ENEY 1 - İEA İYOT E ENE İYOT AOATUA ÖN ÇAŞMA ÖKÜMAN 1.1. iyot A C A: Anot C: Katot iyot bir yönde akım geçiren, diğer yönde akım geçirmeyen elektronik devre elemanıdır. iyot PN birleşmesinden meydana gelir. iyotu oluşturan P tipi maddeye Anot (+), N tipi maddeye ise Katot (- ) denir. iyotlar doğru yönde akım geçirir, ters yönde akım geçirmeler. iyotun ileri yönde akım geçirmeye başladığı gerilim değerine eşik gerilimi veya açma gerilimi denir.germanyum diyotlarda eşik gerilimi 0,2-0,3 volt, silisyum diyotlarda ise 0,6-0,7 volttur. iyot üerindeki çigili kısım katot diğer uç ise anot ucudur. Eğer A > C ise diyotdan akım akar. u duruma diyot iletim yönünde kutuplanmıştır. (doğru yönde kutuplanmıştır) denir. İletim yönünde kutuplanan bir diyot akım geçirir. Eğer A < C ise diyotdan akım akma. u duruma diyot ters yönde kutuplanmıştır denir. Ters yönde kutuplanan bir diyotdan akım akma. Örnek 1 =1v Akım akar > 0 diyot doğru yönde kutuplanmıştır. Örnek 2 =1v Akım akma iyot ters yönde kutuplanmıştır.
Örnek 3 =1v Akım akma iyot ters yönde kutuplanmıştır. Örnek 4 =1v Akim akar >0 iyot doğru yönde kutuplanmıştır. Örnek 5 =1v Akım akma >0 iyot ters yönde kutuplanmıştır. Notlar: urada akım akma ifadesi dikkatle kullanılmalıdır. Gerçek diyotlarda ters yönde çok küçük bir akım akar. u akım 10-8 A.0000001A civarındadır ve sıfır kabul edilir. Pratik olarak akım akma denilir. iyot çeşitleri 1. Kristal diyot 2. ener diyot 3. Tünel diyot 4. ed diyot 5. Foto diyot 6. arikap diyot 7. Anahtarlama diyotu
8. Kıılötesi diyotu 9. Schottky diyotları iyot kullanırken dikkat edilmesi gerekenler: 1. Ters dayanma geriliminin üerine çıkılmamalıdır. 2. Maksimum taşıma akımından daha fala akım çekilmemelidir. 1.2. İdeal iyot oğru yönde kutuplanmış bir ideal diyot kısa devre gibi davranır. İdeal diyot üerindeki gerilim düşümü sıfırdır. =1v =1 =1v =1 Ters yönde kutuplanmış bir ideal diyot açık devre gibi davranır. Açık devre yapılarak gerilim hesaplanır. Örnek 6: = - 1 =1v = ( dır.) = - 1 =1v
Örnek 7: iyotu ideal diyot kabul ederek devredeki akımları ve gerilimleri hesaplayın. =10v =100Ω Çöüm 7: iyot doğru yönde kutuplanmıştır. iyot üerindeki gerilim sıfırdır. iyot yerine kısa devre kabulü yapıp devreyi çöebiliri. =10v =100Ω =10v =100Ω 10 = = 0.1A = 100mA 100 Örnek 8: iyotu ideal diyot kabul ederek devredeki akımları ve gerilimleri (, AX, AC ) hesaplayın. A C X =10v Çöüm 8: iyot ters yönde kutuplanmıştır., iyot açık devre gibi davranır. A C X =10v XA +AC+10 XA = (akım sıfır) 0 +AC+10 è AC= 10
Örnek 9:, AC, CX değerlerini bulup tabloyu doldurunu. A C =1000Ω X AC CX 0 1 2 10-2 - 10 Çöüm 9: a),, CX, AC b) =1v, diyot kısa devre. A C =1v X =1000Ω =1v =1000Ω 1 = 1000 = 0.001A = 1mA AC, CX =x = 1000Ωx0.001A= 1 c) =2v, =2/1000.002A, AC, CX = = 1000Ω 0.002A= 1, d) =10v, =10/1000.01A, AC, CX = = 1000Ω 0.01A= 10,
e) A C 2v X iyot açık devre gibi davranır, akım sıfırdır. CX = AC= 2 f) = 10,, CX = 0, AC = 10 A C =1000Ω X AC CX 0 0 0 0 1 0.001 0 1 2 0.002 0 2 10 0.01 0 10-2 0-2 0-10 0-10 0 Örnek 10: CX grafiğini çiini. ( = sin(t) ) A C X Çöüm 10: Eğer > 0, diyot iletimde (kısa devre). =, CX = = = Eğer < 0, diyot iletimde değil (açık devre)., CX = = 0
=sin(t) >0 >0 <0 <0 t CX CX = CX = CX = 0 CX = 0 t 1.3. iyot evreleri iyotun öelligi direnç gibi degildir. Yani = şeklinde dogrusal bir bagıntı yoktur. iyotun akımı ile gerilimi arasindaki bagıntı üstel ifadeler içeren karışık bir yapıdadır. u gerçek bagıntıyı kullanmak hesapları orlaştırır. u yüden basitleştirilmiş diyot bagıntıları kullanılır. asitleştirilmiş diyot bagıntılarında belli bir oranda hata mevcuttur. En fala kullanılan basitleştirilmiş yöntemler. 1)ideal diyot varsayımı. 2)iyotu sabit gerilim düşümüne sahip bir eleman varsayma 3)iyotu sabit gerilim düşümü ve seri baglı bir dirençten ibaret varsayma. Konunun anlaşilması için ideal diyot ve pratik diyot farklı gösterilmiştir. ideal iyot Sabit gerilim düşümü 0.7
Sabit gerilim düşümü ve direnç 0.7 iyotu Sabit gerilim kaynagi ile modelleme : iyot yerine ideal diyot ve 0.7 gerilim kaynagi yerleştirilir ve devre çöülür. Sabit gerilim dusumu 0.7 iyotdan akım geçtiginden emin isek ideal diyodu kaldırarak devreyi çöeri. iyotu basit olarak 0.7 luk bir gerilim kaynagi gibi düşünürü. 0 Örnek 11: Asagıdaki devrede diyot eşdegeri olarak 0.7 sabit gerilim kaynagi kullanın. Akımı ve gerilimleri hesaplayın. = 1, = 0 0., = 1KΩ, 7 Çöüm 11: iyot yerine 0.7 kaynak yerleştirelim. 0
Çevre denklemini yaalım. + + = 0 0 0 1 0.7 = = 1000 = 0.0003A = 0. 3mA direnci üerindeki gerilim. = =1000 0.0003.3 direnci üerindeki gerilimi çevre denkleminden de çöebiliri. + + = 0 0-1 + +0.7 ==>.3 Örnek 12: Aşagidaki devrede diyot eşdegeri olarak 0.7 sabit gerilim kaynagı kullanın. Akımı ve gerilimleri hesaplayın. = 10, = 0 0., = 1KΩ, 7 Çöüm 12: iyot yerine 0.7 kaynak yerleştirelim. 0 Çevre denklemini yaalim. + + = 0 0 0 10 0.7 = = 1000 = 0.0093A = 0. 93mA direnci üerindeki gerilim. = =1000 0.0093=9.3
Örnek 13: Aşagıdaki devrede diyot eşdegeri olarak 0.7 sabit gerilim kaynagi kullanın. Aımı ve gerilimleri hesaplayın. = 0.2, = 0 0., = 1KΩ, 7 Çöüm 13: iyot yerine 0.7 kaynak yerleştirelim 0 Çevre denklemini yaalım. + + = 0 0 0 0.2 0.7 = = 1000 = 0.0005A = 0. 5mA u akım degeri hatalıdır. iyotdan ters yönde akım geçtigi varsayılıyor. iyotdan ters yönde akım geçme.. evre açık devre gibi davranır. u tip devrelerde yanılgıya neden olmamak icin diyot yerine sadece 0.7 luk gerilim kaynagı degil, aynı amanda ideal diyot da eklenir.
örnek 14 : Asagıdaki devrede diyot eşdegeri olarak 0.7 sabit gerilim kaynagı kullanın. Akımı ve gerilimleri hesaplayın. = 0 0. 7, = 1KΩ, Çöüm 14 : iyot gerilim veya akım üretme. u devreden geçen akım sıfırdır. iyot yerine 0.7 kaynak yerleştirmek anlamsıdır. 0.7-0.7+.7/1000.0007A.7mA şeklinde yapılacak hesap yanlıstır. Örnek 15: Aşagıdaki devrede diyot eşdegeri olarak kullanın. Akımı ve gerilimleri hesaplayın. 0.7 sabit gerilim kaynagı =10, 0.7, =1KΩ
Çöüm 15 : iyot yerine 0.7 kaynak yerleştirelim. - + - 0.7-10 + 1000-0.7 11.7 = = 0. 0117A 1000 urada yine HATA bir durum var. iim bulduğumu akım diyota ters yönden girmektedir. O halde buldugumu akım degeri geçersi bir çöümdür. iyot iletimde degildir. iyot ters yönde kutuplanmıştır. iyotdan geçen akım sıfırdır. iyot açık devre gibi davranır. Örnek 16 : Asagıdaki devrede diyot eşdegeri olarak 0.7 sabit gerilim kaynagı kullanın. Akımı ve gerilimleri hesaplayın..2, 0.7, =1KΩ Çöüm 16 : iyot yerine 0.7 kaynak yerleştirelim. - + + 0.7
- 0.2 + 1000 + 0.7 0.5 = = 0. 0005A 1000 urada yine HATA bir durum var. iim buldugumu akım diyota ters yönden girmektedir. O halde buldugumu akım degeri geçersi bir cöümdür. iyot iletimde degildir. iyot ters yönde kutuplanmıştır. iyotdan gecen akim sıfırdırr. iyot açık devre gibi davranır. iyotun uçları arasındaki gerilim. - + + - + 0 + = = 0.2 2. ener iyot ener diyotlar sabit gerilim diyotlarıdır. evreye ters olarak bağlandıklarında gerilim regülesi yaparlar. ener diyot üerine uygulanan gerilim belli bir değere ulaşana kadar ener diyot yalıtkandır, bu değerden sonra iletken olur. ener diyotun iletime geçtiği ters gerilim değerine ener gerilimi veya kırılma gerilimi denir. ener diyotlarda > olmalıdır. Aksi taktirde gerilim ye ulaşamasa ener iletime geçme. ( = ener Gerilimi) ener diyotlar regüle devrelerinde kullanılır. Ohmmetre ile yapılan ölçümde bir yönde küçük, diğer yönde yüksek direnç değeri okunarak sağlamlık testi yapılabilir.
Örnek 17 : evredeki ener diyodun gerilim,akım ve direnç değerleri =6.8, =5mA, r = 20 Ω, ve.2ma,esleme gerilimi K 10 ancak ± 1 değişme aralığında..5k Ω v o a) Kaynak nominal gerilimindeyken çıkışı bulunu. b) v deki ± 1 değişimden kaynaklı çıkıştaki değişimi bulunu. c) enerdiod devrede iken max akımını bulunu. d) enerdiod devredeyken nin min değerini bulunu. e) Çıkışa 1KΩ luk direnç bağlanırsa ne olur? f) ve akımını çıkışa 2KΩ direnç bağlandığında bulunu. g) Çıkıştaki değişimi çıkışa 2KΩ direnç bağlandığında bulunu. h) f) ve g) deki yaklaşık değerleri h) da bulacağını kesin değerler ile karşılaştırını. ÇÖÜM 17 : ener diodun akım gerilim ilişkisi: = + r 0 uradan: =6.8 at =5mA, r = 20 Ω. = 0+ r 6.8= 0+20 Ω 5 10 3 A =6.7 0 a) v =10 iken çıkış değeri sorulmaktadır: ener diodun eşdeğerini çiiyoru ve çevre yöntemiyle denklemi oluşturuyoru. v r 0 o
- v + + 0+ r ise = - v + + 0+ r - 10+0.5 +6.7+20 10 3 =6.346mA =6.346mA una gore çıkış gerilimi: o = 0 + r = 6.7+20 10 3 6.346=6.83 b) Kaynaktaki değişimden kaynaklanan çıkıştaki değişimi türev ile bulabiliri: - + + 0 + r o = 0 + r enklemde yi yokedersek o = 0 + r 0 + r r = 0 + - r + r + r Çıkışın kaynağa göre türevini alırsak d 0 r = d + r deki küçük değişimler için d 0 Δ = 0 Δ d Yaabiliri. d 0 d öylece: Δ 0 r = 20 =.0385 Δ + r 500 + 20 yada Δ 0= Δ 0.0385 Δ ± 1 verilmiştir Δ = ± 1*0.0385= ± 0.0385=38.5m 0 c) ener iletimdeyken maximum akımı nedir? v en düşük değerinde alınır=10-1=9 Min, K olur. d 0 d
e = K ise = K 0 Olur. u değerlere gore devreyi yeniden çielim. K K Çevre yaılırsa: - + + K - 9+0.5 +6.7 =4.6mA üğüm yaılırsa: = K + = - =4.6-0.2=4.4mA K u durumda 4.4mA olur. nin 4.4mA dan yüksek olması ener akımının 0.2mA den küçük olmasına neden olur.u durumda ener açık devre gibi davranır ve çalışma. d) maximum akımı 4.4mA bulmuştuk: K K 6.7 ve K =4.4mA buradan K 6.7 = = =1.5227KΩ 4.4mA
e) Çıkışa 1KΩ luk direnç bağlanırsa ener çalışmayacaktır,yani açık devre gibi davranacaktır.1.5227kω değerinden küçük her çıkış direnci için ener OFF olacaktır. Aşağıdaki devreyi inceleyerekte bu durumu görebiliri: v r 0 Çevre denklemi - v + + 0+ r - 0 - r + üğüm denklemi = + eğerler yerine koyulursa 0 =9,.5KΩ, r =20Ω, =1KΩ, 0=6.7 denklemlerden: =4.7mA, =- 2mA, =6.7mA değerleri elde edilir. <0 olması enerin çalışmadığını gösterir. f) Eğer =2KΩ ise o yaklaşık olarak 6.8 u varsayımla çıkış denklemi - + +6.8 9 6.8 = =4.4mA 0.5 Çıkış akımı ise = = 6.8 =3.4mA K 2 Ω uradan
+ = ve = - =4.4-3.4=1.2mA g) Çıkışa 2KΩ bağlandığında ener akımı 3.4mA kadar aalacaktır çünkü bu kadar miktar çıkışa gidecektir.ener voltajı ise r *3.4mA kadar aalacaktır ki buda 20Ω*3.4mA=68m dur. h) Kesin anali devredeki denklemin çöümüyle bulunabilir. - v + + 0+ r - 0 - r + = + eğerler yerine koyulursa 0=9,.5KΩ, r =20Ω, =2KΩ, 0=6.7 ve denklem çöülürse Aşağıdaki değerleri elde ederi. =4.6mA, =1.2mA, =3.4mA