Bu yazıda Akım Amplifikatörleri, Akım Tamponları ve Akım Değişimlerinin detaylarını inceleyeceğiz.
Akım amplifikatörü
Bir Akım yükselteci, bir giriş sinyalinin akımının büyüklüğünü arttırır ve bunu bir sonraki devrede aygıtı besleyen elektronik devre olarak adlandırırız. Bu işlem bir giriş sinyalinin akım amplifikasyonu olarak adlandırılır.
Giriş, sabit bir sinyal veya zamana bağlı bir dalga şeklinde olabilir. İdeal olarak, bu akım amplifikasyonu süreci sırasında, akım amplifikatörü, giriş sinyalinin voltaj bileşenini değiştirmeden tutacaktır. Aşağıda tipik bir akım yükselticisinin şeması yer almaktadır.
Giriş ve çıkış terminallerindeki dalga formları, zamana göre akımın büyüklüğünü gösterir.
Akım Yükselticisinin Kazancı
Elektronikte, “Kazanç”, bir amplifikatörün amplifikasyon kabiliyetini derecelendirmek için kullanılan teknik terimdir. Ve bir akım amplifikatörü sadece giriş sinyalinin mevcut bileşenini dönüştürdüğü için, kazancı, giriş sinyaline göre çıkış sinyalinin akımını ne kadar artırdığına bağlıdır.
Matematiksel olarak, bir akım amplifikatörünün kazancı, çıkış terminallerinden akan akımın büyüklüğü ile giriş sinyalinin akımının büyüklüğü arasındaki orandır.
Örneğin, giriş sinyalinden gelen akımın akışı 1mA ise ve çıkış terminalleri boyunca akan akım 100mA ise, o zaman verilen akım amplifikatörünün kazancı 100 (100mA / 1mA) olacaktır. Çıkışta giriş sinyali akımının büyüklüğünde 100 kat artış olduğu anlamına gelir.
Kazanç da negatif değerde olabilir. Çıkış sinyalinin giriş sinyalinin ters ve ölçeklenmiş bir kopyası olduğunu gösterir.
İdeal Akım Amplifikatörünün Özellikleri
Mevcut bir amplifikatör tasarlarken, teorik davranışını belirten bir dizi kural / özellik oluşturulmalıdır. Aşağıda bu ideal özellikleri incelyebilirsiniz.
- Amplifikatörler akım kazancı (Ai ) tüm giriş sinyali aralığı için sabit kalmalıdır.
- Mevcut yükselteç kazancı, sıcaklık ve nem gibi ortam koşullarından bağımsız olmalıdır.
- Mevcut amplifikatörün giriş empedansı (Giriş terminalleri arasındaki etkin direnç) sıfıra eşit olmalıdır
- Mevcut amplifikatörün çıkış empedansı (Çıkış terminalleri arasındaki etkin direnç) sonsuz olmalıdır
Gerçek hayatta, yukarıda önerilen akım amplifikatörlerinin empedansı elde etmek imkansızdır. Ancak, ideal akım amplifikatör devrelerine yakın tasarım yapmak için referans parametreleri olarak kullanılırlar. Aşağıdaki şema, pratik bir ile birlikte ideal bir akım amplifikatörünün modelini göstermektedir.
Gerçek bir akım amplifikatörünün giriş ve çıkışındaki dirençlere dikkat edin. Seriye girişteki direnç, amplifikatör devresi tarafından üretilen etkin empedansı gösterir. Çıkışa paralel direnç, ya geri bildirim mekanizmaları tarafından ya da dahili kayıplar nedeniyle kaybedilen çıkış sinyalinin bir kısmını ifade eder.
Akım Amplifikatörü Devre Şeması
Aşağıda, amplifikatör eleman olarak npn ve pnp transistörleri ile basit 2 aşamalı bir akım amplifikatör devresinin devre şeması yer almaktadır.
Fotodiyot, ışığı emer ve elektronları serbest bırakır, böylece bir giriş akımı kaynağı görevi görür. Fotodiyodtan gelen bu akım ilk olarak transistör Q1 tarafından yükseltilir ve daha sonra transistör Q2 tarafından yükseltilir.
Her iki transistörün tabanlarındaki rezistanslar, kazancı ayarlamak için kullanılır. Bir sinyalin yükseltilme sayısı, bir amplifikatördeki aşamalarla aynıdır. Burada akım iki kez güçlendirilir, bu 2 aşamalı bir akım yükselticidir.
Akım Yükselteçlerinin Uygulamaları
Aşağıdaki mevcut amplifikatörlerin pratik uygulamalarından bazıları şunlardır:
- Amplifikatör sistemlerinde, akım yükselticileri, hoparlörlerin sürüldüğü yoğunluğu artırarak daha iyi bir bas çıkışı elde etmek için kullanılır.
- Değişken kazançlı akım amplifikatörleri, imalatın yapıldığı yoğunluğu kontrol etmek için lazer ve su jeti kesim makineleri gibi birçok endüstriyel imalat sisteminde kullanılmaktadır.
- Sensör sistemlerinde, daha sonraki devrelerde kullanılmak üzere zayıf giriş sinyallerini güçlendirmek için akım amplifikatörleri kullanılır.