Smitth Trigger Devresi ve Çalışma Mantığı

Transistörlerin ani olarak doyuma ve kesime gittiği zamanlayıcı devrelerine shmitt trigger tipi zamanlayıcı deniyor. Bu tip devreler dijital, analog elektronikte bol miktarda kullanılır.  Çoğunlukla transistorlerin doyuma ve kesime uğramasının sağlanmasında kapasitorlerin dolup boşalma özelliği kullanılır.

Kapasitorlerin voltaj denklemine göz atacak olursak;

Formüldeki e^-t/tou ifadesi capasitorun dolup boşalma süresi ile alakalıdır. Çoğu kitapta kapasitörlerın 5*tou süresinde dolduğu referans alınır.  Tou=R*C yani direnç*kapasitans  olduğunu hesaba katarsak herhangi bir RC devresinde kapasitörümüzün dolup boşalma süresini direnç ve kapasitans değeri ile değiştirmemiz mümkün olacaktır.

Bu durumda basit olarak şöyle bir zamanlayıcı devre kurduğumuzu düşünürsek;

Böyle bir devrenin nasıl çalıştığını anlayabilmek için devrenin t=0 ve t=sonsuz zamanlarındaki devre durumlarını düşünmemiz gerekiyor.

t=0 anında yani butona bastığımız ilk anda kapasitörümüz kısa devre gibi davranacak ve voltajın direk toprağa akmasına sebep olacaktır. Böyle bir durumda transistör kapalı olur. Yani ledimiz yanmaz. Fakat çok kısa bir süre sonra kapasitor 1-2 volt civarında bir değere ulaştığında transistörün base-emmiter bacakları arasına 07V ya da daha yüksek bir voltaj değeri düşecek ve bu voltaj transistörün açılmasına sebep olacaktır.  Bu durumda ise led yanar.

t= sonsuz anında yani butona basılı olarak epey bir süre tuttuğumuzda kapasitör tamamen dolup açık devre gibi davranacaktır. Bu durumda bütün akım transistörün bas bacağından akar ve transistör açıktır. Yani ledimiz halen yanar.

Butondan elimizi çektiğimizde kapasitörde biriken voltaj, transistör üzerinden 5*R*C süresi boyunca deşarj olmaya başlar. Yani normal şartlar altında 5*100uf*10kohm= 5sn  boyunca kapasitördeki tüm voltaj boşalacaktır. Ancak transistörün tetikleme voltajının 0.7 volt olmasından dolayı kapasitör transistörün tetikleme voltajına kadar boşalır. Bu durumda transistör, kapasitör voltajı ile bir süre açık kalacak, yavaş yavaş kapanmaya başlayacak böylelikle led de yavaş yavaş sönmeye başlayacaktır. Ledin sönme süresini direnç ve kapasitans değerlerini değiştirerek ayarlamamız mümkün olacaktır.

İkinci aşama olarak şöyle bir devreyi göz önüne alalım;

Böyle bir devrede yine t=0 anını düşünün.  İki kapasitör de kısa devre gibi davranacaktır. Teorik olarak başlangıçta transistörlerin ikisi de açıktır. Ve kapasitörlerin ikisi de dolar. Fakat pratikte bu durum belli bir süre sonra bozulur.  Transistörlerin ve kapasitörlerin bazı çok düşük töleranstaki tetikleme parametrelerinden dolayı herhangi biri açık diğeri kapalı konuma geçer.

Mesela Q1 transistörünün açık duruma geçtiğini düşünelim. Bu durumdan Q1 transistörünün base tetikleme voltajı, C2 kapasitörünün deşarj olması ile sağlanır.  Ve C1 kapasitörü R1 üzerinden şarj olmaya başlar.

C1 kapasitörü 0.7 volt’a ulaştığında Q2 transistörünü aktive eder ve aynı zamanda Q1 transistörünün kollektır ve base voltajı düşmüştür.  Bu durumda akım Q2 transistörü üzerindeki yolu kullanacaktır.

Bu durum tekrarlanıp durur. Böylece ledlerin biri yanarken diğeri söner. Ledlerin yanıp sönme sürelerini hesaplamak için yazının başında verdiğim denklem kullanılabilir.  Yani akımın aktığı yol üzerindeki devre elemanlarının kapasitans ve direnç değerleri hesaba katılarak bu yanıp sönme süreleri ayarlanabilir.

Bu devreler  elektronikte zamanda osilatör kaynaklarında ve sinyal üreteçlerinde kullanılırlar. Ayrıca zamanlama içerikli uygulamalarda bol miktarda kullanılabilirler.

Gif için Yunus Necdet Karadağ’a teşekkür ederiz… 🙂