DİYOTLAR

   DİYOT ÇEŞİTLERİ :

   1) KRİSTAL DİYOT
   2) ZENER DİYOT
   3) TÜNEL DİYOT
   4) IŞIK YAYAN DİYOT (LED)
   5) FOTO DİYOT
   6) AYARLANABİLİR KAPASİTELİ DİYOT (VARAKTÖR - VARİKAP)

     DİĞER DİYOTLAR :

   1) MİKRODALGA DİYOTLARI
   2) GUNN DİYOTLARI
   3) IMPATT (AVALANŞ) DİYOT
   4) BARITT (SCHOTTKY) DİYOT
   5) ANİ TOPARLANMALI DİYOT
   6) PİN DİYOT
   7) BÜYÜK GÜÇLÜ DİYOTLAR

 

   DİYOT NEDİR ?

   Diyotlar, yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanıdır.
   Diğer bir deyimle, bir yöndeki dirençleri ihmal edilebilecek kadar küçük, öbür yöndeki dirençleri ise çok büyük olan elemanlardır.
   Direncin küçük olduğu yöne "doğru yön" ,büyük olduğu yöne "ters yön" denir.
   Diyot sembolü, aşağıda görüldüğü gibi, akım geçiş yönünü gösteren bir ok şeklindedir.

    

   Ayrıca, diyodun uçları pozitif (+) ve negatif (-) işaretleri ile de belirlenir.
"+" ucu anot, "-" uca katot denir.
   Diyodun anaduna, gerilim kaynağının pozitif (+) kutbu, katoduna kaynağın negatif (-)
kutbu gelecek şekilde gerilim uygulandığında diyot iletime geçer.

   Diyodun kullanım alanları:

   Diyotlardan, elektrik alanında redresör (doğrultucu), elektronikte ise;
doğrultucu,detektör, modülatör, limitör, anahtar olarak çeşitli amaçlar için
yararlanılmaktadır.
   Diyotların Gruplandırılması:
Diyotlar başlıca üç ana gruba ayrılır:
  1) Lamba diyotlar
  2) Metal diyotlar
  3) Yarı iletken diyotlar

 

1. LAMBA DİYOTLAR

  

   Lamba diyotlar en yaygın biçimde redresör ve detektör olarak kullanılmıştır. Sıcak katotlu lamba, civa buharlı ve tungar lambalar bu gruptandır. Şekil 3.1 'de sıcak katotlu lamba diyodun iç görünüşü ve çalışma şekli verilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi ısınan katotdan fırlayan elektronlar atom tarafından çekilmekte ve devreden tek yönlü
bir akım akışı sağlanmaktadır. Eskiden kalanların dışında bu tür diyotlar artık kullanılmamaktadır.

   LED

Yapisi :

   Led'ler (Light Emiting Diode) yani isik yayan diyotlar yapi itibari ile elektrik enerjisini isiga çeviren kimyasal maddelerden olusurlar. Kullanilan kimyasal maddedin türüne göre farkli renkte isik verirler. Örnegin galyum fosfid kullanlan LED'ler yesil isik verir. Galyum fosfid'e oksijen ve çinko karistirilarak yapilan LED'ler kirmizi isik verir. Bunun yaninda Galyum arsenid kullanilarak yapilan led'ler ise kizil ötesi isik verirler. Led'lerin çalisma voltajlari içinde kullanilan maddeye göre degisiklik gösterir. Kizil ötesi isik veren bir led'in çalisma voltaji 1.4V iken yesil isik veren led'in çalisma voltaji 2.26V'dur.
   Led'lerin bu çalisma gerilimi asildiginda içindeki kimyasal maddenin girecegi reaksiyondan dolayi led bozulur. Bu yüzden çalisma gerilimini asan bir voltaj uygulanacagi zaman uygun bir direnç ile led korunmalidir.
   Led'ler genellikle endüstriyel ve amatör elektronik alaninda ikaz ve görsel efektler amaciyla kullanilir. Ayrica led'ler hem DC hemde AC gerilim ile çalisabilir.

 

 

   Saglamlik Kontrolü :

   Ohm metrenin içindeki pil kullanilarak led'lerin saglamlik kontrolü yapilabilir. Genellikle yeni bir led'de uzun bacak anot (+), kisa bacak katot (-) ucudur. Ohm metrenin kirmizi ucu katoda, siyah ucu anoda baglandiginda led'in isik vermesi gerekir.

   Infra Led
 
   Yapisi :

   Yapi itibariyle tamamen normal led'ler gibidir ancak tek farki yaydigi isigin insan gözüyle görülemeyecek bir frekans bandinda olmasidir. Yaklasik 1.5V ile çalisir ve genellikle Foto transistörlerin isik kaynagi olarak kullanilir.
 

   Saglamlik Kontrolü :

   Insan gözünün göremeyecigi bir isik yaydigi için ohm metre ile Led'lerde oldugu gibi görsel bir ölçüm yapilamaz. Bunun yerine normal diyotlar gibi ölçülür. Ölçüm uçlarinin bir yönünde açik devre diger yönünde ise düsük direnç göstermelidir.
 

   2.METAL DİYOTLAR

   Bakır oksit (CuO) ve selenyumlu diyotlar bu gruba girmektedirler.
Bakır oksitli diyotlar ölçü aletleri ve telekominikasyon devreleri gibi küçük gerilim ve küçük güçle çalışan devrelerde, selenyum diyotlar ise birkaç kilowatt 'a kadar çıkan güçlü devrelerde kullanılır. Şekil 3.2 'de metal diyotların kesiti gösterilmiştir.
 

   3. YARI İLETKEN DİYOTLAR

   Yarı iletken diyotları, P ve N tipi germanyum veya Silikon yarı iletken kristallerinin bazı işlemler uygulanarak bir araya getirilmesiyle elde edilen diyotlardır. Hem elektrikte hemde elektronikte kullanılmaktadır. Şekil 3.3 'te tipik bir örnek olarak kuvvetli akımda kullanılan bir silikon diyot verilmiştir.

   Ayrıca, diyodun uçları pozitif (+) ve negatif (-) işaretleri ile de belirlenir.
"+" ucu anot, "-" uca katot denir.
   Diyodun anaduna, gerilim kaynağının pozitif (+) kutbu, katoduna kaynağın negatif (-) kutbu gelecek şekilde gerilim uygulandığında diyot iletime geçer.

   Diyodun kullanım alanları:
   Diyotlardan, elektrik alanında redresör (doğrultucu), elektronikte ise;
doğrultucu,detektör, modülatör, limitör, anahtar olarak çeşitli amaçlar için
yararlanılmaktadır.

   Dış devredeki akım yönü:
   Herkes tarafından kabul edilen, elektron akışının tersi yönde, yani kaynağın pozitif kutbundan diyoda doğru ve oradan da kaynağın negatif kutbuna doğrudur. Kısacası; akım "+" dan, "-" ye doğru akar.
   Diyottan geçirilebilecek akımın büyüklüğü:
   Bir diyottan geçirilebilecek olan akımın büyüklüğü diyot türüne ve yapısına göre değişir. Geçirilebilecek maksimum akım değeri diyot kataloglarında verilmiştir.
   Eğer akımın büyük değerlere ulaşmasına izin verilirse, meydana gelen sıcaklık diyodun yapısını etkiler ve diyot bozulur. Böyle bir durumu önlemek için, diyoda seri bir R direncinin bağlanmasında yarar vardır. R direncinin seçimi diyodun akım kapasitesine ve gerilim kaynağının büyüklüğüne göre yapılır.

   Diyodun Anot ve Katodu:
   Doğru polarmalı bağlantıda, gerilim kaynağının pozitif kutbu, diğer adıyla ANODU diyodun P bölgesine bağlandığından, diyodun bu ucuna da ANOT ucu denmiştir.
   Benzer şekilde diğer uca da KATOT denmiştir.
   Diyodun dış görüntüsünde ANOT - KATOT ayrımını sağlayabilmek için, genellikle katot tarafına aşağıda gösterildiği gibi bir çizgi konulur.Bazı diyotlarda bu durum ok işareti konularak belirtilir.

   B. TERS POLARMA

   Şekil 3.8 'de görüldüğü gibi, gerilim kaynağının negatif (-) ucu, diyodun anoduna (P tarafına), gerilim kaynağının pozitif (+) ucu ise, diyodun katot (N) ucuna gelecek şekilde bağlantı yapılırsa, diyot çok büyük bir direnç gösterecek ve akım akışına engel olacaktır. Ancak çok küçük bir kaçak akım akar.
   Bu halde diyot ters polarmalıdır veya ters bağlantılıdır denir.
   Büyük direnç yönüne de diyodun ters yönü adı verilmektedir.
 

 TERS POLARMA HALİNDE DİYOT İÇERİSİNDEKİ GELİŞMELER

   P bölgesindeki pozitif elektrik yükleri (oyuklar) kaynağın negatif kutbu tarafından, N bölgesindeki serbest elektronlar ise pozitif kutbu tarafından çekilecek ve jonksiyondan herhangi bir akım geçmeyecektir. Bu durumda, ortadaki boşluk bölgesi de büyümektedir.

   Kaçak akım (leakage current):
   P ve N tipi yarı iletken kristalinin incelenmesi sırasında, P tipi kristalde, azınlık taşıyıcısı olarak bir miktar serbest elektronun bulunduğu, keza N tipi kristalde de bir miktar, aktif halde pozitif elektrik yükü (oyuk) bulunduğunu belirtmiştik. İşte ters polarma sırasında, bu azınlık taşıyıcıları etkinlik göstererek, diyot içerisinden ve dolayısıyla da devreden ters yönde çok küçük bir akım geçmesine neden olur. Bu
akıma "KAÇAK AKIM" denir.
   Kaçak akım şekil 3.9 'da görüldüğü gibi, mikro amper mertebesinde (µA) ihmal edilebilecek kadar küçük olup normal çalışma şartlarında diyodun çalışmasını etkilememektedir. Ancak ısınmayla artma gösterir.
 

   TERS POLARMA DURUMUNDA

   Ters polarmada, daha öncede belirtildiği gibi, belirli bir gerilime kadar ancak mikro
amper mertebesinde ve önemsenmeyecek kadar küçük bir kaçak akımı akmakta, bu
gerilimi aşınca ise ters akım birden büyümektedir.

   DİYODUN DELİNMESİ

   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, Silikondiyodu 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.

   Sonuç olarak:
   Diyot, doğru polarmada küçük dirençli bir devre elemanı, ters polarmada ise büyük
dirençli bir devre elemanı niteliği gösterir ve akımın tek yönde akmasını
sağlamaktadır.
Fabrikasınca verilen, doğru yön akımı ve ters yön gerilimi geçilirse diyot yanar.
 

   DİYODUN KONTROLÜ

   Bir diyot şu iki amaçla kontrol edilir:
     1) Anot ve Katodun belirlenmesi
     2) Sağlamlık kontrolü
   Diyot kontrolü, pratik olarak ölçü aleti (avometre) ile yapılır. İbreli (analog) ölçü aleti
kullanılması, hızlı ölçüm ve takip kolaylığı bakımından daha uygundur.
Amaç hassas bir ölçüm olmayıp, büyük veya küçük direnç şeklinde bir ölçüm yapmak
suretiyle diyodun durumunu saptamaktır.
   Ayrıca, bir hususa dikkat etmek gerekir:
Diyot direncinin kontrolüyle, normal bir direncin kontrolü arasında önemli farklar
vardır.
   Direnç ölçümünde, gerilim kaynağı olarak ölçü aleti içerisindeki pilden
yararlanılmaktadır. Ölçü aleti içerisindeki pil genelde 1.5V 'luk tur. Bazı ölçü
aletlerinde 9V 'luk pil bulunur.
   1.5V 'luk ohm ile yapılan en küçük normal bir direncin bile, kısa zamanlı ölçümü için
tehlikeli değildir. Ancak diyot için tehlikeli olabilir.
   Her diyodun, doğru yönde geçirebileceği akım sınırlıdır. Bu nedenle, küçük akımlı
diyotların ve özelliklede yüksek frekans (YF) diyotlarının ölçümü sırasında dikkatli
olmak gerekir. Bu gibi hallerde diyotlarda 100-500 Ohm arasında seri bir direnç
bağlamak gerekir.
   Ayrıca;
   Galvano teknikte ve DC motorlar için kullanılan büyük güçlü doğrultucu diyotlarına benzer diyotları iletime geçirmek için büyük gerilim gerektiğinden 1.5V 'luk Ohm metre böyle diyotları ölçmez. İki yönde de büyük direnç gösterir. Böyle diyotlar için 9V
'luk pili bulunan avometreler kullanılır ve R*100, R*1000 kademelerinde ölçüm yapılır.

   Şunuda bilmek gerekir:
   Ölçü kademesi büyüdükçe, ölçü aletinin iç direnci küçülür ve dış devreye uyguladığı gerilim ve verdiği akım büyür.
 

DİYODUN, ANOT VE KATODUNUN BELİRLENMESİ

   Diyotlar devreye mutlak surette doğru şekilde bağlanmalıdır. Bunun içinde anot ve katodun bilinmesi gerekir.
D   iyot anot ve katodunun hangisi olduğundan şüphe ediliyorsa, kontrol şekil 3.10 'da görüldüğü gibi iki yönlü yapılır. Normal bir diyot, bir yönde küçük direnç, öbür yönde çok büyük direnç gösterecektir.
   Doğru yön direnci diyottan diyoda birkaç 10 ohm 'dan birkaç 100 ohm 'a kadar, değiştiği gibi, aynı diyodun direnci uygulanan gerilime göre de değişir. Uygulana gerilim büyüdükçe diyodun direnci küçülür.
   Ters yön direnci, bütün diyotlarda Mega ohm 'a yakın veya üzerindedir.
   Diyot direncinin küçük çıktığı yönde, ölçü aletinin pozitif (+) probunun bağlı olduğu uç ANOT diğer uç KATOT 'dur.
   Bu noktada diğer bir hususa daha dikkat edilmesi gerekir:
   Bazı ölçü aletlerinde pilin negatif ucu, aletin "+" yazılı çıkışına bağlanmaktadır. Bu nedenle, kullanılan ölçü aletinde pilin çıkışa nasıl bağlandığının bilinmesi gerekir.
   Prensip olarak, ölçü aletinin "+" çıkışındaki kablonun rengi KIRMIZI "-" çıkışındaki kablonun rengi SİYAH 'tır.
 

   DİYODUN SAĞLAMLIK KONTROLÜ

   Bir diyot şu 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:
   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.
   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.
   Yanan bir diyottaki renk değişimi dışarıdan bakıldığında da belli olur.