Sayfa 19

Geçen sayıda basit transistör devreleriyle tanışmış ve bunların işlevlerini görmüştük. Bu ay ise Op-amp'lara ve sayısal entegre devrelere değineceğiz. Bir zamanlar elektronik mühendisleri zamanlarının çoğunu transistörlü yükselticilerin tasarımı için harcıyorlardı. Bunların en zoru ise kuplaj transistörü kullanmayan doğrudan kuplajlı yükselticilerdi. Doğrudan kuplajlı yükselticilerin avantajları frekans bantlarının geniş olması, çok düşük frekanslı sinyalleri ve hatta DC gerilimleri bile yükseltebilmeleridir. Yani girişe çok küçük bir DC gerilim tatbik edildiğinde çıkıştan daha büyük bir DC gerilim elde edilebilmektedir. Ancak bias gerilimde meydana gelebilecek en küçük bir değişiklik çıkış geriliminde büyük değişiklikler meydana getirebileceği için çok dikkatli olarak tasarımlanmaları gereklidir. Bugün bu zahmetlerin hepsi geride kalmıştır, çünkü artık entegre devre şeklinde hazır DC yükselteçler her yerde bulunmaktadır. Bu işin nasıl yapılacağını daha önce transistörleri incelerken görmüştük. Bildiğiniz gibi bir silikon parçasının direnci yabancı maddeler ile kirletilerek istenildiği gibi değiştirilebilir. Yine silikon plakaların üzerlerini oksitle kaplamak ve bunun da üzerine bir metal parça koymak suretiyle kondansatör elde edilebilmektedir (MOSFET'lerin GATE'leri gibi). Silikondan elektroniğin 4 ana elemanı (diyot, transistör, direnç ve kondansatör) elde edilebileceğine göre bunların birarada imal edilerek komple devreler elde edilmemesi için bir neden yoktur. Aslında bu fikir transistörün bulunuşu ile ortaya çıkmıştır, ancak o günlerin teknolojisi buna el vermemiştir. Günümüzde bu tip entegre fiyatları tek bir transistörün fiyatına yakındır. Bunun da nedeni böyle bir devrenin imali için transistörle aynı sayıda imalat safhasının yeterli olmasıdır.

DC kuplajlı entegre devre yükselticilerinin en popüleri kuşkusuz 741'dir ve bu sayımızda bu entegre devreyi ele alacağız. Bazı elektronikçiler 741'in iç yapısını da bilmeyi isterler. Ancak bir devre tasarımı için iç yapıyı bilmenin hiçbir faydası yoktur. Yani entegre devrelerin iç yapılarının (ki oldukça karmaşıktır) bilinmesi kişiye fazladan bir avantaj sağlamamaktadır. Bu yüzden entegre devreler bir kutu olarak gösterilir. Önemli olan giriş terminallerine bir sinyal tatbik edildiğinde çıkıştan ne gibi bir sonuç alınacağının bilinmesi.

Resim 1'de sembolü gösterilen 741, bir fark yükselticidir. (+) ve (—) olmak üzere iki girişi bulunmakta, bu iki girişteki sinyallerin farkı alınarak

2. VÜN hn MV LA

Resim 1: Fark amplifikasyonu.

ANIL GÜL yükseltilmektedir. Örneğin her iki girişe de aynı sinüs dalgası tatbik edildiğinde çıkış ucundaki gerilim sıfır olur, çünkü (+) ve (—) girişler arasındaki fark sıfırdır. Diğer taraftan girişlerden birine sinüs dalgası ters çevrildiğinde iki giriş arasındaki fark

- bu iki sinüs dalgasının iki katı olacağı için çıkışta da bunun epeyce yükseltilmişi belirir. Bu şekilde iki girişli yükselteç yapılmasının bazı avantajları bulunur. Birincisi dengeli sinyallerin yükseltilebilmeleri ve bu yükseltme esnasında şebeke gerilimden gelen distorsiyonun ortadan kaldırılabilmesidir. Dengeli sinyal demek birbirinin aynısı fakat fazları ters iki sinyal demektir. İki ayrı giriş bulunmasının diğer bir avantajı da yükselticinin iki türlü kullanılmasıdır. Giriş sinyali pozitif (veya çevirmeyen) girişe tatbik edildiğinde çıkış sinyalinin fazı giriş sinyali ile aynı fazda olur. Giriş sinyali negatif (çevirici) girişe tatbik edildiğinde ise çıkıştaki yükselmiş sinyal, giriştekine göre 180 derece faz farkı taşır. 741 entegre devresi çeşitli tip kılıflar içerisinde satılmaktadır. Bunların içinde en yaygın olanı Resim 2'de gösterilen 8 bacaklı kılıftır. 8 bacakta kullanılmamasına rağmen bacakların numaralandırılması ve tanınması kolaydır. Ayrıca entegre devrelerin büyük çoğunluğu DIL diye adlandırılan bu tip kılıfı kullanmaktadır. (+) ve (—) ile gösterilen bacakların besleme kaynağı ile bir ilgisi bulunmayıp, çevirici (negatif) ve çevirmeyen (pozitif) girişleri göstermektedir (2 ve 3 no'lu bacaklar). 6 no'lu bacak ise çıkış ucudur. (+) ve (—) besleme gerilimi uçları ise sırasıyla 7 ve 4 no'lu bacaklardır. 741'lerde genellikle (+) ve (—) simetrik besleme kaynağı kullanılmaktadır. Örneğin 7 no'lu bacağa +9 Volt, 4 no'lu bacağa —9 Volt gibi. Fakat ileride de anlatılacağı gibi 4 no'lu bacak sıfır Volt olacak şekilde 741'leri tek besleme kaynağından beslemek de mümkündür. 741'lerin DC ve AC gerilim kazançları 100.000 civarındadır. İlk bakışta bu kadar yüksek bir kazanç korkutucu ve işe yaramaz gibi gözükebilir. Resim 3'deki devre ile bir deney yaparsak bu konu hakkında daha detaylı bilgi sahibi olabiliriz. Burada ölçü aleti çıkış gerilimini ölçmektedir ve 741'in (—) girişi toprağa (0 volta) bağlanmıştır. 10 K potansiyometresi ile oynamak suretiyle 3 no'lu (+) girişi de 0 Volt yaparak çıkışı da sıfır yapmaya uğraşın. Ancak ölçü aleti ya +9 Volt, ya da —9 Volt gösterecektir. Eğer çıkışı 0 Volt yapabilirseniz bu değerin çok kısa bir süre sonra yine ya +9 Volt, ya da —9 Volt olduğunu göreceksiniz. Bunun nedenini anlamak pek zor değildir. Kazanç 100.000 civarında olduğu için çıkıştaki 1 Volt, girişte 1/100.000 Volt'a karşılık gelmektedir. Başka bir deyişle giriş uçları arasındaki 10 mikrovolt bile çıkışın doyuma ulaşmasına neden olmaktadır.