Sayfa 45

ÖLÇÜLECEK DİYOT

ISA ladığımızda bu sefer diyotun bir yönde yine açık devre olduğunu, buna karşılık diğer yönde ileterek akım geçmesine müsaade ettiğini göreceğiz. Yani diyot adeta tek yönlü bir cadde olmuştur. Neden? Bu sorunun cevabı, elektriksel çekim kuvvetleri ile eklem tabakasında gizlidir. Pozitif ve negatif elektrik yükleri adeta mıknatıs gibidirler. Aynı işaretli olanlar birbirlerini iterler, farklı işarette olanlar birbirlerini çekerler. Besleme kaynağının (+) ucunu diyotun N-tipi ucuna, (-) ucunu da P-tipi ucuna bağladığınızda, besleme kaynağı diyotun içindeki (+) ve (-) yüklü parçacıkları kendine doğru çekerek eklemden uzaklaştırır. Böylece diyotun eklem bölgesinde hiçbir elektrik yükü kalmayacağı için tam bir yalıtkan olur. Diyotların bu şekilde bağlanmalarına “ters polarma” adı verilir. Besleme kaynağına bağlantı uçlarını ters çevirdiğimizde, işlerin birdenbire değiştiğini görürüz. Beslemenin (+) ucunu diyotun P-tipi ucuna, (-) ucunu da N-tipi ucuna bağladığımızda besleme kaynağı, bu sefer (+) ve (-) yüklü parçacıkları eklem bölgesine doğru iter. Bu itme kuvveti, tatbik edilen gerilimin büyüklüğü ile orantılıdır. Germanyum diyotlar için 0,4 V, silikon diyotlar için ise 0,7 V civarında bir potansiyel farkı, (+) ve (-) parçacıkların eklem bölgesine kadar itilerek burada birbirlerini çekmeleri ve birleşmeleri sonucunda diyotun bir iletken haline gelmesini sağlar. Resim 2'deki devrede 0,5 voltluk gerilim, silikon diyotun iletime geçmesine engel olmuştur. Diyotların iletim yönünde bağlanmalarına doğru polarma adı verilir. Yani anot'ta pozitif, katodda ise negatif gerilim. Ancak iletim yönünden diyotun çalışmasına baktığımızda Ohm kanununa uymadığını görürüz. Öyleyse diyotlar nasıl bir konuma uymaktadırlar? İlk göze çarpan özellik, diyot iletimde bulunduğu sürece üzerindeki gerilimin 0,6-0,7 Volt civarında olmasıdır. Fakat bu gerilim diyottan diyota değişebileceği gibi aynı diyot üzerinde sıcaklığa bağlı olarak da değişebilir. Şimdiye kadar diyotların ters yönde hiç iletmediklerini varsaydık. Aslında pek çok diyot devresi için bu varsayım geçerlidir, fakat hepsi için değil. Bir kere her diyot ters bağlandığında bir kaçak akım oluşur. Ancak bu kaçak akım çok küçük olduğu için normal ölçü aletleri ile ölçmek mümkün değildir. Eğer bir diyota ters olarak tatbik edilen gerilim belli bir değerin üzerinde arttırılırsa, söz konusu kaçak akım yavaş yavaş artmaya başlar. “Breakdown” gerilimi adı verilen değere ulaşıldığında ise diyot artık bir yalıtkan olmaktan çıkar ve ters yönde de iletmeye başlar. Bu etkiyi 1N4148 gibi silikon diyotlar ile yapılacak bir deneyde gösteremeyiz, çünkü bu tip diyotların ters dayanma gerilimleri oldukça yüksektir. En azından 9 Volt'luk pil gerilimine oranla oldukça yüksektir. Ancak bu amaçla break-down gerilimleri özel olarak düşük imal edilen ve “zener” adı verilen diyotlar ile bir deney yapabiliriz. Zener ismi, bu etkiyi ilk bulan Clarence Zener adlı bir bilim adamından gelmektedir. 5,6 V'luk (5V6) bir zener diyot kullanarak Resim 4'deki devreyi kuralım. 330 Ohm'luk direnç, diyotun üzerinden geçecek akımı sınırlamak içindir ve bu değerle akım 10 mA kadardır. Ölçü aletinde okunacak gerilim 5,6 Volt civarında olacaktır. Tam tamına 5,6 Volt olmaması normaldir, çünkü diğer devre elemanları gibi zenerlerin de toleransları vardır. Aynı değeri değişik dirençler kullanmak sureti ile tekrarlayacak olursak, zener geriliminin değişmeyeceğini görürüz. Zener diyotların iyi yanı da budur. Üzerlerinden geçen akımların çok geniş bir alanda değişebilmesine rağmen ters gerilimleri sabit-

Resim 2: Bir diyotun ületkenliğini test eden devre.

1k8'dir. Dikkat edilecek tek nokta, zener fonksiyonunun ortaya çıkabilmesi için gerekli bir minimum akım değerinin (1 mA kadar) altına düşülmemesi ve diyotu yakacak kadar fazla akım tatbik edilmemesidir. Ters gerilimleri 2,7 Volt ile 150 Volt (bazen daha fazla) olan zener diyotlar, standart olarak imal edilmektedir. Diyotlar elektronik devrelerde en fazla kullanılan elemanlardandır. Kullanılış yeri ne olursa olsun ya akımı sadece bir yöne yönlendirmek için, ya da ters olarak bağlanarak zener şeklinde kullanılırlar. Doğrultucu devrelerde diyotlar Resim 5'deki gibi bağlanarak AC'yi DC'ye çevirme işinde önemli rol oynarlar. Ancak bu amaçla kullanılacak diyotların ileri yönde taşıyabilecekleri akım kapasitelerinin yüksek olması gerekmektedir. Çünkü bir depo görevi yapan kondansatörün her saykılda yeniden şarj edilmesi (tam dalga doğrultmada her saykılda iki defa) esnasında akacak akım, ortalama değerin oldukça üstündedir. Aynı amaçla kullanılacak diyotların ters dayanma gerilimleri de yüksek olmalıdır. Aksi takdirde diyot iletimde değilken oluşacak ters gerilim, iletimde iken akacak yüksek akım ile birlikte diyot ekleminin çok fazla ısınarak tahrip olmasına yol açabilir. Bu tip diyotlar, genellikle silikon tip olarak imal edilirler. Diğer taraftan radyo sinyallerinin demodülasyonu için kullanılan sinyal diyotlarının yüksek gerilim ve akımlara maruz kalmaları söz konusu olmadığı gibi iletime başlayabilme gerilimlerinin de düşük olması gerekmektedir. İşte bu amaçlar için germanyum diyotlar kullanılmaktadır.

Resim 3: İletkenliğin daha yüksek bir gerilimle test edilmesi.