Elektronik Devre Elemanları
Atomun yapısı - Ohm kanunu - Kirchhoff kanunu
Multimetre - Akım - Volt - Watt - Vcc Vdd - GND
Direnç Nedir - Direnç Renk Kodları
Diyot Nedir - Zener Diyot - Foto Diyot - Lazer Diyot
Kondansatör Nedir
Transistör Nedir , FET , JFET , MOSFET
Tristör Nedir - Bobin Nedir - Transformatör Nedir
OP-AMP İşlemsel Yükselteçler
Sensör Nedir - İnvertör - UPS
Servo Motor - Baskı Devre Teknikleri
Arduino Nedir ? Nasıl Kullanılır ? - Arduino Kartları

Diyot Nedir ? Diyot çeşitleri ?

Diyot Nedir ?

Elektrik akımını tek yönde geçiren yarı iletken bir malzemedir .

seri-bagli-diyot-devresi

Diyotların anod ve katod olmak üzerek iki ucu vardır. Bunlardan biri negatif diğeri ise pozitif kutuptur. Yani bacaklar arasında farklılıklar vardır. Bu yüzden kullanılan devrede yönünün doğru belirlenip devreye uygun bağlanması önemlidir.

Diyotların Kullanım Amaçları :

  1. Dalgaların doğrultulması işleminde
  2. Filtreleme işlemlerinde
  3. Gerilim ikileyici işlemlerinde
  4. Kırpma işlemlerinde
  5. Limitleyicilerde
  6. Koruma devrelerinde

Şimdi detaya başlayalım …
Diyotlar en basit kontrolsüz yarı iletken elemanlardır.Geçirme yönünde, eşik geriliminin üzerinde küçük değerli bir iç dirence sahip olan bir iletken gibidir. Tıkama yönünde ise, delinme gerilimine kadar çok küçük sızıntı akımlar geçiren bir yalıtkan gibidir.
diyot
Diyot, tek yönlü akım geçiren iki uçlu bir devre elemanıdır.Bu iki uç Anod ( A ) , Katot ( K ) uçlarıdır.
diyot_yapisi
Burada Anoda artı ,katoda eksi uçlar bağlanarak gerilim verilirse diyot Doğru polarize olur ve bir akım akmaya başlar.
Ters yönde bağlanırsa ( yani anoda eksi ,katota artı ) o zaman bir akım geçişi olmaz.
Buna Ters  polarizasyon denir.Ters polarizasyon yöntemi sadece bazı özel diyotlarda uygulanır.

Diyot Çeşitleri

Diyotların kullanıldıkları devrenin özelliklerine göre davranış göstermesi beklenir. Bu nedenle diyotlar yapım tekniğine, yapısındaki malzeme türüne, kullanım alanlarına uygun olarak çeşitli olarak üretilmektedir.

Diyotların Gruplandırılması:

Diyotlar başlıca üç ana gruba ayrılır:

1 – Lamba Diyotlar
2 – Metal diyotlar
3 – Yarı iletken diyotlar

Lamba Diyotlar

Lamba diyotlar en yaygın biçimde redresör ve detektör olarak kullanılmıştır. Sıcak katotlu lamba, cıva buharlı ve tungar lambalar bu gruptandır. Sıcak katotlu lamba diyotun iç görünüşü ve çalışma şekli verilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi ısınan katottan fırlayan Elektronlar Atom tarafından çekilmekte ve devreden tek yönlü bir akım akışı sağlanmaktadır. Eskiden kalanların dışında bu tür diyotlar artık kullanılmamaktadır.

Metal Diyotlar

Bakır oksit (CuO) ve selenyumlu diyotlar bu gruba girmektedirler.
Bakır oksitli diyotlar ölçü Aletleri ve telekomünikasyon devreleri gibi küçük gerilim ve küçük güçle çalışan devrelerde, selenyum diyotlar ise birkaç kilowatt ‘a kadar çıkan güçlü devrelerde kullanılır

Yarı İletken Diyotlar

Yarı iletken diyotları, p ve n tipi Germanyum veya Silisyum yarı iletken kristallerinin bazı işlemler uygulanarak bir araya getirilmesiyle elde edilen diyotlardır. Hem Elektrikte hem de elektronikte kullanılmaktadır. tipik bir örnek olarak kuvvetli akımda kullanılan bir silikon diyot verilmiştir.Yarı iletken diyotlar, tıpkı öbür diyotlar gibi Elektronik malzemelerdir.

