DIYOT
P ve N yari iletken maddelerin birlestirilmesiyle olusan ve elektrik akimini tek yönde geçiren elektronik malzemelere diyot denir. D harfiyle ifade edilir. Diyotlarda Anot ve Katot olmak üzere iki uç bulunur. Katot üzerinde diyotun yönünü ayirt edici bir bant bulunur. Asagida çesitli dogrultmaç diyotlari ve sembolü görülmektedir. 
Diyotlar, genellikle germanyum veya silisyum atomunun kendi cinsinden atom ile kovalent bag olusturacak sekilde kristalize edilerek, içerisine antimon veya indiyum gibi atomlarin enjekte edilmesiyle elde edilen yari iletken malzemelerdir. Bu özelliklerinden dolayi PN yüzey birlesmeli diyotlar ayni zamanda kristal diyot olarak da anilirlar.
Diyotun iletime geçebilmesi için dogru yönde polarmalandirilmasi gerekir. Diyotlarda dogru yönde polarma, anoduna pozitif (+), katoduna negatif (-) gerilim uygulayarak yapilir. Yani anodunun katoduna göre daha pozitif ya da katodunun anoduna göre daha negatif olmasi gerekir. Dogru polarma durumunda diyotun anot ve katot arasi kisa devre gibi davranir.
Silisyum diyotlar açma gerilimi ya da esik gerilimi olarak bilinen 0,7V’ta iletime geçerler. Ayni gerilim germanyum diyotlar için 0,3V’tur.
Diyotun saglamlik kontrolü ve uçlarinin bulunmasi :
AVOmetre ohm (W) kademesine alinir. Ölçü aletinin problari, diyot uçlarina ayri ayri degdirilir. Ölçü aletinin deger gösterip göstermedigine bakilir. Uçlar yer degistirilir ve islem tekrarlanir. Islemlerin birinde ölçü aleti deger gösteriyor digerinde göstermiyorsa diyot saglamdir. Deger gösterdigi durumda, dijital ölçü aletinin (+) probuna bagli diyot ucu Anot, (-) probuna bagli uç ise Katottur. (Analog ölçü aletinde diyot uçlari problara göre tam ters olarak isimlendirilir). Ölçü aletinde okunan deger diyotun esik gerilimidir (0,685). Her iki durumda da deger gösteriyorsa (diyot kisa devre) veya göstermiyorsa (diyot açik devre) bozuktur.
Dijital AVOmetre
Diyotun dogru ve ters yön karakteristik egrisi :
Diyota dogru yönde gerilim uygulandiginda iletime geçer. Asagidaki karakteristik egri incelendiginde diyot 0,7V’luk esik gerilimine ulastiginda iletime geçmekte (silisyum diyot) ve bu gerilim degerinden itibaren akim ani olarak artmaktadir. 0 - 0,7V arasinda ise diyot üzerinden küçük degerlikli sizinti akimlari akmaktadir.
Ayni sekilde grafige göre; diyota 60V’a kadar ters polarma uygulandiginda üzerinden 2mA’lik sizinti akimi geçmekte ve bu gerilim degerinin üzerine çikildiginda diyot bozularak ters yönde daha büyük akimlarin geçmesine izin vermektedir.
DIYOT ÇESITLERI
1. Zener diyot : Ters polarizasyon altinda uçlarina uygulanan gerilimi, ters kirilma gerilimi degerinde (zener geriliminde) sabit tutan diyot çesidine zener diyot denir. Zener diyot kullanilarak çikisin istenilen sabit degerde tutuldugu gerilime zener gerilimi denir. Zener diyotlar Zharfiyle ifade edilirler.
Zener diyotlar dogru polarizasyon altinda dogrultucu olarak çalisir. Ancak genel kullanim amaçlari ters kirilma gerilimi elde etmektir. Zener diyotlar ters kirilma gerilim degerleriyle anilirlar. Örnegin 3V, 4.3V, 5.1V, 6.2V, 7.5V, 9.1V, 12V zener olarak adlandirilirlar.
