Mikroelektronik Laboratuvar Uygulamaları 2 Karahan Kitabevi

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 nisbeten 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. 

     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 nisbeten 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 mühendiliği, 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, bir OPAMP’ın temel olarak giriş katını oluşturan BJT’li ve MOSFET’li fark yükselteci devreleri analiz edilmiştir. Fark yükselteçleri girişlerinde bulunan ortak mod ve fark mod işaretleri tanımlanmış, devrelerin ortak mod bastırma oranları elde edilmiştir. Ayrıca fark yükselteci devrelerinin ideal bir akım kaynağı ile ve akım aynası devresi ile sürülmeleri ve devrenin her iki durumu için AC ve DC analizlerine yer verilmiştir. 

İkinci bölümde, yükselteç devrelerinin genel olarak çıkış katında bulunan ve güç kazancı sağlayan güç kuvvetlendirici devreleri incelenmiştir. A, B ve AB sınıfı güç kuvvetlendiricilerinin analizleri yapılmış ve bu devrelerin verimlilikleri incelenmiştir. 

Üçüncü bölümde bir entegre devre olarak OPAMP elemanının temel karakteristik parametreleri elde edilmiş, kazanç-band genişliği çarpımı, yükselme eğimi gibi OPAMP’ın kısıtlarına yer verilmiştir. 

Dördüncü bölümde OPAMP entegre devresi ile oluşturulan ve birçok farklı uygulamada sıklıkla kullanılan eviren, evirmeyen kuvvetlendirici ve gerilim takipçisi gibi en temel OPAMP devreleri incelenmiştir. 

Beşinci bölümde OPAMP’ın girişlerine uygulanan bir işaretin zamana göre değişimine göre çıkış gerilimleri üreten türev ve integral alıcı devrelere yer verilmiştir. Ayrıca çok küçük genlikli işaretlerin doğrultulmasında kullanılan hassas tam dalga doğrultma devresi analiz edilmiştir. 

Altıncı bölüm, kuvvetlendirilmek istenen işaretin çok küçük bunun yanında ortak mod işaretinin çok büyük olduğu uygulamalar için geliştirilen ve birçok farklı alanda sıklıkla kullanılan enstrumantasyon kuvvetlendirici devresine ayrılmıştır. 

Yedinci bölümde temel olarak akımdan gerilime ve gerilimden akıma dönüştüren devreler incelenmiştir. Bu bölümde fototransistör ve fotodiyot elemanlarının fotovoltaik ve fotoiletken olarak kullanılması analiz edilmiş, bir yüke yük empedansından bağımsız olarak akım sağlayan akım pompası devresine yer verilmiştir. 

Sekizinci bölümde OPAMP girişlerine uygulanan gerilimleri farklı referans seviyelerine göre karşılaştıran ve kendinden sonraki devreleri tetikleyen karşılaştırıcı ve Schmitt tetikleyici devreleri analiz edilmiş ve devrenin girişindeki analog bir işaretin tepe değerlerini çıkışına aktaran tepe detektörü devresi incelenmiştir. 

Dokuzuncu bölümde sinyal üretmek amacıyla kullanılan osilatör ve multivibratör devrelerine yer verilmiştir. Bu bölümde ilk olarak sinüs dalga üreteci olan Wien köprü osilatörü incelenmiş ardından Schmit tetikleyici ve 555 zamanlayıcı kullanılarak tek durumlu, iki durumlu ve kararsız kare dalga üreteci devreleri analiz edilmiştir.