Diyotlar yapım tekniğine bağlı olarak

Nokta temaslı diyotlar 

Yarı iletken diyotları, ilk olarak nokta temaslı kristal diyot halinde kullanıma girmiştir. Zamanla bunların yerini yüzey birleşmeli diyotlar almıştır. Nokta temaslı diyotlar bugün bazı özel alanlarda kullanıldığından özel amaçlı diyotlardır
Nokta temaslı silikon diyotlar en çok mikro dalga karıştırıcısında, televizyon, video dedeksiyonunda,
Nokta temaslı germanyum diyotlar  radyofrekans ölçü aletlerinde (voltmetre,dalgametre, rediktör vs…) kullanılır.

Yüzey birleşmeli diyotlar

Diğer adıyla jonksiyon diyot, P ve N tipi kristallerin, özel yöntemler ile, ard arda birleştirilmesi yoluyla elde edilir. Birleşme yüzeyine jonksiyon da denir. Jonksiyon diyot deyimi buradan gelmektedir. Jonksiyon kalınlığı 0.01 mm ‘dir.

Diyotlar yapımında kullanılan malzemeye göre

Germanyum tipi diyotlar

Anahtarlama ve  dedektör olarak kullanılırlar.İletime geçme gerilimleri 0,2-0,3 V arasıdır. Germanyum diyotlar öngerilimlerinin küçük olmaları nedeniyle (0.2-0.3V) özellikle alçak güçlü yüksek frekans devrelerinde kırpıcı olarak kullanılmaktadırlar.

Silisyum tipi diyotlar

doğrulma devrelerinde ( AC’yi DC’ye çevirmek için ) kullanılır.İletime geçme gerilimleri 0,6-0,7 V arasıdır.
Germanyum diyotların sızıntı akımı çok daha büyüktür. Bu nedenle günümüzde silisyum diyotlar özellikle tercih edilir.

Diyotlar kullanım alanlarına göre

diyot
diyot_karsilastir
Diyoda ters polarizasyonda zamanla artan bir gerilim verilirse belli bir zaman sonra diyot yanar ,delinir veya kısa devre olur.Bundan sonra diyottan çok büyük akım geçmeye başlar.Yukardaki grafikte diyodun iletime geçmesi ve delinme gerilimi görülmektedir. Diyot Çeşitleri ( pdf )
Diyotlar germanyum ve silisyumdan imal edilir. Kullanım alanına göre ise aşağıdaki gibi sınıflara ayrılır:
1 . Kristal diyot (  Nokta Temaslı diyot )
2 . Zener diyot,
3 . Tünel diyot,
4  . Işık Yayan Diyot ( LED  , SMD LEDRGB LED  , Power LED  , Lazer diyot , 7 Segment LED Display )
5 . Ayarlanabilir Kapasiteli diyot (Varaktör diyotVarikap diyot)
6 . Foto diyot, ( Germanyum foto diyot ,  Simetrik foto diyot , Schockley (4D) foto diyot )
7 . Mikrodalga diyotlar
8 . Ani toparlanmalı (Step-Recovery) diyotlar
9 . Gunn diyot,
10 . İmpatt (Avalanş) diyot,
11 . Schottky (Baritt) diyot,
12 . Büyük Güçlü diyotlar
13 . PIN diyotlar
gibi çok çeşitli şekilde isimlendirilirler.

diyot sembolü
Diyot
zener diyot sembolü
Zener Diyot
tunnel diode
Tunnel Diyot
Schottky diyot sembolü
Schottky Diyot
Tunnel diyot sembolü
Tunnel Diyot
Voltage Variable diode
Değişken gerilimli Diyot
varactor
Varaktor
Unidirectional_Breakdown_(Z   Unidirectional Breakdown (Zener) diode Bidirectional Breakdown diode
Bidirectional Breakdown diode
Constant Current diode
Sabit Akımlı diyot
Step Recovery
Step Recovery
PIN
PIN
Shockley diode
Shockley Diyot
Light_Emitting_diode_(LED)LED Light_Emitting_diode_(LED)1LED
Photo diode
FotoDiyot
Photosensitive Cell
Işık duyarlı Hüzrel
Thyristor_(Silcon-ControlleTristor (Silcon Controlled Rectifier=SCR) Light Activiated Silicon Controll Recitifer (LASCR)
Light Activiated Silicon Controll Recitifer (LASCR)
Programmable Unit - Junction Transistor (PUT)
Programmable Unit – Junction Transistor (PUT)
triac
Triac
diac
Diac
Opto-TRIAC
Opto-TRIAC
Gate Turn Off (GTO) Gate Turn Off (GTO)

Gate Controlled Switch (GCS)
Kapıdan Kontrollü Anahtar(Gate Controlled Switch (GCS)

Silicon Controlled Switch (SCS)
Silkon Kontrollü Anahtar
( Silicon Controlled Switch) (SCS)

Çeşitli diyot imalatlarıda vardır SMD diyot , Köprü diyot  gibi

Diyot’un V-I karakteristiği

diyot-karakteristik
Diyot uçlarına uygulanan gerilimle, diyot üzerinden geçen akım arasındaki ilişkiyi gösterir. Diyot; doğru ve ters polarma altında farklı davranışlar sergiler. Genel kullanım amaçlı silisyum diyodun doğru ve ters polarmalar altındaki V-I karakteristiği şekilde verilmiştir. Şekil üzerinde diyodun V-I karakteristiğini çıkarmak için gerekli devre bağlantıları görülmektedir.
Diyot, doğru polarmada iletimdedir. Ancak iletime başlama noktası VD olarak
işaretlenmiştir. Bu değerden sonra diyot üzerinden akan ileri yön IF akımı artarken, diyot üzerine düşen gerilim yaklaşık olarak sabit kalmaktadır. Bu gerilim diyot öngerilimi olarak adlandırılır. Diyot öngerilimi silisyum bir diyot’da yaklaşık olarak 0.7V civarındadır. Ters polarma altında ise; diyot üzerinden geçen akım miktarı çok küçüktür. Bu akıma “sızıntı akımı” denir. Sızıntı akımı, silisyum bir diyot’da birkaç nA seviyesinde, germanyum bir diyot’da ise birkaç μA seviyesindedir. Ters polarma altında diyot, belirli bir gerilim değerinden sonra iletime geçer. Üzerinden akan akım miktarı yükselir. Ters polarma altında diyot’u kırılıp iletime geçmesine neden olan bu gerilime “kırılma gerilimi” denir. Bu durum şekil üzerinde gösterilmiştir.
diyot
Diyot; kırılma geriliminde iletime geçmekte ve üzerinden akım akmasına izin vermektedir. Şekildeki grafik dikkatlice incelenirse, diyot üzerinden akan akım arttığı halde, gerilim sabit kaldığı gözlenmektedir. Bu durum önemlidir. Üretici firmalar, bu durumu dikkate alarak farklı değerlerde kırılma gerilimine sahip diyotlar geliştirip, tüketime sunmuşlardır.
Diyot’un kırılıp akım akıtmaya başlaması, aşağıda verilen eşitlik ile açıklanabilir.
diyot
Bu formülde;
I : Diyot akımını
I0 : Ters polarmada sızıntı akımını
V : Diyot uçlarına uygulanan polarma gerilimini
Q : Elektron şarj miktarını (Coulomb olarak)
T : pn birleşim sıcaklığını (K cinsinden)
K : Boltzman sabitini
ŋ : Metale bağımlı bir sabite (Ge:1, Si=2)

DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ Birimi DİYOT CİNSİ
Selenyum Germanyum Silikon
Ters yöndeki dayanma gerilimi V >40 – 60 500 – 800 1500 – 4000
Aktif yüzeydeki akım yoğunluğu A / cm2 0.89 – 0.9 100 – 300 100 – 300
Maksimum doğru yön akımı A 400 200 1000
Gerilim düşümü V 0.6 – 1 0.6 1.2
Maksimum dayanma sıcaklığı °C 80°C/td> 65°C 140°C
Ters yön akımının doğru yön akımına oranı IR / ID 0.1 – 0.03 0.0002 0.00001

diyot-karakteristigi

Silisyum ve germanyum diyotların akım-gerilim karakteristik eğrileri şekilde birlikte verilmiştir. Görüldüğü gibi germanyum diyotların sızıntı akımı çok daha büyüktür. Bu nedenle günümüzde silisyum diyotlar özellikle tercih edilir. Germanyum diyotlar, ise öngerilimlerinin küçük olmaları nedeniyle (0.2-0.3V) özellikle alçak güçlü yüksek frekans devrelerinde kırpıcı olarak kullanılmaktadırlar.

Diyotların Çalışma Mantığı

diyot
Teknolojinin gelişmesiyle PN yüzey birleşmeli (jonksiyonlu) diyotlar, ardından aynı teknikle transistörler, entegreler, çipler imal edilerek elektronik alanında akıllara durgunluk verecek derecede çok kısa sürede çok hızlı gelişmelerin meydana geldiği görülmüştür. Nokta temaslı diyotlar; düşük akım düşük sıcaklık ve güçlerde çalıştıklarından yerlerini daha iyi özellikleri olan PN yüzey birleşmeli diyotlara bırakmışlardır. Günümüzde nokta temaslı diyotların kullanım alanları çok sınırlıdır.
Diyot doğru polarize edilirse yani anoduna pozitif(+) katoduna negatif gerilim uygulanırsa iletken olur ve üzerinden, uygulanan gerilim miktarı ve oluşan ısı ile doğru orantılı olarak akım akmaya başlar.
İmal edilen her diyotun yapısına bağlı olarak uygulanabilecek maksimum doğru polarma gerilimi, çalışma sıcaklık bandı ve üzerinden geçebilecek akım miktarı imal edilence hazırlanan kataloglarda belirtilmiştir. Bu değerler kesinlikle aşılmamalıdır.

İdeal Diyot Modeli

ideal diyot
İdeal diyodu tek yönlü bir anahtar gibi düşünebiliriz. Anot terminaline göre; katot terminaline negatif bir gerilim uygulanan diyot, doğru (ileri) yönde polarmalandırılmış olur. Diyot, doğru yönde polarmalandığında kapalı bir anahtar gibi davranır. Üzerinden akım akmasına izin verir. Direnci minimumdur. Bu durum şekil-a’da görülmektedir. Anot terminaline göre; katot terminaline pozitif bir gerilim uygulanan diyot ters yönde polarmalandırılmış olur. İdeal diyot ters yönde polarmalandırıldığında, açık bir anahtar gibi davranır. Üzerinden akım akmasına izin vermez ve direnci sonsuzdur. Bu durum şekil-b’de gösterilmiştir. İdeal bir diyot’un Akım-gerilim karakteristiği ise şekil-c ’ de verilmiştir.

Pratik Diyot Modeli

diyot_davranisi
Pratik kullanımda diyot, ideal modelden farklı davranışlar sergiler. Örneğin; doğru
polarma altında kapalı bir anahtar gibi kısa devre değildir. Bir miktar direnci vardır. Bu nedenle üzerinde bir miktar gerilim düşümü oluşur. Bu gerilime “diyot öngerilimi” denir ve VF veya VD sembolize edilir. Bu gerilim değeri; silisyumda 0.7V, germanyumda ise 0.3V civarındadır. Gerçek bir diyot’un doğru polarma altında modellemesi şekil-a’da verilmiştir. Ters yönde polarmada ise, açık bir anahtar gibi direnci sonsuz değildir. Bu nedenle üzerinden çok küçük bir miktar akım akar. Bu akıma “sızıntı akımı” denir ve IR ile sembolize edilir. Sızıntı akımı çok küçük olduğundan pek çok uygulamada ihmal edilebilir. Gerçek bir silisyum diyodun V-I karakteristiği ise şekil-c’de verilmiştir. Örneğin; şekil-a’da görülen doğru polarma devresinde diyot üzerinden geçen ileri yön akım değeri IF;

olarak belirlenir.

Diyot Katalog Kavramları

Is ( Sızıntı Akımı )

Diyot ters polarize edilirse yani anotuna(-) katotuna(+) gerilim uygulanırsa yalıtkan olur ve üzerinden akım geçişine izin vermez.ancak azınlık akım taşıyıcıları nedeniyle değeri çok küçük (µA kadar) ve ihmal edilebilir bir ters yön akımı akar.Bu akıma sızıntı akımı denir.
Ters polarmada diyotlara uygulanan gerilim yükseltilirse eleman delinebilir (bozulur).
Örnek olarak 1N4001 diyodun ters yönde uygulanan gerilime dayanabileceği üst değer 50V’ tur yani bu diyot 50 volttan fazla ters gerilimde delinerek özelliğini kaybeder.
Diyotlar ters polarıldığında sızıntı akımının miktarı sıcaklığa, uygulanan gerilime, yarı iletkenin cinsine göre değişir.
Örnek olarak germanyum dedektör diyodundan
5 volt altında, 25ºC sıcaklıkta 0,8 mA, 60ºC’de 5 mA, 100º C’de 50 mA sızıntı akımı geçtiği görülür.

PIV Voltajı

İmal edilen her diyotun yapısına bağlı olarak uygulanabilecek maksimum ters polarma gerilimi, çalışma sıcaklık bandı imal edilence hazırlanan kataloglarda belirtilmiştir. Bu değerler kesinlikle aşılmamalıdır.
Bu açıklamalardan sonra diyotun tanımını daha açık olarak şu şekilde yapabiliriz: Diyot doğru polarma edildiğinde üzerinden akım geçişine izin veren ters polarma edildiğinde üzerinden akım geçişine izin vermeyen elektronik devre elemanı olarak tanımlayabiliriz.
Diyotun ters polarma geriliminin artırılmasıyla bir değerden sonra iletime geçtiği noktaya diyotun ters yön devrilme noktası adı verilir. Bazı diyotlar (Zener diyot, foto diyot, varikap diyot ) ters yön devrilme noktasında çalıştırılır.
diyot-ornek-soru

Sıcaklık Etkisi

Üretici firmalar diyodun karakteristik değerlerini genellikle 25 C oda sıcaklığı için verirler. Diyot’un çalışma ortamı ısısı, oda sıcaklığından farklı değerlerde ise diyot öngeriliminde ve sızıntı akımında bir miktar değişime neden olur.
• Diyot öngerilimi VF; her 10C’lik ısı artışında yaklaşık 2.3mV civarında azalır.
• Diyot sızıntı akımı I0; her 100C’lik ısı artışında yaklaşık iki kat olur.
Diyot’un ısı değişimine karşı gösterdiği duyarlılık oldukça önemlidir. Örneğin bu
duyarlılıktan yararlanılarak pek çok endüstriyel ısı ölçümünde ve kontrolünde sensör olarak diyot kullanılır.
Germanyum güç diyodunun maksimum çalışma sıcaklığı 90ºC olup silisyum diyotların ise maksimum dayanma sıcaklığı 175ºC civarındadır. Silisyum güç diyotları yüksek sıcaklıklara dayanabildiği için üzerinden yüksek akım geçirilebilir. Diyotların gövde sıcaklığının yükselmesine elemanın içinde doğan ısı sebep olur.
Diyotta meydana gelen ısı, akımla doğru orantılı olarak artar. Diyotlar alüminyum plaka, vantilatör (fan) vb. ile soğutulursa yüksek sıcaklıklarda dayanma gücü artar. Bu nedenle güç diyotları soğutucu plaka üzerine monte edilir. Diyotlarda iki şeye dikkat edilmelidir. Aksi takdirde diyot bozulur (Kısa devre olur.)

  • Ters dayanma geriliminin üzerine çıkılmamalıdır.
  • Maksimum taşıma akımından daha fazla akım çekilmemelidir.

Doğrultucu diyotların yüksek akımlı olanlarına güç diyotları denir. Güç diyotlarının çoğu daha yüksek akım ve sıcaklık değerlerinden dolayı silisyumdan yapılmaktadır. Diyotların akım kapasitesi diyotları paralel bağlayarak ters tepe dayanma gerilimleri ise diyotları seri bağlayarak artırabilir.

Diyot Direnci

Diyot’un elektriksel olarak direnci; diyot uçlarındaki gerilimle diyot üzerinden geçen akımın oranına göre tayin edilir. Diyot direnci, karakteristiğinde görüldüğü gibi doğrusal değildir. Doğru polarma altında ve iletim halindeyken, direnci minimum 10Ω civarındadır. Ters polarma altında ve kesimdeyken ise 10MΩ-100MΩ arasındadır. Diyodun doğru akım altında gösterdiği direnç değerine “statik direnç” denir. Statik direnç (rs) aşağıdaki gibi formüle edilir.
diyot
Alternatif akım altında gösterdiği direnç değerine “dinamik direnç” denir. Dinamik direnç (rD) aşağıdaki gibi formüle edilir.
diyot
Diyotlarda; dinamik veya statik direnç değerlerinin hesaplanmasında diyot karakteristiği kullanılır. Şekilde silisyum bir diyodun ileri yön karakteristiği verilmiştir.
diyot
Statik ve dinamik diyot dirençlerinin belirlenip formüle edilmesinde şekilde görülen diyot karakteristiğinden yararlanılır. Şekilde görülen karakteristikte değişim noktaları Q1, Q2 ve Q3 olarak işaretlenmiştir. Örneğin Q1 ve Q2 noktalarında diyot’un statik direnci;
Diyot
olarak bulunur. Diyot’un dinamik direnci ise, akım ve gerilimin değişmesi ile oluşan
direnç değeridir. Örneğin Q2 noktasındaki dinamik direnç değerini bulmak istersek, Q2 noktasındaki değişimin (Q1 .. Q3 değişimi gibi) küçük bir değişimini almamız gerekir.
Diyot
Elde edilen bu eşitlik ters polarmada da kullanılabilir.