Zener diyotun dogru ve ters yön karakteristik egrisi : Asagidaki karakteristik egri 12V’luk zener diyota göre çizilmistir. Karakteristik egride Iz zener akimini, Vz ise zener gerilimini ifade eder. Egri incelendiginde, zener diyot dogru polarmada normal diyot gibi çalismaktadir. Uçlari arasina 0,7V esik gerilimi uygulandiginda iletime geçmektedir.
2. Tünel diyot ve karakteristik egrisi : Saf germanyum maddesine diger diyotlara nazaran çok daha fazla katki maddesi (galyum arsenit) katilmasiyla elde edilen yüksek hiza sahip diyotlara tünel diyot denir. Diger diyotlardan ayirt edici bir özelligi de negatif direnç bölgesine sahip olmasidir.
Asagida tünel diyota ait karakteristik egri görülmektedir. Egriden de görüldügü gibi tünel diyot 0,2V ile 0,6V araliginda 0,1mA ile 1mA akim degerlerinde negatif direnç özelligi gösterir. Bu bölgede diyot uçlarindaki gerilim artisi diyot akiminda azalisa neden olmaktadir. Bu durumda tünelleme meydana gelmektedir.
Dikkat edilirse diyot çok küçük ön gerilimleme ile ani olarak iletime geçmektedir. Diyot iletime geçtiginde VP degerine kadar iç direnci sabit iken bu gerilimin üzerine çikilmasi durumunda akim azalmakta ve iç direncin artmasina neden olmaktadir. Diyot, VV gerilimini astiginda ise tekrar diyot üzerinden geçen akima göre sabit direnç tasimaktadir. VV noktasindan itibaren tünel diyot normal diyot gibi çalismaya baslar. Dolayisiyla VP tepe noktasi ile VV alt gerilim siniri arasinda diyot direncinin azalmasi olayina negatif direnç özelligi denir.
Çok düsük bir gerilim altinda bile iletime geçebilme özelliginden dolayi bu tür diyotlar yüksek hiza sahip olurlar. Bu nedenle yüksek frekansli devrelerde , piko saniye gibi çok küçük zaman dilimlerinde anahtarlama yapabildigi için bilgisayar sistemlerinde kullanilirlar.
Tünel diyotlar çok düsük (0,2V gibi) gerilimlerde iletime geçebildiklerinden avometre ile yapilacak hatali ölçümlerde kolaylikla arizalanabilir. Bu nedenle çok dikkatli olmak gerekir.
3. Isik yayan diyot (LED ) : Uçlari arasina dogru yönde gerilim uygulandiginda isik veren diyot çesidine LED (Light Emitting Diode)denir. LED’ler, germanyum veya silisyum maddesine galyum fosfit veya galyum arsenit fosfit enjekte edilmesiyle elde edilir.
LED’e dogru yönde polarma uygulandiginda olusan elektron ve oyuk hareketi birlesim yüzeyinde isik siddetini ortaya çikarir. 
Standart LED’lerde de normal diyotlarda oldugu gibi anot ve katot olmak üzere iki uç bulunur ve devreye dogru polarma altinda baglanirlar.
LED’in ayaklarindan uzun olani (veya içteki küçük parça) anottur.
LED’ler ortalama 2V.luk besleme geriliminde maksimum 30mA akim sinirinda çalismalarina ragmen, bu sinir zorlanmamali ortalama 20-25mA civarinda çalismaya tabii tutulmalidir.
Asagida çesitli renklere sahip LED’ler ve tablo 3.2’de bunlara ait bazi karakteristik özellikler verilmistir.
4. Üç renkli LED (Tri-colour LED ) : Üç renkli LED’lerde katot ucu ortak kullanilmak üzere toplam üç bacak bulunur. Bu tür LED’ler sekilde görüldügü gibi yesil ve kirmizi olmak üzere iki adet LED birlesiminden olussa da yesil ve kirmizi bir arada kullanildiginda sari renk de olusacagindan üç renkli LED olarak anilirlar.
