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



Benzer belgeler
DENEY 1: DĠRENÇLERĠN SERĠ/PARALEL/KARIġIK BAĞLANMASI VE AKIM, GERĠLĠM ÖLÇÜLMESĠ

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

DENEY 3 Kırpıcı ve Kenetleyici Devreler

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

DENEY-4 Yarım ve Tam Dalga Doğrultucular

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

DENEY 2: DĠYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERĠ

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

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

GÜZ KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ. Elektrik Elektronik Devreler Dersi Laboratuvar Föyü

DENEY 3: DOĞRULTUCU DEVRELER Deneyin Amacı

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Diyotlu Doğrultucu Uygulamaları

DENEY 5: RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ

Adapazarı Meslek Yüksekokulu Analog Elektronik

DOĞRULTUCULAR VE REGÜLATÖRLER

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK 2008 DEVRELER II LABORATUARI

Geçmiş yıllardaki vize sorularından örnekler

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

Yarım Dalga Doğrultma

DENEY 2: DİYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERİ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT UYGULAMALARI DENEYİ

Bölüm 3 AC Devreler. 1. AC devrede, seri RC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Kapasitif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak.

6. TRANSİSTÖRÜN İNCELENMESİ

ELM 232 Elektronik I - Deney 2 Zener Diyotlu Regülatör Tasarımı. Doğrultucu Regülatör Yük. R L yükü üzerinde oluşan sinyalin DC bileşeni

BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR UYGULAMALARI

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

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT UYGULAMALARI DENEYİ

kdeney NO:1 OSİLASKOP VE MULTİMETRE İLE ÖLÇME 1) Osiloskop ile Periyot, Frekans ve Gerlim Ölçme

DENEY 2 DİYOT DEVRELERİ

DENEY FÖYÜ 5: Diyotlu Doğrultma Devreleri

DENEY 9- DOĞRU AKIM DA RC DEVRE ANALİZİ

DENEY-8 KONDANSATÖRÜN VE BOBİNİN DOĞRU AKIMDA DAVRANIŞI

ZENER DİYOTLAR. Hedefler

DENEY 1 DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

TEK FAZLI VE ÜÇ FAZLI KONTROLSÜZ DOĞRULTUCULAR

DEVRE ANALİZİ LABORATUARI DENEY 6 KONDANSATÖRÜN VE BOBİNİN DOĞRU AKIM DAVRANIŞI

KIRPICI DEVRELER VE KENETLEME DEVRELERİ

DENEY NO : 6 KIRPICI DİYOT DEVRELERİ

AC DEVRELERDE BOBİNLER

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

DENEY 5: İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER ve UYGULAMA DEVRELERİ

DOĞRU AKIM DA RC DEVRE ANALİZİ

BÖLÜM 2 DİYOTLU DOĞRULTUCULAR

DENEY 3: RC Devrelerin İncelenmesi ve Lissajous Örüntüleri

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

1. Şekildeki devreyi benzetim programında kurunuz (sinyal kaynağı: 3Hz, sinüzoidal dalga: min -3V, max 3V, diyot:1n4001).

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

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

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

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

Bölüm 12 İşlemsel Yükselteç Uygulamaları

TEK FAZLI KONTROLLU VE KONTROLSUZ DOĞRULTUCULAR

Şekil 1. Bir güç kaynağının blok diyagramı

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

DENEY 3. Maksimum Güç Transferi

ALTERNATĐF AKIM (AC) I AC NĐN ELDE EDĐLMESĐ; KARE VE ÜÇGEN DALGALAR

ELEKTRONİK-2 DERSİ LABORATUVARI DENEY 1: Doğrultucu Deneyleri

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ DENEYİ

DENEY 1-1 AC Gerilim Ölçümü

DENEY 10 UJT-SCR Faz Kontrol

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

DENEY FÖYÜ 7: Seri ve Paralel Rezonans Devreleri

DENEY 3 DİYOT DOĞRULTUCU DEVRELERİ

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BMT103 ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 7

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

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

EEME210 ELEKTRONİK LABORATUARI

DENEY FÖYÜ 4: Alternatif Akım ve Osiloskop

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ DENEYİ

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

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

REZONANS DEVRELERİ. Seri rezonans devreleri bir bobinle bir kondansatörün seri bağlanmasından elde edilir. RL C Rc

DENEY 4. Rezonans Devreleri

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü ESM 413 Enerji Sistemleri Laboratuvarı-I

BÖLÜM 2 DİYOTLU DOĞRULTUCULAR

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) OPAMP lı Tersleyen, Terslemeyen ve Toplayıcı Devreleri

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VIII. DENEY FÖYÜ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BMT103 ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 7

EEM 202 DENEY 10. Tablo 10.1 Deney 10 da kullanılan devre elemanları ve malzeme listesi

DC DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER

Şekil 1: Diyot sembol ve görünüşleri

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ ORTAK EMETÖRLÜ YÜKSELTEÇ DENEYİ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ 1 DENEYİ. Amaç:

Ölçü Aletlerinin Tanıtılması

EEME210 ELEKTRONİK LABORATUARI

Düzenlilik = ((Vçıkış(yük yokken) - Vçıkış(yük varken)) / Vçıkış(yük varken)

Üç-faz Tam Dalga (Köprü) Doğrultucu

Kırpıcı devrelerin çalışma prensiplerinin deney yoluyla incelenmesi.

Deney 3 5 Üç-Fazlı Tam Dalga Tam-Kontrollü Doğrultucu

6. DENEY Alternatif Akım Kaynağı ve Osiloskop Cihazlarının Kullanımı

Bu deneyde lab cihazlarının kullanımı için 4 uygulama yapılacaktır.

DENEY-4 RL DEVRE ANALİZİ. Alternatif akım altında seri RL devresinin analizi ve deneysel olarak incelenmesi.

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

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

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

DENEY 6: SERİ/PARALEL RC DEVRELERİN AC ANALİZİ

BLM 224 ELEKTRONİK DEVRELER

Transkript:

DENEY NO : 7 DENEY ADI : DOĞRULTUCULAR Amaç 1. Yarım dalga ve tam dalga doğrultucu oluşturmak 2. Dalgacıkları azaltmak için kondansatör filtrelerinin kullanımını incelemek. 3. Dalgacıkları azaltmak için RCΠ filtresinin kullanımını incelemek. Teorik Bilgi dc güç kaynağının temel bileşeni ac giriş sinyalini dc çıkış sinyaline çeviren (acdc çevirici) doğrultmaçlardır. Yarım dalga bir doğrultmaç yük direnci üzerinden sinüs giriş sinyalinin sadece yarım saykılının geçişine izin verir. Tam dalga doğrultmaç ise girişin her yarım saykılında akımın geçişine izin verir fakat o yük direnci üzerinden her zaman aynı yönde geçişini sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Şekil 7.1 de yarım dalga ve tam dalga doğrultulmuş dalga şekillerini göstermektedir. Sinüs dalga girişi V m a t Yarım dalga doğrultmaç çıkışı V m b t Tam dalga doğrultmaç çıkışı V m c Şekil 7.1. (a) Sinüs dalga giriş sinyali, (b) yarım dalga doğrultmaç çıkışı, (c) tam dalga doğrultmaç çıkışı t

Şekil 7.4, dört diyot kullanılarak yapılmış tam dalga doğrultmacı göstermektedir ve Şekil 7.8 ve Şekil 7.10 tek diyotla yapılmış yarım dalga doğrultmaçları göstermektedir. Şekil.7.4 deki devrede diyotlar köprü şeklinde bağlandığı için devre tam dalga köprü doğrultmaç olarak adlandırılır. Şekil 7.1 de görüldüğü gibi çıkışta dalgalanmalar meydana gelmektedir. Bu dalgalanmalar ripıl olarak adlandırılır başka bir deyişle ripıl, dc güç kaynağının çıkış geriliminin dalgalanmasıdır. Ripıl genel olarak dc gerilim üzerindeki ac bileşenleri veya tepe noktalarını oluşturur. Ripıl miktarının dc çıkış gerilimine oranına ripıl faktörü denir. Ripıl yani dalgalı kısmın miktarı yüzde olarak ifade edilirse, buna ripıl yüzdesi denir. Ripıl yüzdesi Eşitlik 7.1 kullanılarak hesaplanır. %r = (rms ripıl gerilim değeri / doğrultulmuş sinyalin ortalama(dc)değeri) x 100 (7.1) Burada rms gerilim değeri yarım dalga doğrultmaç ve tam dalga doğrultmaç için sırasıyla Eşitlik 7.2 ve Eşitlik 7.3 kullanılarak hesaplanabilir. V rms = 0,385 x V PR (Yarım dalga doğrultmaç için) (7.2) Burada; V PR V rms = 0,308 x V PR (Tam dalga doğrultmaç için) (7.3) = Doğrultulmuş sinyalin tepe değeri Ripıl yüzdesi küçük olursa dc güç kaynağı tam doğru akıma yakın gerilim verir. Yarım dalga doğrultmaçta ripıl frekansı düşük ve iletkenlik yarım saykılda olduğundan ripıl yüzdesini küçük değerde tutmak zordur. Tam dalga doğrultmaçlarda küçük ripıl yüzdesine ulaşmak daha kolaydır. İdeal bir doğrultmaç için ripıl değeri %6.5 değerinin aşağısında bir değer olmalıdır. Yarım dalga doğrultmaç Kondansatör voltajı a Tam dalga doğrultmaç Kondansatör voltajı b Şekil 7.2. Filtrelenmiş; (a) yarım dalga doğrultmaç çıkışı, (b) tam dalga doğrultmaç çıkışı

Çıkıştaki dalgalanmaları azaltmak için çıkış sinyali filtreleme işlemine tabi tutulur. En basit filtreleme işlemi, Şekil 7.4 te gösterilen tam dalga doğrultmaç ve Şekil 7.8 de gösterilen yarım dalga doğrultmaç devrelerinin çıkışına kondansatörün direkt bağlanmasıdır. Şekil.7.10 de gösterilen RCΠ filtresi de kullanılabilir. Böylelikle yüzde ripıl değeri azaltılır. Şekil 7.2 de kondansatör ile filtrelenmiş yarım dalga ve tam dalga doğrultmaç çıkışları gösterilmiştir. Filtreler voltaj dalgalanmalarını tamamen yok edemezler. Kondansatörün yük direnci üzerinden şarj olup deşarj olması ripılları meydana getirir. Şekil 7.3 (a) filtre çıkışındaki dc üzerine eklenmiş tipik bir ripıl dalga şeklini göstermektedir. Şekil 7.3 (b) tek başına ripılları göstermektedir. Küçük RC zaman sabitine sahip filtreler daha büyük ripıllara neden olurlar. V PP t (b) Ripıl dalga şekli t a Şekil 7.3. (a) Filtrelenmiş doğrultmaç çıkışı, (b) çıkışta oluşan dalgalanmalar Filtrelenmiş çıkışa sahip doğrultmaç için ripıl yüzdesi Eşitlik 7.4 kullanılarak hesaplanabilir. %r 2 1 x100 3f R C r L (7.4) Burada ; R L = Yük direnci C = Filtre kondansatörü f r = Yarım dalga doğrultmaç için; f r = Giriş sinyalinin frekansı Tam dalga doğrultmaç için; f r = 2 x Giriş sinyalinin frekansı dır. Şekil 7.10 da gösterilen RCΠ filtresi genellikle kapasitör filtrelerinden daha iyi bir filtreleme sağlar. Fakat R 1 ve R L arasındaki gerilim bölücüden dolayı gerilim düzenlemesini ters olarak etkiler ve dc çıkış geriliminin düşmesine neden olur. İşlem Basamakları 1. Tam dalga doğrultmaç yapısını incelemek ve çıkışta dc sinyal elde etmek amacıyla Şekil 7.4 deki devreyi kurunuz. 2. Osiloskop kullanarak 10K direnç üzerindeki çıkış sinyalini izleyiniz ve Şekil 7.5 de verilen osilaskop ekranı üzerine çiziniz. Daha sonra voltmetre kullanarak dc çıkış gerilimini ölçünüz ve kaydediniz.

(Diyotlar 1N4001) 12V 50Hz 10K Şekil 7.4. Tam dalga doğrultmaç V L ooooo Kanal 1 Time/Div =.. Volt/Div =.. Kanal 2 Time/Div =. Volt/Div =. Şekil 7.5. İşlem basamağı 2 verileri için osilaskop ekranı 3. Şekil 7.4 deki devrede giriş sinyalini devre dışı bırakarak çıkış sinyalini filtre etmek ve dalgalanmaları azaltmak amacıyla 10K luk dirence paralel 10μF lık bir kondansatör bağlayınız. Devreye aynı giriş sinyalini uygulayarak çıkış sinyalini tekrar gözlemleyiniz, ripıl ölçümünü yapınız ve gözlemlediğiniz çıkış sinyalini Şekil 7.6 da verilen osilaskop ekranı üzerine çiziniz. Çıkışın dc (ortalama) değerini osilaskop ve voltmetre yardımıyla ölçünüz ve kaydediniz. 4. Devrede giriş sinyalini tekrar devre dışı bırakarak 10μF lık kondansatöre paralel 470μF lık bir kondansatör daha bağlayınız ve işlem basamakları 3 te gerçekleştirilen işlemleri tekrar ediniz. Gözlemlediğiniz sinyalleri Şekil 7.7 de verilen osilaskop ekranı üzerine çiziniz. 5. Yarım Dalga doğrultmacın çıkışındaki dalgalanmalar üzerinde küçük dirençlerin yükleme etkisini incelemek için Şekil 7.8 de verilen bir diyot, bir kondansatör ve bir direnç ile gerçekleştirilen yarım dalga doğrultmaç devresini kurunuz.

Kanal 1 Time/Div =.. Volt/Div =.. Kanal 2 Time/Div =. Volt/Div =. Şekil 7.6. İşlem basamağı 3 verileri için osilaskop ekranı Kanal 1 Time/Div =.. Volt/Div =.. Kanal 2 Time/Div =. Volt/Div =. Şekil 7.7. İşlem basamağı 4 verileri için osilaskop ekranı 6. Osilaskobu herhangi bir kanalını devrenin çıkışa bağlayınız. Çıkışta meydana gelen ripılı gözlemleyiniz ve rıpıl genlik şeklini Şekil.7.9 da verilen osilaskop ekranı üzerine çiziniz. Çıkışın dc (ortalama) değerini osilaskop ve voltmetre yardımıyla ölçünüz ve kaydediniz. 7. Şekil 7.8 de verilen devreden kondansatörü çıkartınız. R L yükü üzerindeki dalga şeklini gözlemleyiniz ve işlem basmakları 6 da elde edilen çıkış sinyalinden farklılıkları not ediniz.

1N4001 12V 50Hz 47µF 4.7K V L Şekil 7.8. Yarım Dalga doğrultmaç Kanal 1 Time/Div =.. Volt/Div =.. Kanal 2 Time/Div =. Volt/Div =. Şekil 7.9. İşlem basamağı 6 verileri için osilaskop ekranı 8. Ripılın RCΠ filtresi tarafından azaltılmasını incelemek için Şekil 7.10 da verilen yarım dalga doğrultmaç devresini kurunuz. 1N4001 470Ω R 1 12V 50Hz 47µF 47µF R L 4.7K V L Şekil 7.10. RCП filtreli yarım dalga doğrultmaç

9. Çıkış sinyalini gözlemleyiniz, ripıl ölçümünü yapınız ve Şekil 7.11 de verilen osilaskop ekranı üzerine çiziniz. Çıkışın dc (ortalama) değerini osilaskop ve voltmetre yardımıyla ölçünüz ve kaydediniz. Kanal 1 Time/Div =.. Volt/Div =.. Kanal 2 Time/Div =. Volt/Div =. Şekil 7.11. İşlem basamağı 9 verileri için osilaskop ekranı İstenenler 1. İşlem basamakları 2, işlem basamakları 3 ve işlem basamakları 4 te elde edilen dalga şekillerini çiziniz. 2. İstenenler 1 de çizilen her şekil için yüzde ripıl değerini hesaplayınız. 3. İşlem basamağı 2 de elde edilen çıkış şekli için ortalama (dc) gerilimi hesaplayınız ve voltmetre kullanarak ölçtüğünüz değer ile karşılaştırınız. 4. İşlem basamakları 6 daki gözlemlerinizi temel alarak yük direncinin ripıla etkisini R L C zaman sabitini referans alarak açıklayınız. 5. İşlem basamağı 7 de gözlemlenen dalga şeklini İşlem basamağı 2 de gözlemlenen dalga şekli ile karşılaştırınız. Her birini ismiyle tanımlayınız. Hangi dalga şeklinin filtreleme kolaylığı açısından daha fazla tercih edilebilir olduğunu açıklayınız. 6. İşlem basamağı 9 da ölçülen tepeden tepeye ripıl ile İşlem basamağı 6 de elde edilmiş olan ripılı karşılaştırınız (Not: her iki devrede aynı yük direncine sahiptir). Aynı zamanda İşlem basamağı 9 da elde edilen dalga şeklinin dc değeri ile İşlem basamağı 6 de elde edileni karşılaştırınız. Farklı ripıl değerlerini ve dc değerleri nasıl açıklayabilirsiniz?

DENEY NO : 8 DENEY ADI : KIRPICILAR VE KENETLEYİCİLER Amaç 1. Kırpıcı devreleri incelemek 2. Kenetleyici devreleri incelemek Teorik Bilgi Diyot uygulamalarının bir başka bölümü de kırpıcı devrelerdir. ac sinyal dalga biçiminin bir kısmını bozmadan diğer kısmını kırpma özelliğine sahip devrelere kırpıcı devreler denir. Yarım dalga doğrultucu, bir diyotlu kırpıcının en basit örneklerindendir. Diyodun yönüne bağlı olarak giriş sinyalinin pozitif veya negatif bölgesi kırpılmaktadır. Kırpıcılar seri ve paralel kırpıcılar olmak üzere iki kategoriye ayrılırlar. Seri kırpıcılarda diyot yüke seri, paralel devrelerde ise paralel bağlanır. Şekil 8.1 (a) daki devrenin çeşitli ac dalga biçimlerine tepkisi Şekil 8.1 (b) de gösterilmiştir. V i Diyot R V O a V i V O ooooo V i V O ooooo V V V V V V b Şekil 8.1. (a) Yarım dalga doğrultmaç devresi, (b) devrenin giriş (V i ) ve çıkış (V 0 ) sinyalleri Bir başka diyot uygulama devresi de kenetleyiciler dir. Kenetleyiciler bir sinyali farklı bir dc düzey üzerinde tutabilen devrelerdir. Devrede bir kondansatör, bir diyot ve dirençsel bir eleman bulunmaktadır. Fakat ek bir kayma elde etmek için bağımsız bir dc kaynak kullanılabilir. Direnç ve kondansatör değerleri, т = RC zaman sabiti, kondansatör üzerindeki gerilim diyotun iletim durumunda olmadığı zaman aralığı içerisinde önemli ölçüde boşalmasını önleyecek büyüklükte seçilmelidir. Şekil 8.2 (a) daki devrenin ac kare dalga biçimine tepkisi Şekil 8.2 (b) de gösterilmiştir.

V i C Diyot R V 0 a V V 0 ooooo V V 2V b İşlem Basamakları Şekil 8.2. (a) Kenetleyici devresi, (b) kare dalga giriş ve çıkış sinyalleri 1. Paralel kırpıcı devresini incelemek için Şekil 8.3 deki devreyi kurunuz. V i 2.2K 1N4001 V O ooooo 1V Şekil 8.3. Paralel kırpıcı devresi 1 2. Şekil 8.4 de verilen sinyal şeklini,sinyal jenaratöründen paralel kırpıcının giriş sinyali olarak ayarlayınız ve devreye uygulayınız. V O çıkış sinyalini osiloskop yardımıyla gözlemleyiniz ve Şekil 8.5 te verilen osilaskop ekranı üzerine çiziniz.

V i (V) 3.5 3.5 2.5 5 t(ms) Şekil 8.4. Paralel kırpıcı devresi 1 için giriş sinyali Kanal 1 Time/Div =.. Volt/Div =.. Kanal 2 Time/Div =. Volt/Div =. Şekil 8.5. İşlem basamağı 2 verileri için osilaskop ekranı 3. Paralel kırpıcı devresinin başka bir bağlantı şeklini incelemek için Şekil 8.6 da verilen devreyi kurunuz. 1V 1N4001 V i V O ooooo 2.2K Şekil 8.6. Paralel kırpıcı devresi 2 4. Şekil 8.6 daki devrenin girişine V i = 6 sin 3141t sinyalini uygulayınız. V O çıkış sinyalini osilaskop yardımıyla gözlemleyiniz ve Şekil 8.7 de verilen osilaskop ekranı üzerine çiziniz.

Kanal 1 Time/Div =.. Volt/Div =.. Kanal 2 Time/Div =. Volt/Div =. Şekil 8.7. İşlem basamağı 4 verileri için osilaskop ekranı 5. Kenetleyici devresini incelemek için Şekil 8.8 de verilen devreyi kurunuz. 47µF V i 1N4001 1V 2.2K V O Şekil 8.8. Kenetleyici devresi V i(v) 3 3 2 4 t(ms) Şekil 8.9 de verilen sinüzoidal sinyali, sinyal jenaratöründe üretiniz ve giriş sinyali olarak kenetleyici devresine uygulayınız. V O çıkış sinyalini osiloskop yardımıyla gözlemleyiniz ve Şekil 8.10 da verilen osilaskop ekranı üzerine çiziniz. Şekil 8.9. Kenetleyici devresi için giriş sinyali

Kanal 1 Time/Div =.. Volt/Div =.. Kanal 2 Time/Div =. Volt/Div =. Şekil 8.10. İşlem basamağı 5 verileri için osilaskop ekranı İstenenler 1. İşlem basamağı 1 de elde ettiğiniz çıkış dalga şeklini çiziniz ve devreyi teorik olarak çözümleyip çıkış dalga şeklini yorumlayınız. 2. İşlem basamağı 1 deki devre için çıkış noktasından geçen akımı hesaplayınız ve şeklini çiziniz. 3. İşlem basamağı 3 de elde ettiğiniz çıkış dalga şeklini çiziniz ve devreyi teorik olarak çözümleyip çıkış dalga şeklini yorumlayınız. 4. İşlem basamağı 3 deki devre için çıkış noktasından geçen akımı hesaplayınız ve şeklini çiziniz. 5. İşlem basamağı 4 de elde ettiğiniz çıkış dalga şeklini çiziniz ve devreyi teorik olarak çözümleyip çıkış dalga şeklini yorumlayınız.

DENEY NO : 9 DENEY ADI : ENER DİYOT Amaç 1. ener diyot IV karakteristiğini elde etmek 2. ener diyotu voltaj ayarlayıcı (regülatör) olarak kullanmak 3. ener diyot regülatörünün çıkış direncini ölçmek Teorik Bilgi Eğer bir yarı iletken diyot üzerine büyük değerli ters voltaj uygulanırsa, diyot bozulur ve ters yönde kontrolsüz akım akışına izin verir. Eğer bu ters polarmalandırma durumunda diyot üzerinde harcanan güç zarar görme güç oranından daha büyük ise, diyot bir daha kullanılamayacak şekilde tamamen bozulacaktır. Bu durum diyotu ters yönde ne kadar zorladığınız ile ilgilidir. Diyotu bozabilecek voltaj değeri yarı iletkenin elde edildiği madenini katkı seviyesinin bir fonksiyonudur. ener diyot, standart diyotlarla karşılaştırıldığında, küçük bozulma gerilimine sahip olması için daha fazla miktarda katkılandırılmıştır. ener diyot ters polarma bölgesinde çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve bu durumda üzerindeki voltaj temel olarak sabit kalırken üzerinden akan ters akım değişebilmektedir. ener diyotta gerilimin korunması özelliği onun gerilim ayarlama uygulamalarında gerilim referansı olarak kullanılmasına imkan verir. Şekil 9.1 zener diyot için tipik bir IV karakteristiği göstermektedir. V = Kırılma Gerilimi I Doğru polarmalandırma bölgesi V I V Ters polarmalandırma bölgesi Şekil 9.1. ener diyot akımgerilim karakteristiği ener diyotun ileri yönde doğru polarmalandırma karakteristiği Şekil 9.1 de gösterildiği gibi standart diyot ile aynıdır. Eğer zener diyotun karakteristiği idealse, ters polarmalandırma bölgesinde akım eğrisi tam olarak dik olmalıdır. Bu durumda zener diyot gerilimi (V ) tamamıyla aynı kalırken, ters akım kırılma bölgesinde çeşitli değerlerde değişmektedir. Diğer bir deyişle V deki değişim sıfır (ΔV =0) olduğunda, V değişiminin I

değişimine oranı da (ΔV / ΔI = 0) sıfır olur. Yani ideal zener diyot direnci sıfır olacaktır. ener diyot empedansı kırılma bölgesinde Eşitlik 9.1 kullanılarak hesaplanabilir. ΔV ΔI (9.1) Pratik zener diyot direnci sıfır değildir fakat zenerlerin gerilim referansı olarak kullanılmasına izin verecek kadar küçüktür. Şekil 9.4 de zener diyot kullanılarak yapılan basit bir voltaj regülatörü görülmektedir. Diyot ters kırılma bölgesinde çalışır ve yük voltajı zener diyot voltajı ile aynıdır. Devrenin tam anlamıyla çalışması için, diyot üzerinden geçen ters akım her zaman diyotu kırılma noktasında tutacak değerden büyük olmalıdır. Aşağıda sıralanan faktörler zener diyotlu regülatörlerin kullanımında ve tasarımında dikkate alınmalıdır; Giriş voltajı her zaman diyotun kırılma akımını ve R L yük akımını sağlayacak kadar büyük olmalıdır. R L yük direnci çok küçük olmamalıdır. Eğer R L küçük olursa, tüm akım R L üzerinden akacaktır ve zener diyot iletime geçemeyecektir. ener diyotun güç dağılma (zarar görme), P =V.I, değeri imalatta belirlenen maksimum değerlerini aşmamalıdır. ener diyot üzerinde harcanan güç Eşitlik 9.2 kullanılarak hesaplanabilir. Eğer yük açık devre olursa tüm akım zener diyot üzerinden geçecektir. P V I (9.2) Birinci ve ikinci koşullar büyük kaynak gerilimi E ve yük direnci R L değerlerini, üçüncü koşul ise küçük kaynak gerilimi E ve yük direnci R L değerlerini gerektirir. Şekil.9.4 teki devrede seri sınırlama direnci, R S tüm koşulların olmasını sağlayacak giriş noktasıdır. Aşağıdaki verilen Eşitlik 9.3 ve Eşitlik 9.4 kabul edilebilir R S oranının belirlenmesinde kullanılır. R S I (min) E (min) V V / R L(min) (9.3) Burada; R S I (max) E (max) V V / R L(max) (9.4) E (min) ve E (max) = girişinin minimum ve maksimum değerleri I (min) = diyotu kırılma noktasında tutabilen minimum ters akımı I (max) = diyotu kırılma noktasında tutabilen maksimum ters akım R L(min) ve R L(max) = minimum ve maksimum yük direnci değerleridir. İşlem Basamakları 1. İleri yönlü doğru polarmalandırma karakteristiğini oluşturmak için zener diyotu Şekil.9.2 de gösterildiği gibi bağlayınız.

V R E V = 6.8V V O Şekil 9.2. ener diyotun doğru polarmalandırılması 2. Giriş voltajı E yi Tablo 9.1 deki her bir V, zener diyot gerilimini elde edecek şekilde değiştiriniz. Elde edilen her bir V değeri için direnç gerilimini ölçünüz ve kaydediniz. Tablo 9.1 V E (Volt) V R (Volt) 0 V 0.2 V 0.4 V 0.5 V 0.6 V 0.7 V 3. ener diyot ters polarmalandırma karakteristiğini elde etmek için Şekil 9.3 te görüldüğü gibi kaynağın uçlarını ters çeviriniz ve 1K direnci 100 luk direnç ile değiştiriniz. 100 A E V = 6.8V V O Şekil 9.3. ener diyotun ters polarmalandırılması 4. Giriş voltajı E yi Tablo 9.2 deki her bir I akımı değerini elde edene kadar değiştiriniz ve her bir I değeri için zener diyot gerilimini, V ölçünüz ve kaydediniz. 5. ener diyotun bir voltaj ayarlayıcı olarak kullanılmasını incelemek için Şekil 9.4 te verilen devreyi kurunuz. 6. Yük direncini R L = 10K olarak seçiniz ve E = 10V olarak ayarlayınız. Bu koşullara altında V L yük gerilimini ölçünüz ve kaydediniz. Bu işlemi Tablo 9.3 de verilen her bir E kaynak gerilimi için tekrarlayınız.

Tablo 9.2 I 500 A 1mA 5mA 10mA 25mA V (Volt) I S R S 560 I z I L E V = 6.8V R L V L Şekil 9.4. ener diyotun bir voltaj ayarlayıcı olarak kullanılması Tablo 9.3 E 10 V 11 V 13 V 15 V V L (Volt) 7. Şekil 9.4 te verilen gerilim ayarlayıcının çıkış direncini elde edebilmek için kaynak gerilimi E = 10V ta sabit iken, yük direncini R L = 10K olarak seçiniz. Bu koşullar altında yük gerilimi V L yi ölçünüz ve kaydediniz. Bu işlemi Tablo 9.4 deki her bir R L değeri için tekrarlayınız. Tablo 9.4 R 10 K 8.2 K 4.7 K 2.2 K L V L (Volt)

İstenenler 1. Tablo 9.1 ve Tablo 9.2 deki değerleri kullanarak zener diyot karakteristik eğrisini milimetrik kağıt üzerine çiziniz. 2. Ters polarma bölgesinde I = 1mA 25mA akım aralığı için zener diyotun empedansını ve Tablo 9.2 deki her bir akım değeri için zener diyotun direncini hesaplayınız. 3. Tablo 9.4 teki her bir yük direnci için zener diyot dirençlerini ve devrenin çıkış dirençlerini teorik olarak hesaplayınız. 4. Tablo 9.4 teki her bir yük direnci için zener diyotun üzerinde harcanan güç değerlerini hesaplayınız. Herhangi bir güç değeri diyotun sınır güç (dağılma veya zarar görme) değerini aşmış mıdır? 5. Şekil 9.4 te kullanılan R S değerinin, Tablo 9.3 ve Tablo 9.4 te kullanılan tüm değerler dikkate alındığında, kabul edilebilir sınırlar içerisinde olduğunu analitik olarak ispatlayınız. İstenenler 1 de elde edilen zener diyot karakteristik eğrisini kullanarak bir I (min) değeri belirleyiniz.