T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1. DİYOT ve UYGULAMALARI

Benzer belgeler
Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Diyotlu Doğrultucu Uygulamaları

Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler;

DENEY 1 DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

T.C. MALTEPE ÜNİVERSİTESİ Elektronik Mühendisliği Bölümü. ELK232 Elektronik Devre Elemanları

DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

Şekil 7.1. (a) Sinüs dalga giriş sinyali, (b) yarım dalga doğrultmaç çıkışı, (c) tam dalga doğrultmaç çıkışı

AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Yarım Dalga Doğrultma

DENEY 1: DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

Şekil 1: Diyot sembol ve görünüşleri

Elektronik cihazların yapımında en çok kullanılan üç yarıiletken şunlardır,

T.C. AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ EEM207/ GEEM207 ELEKTRONİK-I LABORATUVARI DENEY RAPORU

DENEY 1: DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-5 AKTİF DEVRE ELEMANLARI Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

1. Yarı İletken Diyotlar Konunun Özeti

2. Bölüm: Diyot Uygulamaları. Doç. Dr. Ersan KABALCI

ELEKTRONİK-1 DERSİ LABORATUVARI DENEY 1: Diyot Karakteristikleri Deneyleri (PN Jonksiyon)

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ

DENEY 3 Kırpıcı ve Kenetleyici Devreler

EEME 210 ELEKTRONİK LABORATUARI

Şekil 1: Zener diyot sembol ve görünüşleri. Zener akımı. Gerilim Regülasyonu. bölgesi. Şekil 2: Zener diyotun akım-gerilim karakteristiği

Adapazarı Meslek Yüksekokulu Analog Elektronik

EEME210 ELEKTRONİK LABORATUARI

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL ELEKTRİK DEVRE LABORATUVARI TEMEL DEVRE TEOREMLERİNİN UYGULANMASI

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR

4.1. Deneyin Amacı Zener diyotun I-V karakteristiğini çıkarmak, zener diyotun gerilim regülatörü olarak kullanılışını öğrenmek

Elektronik-I Laboratuvarı 1. Deney Raporu. Figure 1: Diyot

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Zener Diyot Karakteristiği ve Uygulaması

Deney 3: Diyotlar ve Diyot Uygulamaları. Amaç: Araç ve Malzeme: Teori:

DENEY 3 : TRANSİSTÖR KARAKTERİSTİKLERİ. Amaç : Bipolar Transistörlerin çalışmasını teorik ve pratik olarak öğrenmek.

KIRCHOFF'UN AKIMLAR VE GERĠLĠMLER YASASININ DENEYSEL SAĞLANMASI

Şekil 1.1. Hidrojen atomu

DENEY 2: DĠYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERĠ

ELEKTRONİK LAB. I DİYOT KARAKTERİSTİĞİ

DENEY 6 TUNGSTEN FİTİLLİ AMPUL VE YARIİLETKEN DİYOT

DENEY NO : 6 KIRPICI DİYOT DEVRELERİ

PN-Jonksiyon ve Zener Diyot Karakteristikleri Deney 1. Elektronik Laboratuvarı

ELEKTRONİK-I DERSİ LABORATUVARI DENEY 2: Zener ve LED Diyot Deneyleri

Bölüm 1 Diyot Karakteristikleri

T.C HİTİT ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK DEVRELER 1 LAB. DENEY FÖYÜ DENEY-1:DİYOT

Valans elektronları kimyasal reaksiyona ve malzemenin yapısına katkı sağlar.

Bipolar Transistörlerin çalışmasını teorik ve pratik olarak öğrenmek.

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1 OPAMP DEVRELERİ-1

BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR UYGULAMALARI

1.1. Deneyin Amacı Temel yarı iletken elemanlardan, diyot ve zener diyotun tanımlanması, test edilmesi ve bazı karakteristiklerinin incelenmesi.

DENEY 2: DİYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERİ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1

ZENER DİYOTLAR. Hedefler

KIRPICI DEVRELER VE KENETLEME DEVRELERİ

Bölüm 5 Transistör Karakteristikleri Deneyleri

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken

İÇİNDEKİLER. Direncler 1 8. Kondansatörler Kırpıcı, Kenetleyici ve Gerilim Çoklayıcı Uygulamaları Transistör Karakteristikleri 40 45

GERİLİM REGÜLATÖRLERİ DENEYİ

BJT KARAKTERİSTİKLERİ VE DC ANALİZİ

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

TEK FAZLI VE ÜÇ FAZLI KONTROLSÜZ DOĞRULTUCULAR

Bölüm 1 Diyot Karakteristikleri

Kırpıcı devrelerin çalışma prensiplerinin deney yoluyla incelenmesi.

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

ÜNİTE 5 KLASİK SORU VE CEVAPLARI (TEMEL ELEKTRONİK) Transformatörün tanımını yapınız. Alternatif akımın frekansını değiştirmeden, gerilimini

Bölüm 8 FET Karakteristikleri

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I

TRANSİSTÖR KARAKTERİSTİKLERİ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1 OPAMP DEVRELERİ-2

ANALOG ELEKTRONİK BİPOLAR TRANSİSTÖR

1. Diyot Çeşitleri ve Yapıları 1.1 Giriş 1.2 Zener Diyotlar 1.3 Işık Yayan Diyotlar (LED) 1.4 Fotodiyotlar. Konunun Özeti

Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir.

Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuarı I DENEY-2 TEMEL YARI ĐLETKEN ELEMANLARIN TANIMLANMASI (BJT, FET, MOSFET)

DENEY 2 Diyot Doğrultma Devreleri ve Gerilim Katlayıcı

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Bölüm 7 FET Karakteristikleri Deneyleri

Temel Elektrik Elektronik. Seri Paralel Devrelere Örnekler

ELEKTRONİK-2 DERSİ LABORATUVARI DENEY 1: Doğrultucu Deneyleri

DENEY 9: JFET KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELERİ LABORATUVARI I DENEY 2: DİYOT UYGULAMALARI

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

Şekil 1. n kanallı bir FET in Geçiş ve Çıkış Özeğrileri

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

DENEY 3 DİYOT DOĞRULTUCU DEVRELERİ

Geçmiş yıllardaki vize sorularından örnekler

TEMEL ELEKTRİK-ELEKTRONİK DERSİ SORU BANKASI

MOSFET. MOSFET 'lerin Yapısı

DENEY 1:JFET TRANSİSTÖR VE KARAKTERİSTİKLERİ

P-N Birleşimli Diyotlar

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL ELEKTRİK DEVRE LABORATUVARI

Doğru Akım Devreleri

Şekil 1.1 Yarıiletken diyotun açık şeması, sembolü ve fiziksel görünümü

TRANSİSTÖRLERİN KUTUPLANMASI

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

DOĞRULTUCULAR VE REGÜLATÖRLER

DİYOTLU DEVRELER. 1. Kırpma devresi: Giriş işaretinin bazı kısımlarını kırpar ve kırpılmış sinyali çıkış işareti olarak kulanır.

1.1. Deneyin Amacı: Temel yarı iletken elemanlardan, diyot ve zener diyotun tanımlanması, test edilmesi ve bazı karakteristiklerinin incelenmesi.

Transkript:

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1 DİYOT ve UYGULAMALARI DENEY SORUMLUSU Arş. Gör. Memduh SUVEREN EKİM 2011 KAYSERİ

DİYOT ve UYGULAMALARI 1. GİRİŞ 1.1. Diyot Diyot p ve n-tipi yarıiletkenin aynı kristal yapıda oluşturulması ile elde edilen bir elemandır. Diyotta p ve n tipi malzemeler arasında düzlemsel metalürjik kontak da denen jonksiyon (eklem) vardır. Genellikle n-tipi bir yarıiletkenin (donör katkılamalı), belli bölgesinin (p-tipi) katkılanması ile oluşturulur. Çalışması kutuplanmasına bağlı olarak jonksiyonun genişliğinin büyüyüp küçülmesi prensibi üzerinedir. Şekil 4.1 de Diyotun gösterimi verilmiştir. Şekil 4.1. Diyot gösterimi. Kaynağın pozitif ucu p kutbuna, negatif ucu da n kutbuna bağlanırsa diyot iletim yönünde kutuplanır çünkü jonksiyon genişliği en dar şekle gelecektir. Uygulanan gerilim bu dar bölgenin geçilmesine yeterli bir eşik gerilim değerini aştığı zaman ise diyot üzerinden akacak akım I D olacaktır. Aslında akım eşik değerine yaklaşılan gerilimlerde akmaya başlamaktadır. Fakat bu gerilimlerdeki akım değerleri iletim akımından çok küçük olduğundan, diyot üzerine uygulanan gerilim eşik değerini geçmedikce diyot kesimde kabul edilebilmektedir. İdealde diyotun ters kutuplanması halinde akım iletmemesi gerekmektedir. Çünkü Jonksiyon bölgesi çok büyüyecektir ve diyot elemanı açık devre karakteristiği gösterecektir. Ancak bu durumda diyot üzerinden çok küçük (pikoamper mertebesinde) bir sızıntı akımı akar. bu akıma I S ters satürasyon akımı denir. Diyot akım-gerilim ilişkisi aşağıdaki üstel bir denklem ile modellenmektedir. Bu karakteristiğe dair çizilmiş eğri ise şekil 4.2 de görülmektedir. I D = I S. [e V D nvt 1] (1) Bu denklemde; I S : Ters satürasyon akımı V D : Diyota uygulanan gerilim n: İdealden uzaklaşma faktörü n V T : Termal voltaj V T = k.t q 1

1.2. Parçalı Lineer Diyot Modeli: Şekil 4.2. Diyot akım-gerilim karakteristik eğrisi. Şekil 4.3 te görüldüğü üzere, diyot karakteristik eğrisine çizilen teğetlerle eleman parçalı lineer olarak modellenecektir. Karakteristik teğetleri incelenirse diyotun; gerilimi iletmeye başladığı bir açma potansiyeline ve iletim yönünde çizilen teğetin eğimi kadar bir iletkenliğe sahip olduğu görülür. İletimdeki diyotun eşdeğer parçalı lineer modeli: r D V D Kesimdeki diyotun eşdeğer modeli: Diyotun iki bacağına uygulanan gerilim farkı eşik geriliminden büyük olursa diyot iletime geçer. Aksi halde uygulanan gerilim eşik geriliminden küçük veya ters kutuplanmış ise diyot kesime gidecektir. Şekil 4.3 Parçalı Lineer Diyot Modeli 2

1.3. Zener Diyot: Özellikle regülatör devrelerinde kullanılan en önemli elemanlardan biri olan zener diyot, normal diyottan farklı olarak ters gerilimle kutuplanması durumunda kırılma gerilimi aşılsa bile özelliğini yitirmemektedir. Normal diyotlarda ters kutuplama durumunda kırılma gerilimi aşıldığı zaman diyot kullanılmaz hale gelirken, zener diyotta jonksiyon genişliğinin daha dar olmasından dolayı eleman iki yönlü olarak kullanılabilmektedir. Zener diyotların jonksiyon genişliği ayarlanarak kullanım amaçlarına göre, farklı ters kırılma gerilim değerlerinde üretilebilirler. Şekil 4.4 te zener diyotun voltaj akım karakteristiği ve diyot eşdeğer devresi verilmiştir. Şekil 4.4. Zener Diyot akım-voltaj karakteristik eğrisi ve diyot eşdeğer devresi. Yukarıda gösterilen zener eşdeğer devresinde diyotların iç dirençleri ve eşik gerilimleri sıfır kabul edilmiş ve gerekli eşik gerilim değerleri ve iletim dirençleri ilgili diyota seri bağlanmak suretiyle gösterilmiştir. 2. DENEYİN AMACI Bu deneyde, elektronik devrelerde kullanılan diyotun yapısı ve temel uygulama devreleri incelenecektir. Deneyde diyot akım voltaj karakteristiği çıkarılarak çalışma prensibi anlatılmaya çalışılacaktır. Daha sonra güç kaynaklarında AC işareti DC işarete çevirilmesinde kullanılan doğrultucu devrelerden bahsedilecektir. Ayrıca diyot elemanının temel uygulama devrelerinden kırpıcı ve zener diyotlu regülatör devresi kurularak sisteme ait denklemler yazılacak daha sonra kurulan devre üzerinde voltaj ve akım ölçümleri gerçekleştirilerek yapılan analizlerin doğruluğu fiziksel olarak gösterilmiş olacaktır. 3. ÖN BİLGİ 3.1. Diyotların yapısı Saf silisyum veya germanyumdan oluşan bir yarı iletken parçasının bir tarafı P tipi, diğer tarafı ise N tipi olacak şekilde katkılanarak p-n jonksiyon diyot elde edilir. P tipi yarıiletkende çok sayıda delik ve N tipi yarıiletkende ise çok sayıda elektron bulunmaktadır. Şekil 4.5 te P ve N tipi yarıiletkene ait yapılar görülmektedir. 3

Şekil 4.5. P ve N tipi yarıiletken yapıları., Jonksiyona (birleşme yüzeyine) yakın olan elektronlar yine jonksiyona yakın olan deliklere doğru hareket edip birleşerek birbirlerini nötr duruma geçirirler. Böylelikle jonksiyona yakın olan bölgede serbest taşıyıcılar (elektronlar ya da delikler) azalmıştır. Burada sadece artı ve eksi yüklü iyonlar bulunabilir. Elektron kaybetmiş veya almış atom olan iyonların akımın taşınmasında herhangi bir rolü bulunmadığından, bu bölgeye boşaltılmış bölge denir. Boşaltılmış bölgedeki artı yüklü iyonlar delikleri, eksi yüklü iyonlar da elektronları ittiği için elektronlar ve delikler arasındaki hareket son bulur. Elektronların ve deliklerin jonksiyondan geçmesini iyonların etkisiyle engelleyen kuvvete engel gerilimi ya da daha çok bilinen adı ile eşik gerilimi denir. Esik gerilimi seviyesi, germanyum diyotlar için 0,2V~0,3V ve silisyum diyotlar için 0,6V~0,7V civarındadır. Şekil 4.6 da P-N jonksiyon diyotun yapısı görülmektedir. Sekil 4.6. : P-N jonksiyon diyotun yapısı Doğru (İleri) Polarma: Diyotun p tipi bölgesinden çıkarılan uç anot ve n tipi bölgesinden çıkarılan uç katot olarak isimlendirilir. Sekil 4.8'de gösterildiği gibi, gerilim kaynağının pozitif kutbu anot ve negatif kutbu katot terminaline bağlanarak diyot doğru yönde kutuplanır. Doğru polarma gerilimi esik geriliminin üzerinde ise, güç kaynağının artı ucu elektronları çekerken eksi ucu ise elektronları iter. Boşaltılmış bölgenin genişliği azalır ve n tipi yarıiletkendeki elektronlar p-n jonksiyonunu geçerek, deliklerle birleşmek için p tipi yarıiletkene girerler. Elektronlar sürekli olarak gerilim kaynağının eksi ucundan artı ucuna doğru bir elektron akışı oluşturacak şekilde hareket ederler. Diyotun p-n jonksiyonuna uygulanan ileri yöndeki polarma gerilimi I F şeklinde gösterilen bir ileri yön akımı oluşturur. I F 'nin değeri diyota uygulanan gerilim ile doğru ve diyotun iç direnci ile ters orantılıdır. Şekil 4.7 de diyotun ileri yönde kutuplanması verilmiştir. 4

Sekil 4.7. P-N jonksiyon diyotun doğru yönde kutuplanması. Ters Polarma Sekil 4.8'da görüldüğü gibi, gerilim kaynağının pozitif kutbu katot ve negatif kutbu anot terminaline bağlanarak diyot ters olarak kutuplanır. Hem elektronlar, hem de delikler gerilim kaynağı tarafından çekildiklerinden dolayı boşaltılmış bölge genişler. Hiçbir elektron ya da delik birleşme amacıyla jonksiyonu geçemez. Ters polarma uygulanan bir diyot ideal durumda akım geçirmez. Fakat ısı enerjisi yarıiletkende azınlık elektron-delik çiftleri meydana getirir. Bu azınlık akım taşıyıcılarının hareketi ile çok küçük bir değerde akım geçişi olur. Bu akım sızıntı akımı (ters doyma akımı) olarak adlandırılır ve I R veya I S seklinde gösterilir. Sızıntı akımının değeri ters polarma geriliminin değerine ve sıcaklığa bağlıdır. Her 10 'lik sıcaklık artışında sızıntı akımı iki katına çıkar. Aynı sıcaklıkta silisyum diyotun sızıntı akımı, germanyum diyotunkinin sadece %1 i kadarıdır. Sıcaklığa olan bağımlılığın daha az olması, yarıiletken devre elemanı yapımında silisyumun tercih edilmesinin en önemli sebebidir. Sekil 4.8. p-n jonksiyon diyotun ters polarma edilmesi. Ters polarma altındaki sızıntı akımının değeri çok düşüktür. Ancak, uygulanan ters polarma gerilimi çok yüksek olursa (nominal değerinin üzerine çıkarsa), azınlık taşıyıcıları, kovalent bağları etkileyip bozabilecek elektron-delik çiftleri oluşturmaya yetecek kadar önemli miktarda enerji elde etmiş olurlar. Serbest elektronların hareketleri hızlanır. Böylece ters yönde akan akım önemli ölçüde artar. Bu akıma "çığ akımı" denir. Bu akımın oluştuğu bölgeye kırılma bölgesi denir. Artan ters polarma nedeniyle oluşan çığ akımı eğer sınırlanmazsa diyot bozulacaktır. Kırılma bölgesinde diyot bozulmadan önce uygulanan maksimum ters yöndeki gerilim ters tepe gerilimi (PIV) olarak adlandırılır. 5

Sekil 4.9. Diyotun karakteristik ergisi. Diyot karakteristiğinden görüleceği üzere, doğru polarma gerilimi esik gerilimi (VT) seviyesine ulasana dek diyot akımı neredeyse sıfırdır. Eşik gerilimi aşıldığında ise hızla iletken olan diyot akım geçirmeye baslar. Diyot akımı arttıkça, diyot üzerinde düşen gerilim de bir miktar artış gösterir. Ters polarma altındaki diyot ise açık devre özelliği gösterip (çok küçük değerli olan sızıntı akımı ihmal edilirse) akım geçirmez. Ancak ters polarma gerilimi diyotun kırılma gerilimi seviyesini aştığında diyot bozulur ve kontrolsüz bir şekilde akım geçirmeye başlar. P-N jonksiyon diyotunun özel bir hali de zener diyotlardır. Bu diyotlarda üretim aşamasında P-N jonksiyon bölgesi genişliği dar tutulur. Bu sayede zener diyot ters olarak kutuplandığında kırılma geriliminden sonra çığ akımı oluşsa bile kovalent bağlar zarar görmeyeceğinden dolayı eleman tekrar kullanılabilir. Sekil 4.10. P-N jonksiyon ve Zener diyotun sembolleri ve çeşitli diyot görünümleri. 3.2. Doğrultucular AC gerilimden DC gerilim elde etmek amacıyla kullanılan devrelerdir. Elde edilen DC gerilim elektronik devrelerin besleme ihtiyacını karşılamak amacıyla kullanılır. 220 voltluk AC şebeke gerilimi bir trafo yardımıyla düşürülerek devrenin girişine uygulanır. Bu gerilim ihtiyaca göre değişik seviyelerde seçilebilir. Doğrultucu devreleri yarım dalga ve tam dalga olmak üzere iki ana gruba ayrılır. 6

Yarım Dalga Doğrultucu: Devrenin girişine trafo üzerinden sinüzoidal AC gerilim uygulanmıştır. Bu gerilimin pozitif alternanslarında, doğru polarma olan diyot iletime geçerek kapalı bir anahtar gibi davranır. Diyot üzerinde düsen 0,6V~0,7V luk gerilimi ihmal edersek, pozitif alternans çıkışa olduğu gibi aktarılır. Negatif alternanslarda, diyot ters polarma olacağından yalıtkan olup açık bir anahtar gibi davranır. Diyot üzerinden akım geçmeyeceği için çıkış gerilimi sıfır olur. Sekil 4.11. Yarım dalga doğrultucu devresi ve giriş-çıkış gerilimleri Devre çıkısındaki gerilimin DC değeri, Doğrultucu çıkısındaki bu gerilim, elektronik devrelerin beslenmesi için çok uygun bir seçim değildir. Bu gerilimin ideal DC gerilime yaklaştırılması için, devre çıkısına filtre ya da süzgeç olarak isimlendirilen bölümün ilave edilmesi gerekir. Filtre işlemi en basit şekilde bir kondansatörün çıkışa paralel olarak bağlanması ile gerçekleştirilir. Sekil 4.12. Çıkışı filtre edilmiş yarım dalga doğrultucu devresi ve giriş-çıkış gerilimleri. Devre çıkısındaki gerilimin DC değeri, Tam Dalga Doğrultucu: Tam dalga doğrultucu devresi iki diyotlu ve dört diyotlu (köprü tipi) olmak üzere iki farklı şekilde yapılmaktadır. Sekil 4.13. İki diyotlu tam dalga doğrultucu devresi ve giriş-çıkış gerilimleri. 7

İki diyotlu tam dalga doğrultucu devresinde giriş geriliminin pozitif alternanslarında, doğru polarma alan D1 iletime geçerken ters polarma alan D2 kesimdedir. Trafonun üst ucundaki pozitif alternans D1 üzerinden çıkışa gider. Giriş geriliminin negatif alternanslarında ise ters polarma alan D1 kesime giderken doğru polarma alan D2 iletimdedir. Bu kez trafonun alt ucundaki pozitif alternans D2 üzerinden çıkışa gider. Böylece devre çıkısında sürekli pozitif alternanslar oluşur. Sekil 4.14. Köprü tipi tam dalga doğrultucu devresi ve giriş-çıkış gerilimleri. Köprü tipi tam dalga doğrultucu devresinde giriş geriliminin pozitif alternanslarında, doğru polarma alan D1 ve D3 iletime geçerken ters polarma alan D2 ve D4 kesimdedir. Trafonun üst ucundaki pozitif alternans D1 ve D3 üzerinden çıkışa gider. Giriş geriliminin negatif alternanslarında ise ters polarma alan D1 ve D3 kesime giderken doğru polarma alan D2 ve D4 iletimdedir. Bu kez trafonun alt ucundaki pozitif alternans D2 ve D4 üzerinden çıkışa gider. Böylece devre çıkısında sürekli pozitif alternanslar oluşur. Tam dalga doğrultucu devresi çıkısındaki DC gerilimin değeri, Her iki devre çıkısına da kondansatör bağlanıp filtre işlemi yapılarak, çıkış geriliminin DC gerilime yaklaşması sağlanır. Sekil 4.15. Çıkısı filtre edilmiş tam dalga doğrultucu devreleri. 3.2. Kırpıcılar, kenetleyicileri ve gerilim çoklayıcılar Kırpıcılar Kırpıcılar, AC sinyalin pozitif veya negatif alternansının bir kısmını ya da her iki alternansın belirli bölümlerini kesme özelliğine sahip devrelerdir. Diyotun devreye bağlanış şekline göre iki gruba ayrılırlar. a- Seri kırpıcı devreleri b- Paralel kırpıcı devreleri 8

Kırpıcı devrelerini öngerilim değerine göre de sınıflandırmak mümkündür. a- Öngerilimsiz kırpıcı devreleri b- Öngerilimli kırpıcı devreleri Sekil 4.11 de öngerilimsiz seri kırpıcı devresi görülmektedir. Şekil 4.16. Öngerilimsiz seri kırpıcı devresi ve giriş-çıkış gerilimleri. Kırpma işlemini gerçekleştiren diyot çıkışa seri olarak bağlandığı ve herhangi bir DC öngerilim uygulanmadığı için bu devre öngerilimsiz seri kırpıcı olarak isimlendirilir. Giriş geriliminin pozitif alternanslarında, diyot doğru polarma alarak iletime gider ve akım geçirmeye baslar. Bu akım geçişi pozitif alternansların 0,6V~0,7V (Silisyum diyot için) değerinin üzerinde gerçekleşir. Ancak kolay anlaşılması açısından diyotu ideal kabul edersek, pozitif alternanslarda kısa devre olarak bu alternansları çıkışa olduğu gibi aktarır. Negatif alternanslarda ise ters polarma alan diyot yalıtkandır ve akım geçişine izin vermez. Dolayısıyla giriş geriliminin negatif alternansları için çıkış gerilimi sıfır olacaktır. Sonuç olarak çıkışta, giriş geriliminin negatif kısımlarının kırpılmış hali görülmektedir. Kenetleyiciler Kenetleyiciler, AC sinyalin özelliklerini değiştirmeden sadece DC seviyesini pozitif veya negatif yöne kaydırma özelliğine sahip devrelerdir. Tıpkı kırpıcı devreleri gibi, öngerilimsiz ve öngerilimli olmak üzere iki gruba ayrılır. Sekil 4.17 de öngerilimsiz negatife kilitleme devresi görülmektedir. Sekil 4.17. Öngerilimsiz negatife kilitleme devresi ve giriş-çıkış gerilimleri 9

Giriş geriliminin ilk pozitif alternansında, doğru polarma alan D1 diyotu iletkendir. İletimdeki diyotun iç direnci sıfıra çok yakın olduğuna göre, C1 kondansatörü giriş geriliminin pozitif alternansının tepe değerine (V M ) hızlıca şarj olur. Bu esnada çıkış gerilimi diyot gerilimi kadar olup yaklaşık sıfırdır. Takip eden negatif alternansta diyot yalıtkandır. Çıkış gerilimi C1 in eksi kutbundan alınmaktadır. Buna göre çıkış voltajı kondansatör üzerindeki -V M seviyesi üzerine binmiş giriş gerilimi olarak görülecektir. Gerilim Çoklayıcılar Girişine uygulanan AC gerilimin tepe değerinin katlarını çıkısına DC gerilim olarak veren devrelerdir. Yükün çektiği akıma bağlı olarak çıkış geriliminde bir miktar düşme gözlemlenebilir. Sekil 4.18 de gerilim ikileyici devresi görülmektedir. Sekil 4.18. Gerilim ikileyici devresi ve giriş-çıkış gerilimleri. Giriş geriliminin pozitif alternansında, doğru polarma olan D1 iletime geçerek C1 kondansatörünün şarj olmasını sağlar. C1 üzerindeki gerilimin seviyesi, giriş geriliminin tepe değeri (V M ) kadardır. Negatif alternansta ise D2 iletime geçerek C2 nin şarj olasını sağlar. C2 üzerindeki gerilimin seviyesi, yine giriş geriliminin tepe değeri (V M ) kadardır. Burada dikkat edilecek nokta, kondansatörlerin seri bağlı olmaları ve üzerlerindeki gerilimlerin birbirlerini tamamlayacak yönde oluşudur. Netice olarak çıkış gerilimi denklem (2) deki şekilde oluşacaktır. V 0 = V c1 + V c2 = V M + V M = 2. V M (2) 4. DENEYİN YAPILIŞI 4.1. Diyot voltaj-akım karakteristiğinin çıkarılması Sekil 4.19. Diyot voltaj-akım karakteristiği uygulama devresi. 10

Deneyin Yapılısı: 1- Şekil 4.19 da görülen devreyi bord üzerine kurunuz. 2- S1 anahtarını kapatarak devreye enerji veriniz. 3- Diyotun doğru polarma karakteristiğini çıkarmak üzere, S2 anahtarını 1 nolu konuma alın. 4- P1 potansiyometresini minimumdan maksimuma doğru çevirip, düzenli aralıklarla diyot gerilimi (V D ) ve diyot akımını (I D ) ölçüp sonuçları gözlem tablosuna kaydediniz. 5- V D ve I D için ölçülen değerleri grafik üzerinde işaretleyerek, diyotun doğru polarma karakteristiğini çiziniz. 6- Diyotun ters polarma karakteristiğini çıkarmak üzere, S2 anahtarını 2 nolu konuma alınız. 7- P1 potansiyometresini minimumdan maksimuma doğru çevirip, düzenli aralıklarla diyot gerilimi (V D ) ve diyot akımını (I D ) ölçüp sonuçları gözlem tablosuna kaydediniz. 8- V D ve I D için ölçülen değerleri grafik üzerinde işaretleyerek, diyotun ters polarma karakteristiğini çiziniz. 9- Şekil 4.19 da görülen devredeki diyot elemanlarının yerine 5.6V luk zener diyotu kullanarak aynı deneyi tekrarlayınız. 11

4.2. Doğrultucu devreleri Sekil 4.20. Yarım dalga doğrultucu uygulama devresi. Sekil 4.21. Tam dalga doğrultucu uygulama devresi. Deneyin Yapılışı: Sekil 4.22. Köprü tipi tam dalga doğrultucu uygulama devresi. Yarım Dalga Doğrultucu Devresi 1- Şekil 4.20 de görülen devreyi deney bordu üzerine kurunuz. 2- S1 anahtarını kapatarak yarım dalga doğrultucu devresine enerji veriniz. 3- Devre çıkısındaki sinyali osilaskopla ölçerek dalga seklini çiziniz. 4- Devre çıkısındaki gerilimi DC Voltmetre ile ölçerek sonucu gözlem tablosuna kaydedin. 5- S2 anahtarını kapatarak kondansatörü devreye alınız. 6- Devre çıkısındaki sinyali osilaskopla ölçerek dalga seklini çiziniz. 7- Devre çıkısındaki gerilimi DC Voltmetre ile ölçerek sonucu gözlem tablosuna kaydediniz. 12

İki Diyotlu Tam Dalga Doğrultucu Devresi 8- Şekil 4.21 de görülen devreyi deney bordu üzerine kurunuz. 9- S1 anahtarını kapatarak iki diyotlu tam dalga doğrultucu devresine enerji veriniz. 10- Devre çıkısındaki sinyali osilaskopla ölçerek dalga seklini çiziniz. 11- Devre çıkısındaki gerilimi DC Voltmetre ile ölçerek sonucu gözlem tablosuna kaydediniz. 12- S2 anahtarını kapatarak kondansatörü devreye alınız. 13- Devre çıkısındaki sinyali osilaskopla ölçerek dalga seklini çiziniz. 14- Devre çıkısındaki gerilimi DC Voltmetre ile ölçerek sonucu gözlem tablosuna kaydediniz. Köprü Tipi Tam Dalga Doğrultucu Devresi 15- Şekil 4.22 de görülen devreyi deney bordu üzerine kurunuz. 16- S1 anahtarını kapatarak köprü tipi tam dalga doğrultucu devresine enerji veriniz. 17- Devre çıkısındaki sinyali osilaskopla ölçerek dalga seklini çiziniz. 18- Devre çıkısındaki gerilimi DC Voltmetre ile ölçerek sonucu gözlem tablosuna kaydediniz. 19- S2 anahtarını kapatarak kondansatörü devreye alınız. 20- Devre çıkısındaki sinyali osilaskopla ölçerek dalga seklini çiziniz. 21- Devre çıkısındaki gerilimi DC Voltmetre ile ölçerek sonucu gözlem tablosuna kaydediniz. Gözlem Tablosu: 13

4.3. Kırpıcı devresi Şekil 4.23. Kırpıcı uygulama devresi. 1- Şekil 4.23 te görülen devreyi deney bordu üzerine kurunuz. 2- S1 anahtarını kapatarak devreye enerji veriniz. 3- Devre çıkışındaki sinyali osilaskopla ölçerek dalga şeklini çiziniz. 14

5. DENEY RAPORUNDA İSTENENLER 1. Diyotlu devreler hakkında bilgi veriniz. 2. Deneylerde uygulaması yapılacak. Şekil 4.19 ve Şekil 4.23 arasında görülen devrelerin çıkış voltaj ifadelerinin hesaplayınız. 3. Diyot voltaj akım karakteristiğini yorumlayınız. 15