Sekilde A1 ve A2 uçlari anotlari ifade ederken, K ise katodu simgeler. Sekle dikkat edilirse üç renkli LED’lerde bacak uzunlugu siralamasi katot, A1 ve A2’dir. Bu tür diyotlarda sadece A1 ve K arasina yada sadece A2 ve K arasina enerji verilebilecegi gibi tüm bacaklara ayni anda da verilebilir. A1 ve K arasina enerji uygulandiginda kirmizi renk olusurken, A2 ve K arasina enerji uygulandiginda yesil renk olusur. Bu özelliklerinden dolayi üç renkli LED’ler genellikle kontrol sistemlerinde on/off durumunu belirtmek amaciyla kullanilirlar.
5. Foto diyot : Ters polarma altinda birlesim yüzeyine düsen isik siddetine bagli olarak iletime geçen diyotlara foto diyot denir.
Ters polarma gerilimi altinda PN birlesimine isik siddeti uygulandiginda, birlesim yüzeyinde bir enerji ortaya çikar. Meydana gelen enerji artisi ters akim degerini ve azinlik tasiyicilarin sayisini artirir. Böylelikle foto diyotlar birlesim yüzeyine düsen isik siddetine göre iletime veya kesime giderler. Genellikle televizyon ve müzik setleri gibi cihazlarda uzaktan alici olarak kullanilirlar.
6. Ayarlanabilir kapasiteli (varikap) diyot : Ters polarma altinda çalisan ve bu gerilimin artirilmasiyla ters orantili olarak kapasite degeri azalan PN birlesmeli diyotlara varikap diyot denir.
Varikap diyotlar çalisma prensibi olarak varyabl kondansatörlere alternatif olustururlar. Asagida varikap diyotun uçlarina uygulanan ters polarmaya karsilik gösterdigi kapasite degerlerine ait karakteristik egri görülmektedir. Egri incelendiginde, ters gerilim degeri arttikça kapasite degerinin düstügü görülür.
7. Köprü diyotlar : Güç kaynaklarinda tam dalga dogrultma elemani olarak kullanilan, dört adet diyotun bir arada paketlenmesiyle olusan diyotlara köprü diyot denir.
Köprü diyotlarin üzerinde devreye baglantilarini gösterir isaret ve simgeler bulunur. Üzerindeki + ve – isaretler diyot dogrultma çikislarini gösterirlerken, ~ simgesi köprü diyota alternatif akim girislerini gösterir. Bu durum asagidaki sekillerde görülmektedir.
Sekillerde ~ simgesi ile gösterilen ve girisler olarak belirlenen köprü diyot uçlarinin baglanti yerlerinin kendi aralarinda degismesi önem tasimaz. Ancak + ve – olarak isaretli uçlar diyot çikislari olup, mutlak surette kendisinden sonra gelen devreye baglantida dikkate alinmalidirlar.
Köprü diyotlar entegre seklinde birlestirilmis olduklarindan devreye montaji daha kolaydir. Devre üzerinde ayri ayri dört adet diyot birlesimi yapmak yerine tek bir köprü diyot ile ayni islem gerçeklestirilmis olur.
Köprü olusturulmus dört adet diyottan herhangi biri arizalandiginda sadece o diyot degistirilirken, köprü diyotun kendisinin degistirilmesi gerekliligi bu tür diyotlar için bir dezavantajdir.
8. Schottky diyot : Yüksek frekansli devrelerde normal diyotlara göre çok daha kisa tepki süresine ve gürültü oranina sahip diyotlaraschottky diyotdenir. Normal diyotlar yüksek frekanslarda uçlarina uygulanan gerilimin yön degistirmesi sirasinda belirli bir süre kararsiz kalabilirlerken schottky diyotlarda bu durum söz konusu degildir.
9. Kizil ötesi (Infrared-IR) diyotlar : Galyum arsenit yari iletken maddeden yapilan dogru polarma altinda çalisarak isik yayan diyot çesidine kizil ötesi diyot denir.