Maksimum Ön Akım

Doğrultmaç ve sinyal diyotları, silisyum ve germanyum gibi yarı iletkenler ile yapılır. Bir P tipi ve N tipi yarı iletken birleştirilerek diyot imalatı yapılır. “D” harfi ile gösterilir. Germanyum diyotlar anahtarlama, sinyal ve dedektör yapımı olarak kullanılır. İletime geçme gerilimleri 0,2-0,3 Volt arasındadır. Silisyum diyotlar ise doğrultma devrelerinde (AC’ yi DC’ ye çevirmek için) kullanılır. İletime geçme gerilimleri 0,6-0,7 V arasındadır. Diyoda ters polarizasyonda zamanla artan bir gerilim verilirse belli bir zaman sonra diyot yanar, delinir veya kısa devre olur. Bu durumda diyottan çok büyük akım geçmeye başlar.

Ters Tepe Voltajı

Diyotların çoğu ters polarmanın aşırı artırılması halinde bozulacağından bu noktada (dayanma gerilimine yakın) çalıştırılmaz. 50 volta kadar olan ters gerilimlere dayanan 1N4001 diyot, en çok 40 voltluk devrede kullanılır. 50 voltun üzerindeki bir gerilim altında çalışan devre de ise diyot firmaları tarafından üretilen 1N4002 diyot veya başka bir model diyot seçilir. Diyot fiyatları da modeline ve firmasına göre farklılık gösterir.

Güç Harcaması

Yüksek güçlü DC elde etmek amacı için kullanılan bu tip diyotlar soğutucu ile beraber kullanılmalıdır. Uygulamada 400 ampere kadar akım taşıyan ve 4000 volta kadar çalışma gerilimi olan diyotlar vardır. Yüksek güçlü diyotlar akü şarj cihazları, elektroliz sistemleri, kaynak makineleri vs. yerlerde kullanılır.

Frekans

Germanyum tipi sinyal diyotları lojik (sayısal) devre elemanı veya radyo frekans (RF) devrelerinde sinyal ayırıcı olarak kullanılır. Başka bir ifade ile sinyal diyotları, yüksek frekanslarda çalışmaya duyarlı olmalarından dolayı  düşük gerilim ve akımlarda da çalışabilirler.

Diyotların Seri Bağlanması


Ters dayanma gerilimi daha yüksek diyot elde etmek için seri bağlama yapılır.
Örnek olarak 100 voltluk devre için ters dayanma gerilimi 50 volt olan 2 adet 1N4001 diyot seri bağlandığı zaman 100 volta dayanan  diyot elde edilir. Birden fazla diyodun seri bağlanması ile elde edilmiş elemanlara ise yüksek gerilim diyodu denir.

Diyotların Paralel Bağlanması


Yüksek akımlı diyot elde etmek için diyotlar paralel bağlanır. Fakat bu metod sağlıklı değildir. Üretim hatalarından dolayı diyotlar aynı özellikte yapılamaz. Bu sebeple diyotlardan biri bozulursa diğer diyotlardan geçen akımın artarak diyotların da bozulmasına sebep olur. O sebeple kataloglardan uygun diyot seçilerek kullanılır.

Yük Doğrusu ve Çalışma Noktası

Diyot, direnç ve DC kaynaktan oluşan basit bir devre şekilde verilmiştir. Devrede diyot doğru yönde polarmalandırılmıştır.
diyot
Diyot ideal kabul edilirse devreden akacak akım miktarı;
Diyot
olacağı açıktır. Gerçek bir diyot kullanıldığında ise; devreden akacak I akımı miktarına bağlı olarak diyot uçlarında VD ile belirlenen bir diyot öngerilimi oluışacaktır. Bu gerilim değeri lineer değildir. Bu gerilim değerinin;
diyot
olacağı açıktır. Ayrıca devreden akan akacak olan ID akımı değerinin VDD gerilimine bağlı olarak da çeşitli değerler alacağı açıktır. Çeşitli VDD değerleri veya IF değerleri için, diyot ön gerilimi VD’nin alabileceği değerler diyot karakteristiği kullanılarak bulunabilir. VDD geriliminin çeşitli değerleri için devreden akacak olan IF akım değerleri bulunup karakteristik üzerinde işaretlenir ve kesişim noktaları birleştirilirse şekilde görülen eğri elde dilir. Bu eğriye yük doğrusu denilir.
Yük doğrusu çizimi için;
IF=0 için VF=VDD (Diyot yalıtkan)
VF=0 için IF=VDD/R (Diyot iletken)
Bulunan bu değerler karakteristik üzerindeki koordinatlara işaretlenir. İşaretlenen noktalar karakteristik üzerinde birleştirilirse yük doğrusu çizilmiş olur. Bu durum şekil üzerinde gösterilmiştir. Diyot karakteristik eğrisinin yük çizgisini kestiği nokta Q çalışma noktası olarak bilinir.
Yük çizgisinin eğimi ise -1/R’dir.
Şekilde verilen devreye bağlı olarak yük doğrusu bir defa çıkarıldıktan sonra VDD’nin herhangi bir değeri için akacak akım miktarı ve buna bağlı olarak R direnci uçlarında oluşabilecek gerilim değeri kolaylıkla bulunabilir. Yük doğrusu ve çalışma noktasının tayini; diyot’u özellikle hassas kullanımlarda duyarlı ve pratik çalışma sağlar.

Diyodun Delinmesi

Ters akımın birden büyümesi halinde, diyodun delinmesi, bu andaki gerilime de delinme gerilimi denir. Delinme olayında, ters akımın birden büyümesinin nedenleri:
1) Uygulanan büyük değerli ters gerilimin pozitif kutbu, N bölgesindeki serbest elektronları kuvvetle çekmekte, negatif kutbu da P bölgesindeki azınlık taşıyıcı durumundaki elektronları kuvvetle itmektedir.
2) Büyük bir hareketlilik kazanan elektronlar, atomlara hızla çarparak, valans elektronlarında serbest hale geçmesine neden olur.
3) Bu şekilde hem P, hem de N bölgesinde hızla çoğalan elektronlar kaynağın pozitif kutbunun çekme kuvvetine kapılarak, büyük oranda kaynağa doğru akar.
4) Bu arada P – N bölgeleri arasındaki boşluk bölgesi kalkmış ve P bölgesinde de çok sayıda elektron oluşmuş bulunduğundan P – N ayrımı kalmaz. Diyot iletken bir madde haline dönüşür.
5) Aşırı elektron hareketinden dolayı diyot ısınarak yanar.
6) Ayrıca dış ortamın sıcak olması da olayı hızlandırmaktadır. Bu nedenle, diyotlar çok sıcak ortamlarda kullanılmamalı veya soğutucu ile kullanılmalıdır.
Germayum diyodun maksimum çalışma sıcaklığı 90°C, Silikon diyodu ise175°C dir. Ayrıca ters polarma halinde, uygulanan gerilimin büyük değerlerinde diyodun yüzeyi boyunca bir miktar da yüzeysel kaçak akımı akar.
Diyot yüzeyinin kirlenmesi ve rutubetlenmesi durumunda yüzeysel kaçak akımı büyür. Her iki polarma halinde de vardır. Fakat ters polarma halinde, istenmeyen akım olarak, etkisini daha da çok göstermektedir.
Silikon diyodun delinme gerilimi, germanyum diyoda göre daha büyüktür. Diyer taraftan kaçak akım ise daha küçüktür.

Diyot iki nedenle bozulur

1) Doğru yönde katalog değerinin üzerinde akım geçirilirse,
2) Ters yönde yine katalog değerinin üzerinde gerilim uygulanırsa.

Her iki halde de diyottan geçen aşırı akım diyodun bozulmasına neden olacaktır.

Üzerinden aşırı akım geçen bir diyotta üç durum gözlenebilir:
1 ) Aşırı akım çok fazla değilse ve kısa dönem akmışsa, hem P, hem de N bölgesindeki kristal atomları arasındaki kovalan bağlar kopmakta ve elektronlar serbest hale geçmektedir. Bu durumda diyot bir iletken haline dönüşmekte ve omaj ölçümü yapıldığında her iki yönde de kısa devre göstermektedir.
2 ) Aşırı akım çok büyük olursa diyot aynen bir sigorta teli gibi eriyip yanar ve omaj kontrolü yapıldığında her iki yönde de açık devre gösterir. Diğer bir deyimle, sonsuz gösterir.
3 ) Yanan bir diyottaki renk değişimi dışarıdan bakıldığında da belli olur.

Alternatif Akım niçin Doğru Akıma çevrilir ?

