TA2CCS Şahin Küliğ E-Mail:
ta2ccs@antrak.org.tr
Geçen sayımızda anlattığım PN
Bağlantısının elektronikteki uygulamaları ile çok sık
karşılaşmaktayız. Pek çok uygulamada PN bağlantısı DİYOT
olarak karşımıza çıkmaktadır. Diyotların pek çok türü olduğu
için bunların hepsinin fiziksel çalışma teorilerini anlatmak
yerine önce elektriksel özelliklerini sonra da uygulama şeklini
sizin sabır sınırlarınız içinde kalmaya çalışarak anlatacağım.
Sırası gelmişken bir tavsiyem olacak. Arkadaşlar elektronikteki
gelişme çok büyük bir hızla olmaktadır. Bu nedenle her hangi bir
malzemenin iç çalışmasını detaylı olarak öğrenmek için zaman
kaybetmeyin. Sadece size fikir verecek kadar öğrenmeye çalışın.
Elektronik malzemeyi sadece bacakları olan bir kutu olarak kabul
edin. Fakat fonksiyonlarını ve ne işe yaradığını öğrenmek için
KATALOG KULLANMAYI çok iyi öğrenin. Kataloglarda yer alan
sembol, terim ve grafiklerin ne anlama geldiğini
ve nasıl kullanılacağını öğrenin.
Diyot biraz önce de söylediğim gibi bir PN
bağlantısından oluşur. P tipi yarı iletkenin bulunduğu
alana ANOD, N tipi yarı iletkeninin bulunduğu alana
KATOD denilir. Üzerinden geçen elektrik akımı anottan katoda
doğrudur.
Düşük güçlü diyotlar cam, plastik gibi kılıflara sahip olup yüksek
güçlü olanları ısıya dayanıklılığı sağlamak için metal yada seramik
kılıflar içindedir. Diyotların fiziksel kılıfları silindirik,
dikdörtgen yada şaseye vidalanır türde olabilir. Bütün
diyotlarda dış kılıfı üzerinde katot ucunu gösteren bir işaret
vardır. Küçük diyotlarda katot ucuna yakın bir bant bulunur. Yüksek
güçlü metal kılıflı diyotların metal kılıfları katot olup diğer
ucu anod dur. Köprü diyotların içinde dört adet diyot oldugu
için üzerlerinde ya uçlarını da gösterecek şekilde sembolleri
yada bağlantı volajlarının polariteleri gösteren +, - gibi
semboller vardır.
Bir diyodun anodunu pozitif gerilime,
katodunu negatif gerilime bağlarsak üzerinden akım geçer
(IF). Buna diyoddun düz biaslanması denir. Diyodun
adonuna negatif gerilim, katoduna pozitif gerilim verirsek üzerinden
akım akmaz (aslında ihmal edilebilir değerde çok az akım
akar).
Şimdi diyot karakteristiğini
inceleyelim.
Volt - Amper karakteristiği
Volt - Amper Karakteristiği aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Bu eğri
diyot düz biaslandığı zaman elde edilen eğridir.
Bu eğriyi elde etmek için gerekli devre
şekli aşağıdadır.
Devreyi kurup
gerilim kaynağını yavaş yavaş arttırdığımızda
okuduğumuz voltaj ve akım değerlerini bir grafik kağıdı üzerinde
işaretleyelim. V gerilimi 0V olduğonda
VF gerilimi ve IF akımı sıfır
olacaktır. Gerilim kaynağını yavaşça artırdığımızda diyot akımı
IF çok az olarak artacaktır. VF
gerilimi, PN bağlantısının engel gerilimini aşacak büyüklükte
olduğu zaman diyot akımı IF ani olarak
yükselmeye başlar. Diyot akımının ani olarak yükselmeye
başladığı voltaj değerine Cut In gerilimi, OFFSET Gerilimi,
Threshold Gerilimi gibi isimler verilir. Bu
voltaj değeri örnek olarak germanyum diyotlar için yaklaşık
VD=0,2V silisyum diyotlar için yaklaşık
VD=0,6V kadardır. VF
gerilimi VD geriliminin çok fazla üzerine
çıkaracak olursak IF akımı çok fazla
artar ve diyot ısınıp bozulup. Bunu önlemek için diyoda akım
sınırlayıcı seri bir direnç konabilir yada başka bir anlatımla
diyot üzerinden kaloğunda tavsiye edilen değerden fazla akım
geçirmemek gereklidir.
Diyot ters biaslandığı zaman VR
pratikte akım geçirmez olarak kabul edilir. Gerçekte ise diyodun
içindeki kristal yapının sahip olduğu azınlık taşıyıcılarından
dolayı çok küçük bir akım IR geçer. IR
akımı VR arttığı zaman ve ısı
arttığı zaman çok azda olsa yükselir. Bir diyodun ters biasdaki V-I
karakteristiği aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Şekilde de görüldüğü gibi VR
voltajı fazlaca yükseltilip VBR voltajı aşıldığı
zaman IR akımı aniden ve çok fazla artar. Bu durumda
normal bir diyotta VR voltajı azaltılsa bile
IR akımı azalmaz. Artık diyot bozulmuştur. Ters
gerilimle diyodu bozan bu gerilime VBR
KIRILMA (Break Down) voltajı adı verilir. Bir örnekle
bunu açıklayalım. 1N4007 diyodunun kataloğuna baktığımız zaman
1000V ve 1Amp. değerlerini görürüz. Buradaki 1000V değeri
uygulanabilecek en çok ters gerilim değeridir. Bu, özellikle
alternatif akım uygulamalarında önem kazanır. Diyodun iki ucuna
doğru bias olarak 1000V verecek olursak geriye biraz kül ve
duman kalır. 1 Amper ise diyot üzerinden geçebilecek en çok akım
değeridir.
Kırılma diyotlarda iki şekilde gerçekleşir. Bu,
diyodun kullanım amacına göre fabikada imalat sırasında
yapımcıları tarafından dikkate alınır. Birincisi, çığ
(Avalanche) kırılması. Diyoda yüksek ters bias uygulandığında
diyot üzerinden geçen akım çığ gibi artarak diyodu bozar. Bir üst
paragrafta anlatığım olay gerçekleşir. İkincisi,
Zener kırılmasıdır. Zener kırılması özelliğine sahip diyotlarda
yüksek ters bias uygulandığında, diyot üzerinden geçen akım
artsa bile diyot üzerindeki voltaj sabit kalır. Bu özelliğe
sahip diyotlara ZENER DİYOT denilip voltaj düzenleyici
(regülatör) olarak kullanılır.
Değerli arkadaşlarım diyotların pek çok uygulaması
vardır. Bunların tamamını bu sayfada anlatmak mümkün değildir.
Bunlardan bazılarını sırası geldikçe, bazılarınıda hemen
anlatmaya başlayacağım. Bazılarınıda sizin yorumlayarak
bulmanızı isteyeceğim. Size sorduklarımı klasik öğrenciler gibi bir
bilene sormanızı istemem. Sadece anlattıklarımla ve sizin
yorumlamanızla bulmaya çalışmanızı istiyorum.
Önümüzdeki ay temel diyotlu devrelerden örnekler
vererek açıklayacağım. Görüşmek üzere iyi günler dilerim.
|