PN birlesmesiyle elde edilen infrared LED’lere dogru polarma uygulandiginda, foton adi verilen birbirinden ayri paketler halinde isik enerjisi yayarlar.
DOGRULTMA DEVRELERI
Sehir sebekesinden gelen AC 220V daha düsük bir seviyeye düsürülür. AC olarak azaltilan gerilim, dogrultucu devresi çikisinda sadece pozitif yada sadece negatif alternans kalacak sekilde elde edilir. Sehir sebekesi 220V. alternatif gerilimdir. Bir çok elektronik cihaz ise DC besleme gerilimi ile çalismaktadir. DC gerilim elde etmek amaciyla Dogrultucu devreler kullanilir. AC gerilimi DC’ye çeviren devreye dogrultmadevresi denir. Diyot ile olusturulan dogrultucu devreleri, girisindeki alternatif akimin bir alternansini kirparak çikisa verirler. Çikista tek yönlü dalgali (ripple) bir akim elde edilir.
1. Yarim dalga dogrultma devresi : Transformatörün sekonderinin bir ucuna seri olarak baglanan bir diyot ile yapilan, diyot yönüne göre bir alternansi kirpan devreye yarim dalga dogrultucu devresi denir.
Devrede transformatör 220V’luk AC gerilimi, 12V’luk AC gerilime düsürür. Transformatörün primeri ile sekonderi arasinda 1800’lik faz farki bulunur. Primerin P1 kisminda negatif alternans oldugunda sekonderin S1 kisminda pozitif alternans bulunur. Ayni sekilde P1’de pozitif alternans varken S1’de negatif alternans vardir. Ayrica transformatörün hem primerde hem de sekonderde üst ucu ile alt ucu arasinda da 1800’lik faz farki bulunur.
Asagidaki sekilde görülen devrede diyotun iletime geçebilmesi için anoduna pozitif alternans gelmesi gerekir. Transformatörün primerindeki P1 noktasinda negatif alternans oldugunda diyotun anoduna sekonderin S1 noktasindan pozitif (+), S2 noktasindan negatif (-) alternans gelir. Bu durumda diyot iletime geçerek anot-katot arasi kisa devre gibi olur. S1 noktasindaki pozitif alternansli sekonder gerilimi yük direnci üzerinde düser. Idealde bu gerilim sekonder gerilimine esittir. Ancak diyot üzerinde diyotun açma gerilimi olan 0,7V’luk bir gerilim mevcuttur. Bu gerilim hesaplamalarda genellikle ihmal edilir.
Sekonderin üst ucundan çikan akim yük direnci üzerinden geçerek sekonderin alt ucundan devresini tamamlar. Akimin yük direncine girdigi nokta (+), çiktigi nokta (-) polariteli olur.
Asagidaki sekillerde görüldügü gibi diyotun anoduna negatif (-), katoduna pozitif (+) alternans geldiginde diyot ters polarma alacagindan açik devre olur. Devreden akim geçemeyeceginden direnç üzerinde gerilim düsümü olmaz.
Asagidaki sekilde sekonder geriliminin pozitif alternanslarinda diyotun iletime geçmesiyle çikista olusan nabazanli DC gerilim görülmektedir. Pozitif alternanslar çikisa yansirken negatif alternanslarda çikis gerilimi “0” olur.
2. Tam dalga dogrultma devresi :
Iki diyotlu (orta uçlu) tam dalga dogrultma devresi : Transformatörün sekonderinin her iki ucuna seri ve ayni yönde baglanan birer diyot ile yapilan, diyot yönlerine göre sadece pozitif yada negatif alternanslari geçiren devreye orta uçlu tam dalga dogrultucu devresi denir. Bu isim devrede kullanilan transformatörün orta uçlu olmasindan dolayi verilmistir. Ayni devre iki diyotlu tam dalga dogrultucu devresi olarak da adlandirilir.
Devrede transformatörün primer girisine gelen 220V. AC gerilim, orta uçlu transformatör tarafindan düsürülerek, sekonder çikisindan 2x12V. AC olarak elde edilir. Orta uca göre iki dis uçta 12V gerilim olusurken, iki dis uç arasinda ise 24 Volt elde edilir. Her iki dis uçta orta uca göre simetrik bir gerilim olusur.
Tam dalga dogrultma devresinde iki diyot sira ile iletime geçerler. Dolayisiyla her iki diyot sekonder geriliminin birer alternansinda iletime geçtiklerinden diyotlar ayni yük akiminin yarisini tasirlar. Böylelikle devredeki diyotlarin her biri yarim dalga dogrultucu olarak görev yaparlar.
Yarim dalga dogrultmaç devrelerinde PIV, sekonderin maksimum gerilimine (Vm) esit iken, iki diyotlu tam dalga dogrultma devrelerinde ise maksimum sekonder geriliminin iki katidir (2Vm yada VP-P). Köprü diyotlarla gerçeklestirilmis tam dalga dogrultma devresinde PIV yarim dalga dogrultmada oldugu gibi maksimum sekonder gerilimine esittir (Vm).
Asagidaki sekilde görüldügü gibi üst uca pozitif alternans geldiginde alt uca negatif alternans gelir. Bu durumda D1 diyotu iletimdeyken D2 diyotu yalitimdadir. Sekonderin üst ucundan çikan akim D1 diyotu ve yük direnci üzerinden geçerek sekonderin orta ucundan devresini tamamlar. Orta uca göre üst uç (+) polaritede iken alt uç (-) polaritede olur.
Asagidaki sekilde alt uca pozitif alternans geldiginden D2 iletimde ve ayni anda üst uca da negatif alternans geldiginden D1 yalitimdadir. Sekonderin alt ucundan çikan akim D2 diyotu ve yük direnci üzerinden geçerek sekonderin orta ucundan devresini tamamlar. Orta uca göre üst uç yine (+) polaritede iken alt uç (-) polaritede olur. Dolayisiyla çikisin üst ucunda, sekonderin her iki alternansinda da pozitif yönde nabazanli DC gerilim olusur.
Asagidaki sekilde sekonder geriliminin pozitif ve negatif alternanslarinda diyotlarin sirayla iletime geçmesiyle çikista elde edilen nabazanli DC gerilim görülmektedir.
Köprü tipi (iki diyotlu) tam dalga dogrultma devresi : Transformatörün sekonderine dört adet diyotun (veya köprü diyot) baglanmasiyla yapilan, çikisinda tek yönlü alternans elde edilen devreye köprü tipi tam dalga dogrultucu devresi denir.
Orta uçlu tam dalga dogrultmaç devresinde transformatör orta uçlu (simetrik çikisli) iken, köprü tipi tam dalga dogrultmaç devresindeki transformatörde orta uç yoktur. Devrede transformatörün primer girisine gelen 220V. AC gerilim, transformatör tarafindan düsürülerek, sekonder çikisindan 12V. AC olarak elde edilir. Devrede diyotlar ikiserli olarak iletime geçerek negatif alternanslari kirparlar.
Asagidaki sekilde görüldügü gibi üst uçta pozitif alternans varken alt uçta negatif alternans vardir. Bu durumda D1 ve D2 diyotlari iletimde ve D3 ve D4 diyotlari yalitimdadir. Sekonderin üst ucundan çikan akim D1, yük direnci ve D2 diyotu üzerinden geçerek sekonderin alt ucundan devresini tamamlar.
Asagidaki sekilde görüldügü gibi üst uca negatif alternans geldiginde alt uçta pozitif alternans olur. Bu durumda D3 ve D4 diyotlari iletimde D1 ve D2 diyotlari yalitimdadir. Sekonderin alt ucundan çikan akim D4, yük direnci ve D2 diyotu üzerinden geçerek sekonderin üst ucundan devresini tamamlar. Her defasinda akim yük direncinin üst ucundan girdiginden çikisin üst ucu (+) polaritede alt ucu (-) polaritede olur. Görüldügü gibi devrede diyotlar ikiserli olarak iletime geçerler. Çikista sadece pozitif alternanslardan olusan dalgali DC elde edilir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder