Diyot

DİYOT

Tanımı : Basit olarak tek yönlü akım geçiren yarı iletken, iki uçlu bir devre elemanıdır.
Bu iki uç Anot (A), Katot (K) uçlarıdır.
Burada anoda artı, katoda eksi uçlar bağlanarak gerilim verilirse diyot doğru polarize olur ve bir akım akmaya başlar. Ters yönde bağlanırsa (anot eksi, katot artı) bir akım geçişi olmaz. Buna ters polarizasyon denir. Ters polarizasyon yöntemi sadece bazı özel diyotlarda uygulanır.
Diyotlar genel olarak “D” harfi ile gösterilir.
Germanyum ve silisyum tipi maddelerden yapılmıştır.
Germanyum tipi diyotlar anahtarlama ve dedektör olarak kullanılır. İletime geçme gerilimleri 0,2 – 0,3 V arasıdır.
Silisyum tipi diyotlar ise doğrultma devrelerinde (AC’yi DC’ye çevirmek için) kullanılır. İletime geçme gerilimleri 0,6 – 0,7 V arasıdır.
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.

Diyot Çeşitleri
1- Kristal (Doğrultma Diyotları) Diyotlar : Kristal diyotlar genellikle doğrultmaç diyotları olarak anılır ve doğrultmaç devrelerinde kullanılır. Piyasada en çok kullanılan diyotlardan biri doğrultmaç diyotlardır. Ebatları güçlerine göre değişir. Büyük ebatta yapılanlar büyük güçlüdür. Çok yüksek güçte yapılanların dış muhafazası metal olup soğutucu plakalara monte edilir.
Germanyum güç diyodunun maksimum çalışma sıcaklığı 75 C derece kadardır. Silisyum güç diyotları yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Bu yüzden üzerinden yüksek akım geçirilebilir. Silisyum diyotlarn maksimum dayanma sıcaklığı 175 C derece civarındadır. Bu yüzden güç diyotları soğutucu plaka üzerine monte edilmelidir. Diyotlarda iki şeye dikkat edilmelidir. Aksi takdirde diyot bozulur (kısa devre olur).
– Ters dayanma geriliminin üzerine çıkılmamalıdır.
– Maksimum taşıma akımından daha fazla akım çekilmemelidir.
Aşağıda kristal diyodun karakteristik eğrisi görülmektedir.

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. Güç diyotları oluşan aşırı akım ve ısı nedenlerinden dolayı sğotucu üzerine monte edilmektedir.

2- Zener Diyotlar : Zener diyotlar, diyota uygulanan gerilimin belirli değere ulaşması halinde, ters yönde akım geçirmesi prensibine göre imal edilmiştir. Devrede ters polarmalandırılacak şekilde kullanılır. Uçlarına uygulanan gerilim (V), değişse de zener gerilimi (Vz) daima sabit kalır. Bunun için Vgiriş ≥ Vz olmalıdır. Aksi takdirde gerilim Vz’ye ulaşamazsa zener akım geçirmez.
Zener bölgesinin özelliği, katkılama oranının değiştirilerek ayarlanmasıdır. Katkılama oranında artış yapılırsa zener potansiyeli düşer. Zener potansiyeli 2,4 V arasında bulunan 1/4 ile 50W arasında değişen güç değerine sahip zener diyotlar üretilmektedir. Zener diyotların yapısında daha yüksek sıcaklık ve akım kapasitesi nedeniyle genellikle silisyum kullanılır.

Çalışma ortamı sıcaklığı arttıkça zener gerilimi küçülür. Zenre diyotlar uçlarındaki gerilimi sabit tutma özellikl
erinden dolayı genellikle regüle devrelerinde kullanılır. Zener diyotlar doğru polarlamalandırılırsa normal diyot gibi çalışır. Zener diyodun karakteristik eğrisi aşşağıda gösterilmiştir.

3- Foto Diyotlar : Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doğru akım geçiren elemanlardır. Foto diyotlar doğrultmaç diyotlarına benzer. Tek fark foto diyotların birleşim yüzeyinin aydınlatılabiliyor olmasıdır. Bu elemanlar devreye ters bağlanır ve ışık ile ters yöndeki sızıntı akımlarının artması suretiyle kontrol yapar. Bu kontrol, ışıkla yarı iletkenin kristal yapısındaki bağların bazı noktalarında kopması sonucu elektron ve oyukların hareketiyle doğan akım ile çoğalmasıyla olur.
Işığa bağlı olarak foto diyotlardan ters yönde geçen akımın değişim eğrisi verilmiştir. Foto diyotlarda mercekli kısma gelen ışığa göre katottan anoda doğru akan düşük değerli akım değişir. Geçen akım, ışığın şiddetine bağlı olarak 100mA ila 150mA, gerilim ise o,14 ila 0,15 volt arasında değişmekte olup çok küçüktür. Foto diyotların çalışma hızı son derece yüksektir (yaklaşık 1 nsn ila 0,2 msn). Bu hızlı davranışları ve boyutlarının küçük olması sayseinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanılmaktadır.

Foto diyotlar enfaruj ışınlara karşı da duyarlıdır. Bunu sağlamak için diyodun gövdesinde ki alıcı kısmın merceği renkli cam ya da plastikten yapılarak normal ışınların etkide bulunması önlenir. Foto diyotlar, ışık ölçüm aygıtlarında, ışık dedektörlerinde, elektronik alarm düzeneklerinde, elektronik flaşlarda, optokuplörde vb. kullanılır.

4- Işık Yayan Diyotlar : Işık yayan diyotlar LED’ler ve enfraruj diyotlar olarak iki başlık altında incelenir.

-> LED’ler : Işık yayan flamansız yarı iletken (diyot) lambalara LED (light emitting diode, ışık yayan diyod, solid state lamp) denir. Bu elemanlar çeşitli boyutlarda (1-1, 9-2-2, 1-3-5-10 mm vb.) üretilir. 2-20 mA gibi çok az bir akımla çalıştıklarından ve sarsıntılara dayanıklı olduklarından her türlü elektronik devrede karşımıza çıkar.
Işık, bir yarı iletkende, P tipi madde içine enjekte edilen bir elektronun oyukla birleşmesi ya da N tipi madde içine enjekte edilen bir oyuğun elektronla birleşmesi sonucunda oluşur.
Bu olayda ki temel esas elektronların enerji kaybının ışıma olarak ortaya çıkmasıdır.
LED’lerin yaydığı ışınların renkleri kırmızı, yeşil, sarı, turuncu, mavi, pembe vb.’dir.
Bunlardan kırmızı LED en yüksek verimli olan tiptir. Ayrıca LED’ler normal koşullarda yaklaşık 100.000 saat boyunca ışık verebilir. LED diyodların yapısında kullanılan galyum arsenik (GaAs), galyum arsenik fosfat (GaAsP), çinko, nitrojen vb. gibi elementler LED’in yaydığı ışığın rengini belirlemektedir. Yeşil renk veren LED’le
rin içinde nitrojen bulunmaktadır. Nitrojen miktarı arttırıldıkça ışık sarı olmaktadır. Kırmızı renk elde etmek için çinko ve oksijen kullanılmaktadır.
Kırmızı LED en az 1,5 – 1,6 Volt ile çalışıren turuncu 1,7 Volt, sarı 1,8 volt, yeşil 2,2 – 2,4 Voltta ışık yaymaya başlar. Yaklaşık 2,5 ile 4 volttan yüksek gerilimler LED’lerde bozucu etki yapar. LED’lerde uzun ayak anot, kısa bacak katottur. Yüksek DC gerilimlere bağlanacak LED’lere seri olarak ön direnç bağlanır. Lede bağlanması gereken direncin değeri :
Rseri = (Besleme gerilimi – Led gerilimi) / Led akımı
(Pratikte LED akımı 10mA ile 20mA arasında bir değer seçilir.)
Üç renkli LED’lerde katot ucu ortak kullanılmak üzere toplam üç bacak bulunur. Bu tür LED’ler aşşağıda ki şekilde görüldüğü gibi yeşil ve kırmızı olmak üzere iki adet LED birleşiminden oluşsa da yeşil ve kırmızı bir arada kullanıldığında sarı renk de oluşacağından üç renkli LED olarak anılır.

Üstte ki şekilde A1 ve A2 uçları anotları ifade edeken, K ise katodu simgeler.
Şekle dikkat edilirse üç renkli LED’lerde bacak uzunluğu sıralaması katot, A1 ve A2’dir.
Bu tür diyotlarda sadece A1 ve K arasına ya da sadece A2 ve K arasına enerji verilebileceği gibi tüm bacaklara aynı anda da verilebilir. A1 ve K arasına enerji uygulandığında kırmızı renk oluşurken A2 ve K arasına enerji uygulandığında yeşil renk oluşur. Bu özelliklerde dolayı üç renkli LED’ler genellikle kontrol sistemlerinde on/off belirtmek amacıyla kullanılırlar.

-> Enfaruj Diyotlar : Galyum arsenit yarı iletken maddeden yapılan, polarma altında çalışarak ışık yayan diyot çeşidine enfraruj diyot denir. Yarı iletkenlere çeşitli maddeler eklenerek insan gözünün göremeyeceği frekanslarda (kızıl ötesi) ışık yayan LED elde edilmiştir. PN birleşmesiyle elde edilen infrared LED’lere doğru polarma uygulandığında, foton adı verilen birbirinden ayrı paketler hâlinde, ışık enerjisi yayarlar. Dış görünüm olarak LED diyotlara benzeyen enfraruj diyotlar en çok, uzaktan kumanda (TV, video, müzik seti, otomatik çalıştırılan endüstriyel makineler vb.) sistemlerinde kullanılır.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir