Akademik Veri Yönetim Sistemi
Karahan Kitabevi Yayınları, Adana, 2021
Günümüzde çok farklı
alanlarda kullanıma giren elektronik cihazlar, hayatımızın her anında
vazgeçilmez hale gelmiştir. Karmaşık ve yüzlerce farklı alt blok içeren
cihazların yanı sıra çok basit ancak zekice kurgulanmış temel elektronik
devreleri ile insan hayatına dokunan fikirler ve ürünler hemen her alanda
karşımıza çıkmaktadır. Bu anlamda, ihtiyaç duyulan tasarım ve üretimlere katkı
sağlayacak mühendislerin yetişmesi için, doğru teorik olmadan pratik olmaz
düsturu ön şart kabul edilmeli, eğitimleri iyi planlanmış, sade, birbiri ile
çelişmeyen ve uygulamalı bilgilendirmeye dayalı olmalıdır.
Birçok bilim dalının
ana omurgasını teşkil eden temel elektronik konuları ile ilgili yabancı
dillerde yazılmış çok sayıda kitap olmasına rağmen, ülkemizde
başvurabileceğimiz Türkçe kaynak sayısı oldukça azdır. Bu kitap ülkemizde
eksikliği görülen mikroelektronik alanında, uygulamalarla kavrama düzeyinde
bilgi edinmek isteyenler için hazırlanmıştır. Deney öncesi bilgilendirmeler nispeten
uzun tutulmuş, gerekli teorik altyapı geniş bir özetle verilmeye çalışılmıştır.
Kitabın birinci
cildi yarıiletken cihazların tanınmasına, karakteristik özelliklerinin elde
edilmesine ve devre içerisinde kullanılmasına yönelik hazırlanmış, ikinci cildi
ise farksal yükselteç, güç yükselteçleri gibi çoklu transistör devreleri ile
başlayıp, bu yapıların birlikte kullanımıyla oluşturulan OPAMP (operational
amplifier) ve devre
uygulamaları ile devam etmiştir. Bunların yanında ilave tümleşik devreli
çeşitli uygulamalara da yer verilmiştir.
Elektronik
konularının yaygınlık alanının genişliği ve yenilenme hızının yüksekliği göz
önünde bulundurulursa, bu alan içine giren herhangi bir konunun bir kitabın
sınırları içinde tüm yönleri ile incelenmesi pek mümkün değildir. Ayrıca
verilen bilgilerin güncelliği çok uzun süreler korunamayabilir. Bu nedenle
okuyucular, bu kitapta bahsi geçen konuları farklı güncel kaynaklardan da
incelemeli, aynı konulara getirilen farklı bakış açılarını görmelidir.
Bu kitabın hedef
kitlesi, temelde elektrik elektronik mühendisliği, elektronik ve haberleşme
mühendisliği ve biyomedikal mühendisliği branşlarında eğitim alan mühendis
adayları olup, bunların dışında kendisini mikroelektronik alanında geliştirmek
isteyen bütün okuyuculara da hitap etmektedir. Kitaptan en iyi şekilde
yararlanmak için yeterli düzeyde devre analizi bilgisi gereklidir.
Kitabın giriş
bölümünde, bir elektronik laboratuvarında çalışırken göz önünde bulundurulması
gereken durumlar ve fayda sağlayacak ipuçlarından bahsedilmiş, çalışma
güvenliğini temin edecek önlemler irdelenmiştir.
Birinci bölümde, yarıiletken
devre elemanlarının temelini oluşturan p ve n tipi malzemelerden bahsedilmiş ve
oluşturulan bir p-n eklemi ile diyotun çalışma mekanizması
anlatılmıştır. Diyotlu devreleri analiz ederken sıklıkla kullanılan farklı yöntemler
incelenmiş ve son olarak LED ve zener diyotlara değinilmiştir.
İkinci bölümde,
klasik bir DC güç kaynağında yer alan, AC bir gerilimi DC gerilime dönüştürme
işlemi için gerekli diyotlu doğrultma devrelerinin çalışması anlatılmış ve bu
devrelerin karakteristik eğrileri elde edilmiştir. Yarım ve tam dalga
doğrultucular ve bu devrelerin filtreli durumları ayrı ayrı analiz edilmiştir.
Elektronik
devrelerde belirli bir işaret kullanarak farklı bir dalga biçimi elde edebilmek
için bu işaretin genliğinde, DC seviyesinde veya dalga formunda bazı
değişiklikler yapmak gerekir. Üçüncü bölümde diyot elemanının elektronik
devrelerdeki en temel uygulamalarından olan ve işaretlerin şekillendirilmesinde
kullanılan kırpıcı, kenetleyici ve gerilim katlayıcı devrelerin çalışma
prensipleri incelenmiştir.
Dördüncü bölümde, günümüzde
mikroelektroniğin temel yapıtaşlarından biri olan BJT elemanının çalışma
mekanizması anlatılmış ve temel akım gerilim karakteristik eğrileri elde
edilmiştir. Transistörün kesim, ileri aktif, ters aktif ve saturasyon çalışma
bölgeleri ayrı ayrı incelenmiş ve DC analizi yapılarak yük hattı elde edilmiştir.
Beşinci bölümde BJT’nin
farklı çalışma bölgelerinde çalışması için nasıl kutuplanacağı üzerinde
durulmuştur. Belirli bir amaca yönelik olarak kutuplanan transistörlü
devrelerin kararlılık durumları analiz edilmiş ve
transistör terminallerinin farklı bağlantı şekilleri ile oluşturulan ortak
emiter, ortak kollektör ve ortak bazlı devre yapılarına yer verilmiştir.
En çok kullanılan devre
türlerinden biri olan kuvvetlendiriciler, akım veya gerilim olarak uygulanan
bir giriş işaretini devrenin çıkışına kuvvetlendirerek aktaran devrelerdir. Altıncı bölüm, BJT’li lineer kuvvetlendirici devrelerinin devre
girişine uygulanan zamanla değişen bir küçük işareti kuvvetlendirmesi ve
devrenin küçük işaret AC analizinin yapılmasına dayanmaktadır. Bu bölümün
sonunda, daha önce bahsedilen ortak emiter, ortak kollektör ve ortak bazlı
kuvvetlendiricilerin detaylı şekilde karşılaştırılmalarına yer verilmiştir.
Yedinci bölüm,
transistörün sıklıkla kullanılan diğer bir uygulaması olan anahtarlama
devrelerine ayrılmıştır. Transistör ile bir rölenin nasıl sürülebileceği
anlatılmış ve yüksek akım çekebilecek olan yüklerin anahtarlanması
gerçekleştirilmiştir.
Sekizinci bölümde günümüzde
artık bir teknoloji standardı haline gelmiş, tümleşik devrelerin,
mikroişlemcilerin, hafıza elemanlarının gerçekleştirilmesinde kullanılan ve
diğer yandan analog devrelerde de çok önemli bir yapıtaşı olan alan etkili
transistöre yer verilmiştir. Bu bölümde MOSFET’in fiziksel yapısı anlatılmış,
DC analizi yapılarak yük hattı elde edilmiş ve farklı çalışma
modlarından bahsedilmiştir.
MOSFET, BJT’de olduğu
gibi, uygun DC kutuplamaya tabi tutulduğunda zamanla değişen küçük işaretleri
yükselten bir kuvvetlendirici olarak kullanılabilmektedir. Dokuzuncu bölümde MOSFET’in küçük işaret parametreleri açıklanmış,
küçük işaret AC modeli oluşturulmuş ve farklı devre topolojileri için
kuvvetlendiriciler incelenmiştir. Bölüm sonunda yine üç genel kuvvetlendirici
devresinin detaylı karşılaştırılmasına yer verilmiştir.
Bir
kuvvetlendiricinin kazancı, girişine uygulanan AC işaretin frekansına da
bağlıdır. Bu bölüme kadar gerçekleştirilen BJT ve MOSFET’li kuvvetlendirici
devrelerinin orta frekans bölgesindeki karakteristikleri incelenmişti. Onuncu
bölümde ise her iki transistörün de alçak ve yüksek frekans cevapları
incelenmiştir. Bu bölümde hem transistörlere haricen eklenen kapasitörlerin
frekansa göre analizleri hem de transistörlerin fiziksel mimarilerinde bulunan
parazitik kapasitelerin analizleri gerçekleştirilmiştir.
Her bölümün sonunda
bölüm konusu ile uyumlu ve deneyden önce pratik hesaplamaların ve analizlerin
yapılacağı ön hazırlık çalışmalarına yer verilmiş ardından deney çalışmalarına
geçilmiştir. Deney çalışmaları, ilgili konunun birkaç özelliğini birden
gözlemlemek amacıyla birden fazla deney ile kuvvetlendirilmiştir. Her deneyin
arkasına deneylerden elde edilen sonuçların yazılacağı, grafiklerin çizileceği
ve tabloların doldurulacağı alanlar oluşturulmuştur. Ayrıca kitabın ekler
kısmında deneylerde kullanılacak olan devre elemanlarının veri sayfalarına yer
verilmiştir.
Sistematik bir
şekilde kurgulayarak oluşturmaya çalıştığımız bu kitap serisi için siz kıymetli
okurlarımızdan değerli geri bildirimlerinizi bekleriz.
Saygılarımızla
Mustafa İSTANBULLU
Mutlu AVCI