DİYOTLAR

DİYOTLAR
Giriş Diyot, silisyum gibi bir yarı iletken maddenin P ve N tipi olarak elde edilmiş iki türünün birleşiminden oluşan bir devre elemanıdır. Resim-1'de bu durum gösterilmiştir. Resim-1: Tek birleşim yüzeyli diyot yapısı a) b) Resim-2: a) 1N4007 diyot b) tek birleşim yüzeyli diyot sembolü Resim-2'de görüldüğü gibi diyodun iki kutbu vardır. Pozitif elektriksel özellik gösteren kutbu Anot (P-maddesi), negatif elektriksel özellik gösteren kutbu Katot (N-maddesi) olarak adlandırılır. Diyodun en önemli elektriksel özelliği akımı tek yönde iletmesidir. Eğer Anot-katot arası gerilim silisyum diyotlar için yaklaşık olarak 0,7V'un üzerindeyse diyot anottan katoda doğru iletime geçer. Diğer bir ifadeyle anot ucundaki gerilim katot ucundaki gerilimden daha büyükse diyot iletime geçer. Resim-1'de engel bölgesi olarak gösterilmiş alan aşıldığında diyot iletime geçer. DC devrede diyodun çalışması Animasyon-1'de yer alan elektrik devresiyle diyodun dc akım altında nasıl çalıştığı gösterilmiştir. Animasyonda diyodun belli bir voltaj seviyesine kadar iletime geçmediği görülmektedir. Animasyon-1: Diyotlu bir elektrik devresi Animasyon dikkatlice incelenecek olursa devre gerilimi 0,7 voltken diyot iletime geçmiyor, üzerine düşen gerilim 0,7 voltken iletime geçiyor. Diyodun dc direnci vardır. Dolayısıyla gerilim bölücü kuralından üzerine direnci oranında bir gerilim düşer. Ancak diyot direnci doğrusal değildir. Diyodu iletime geçirecek yeterli gerilim elde edildikten sonra artık üzerine düşen gerilim değişmez ve 0,7 voltta sabitlenir. Resim-3: Diyodun ileri ve ters yön akım gerilim eğrileri Eğer Reism-3 dikkatlice incelenecek olursa diyodun çalışma durumu grafiksel olarak daha iyi anlaşılır. İleri yönde yani diyot doğru gerilimlendiğinde kırılma noktasına ulaşılana kadar ciddi bir akım geçişi olmuyor. Diyot ters gerilimlendiğindeyse ters kırılma noktasına kadar hiç akım geçmiyor. Animasyon-2:
Diyodun doğrultucu olarak çalışması Alternatif akım altında doğrultucu olarak kullanılabilir. Daha önceden diyodun tek yönde akım geçiren bir devre elemanı olduğu söylenmişti. Dolayısıyla alternatif akım uygulandığında pozitif alternanslar anottan katoda geçip aşağıdaki devre için direnç üzerinde gözükecektir. Ancak negatif alternanslar diyodun anot bölgesini geçemeycek ve böylece negatif alternanslarda direnç üzerinde yüklenme olmayacaktır. Eğer diyot ters çevrilirse bu sefer negatif alternanslar direnç üzerinde gözükecek, pozitif alternanslar geçmeyecektir.
Animasyon-3: Diyodun Doğrultucu Olarak Kullanılması YÖNERGE Animasyon-4: AC sinyalin tepe ve etkin değeri hesabı

Giriş

Diyot, silisyum gibi bir yarı iletken maddenin P ve N tipi olarak elde edilmiş iki türünün birleşiminden oluşan bir devre elemanıdır. Resim-1'de bu durum gösterilmiştir.

Resim-1: Tek birleşim yüzeyli diyot yapısı

b) Resim-2: a) 1N4007 diyot b) tek birleşim yüzeyli diyot sembolü

Resim-2'de görüldüğü gibi diyodun iki kutbu vardır. Pozitif elektriksel özellik gösteren kutbu Anot (P-maddesi), negatif elektriksel özellik gösteren kutbu Katot (N-maddesi) olarak adlandırılır.

Diyodun en önemli elektriksel özelliği akımı tek yönde iletmesidir. Eğer Anot-katot arası gerilim silisyum diyotlar için yaklaşık olarak 0,7V'un üzerindeyse diyot anottan katoda doğru iletime geçer. Diğer bir ifadeyle anot ucundaki gerilim katot ucundaki gerilimden daha büyükse diyot iletime geçer. Resim-1'de engel bölgesi olarak gösterilmiş alan aşıldığında diyot iletime geçer.

DC devrede diyodun çalışması

Animasyon-1'de yer alan elektrik devresiyle diyodun dc akım altında nasıl çalıştığı gösterilmiştir. Animasyonda diyodun belli bir voltaj seviyesine kadar iletime geçmediği görülmektedir.

Animasyon-1: Diyotlu bir elektrik devresi

Animasyon dikkatlice incelenecek olursa devre gerilimi 0,7 voltken diyot iletime geçmiyor, üzerine düşen gerilim 0,7 voltken iletime geçiyor. Diyodun dc direnci vardır. Dolayısıyla gerilim bölücü kuralından üzerine direnci oranında bir gerilim düşer. Ancak diyot direnci doğrusal değildir. Diyodu iletime geçirecek yeterli gerilim elde edildikten sonra artık üzerine düşen gerilim değişmez ve 0,7 voltta sabitlenir.

Resim-3: Diyodun ileri ve ters yön akım gerilim eğrileri

Eğer Reism-3 dikkatlice incelenecek olursa diyodun çalışma durumu grafiksel olarak daha iyi anlaşılır. İleri yönde yani diyot doğru gerilimlendiğinde kırılma noktasına ulaşılana kadar ciddi bir akım geçişi olmuyor. Diyot ters gerilimlendiğindeyse ters kırılma noktasına kadar hiç akım geçmiyor.

Animasyon-2:

Diyodun doğrultucu olarak çalışması

Alternatif akım altında doğrultucu olarak kullanılabilir. Daha önceden diyodun tek yönde akım geçiren bir devre elemanı olduğu söylenmişti. Dolayısıyla alternatif akım uygulandığında pozitif alternanslar anottan katoda geçip aşağıdaki devre için direnç üzerinde gözükecektir. Ancak negatif alternanslar diyodun anot bölgesini geçemeycek ve böylece negatif alternanslarda direnç üzerinde yüklenme olmayacaktır. Eğer diyot ters çevrilirse bu sefer negatif alternanslar direnç üzerinde gözükecek, pozitif alternanslar geçmeyecektir.

Animasyon-3: Diyodun Doğrultucu Olarak Kullanılması

Animasyon-4: AC sinyalin tepe ve etkin değeri hesabı

DİYOT ÇEŞİTLERİ

Zener Diyot

Zener diyot ters kırılma gerilimi tek yüzey birleşimli diyottan daha küçük olan bir diyot çeşididir. Bu özellikleri sayesinde genellikle ufak genlikli sabit referans voltajı elde edilmek istenen yerlerde kullanılırlar. Bu nedenle devreye ters bağlanırlar. Resim-5'te örnek bir dc elektrik devresinde kullanımı gösterilmiştir.

Resim-4: Örnek bir zener diyot kılıf yapısı

Resim-5: Zener diyodun devreye bağlanması

Devredeki zener diyodun ters kırılma gerilimi yaklaşık 5 volttur. Devreye 10 voltluk bir gerilim uygulanmıştır ve zener diyodun iletime geçmesi için gerekli ortam elde edilmiştir.

Zener diyot iletime geçince üzerine düşen gerilim ters kırılma gerilimine (zener gerilimi de denir) eşit olur. Bu noktadan sonra gerilim ne kadar yükseltilse de zener diyot üzerinden elde edilen gerilim değişmez, fark gerilimi direnç üzerine düşer. Bu durumun daha iyi anlaşılması için Animasyon-5'de zener diyodun alternatif akım altında kullanımı incelenmiştir. Yukarıdaki devrede DC kaynak yerine AC kaynak bağlanmıştır.

Animasyon-5: Zener diyodun çalışma ilkesi

Köprü Diyot

Genellikle güç kaynaklarında tam dalga doğrultma işlemi yapmak için kullanılan ve tek bir paket halinde üretilen dört ayaklı diyot çeşididir.

Animasyon-6: Köprü Tipi Diyot

Köprü diyotlar, ayrıca telefon cihazlarının girişlerinde kullanılır. Böylece telefon hatları artı(+) eksi (-) kablolarının telefon cihazına bağlantısında bir hata olması önlenmiş olur.


Resim-6:Köprü Diyot Çeşitleri

[-Ana Sayfa-]