Aktif elemanlar ile lineer olmayan devre tasarımı ve uygulamaları
Nonlinear circuit designing and applications with active elements
Yazar: SÜLEYMAN ERKAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. UMUT ENGİN AYTEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Tüm elektronik elemanlar, bağlı bulundukları devreye enerji sağlayıp sağlamama durumlarına göre aktif veya pasif eleman olarak sınıflandırılmaktadırlar. Ayrıca devre elemanlarının tanım bağıntılarındaki uç akım ve gerilim fonksiyonlarına bağlı olarak lineer ya da lineer olmayan eleman olarak sınıflandırılmaktadırlar. Aktif elemanların uç akım ve gerilim fonksiyonları, belli akım, gerilim ve frekans değerleri için lineerlik şartını sağlarlar ve bu şartlar altında bu aktif elemanlar lineer olarak çalışırlar. Bu şartlar dışında ise lineer olmayan bir çalışma şekli gösterirler. Dolayısıyla tüm aktif elemanlar aslında lineer olmayan elemanlardır. Sadece özel koşullar altında lineer olarak çalıştırılırlar. Elektronik devrelerde en çok kullanılan ve 1965 yılından beri ticari olarak üretilen aktif eleman, işlemsel kuvvetlendirici (OpAmp)'dir. İlerleyen yıllarda farklı matematiksel modellere (uç tanım bağıntılarına) sahip, gerilim ya da akım modunda çalışabilen aktif elemanlar önerilmiş ve bu elemanlarla avantajlarından dolayı birçok lineer ve lineer olmayan devre yapıları oluşturulmuştur ve yeni devre yapıları literatürde önerilmeye devam etmektedir.   
Bu tez dosyasının giriş kısmında aktif elemanlar ile gerçeklenen lineer olmayan devrelerin tarihçesi ve tezde izlenen yöntem anlatılmıştır. İkinci bölümde en yaygın kullanılan ve tezde incelenen lineer olmayan devre yapılarında kullanılmış olan aktif elemanlar tanıtılmıştır. Bu bölümde ayrıca, aktif elemanların matematiksel ifadeleri ve gerçeklemeleri verilmiştir.
Üçüncü ve dördüncü bölümlerde, literatürde yer alan ve bu tezde önerilen lineer olmayan devre yapıları incelenmiştir. Üçüncü bölümde, tam dalga doğrultucu devrelerinin teorik sonuçları incelenmiş ve benzetimleri yapılmıştır. Bu incelemeler neticesinde ise gerilim moduna göre daha avantajlı olduğu ispat edilen akım modlu olarak çalışan tam dalga doğrultucusu devreleri önerilmiştir. Önerilen bu tam dalga doğrultucunun, önceki devrelere nazaran avantajları ortaya konulmuştur. Bu devre yapısının frekans analizleri, benzetim sonuçları verilmiştir. Ayrıca, önerilen devre yapılarının çalışabilirliğini göstermek için deneysel çalışmalar da gerçekleştirilmiştir.
Dördüncü bölümde ise, literatürde daha önce önerilmiş olan Schmitt Tetikleyici Devreleri incelenmiş, teorik sonuçları ile benzetim sonuçları karşılaştırılmıştır. 

Anahtar Kelimeler: Aktif Elemanlar, Lineer Olmayan Devreler, Akım Modlu Devreler, Tam Dalga Doğrultucu Devreleri, Schmitt Tetikleyicisi Devreleri

Abstract:
All circuit elements are classified as active or passive with respect suppling or consuming energy. In addition, all circuit elements are classified as active or passive with respect supplying or consuming energy. Moreover due to terminal voltage and current functions of definition equations, circuit elements are classified as linear or nonlinear elements. Current and voltage terminal functions of the active elements keep the linearity for the specific current, voltage and frequency values; and they operate as linear under these conditions. They operate as nonlinear out of these conditions. Therefore, all active elements are actually nonlinear elements. They only operate as linear under specific conditions. Operational Amplifiers (opamps) are the most widely used active elements in electronic circuit and they have been produced as commercially since 1965. In the following years, the active elements which have different mathematical models (terminal definition relation) and can operate on voltage or current mode were proposed. Because of the advantages of these elements, various linear or nonlinear circuit structures were formed and new circuit structure continues to be cited in the literature.
On the entrance chapter, history of nonlinear circuits built with active elements and method followed on thesis are expressed. On the second chapter, well-known active elements are described. Usage of them on nonlineer circuit is expressed. In addition, in this chapter mathematical expressions and realizations are given.
On the third and forth chapters, nonlinear circuits on literature and proposed in this thesis are examined. On the third chapter, theoritical results of full wave rectifier circuits are analyzed and simulations of them are done. After examining the result, full wave rectifier circuits operated as current mode which is more advantageous then voltage modes are proposed.  Advantage of proposed full wave rectifier circuits are expressed with respect the previous circuits. Frequency analysis and simulation results of these proposed circuits are given. Also, these proposed circuits are experimentally tested. 
On the forth chapter, previously proposed Schmitt trigger circuits are examined; theoritical results are compared with simulation results.

Keywords: Active Elements, Nonlinear Circuits, Current Mode Circuits, Full Wave Rectifier Circuits, Schmitt Trigger Circuits