Hoparlörlere ya da kulaklıklara güç sağlamak için.
- Sinyal işleme devreleri: Analog sinyallerin işlenmesi ve filtrelenmesinde.
- Endüstriyel kontrol devreleri: Sinyal izleme ve geri besleme kontrol sistemlerinde.
- Hassas ölçüm cihazları: Voltaj, akım, sıcaklık vb. ölçüm uygulamalarında.
- Osilatör devreleri: Zamanlayıcı ve sinyal üreticilerde.
Op-amp amplifikatörler, modern elektronik sistemlerin temel yapı taşlarından biridir ve çok sayıda analog ve dijital uygulamada yaygın olarak kullanılır.