Elektrik enerjisinin üretildiği yerden tüketilecek yerlere ekonomoik olarak iletmek için yüksek gerilim halinde verilmesi gerekmektedir.Yüksek gerilimi doğru akım makinelerinde belirli bir değerden sonra
üretemeyiz.Alternatif akımın generatörlerde üretilmesi ,trafolar ile yükseltilip-alçaltılması DC ye göre kat kat daha kolay ve ucuzdur.Bunun için alternatif akım kullanılacak yere kadar getirilir ve orada doğrultmaçlar veya generatörler aracılığıyla Doğru akıma çevrilip kullanılır.
Alternatif Akım zamanla yönü ve şiddeti değişen bir akımdır.Bir an artı olan uç diğer anda eksi olabilir,
buna bağlı olarak devamlı olarak akımın yönüde değişir.
Alternatif akımın yönünün değişmesi gelişi güzel olan birşey değildir.Alternatif akım bir saniyede 50 saykıllık hareket yapar.Bir saniyede oluşan saykıl sayısınada frekansdenir. ” f ” ile sembollendirilir.
Birimi ise saykıl/saniye veya Hertz‘dir.
ÖZET

  • Atomun son yörüngesindeki elektronlar “valans elektron” olarak adlandırılırlar.
    Valans elektronlar maddenin iletken, yalıtkan veya yarıiletken olarak tanımlanmasında etkindirler.
  • Yarıiletken materyaller 4 adet valans elektrona sahiptir. Elektronik endüstrisinde yarıiletken devre elemanlarının üretiminde silisyum ve germanyum elementleri kullanılır.
  • Silisyum veya germanyum elementlerine katkı maddeleri eklenerek P ve N tipi maddeler oluşturulur. P ve N tipi maddeler ise elektronik devre elemanlarının üretiminde kullanılırlar.
  • P ve N tipi maddelerin birleşimi diyot’u oluşturur. Birleşim işlemi bir noktada yapılabildiği gibi yüzey boyunca da yapılabilir. Bu nedenle diyotlar genellikle yüzey birleşimli veya nokta temaslı olarak imal edilirler. Her iki tip diyot’unda temel özellikleri aynıdır.
  • Diyot elektronik endüstrisinin en temel devre elemanlarından biridir. İki adet terminale sahiptir.   N tipi maddeden oluşan terminale Katot, P tipi maddeden oluşan terminale Anot ismi verilir.
  • Diyot iki temel çalışma biçimine sahiptir. Bunlar İletim ve kesim modunda çalışmadır.
  • Diyot’un anoduna; kataduna nazaran daha pozitif bir gerilim uygulanırsa diyot iletim bölgesinde çalışır ve iletkendir. Diyot’un anoduna; kataduna nazaran daha negatif bir gerilim uygulanırsa diyot kesim bölgesinde çalışır yalıtkandır.
  • İletim bölgesinde çalışan bir diyot üzerinde bir miktar gerilim düşümü oluşur. Bu gerilime “diyot öngerilimi” denir. Diyot öngerilimi silisyum bir diyot üzerinde yaklaşık 0.7V, Germanyum bir diyot üzerinde ise yaklaşık 0.3V civarındadır.
  • Diyot öngerilimi bir miktar diyot’un çalışma ortamı ısısına bağımlıdır. Diyot öngerilimi 10C sıcaklık artmasına karşın yaklaşık 2.3mV azalır.
  • Kesim bölgesinde çalışan bir diyot, pratik olarak açık devre (direnci sonsuz) değildir. Üzerinden çok küçük bir bir miktar akım akar.Bu akıma “sızıntı akımı”denir. Bu değer nA ile μA’ler mertebesindedir.
  • Sızıntı akım değeri germanyum diyotlarda silisyum diyotlardan bir miktar daha fazladır.Sızıntı akımı diyot’un çalışma ısısından etkilenir. Örneğin her 100C sıcaklıkartışında sızıntı akımı yaklaşık iki kat olur.

Diyotlar

Diyot Uygulamaları

Diyot Soruları – Cevapları

Mutlaka inceleyin : Yarı iletkenler ve diyot
Diyot Çeşitleri ( pdf ) ,  Diyot Uygulamaları ,  köprü diyot , Zener diyot , SMD diyot ,  Tünel diyot , Schottky diyot , Foto Diyot , Varikap diyot ,  kırpıcılar ve limitleyiciler
Işık Yayan Diyot ( LED , Şerit Led , SMD LEDRGB LED , Power LED , Lazer diyot , 7 Segment LED Display )

Daha fazla bilgi için

Konuyla ilgili yazılarımız

Bir Cevap Yazın

Ali Celebi