Fenciler İçin Temel Elektronik

459 Pages·052.335 MB·Turkish

by  James J. Brophy

A CLF.F. Döner Sermaye
işletmesi Yayndan
No: 35
FENCİLER AÇİN TEMEL
ELEKTRONİK
IKINCI BASKI
Yazan
James J. BROPHY
Institute of Gas Technology
Redaksiyon
Yrd. Doç. Dr. D. Mehmet ZENGİN
Çevirenler
Prof. Dr. Fevzi KÖKSAL (cid:9) Doç. Dr. Kerim KIYMAÇ
Doç. Dr. Hüseyin YÜKSEL (cid:9) Yrd. Doç. Dr. D. Mehmet ZENGİN
A.Ü. Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Ankara
T.C.
ANKARA VNİVERSİTESİ
FEN FAKVITESİ YAYINLARI
NO: 132
FENC1LER İ ÇIN TEMEL ELEKTRONIK
Yazan
James J. BROPHY
Institute of Gas Technology
Redaksiyon
Yrd. Doç. Dr. D. Mehmet ZENGİN
Çevirenler
Prof. Dr. Fevzi KÖKSAL (cid:9) Doç. Dr. Kerim KIYMAÇ
Doç. Dr. Hüseyin YÜKSEL (cid:9) Yrd. Doç. Dr. D. Mehmet ZENGİN
A. Ü. Fen Fakülesi Bölümü, Ankara
.¤
Onsöz
Elektronik ölçme ve kontrol, fen ve mühen.disliğin her dalına yayıl-
mıştır. Elektronik cihazlarm çok güçlü, çok yönlü oluşları ve uygulamada ge-
niş ölçüde kullanılmaları fen ve mühendislik öğrencilerinin elektrik mühendis-
leri kadar olmasa bile elektronik öğrenmelerini zorunlu kılmaktadır.
Bu kitap fen veya mühendislik lisans öğrencilerinin elektronik cihazla=
ve devrelerin temelini anlamalarun sağlamak için yazılmıştır. Bu anlayış öğ-
rencilerin mesleklerinde kullanacakları birçok elektronik cihazların çalışmala-
rını ve belirtgenlerini değerlendirmeleri için yeterlidir. Pıofesyoneller bile en
basit devreleri kurguladıklarından burada devrelerin kurgulanmasından çok'
çözümlenmeleri üzerinde durulmuştur.
Elektronik devrelerin fiziksel temelleri önemle belirtilmiş fakat materna-
tiksel karmaşıklıktan kaçmdmıştır. Böylece öğrenilen bilgilerin düzeyini dü-
şürmeden ölçme ve cihazlarda kullanılan pek çok elektronik devreleri açıklama
imkanı yaratılmıştır. Öğrencilerin elektrik ve maddelerin elektriksel özellikleri
konusunda, fiziğe giriş derslerinin içerdiği kadar, bilgileri olduğunu varsayıyo-
ruz. Bununla birlikte devre teoresinin açiklanmasma do ğru akımlarla başlan-
mış olduğundan ilk bölümler, hatırlatım araç olarak kullanılabilirler.
Bu kitap bir deneycinin görüş açısıyla yazildığından bu dersi° birlikte la-
boratuvar deneyimi yapılmasını özellikle tavsiye ederiz. Kitapta çözümlenen
iv
hemen hemen bütün devrelerin bileşenlerinin gerçek değerleri verildiğinden
bunlar uygun deneylerin temellerini oluşturabilirler. Farklı üniversitelerin
laboratuvarlarında farklı cihazlar bulunması kuvvetle mümkün olduğundan
ayrıntılı deneyler önermek için hiç bir çabada bulunulmamıştır. Ama prob-
lemler nicel cevaplar isteyen biçimde seçilmiş olduğundan ayrı bir laboratuvar
öğrenimi imkânının bulunmadığı yerlerde laboratuvar çalışmaları yerine kul-
lanılabilirler.
tl'çüncü baskı temel kitaba bağlı kalmarak bazı konularda geliştirilmiştir.
