Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Mehmet Cem DİKBAŞ
Danışman: Umut Engin Ayten
Özet:
Aktif devre elemanları, arzu edilen matematiksel işlem ve fonksiyonları gerçekleştirmek üzere teşkil edilmiş kullanışlı devre bloklarıdır. Analog elektronik tasarımı probleminde, aktif devre elemanlarından faydalanmak tasarım sürecini basitleştirmekte ve hızlandırmaktadır. Önerilen ilk aktif devre elemanı İşlemsel Kuvvetlendiricidir (Op-Amp). Gerilim çalışma modunda çalışan oldukça kullanışlı bu aktif devre elemanı sabit bir kazanç bant genişliğine sahiptir. Sıklıkla kullanılan ve ilk aktif devre elemanları arasında yer alan diğer bir aktif devre elemanı ise İşlemsel Geçiş İletkenliği Kuvvetlendiricisidir (OTA). Geçiş iletkenlik çalışma modunda çalışır. Analog ve dijital elektronik devrelerin birlikte varolduğu hibrit sistemlerde sıklıkla kullanılmaktadır. Süreç içerisinde, akım modlu çalışmanın sağladığı avantajlar daha belirgin olarak ortaya çıkmıştır. Öyleki, akım çalışma modunda, sabit kazanç bant genişliği sorunu ortadan kalkmakta olup, daha yüksek çalışma frekanslarına ulaşmanın mümkün olduğu gözlemlenmiştir. Söz konusu bu avantajlar neticesinde, diğer bir sıklıkla kullanılan ve akım çalışma modunda çalışan aktif devre elemanı, Akım Taşıyıcı (CC) tanıtılmıştır. Günümüzde, aktif devre elemanı tasarımı hali hazırda araştırmacılar için ilgi odağı olmayı sürdürmektedir. Öyleki, yukarıda sıralanan aktif devre elemanlarının tanıtılmasından günümüze, sürekli olarak yeni aktif devre elemanı önerileri tanıtılmakta, önerilmekte ve avantajlı devre uygulamaları ile sunulmaktadır. Bu tez çalışmasında, analog devre elemanı tasarımı üst başlığı altında, eksikliği hissedilen bir saha olarak geçiş empedans çalışma modlu aktif devre elemanları ve uygulamaları ve bu eksikliğe cevaben önerilen yeni aktif devre elemanları, avantajlı uygulamaları ile verilmiştir. Tanıtılan aktif elemanlar, Metal-Oksit Yarıiletken (MOS) transistörler kullanılarak gerçekleştirilmiş, çalışabilirlik, karakteristiklerin ve çalışma bölgelerinin tespiti maksadıyla çeşitli AC/DC analizler yürütülmüştür. Önerilen aktif devre elemanlarından bir tanesi olan Farksal Gerilimli Geçiş Direnci Kuvvetlendiricisi (VDTRA) kullanılarak, adavntajlı bir Frekansa Bağımlı Negatif Direnç (FDNR) simülatör devre gerçeklemesi uygulama örneği olarak sunulmuş, avantajları ortaya konulmuştur. Yine, önerilen diğer bir aktif devre elemanı olan Farksal Akımlı Geçiş Direnci Kuvvetlendiricisi (CDTRA) temelli entrümentasyon kuvvetlendirici devre yapısı önerilmiştir. Diğer uygulama örnekleri olarak, CDTRA temelli tam dalga doğrultucu devre önerisi ve PID kontrolör ve faz ilerlemeli-gecikmeli kompanzatör tasarımı önerisi sunulmuştur. Tez çalışması sürecinde, geliştirilen ve önerilen devre yapıları ve tasarımların çalışabilirliği, performans analizleri PSPICE ortamında simülasyonları gerçekleştirilmiştir.