DİYOTLAR (AYRINTILAR)

DİYOTLAR

Diyotlar temelde iki gruba ayrılırlar;

Doğrultmaç Diyotları
Sinyal Diyotları

Doğrultmaç diyotlar güç kaynaklarında AC akımları DC'ye dönüştürmekte kullanılırlar.

Bunlar, yüksek akımları taşıyabilirler ve yüksek ters tepe gerilimlerine dayanabilirler. Ancak,

genelde 50-60 Hz gibi düşük frekanslı devrelerde kullanılırlar.

Sinyal diyotlar ise lojik (sayısal) devre eleman ya da radyo frekans (RF) devrelerinde

demodülatör (sinyal ayırıcı) olarak kullanılırlar.Başka bir deyişle sinyal diyotlar, yüksek

frekanslarda çalışmaya duyarlı olmalarının yanı sıra, düşük gerilim ve akımlarda da çalışabilirler.

Doğrultmaç ve sinyal diyotlar silisyum ve germanyumdan yapabilmektedir.

Germanyumdan yapılan diyotlardan akım geçirildiğinde üzerlerinde yaklaşık 0,2 Volt'luk

bir gerilim düşümü olurken, silisyumdan yapılmış diyotlarda bu değer 0,6 ila 0,7 Volt dolayındadır. İşte bu fark nedeniyle germanyum maddesi daha çok sinyal diyotu yapımında kullanılmaktadır.

P ve N tipi maddeler birleştirilerek diyotun oluşturulması;

a. Polarmasız P-N birleşimi

P ve N tipi yarı iletken madde kimyasal yolla birleştirildiğinde “PN birleşimşi kristal diyot” elde edilir.

P ve N tipi iki madde birleştirildiği zaman birleşim yüzeyinin yanında bulunan elektron ve oyuklar birbirleriyle birleşmeye başlarlar.Birleşmeler sonucunda yüzey civarında nötr atomlar oluşur.

b. Polarmalı P-N birleşimi

Polarmasız P-N birleşiminin orta yerinde karşılıklı yük dengesi olduğundan akım geçmez.

P-N birleşimine doğru yönde ve ters yönde gerilim uygulandığında bazı elektriksel olaylar ortaya çıkar.

1. P-N Birleşimine Doğru Yönde Akım Uygulama (doğru polarizasyon)

Üretecin artı ucundan gelen yükler P tipi maddenin artı yüklerini birleşim yüzeyine doğru iletir. Üretecin eksi ucundan gelen elektronlar ise N tipi maddenin eksi yüklerini birleşim yüzeyine iter.

Artı ve eksi yükler birbirini çekeceğinden elektronlar oyuklara doğru hareket ederler. Yani elektronlar, P tipi maddeye geçerler.

2. P-N birleşimine ters yönde akım uygulama (ters polarizasyon)

Üretecin eksi ucu P tipi maddenin oyuklarını çeker. Üretecin artı ucu ise N tipi maddenin elektronlarını kendine geçer. Birleşme yüzeyinde elektron ve oyuk kalmaz.

P-N Yüzey Birleşmeli Diyot Çeşitleri ve Yapıları

Kristal diyotların elektriksel karakteristiklerinin P-N yüzey birleşmeli diyotlarla açıklanması

Kristal diyotlar yapı olarak P ve N tipi iki yarı iletkenin birleşiminden oluşmuş elemanlardır. Uygulamada en çok AC’yi DC’ye çevirme işlerinde kullanılır.

Doğru polarizasyonda, germanyumdan yapılan doğrultmaç diyotlar yaklaşık 0,2 ila 0,3 Volt’ta silisyumda yapılanları ise yaklaşık 0,6 ila 0,7 Volt’ta iletime geçer.

Doğrultmaç diyotların doğru ve ters polarizasyondaki karakteristik eğrileri

Doğru polarizasyonda belli bir eşik geriliminden sonra diyottan geçen akım artmaktadır. Ters polarizasyonda ise diyot ters dayanma gerilimine kadar akım geçirmez.

· Diyotlarda Çalışma Sıcaklığı

Her elektronik devre elemanında olduğu gibi diyorlar da ortam sıcaklığı çok önemlidir. Yani diyotun sıcaklığı arttıkça karakteristik özelliklerde de değişimler olmaktadır. Bu nedenle, germanyumdan yapılmış diyotların sıcaklığı 90°C'ı, silisyum diyotların sıcaklığı ise 175°C'ı geçmemelidir.

· Diyotların soğutulması

Diyotların gövde sıcaklığının yükselmesine, elemanın içinde doğan ısı neden olur. Diyotta oluşan ısı da, elemandan geçen akım ve eleman üzerine düşen gerilimle doğru orantılı olarak artar. Bir diyot önerilen akım değerinde güvenli olarak çalışır. Yani, gövde sıcaklığının değeri tehlikeli düzeye çıkmaz.Diyottan yüksek akım geçirilirse, sıcaklık yükselir.

Diyotlar şayet, alüminyum plaka, vantilatör vb. ile soğutulursa yüksek akımlardaki dayanıklılıkları artar.

· Yüksek güçlü diyotlar

Yüksek akımlı DC elde etmek amacıyla kullanılan bu tip diyotların soğutucuyla birlikte kullanılması gerekir. Uygulamada 4000 Ampere kadar akım taşıyabilen ve 4000 Volt’a kadar çalışma gerilimi olan diyotlar mevcuttur.

Diyotların Seri ve Paralel Bağlanması

Seri Bağlanma

Ters dayanma gerilimi daha yüksek diyot elde etmek için seri bağlama yapılır.

Paralel Bağlanma

Yüksek akımlı diyot elde etmek için paralel bağlama yapılır. Ancak bu yöntem sağlıklı değildir. Üretim kusurlarından dolayı diyotlar aynı özellikte yapılamaz. Bu nedenle, paralel bağlantıda diyotun birisi daha önce bozulur. Bu, diğer diyotlardan geçen akımı çoğaltır ve onların da yanmasına neden olur.

Köprü tipi diyotlar

I. İki diyotlu blok diyotlar

Orta uçlu trafolu tam dalga doğrultmaç devrelerinin yapımında kullanılır. Üç ayaklıdır. Kenardaki iki ayağa AC uygulanırken, orta ayaktan ise DC çıkışı alınır.İki diyotlu blok diyotlar günümüzde çok az kullanılmaktadır.

II. Dört diyotlu blok diyotlar

Dört adet doğrultmaç diyotunun bir gövde içinde birleştirilmesiyle elde edilmiş olup dört ayağa sahiptir. Bunlar devreye montajda kolaylık sağlar. Gövde üzerinde sinüsoidal işareti bulunan ayaklar ise DC çıkış uçlarıdır.

Köprü Diyot Örnekleri;