İntegre devreler çok yönlü oldukları ve uygulamalarda çok kullanildıklarmdan
yarı iletken cihazlar konusu integre devreleri anlamayı ve kullanmayı öğretecek
biçimde işlenmiştir. Birçok elektronik aygıtlar için bugün de belirtgenlerinin
değerlendirilmesi gerekli olan vakum tüplü devreler, ayrı olarak ekte ince-
lenmiştir. Sayısal cihazlar ve kontrol çok genişlediğinden sayısal elektronik
üzerine yeni konular işlenmiştir.
Yıllardan beri çağdaş elektronik konusunda bilgi edinmiş olmanın pro-
fesyonel fen veya mühendislik mesleklerine ölçülemiyecek kadar katkıda bu-
lunduğunu hissettim. Eğer bu kitap bu ölçüde bilgiler kazandırabilirse bun-
dan memnun olacağım. Bu kitaba temel oluşturan yayınlarından ötürü birçok
arkadaşa içten borçluyum. Kitabın ilk taslağını okuyup nazikçe eleştirenlere
ve bundan eski baskıları kullanan öğretmen ve öğrencilere önerilerinden ötürü
içtenlikle teşekkür ederim. Son olarak, çalışmalarımda bana yardım edip ce-
saret vererek bu projenin tamamlanmasını mümkün kılan hanımım Muri-
el'ede teşekkür ederim.
James J. Brophy
Çevirenlerin Önsözü
Çağımızda elektronik, özellikle temel fen ve mühendislik alanlarmdaki
etkinlikleri için vazgeçilmez bir araç durumuna geldi. Bu nedenle bu meslek-
lere eleman hazırlayan kurumlarda elektronik derslerinin artırılması ve araç-
ların amaçları gerçekleştirecek düzeyde olmasını sağlamak gerekmiştir. Anka-
ra Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümünde bu ihtiyacı karşılamak
-üzere nitelikli bulduğumuz bu kitabı Türkçe'ye çevirmeye ve bununla ilgili
bir laboratuvar kurmaya karar verildi. Bu eserin Türkiye'nin bütün fen ve
mühendislik fakültelerinde okutulabileceği ve yararlı olacağı kanısındayız.
Kitap fakültemizde iki sömestrede ökutulmakta ve uygun laboratuvar deney-
leri ile de destekknmektedir.
Kitabın Türkçe'ye çevrilmesinde kullanılan terimler yönünden büyük
güçlüklerle karşilaşılmıştir. Henüz fenle ilgili teknik terimlerin gelişmemiş
olmasa ve elektronik konusunda yazılmış eserlerin yetersiz kalması yeni
teknik terimler türetmemizi gerektirmiştir. Kitabın birinci baskısmda kulla-
nılan yeni terimlerde, hiç kuşkusuz yadırgananlar olmuştur. Bize gelen
eleştirileri de dikkate atarak bu baskıda mümkün olduğu kadar yaşayan
türkçe'nin kullanılmasına özen gösterilmiştir.
Çevirenler Adına
Fevzi KÖKSAL
Içindekiler
BÖLÜM 1 / DOĞRU AKIM DEVRELERI (cid:9) 1
İlk Kavramlar
Akım, gerilim ve direnç
Ohm yasası / Joule yasası
Devre Elemanları (cid:9) 4
Dirençler / Bataryalar
Basit Devreler (cid:9)
Seıi devreler / Paralel Devreler / Şebekeler
Devre Çözümlenmesi (cid:9) 13
Kirchhoff kuralları / Wheatstone köprüsü /
Gerilim bölücü devresi
Eşdeğer Devreler (cid:9) 22
Thevenin teoremi / Norton teoremi
Maksimum güç iletimi
Elektriksel Ölçümler (cid:9) 26
D'Arsonvalmetre J Ampermetre ve voltmetre /
Ohmetre ve A-V metre
Kaynaklar (cid:9) 33
Alıştırmalar (cid:9) 33
(cid:9)
‘iii (cid:9) IÇINDEKILER
BÖLÜM 2 / ALTERNATIF AKIMLAR (cid:9) 37
Sinüsel İşaretler (cid:9) 38
Frekans, geldik ve faz / KOK değeri
Güç çarpam
Sığa ve Indüktans (cid:9) 41
Sığasal reaktans / Kandansatörler / İndüktif reaktans /
İndiiktanslar
Basit Devreler (cid:9) 47
RL süzgeci / RC süzgeci Türev ve integral alan
devreler
Geçici Akımlar (cid:9) 53
Zaman sabiti A.a da geçici durumlar / Çınlama
Karışık Dalgabiçimleri (cid:9) 60
Fourieı serisi / Etkin değer / Kare dalga
tepkisi / Osiloskop
Kaynaklar (cid:9) 71
Alıştırmalar (cid:9) 71
BÖLÜM 3 A.A. DEVRELERİNİN ÇÖZÜMLENMESİ (cid:9) 73
impedans (cid:9) 74
A.a. için Ohm yasası / Kompleks impedans
RLC Devreleri (cid:9) 77
Seri rezonans / Paralel rezonans / Q çarpanı
Köprü devreleri (cid:9) 84
İndiiktans ve sığah köprü / Wien köprüsü /
T köprü ve ikiz T köprü şebekeleri
Transformatörler (cid:9) 92
Karşılıklı indüktans (cid:9) Transfoımatör sarım oranı /
Pratik tarnsformatörler
Kaynaklar (cid:9) 96
Alıştırmalar (cid:9) 96
BÖLÜM 4 / DİYOD DEVRELERI (cid:9) 99
Doğrusal Olmayan Bileşenler (cid:9) 100
Akım-gerilim belirtgenleri / ideal doğrultucu /
Eklem diyod
IÇINDEKILER
Doğrultucu Devreler (cid:9) 104
Yarım-dalga doğrultucusu / Tam-dalga doğ-
rultucusu / Köprü doğrultucusu / Gerilim katlayıcı
Süzgeçler (cid:9) 107
Kondansatörlü süzgeç / L-Biçimli süzgeç / Tc biçimli
süzgeç
Gerilim Düzenleyiciler (cid:9) 112
Zener diyod / Denetimli doğrultucular
Diyod Devreleri (cid:9) 113
Kırprtıcılar (cid:9) / Kıskaçlar / A.A. voltmetreleri
Dedektörler
Kaynaklar (cid:9) 125
Alıştırmalar (cid:9) 125
BÖLÜM 5 / YARI İLETKEN AYGITLAR (cid:9) 128
Yan-iletkenler (cid:9) 129
Enerji . şeritleri (cid:9) -/ (cid:9) Elektronlar ve (cid:9) Elektron.
boşlukları / Yapma yarı iletkenler
Yarı-iletkeıı Diyodlar (cid:9) 133
pn eklemi / Tünel diyod / Azınlık taşıyıcılar'
enjeksiyonu
Eklem Transistörler (cid:9) 139
Toplayıcı belirtgenleri / Denetimli silisyum
doğrultucular
Tek eklemli transistör (cid:9) / (cid:9) Transistörlorin
yapımı
Alan Etkili Transistörler (cid:9) 150
Akitle" belirtgenleri / Aktarım belirtgeni /
YGAET'ler ve MOYAET'ler
Integre Devreler (cid:9) 157
İntegre devrelerin. ilkeleri / Yapım teknikleri
Pratik devreler
Kaynaklar (cid:9) 160
Alıştırmalar (cid:9) 160
BÖLÜM 6 TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLER (cid:9) 163
Çalışma Noktası (cid:9) 164
Yük doğrusu / Kaynak öngerilimi / Küçük işaret
değişkenleri
JÇİNDE Ki LER
Yükselteçler (cid:9) 172
Kaynak izleyici / AET'li voltmetre / MOYAET'
lü yükselteçler (cid:9) , (cid:9) ..............
Eklem Transistörlü Yükselteç (cid:9) 177
Öngerilim devreleri / T-eşdeğer devresi / Melez
parametreler
Eklem Transistörlü Devreler (cid:9) 184
Ortak yayıcılı / Ortak tabanlı / Yayıcı izleyici /
Fark yükselteci
Özel Yükselteçler (cid:9) 192
Tamamlayıcı simetri (cid:9) Darlington bağlantısı
İntogre (cid:9) MOYAET(cid:9) Devresi
Kaynaklar (cid:9) 195
Abştınualar (cid:9) 195
BÖLÜM 7 YÜKSELTEÇ DEVRELERI (cid:9) 198
Gerilim Yükselteçleri (cid:9) 199
Katlama / Alçak frekans kazancı / Yüksek
frekans kazancı / Ayırma
Güç Yükselteçleri (cid:9) 207
Transformatör çiftlenimi / İt-çek yükselteci /
Özel devreler
Akordlu Yükselteçler (cid:9) 216
Akordlu çiftlenim (cid:9) Nötürleştirme
Puls Yükselteçleri (cid:9) 220
Yükselme süresi / Eğilme
D.A. Yükselteçleri (cid:9) 223
Doğrudan bağlı / Kesici yükselteçler / İç-kenetli
yükselteç
Kaynaklar (cid:9) 233
Alıştırmalar (cid:9) 233
BÖLÜM 8 İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER (cid:9) 235
Negatif Geribesleme (cid:9) 236
Gerilimle geribesleme / Akımla geribesleme /
K ararlıb.k
İşlemsel geribesleme (cid:9) 245
İÇİNDEKİLER (cid:9) xi
Süzde toprak / Matematik işlemler / Basit
yükselteç
İşlemsel Yükselteç Devreleri (cid:9) 249
Pratik yükselteçler / İntegre eden ve türev
alan devreler / Logaritmik yükselteç / Etkin
süzgeç / Karşılaştırıcı
Analog Bilgisayarlar' (cid:9) 262
Analog / Sönümlü harmonik osilatör
Kaynaklar (cid:9) 263
Alıştırmalar (cid:9) 264
BÖLÜM 9 / OSİLATÖRLER
Pozitif geribesleme (cid:9) 167
RC'li Osilatörler.......... ......... (cid:9)
Faz kaymalı osilatör / Wien köprülü osilatör
Rezonans Devreli Osilatörler (cid:9) 271
LC'li osilatörler (cid:9) Kristalli osilatörler
Negatif Dirençli Osilatörler (cid:9) 279
Kararlılığın incelenmesi / Tünel-diyodlu osilatör
Durulmalı Osilatörler (cid:9) 283
Testere dişi üreticileri / Kararsız çok-titreşkenler
Dalgabiçimi Üreteçleri (cid:9) 299
Diyod pompa / Meyiller / Pulslar
Kaynaklar (cid:9) 303
Alıştırmalar (cid:9) 304
BÖLÜM 10 / ANALOG ÖLÇÜMLERI (cid:9) 306
Kontrol Devreleri ......... ........ (cid:9) . (cid:9) 307
Gerilim düzenleyicileri / Güdümlüler
Dönüştürücüler (cid:9) 315
Mekanik dönüştürücüler / PH-metre
Fotoseller (cid:9) 322
Analog Cihazları (cid:9) 327
Osiloskoplar / Dalga biçimi çözümleyicileri
Magnetik kaydedici / Elektrometre
Gürültü Işaretleri .... , ...... ... ..... . (cid:9) . (cid:9) . (cid:9) 335