Diyot ve Türleri Açıklanıyor
Diod Nedir?
Diodlar, akımın sadece bir yönde aktarılmasına izin veren tek yönlü anahtar olarak çalışan iki uçlu elektriksel cihazlardır. Bu diodlar silikon, germenyum ve galium arsenit gibi yarıiletken malzemelerden yapılmıştır.
Silikon,
Germenyum, ve
Galium arsenit.
Diodun iki ucu anot ve katot olarak adlandırılır. Diodun işlevi, bu iki uç arasındaki potansiyel fark (potansiyel enerji)ye göre iki tip kategoriye ayrılabilir:
Eğer anot voltajı katotta daha yüksekse, diod ileri bias durumunda kabul edilir ve akım akabilir.
Eğer katot voltajı anotta daha yüksekse, diod geri bias durumunda olduğu söylenir ve akım akamaz.
Çeşitli tipteki diodlar farklı voltajlara ihtiyaç duyar.
Silikon diodların ileri voltajı 0.7V, germenyum diodların ise 0.3V'dır.
Silikon diodlarla çalışırken, katot ucu genellikle diodun bir ucundaki siyah veya koyu band ile gösterilir, anot ucu ise diğer uc tarafından gösterilir.
Düzeltme, yani AC'yi DC'ye dönüştürme, diodların en yaygın uygulamalarından biridir.
Diodlar, akımın sadece bir yönde geçmesine izin vererek diğer yöndeki akımı engellediği için ters polarite koruyucu ve geçici koruyucu uygulamalarda kullanılır.
Diod Sembolü
Aşağıda bir diod sembolü gösterilmiştir. İleri bias durumunda, ok başı geleneksel akım akış yönünü gösterir. Yani, anot p tarafına, katot ise n tarafına bağlanmıştır.
Basit bir PN geçidi diyotu, bir silikon veya germenyum kristal bloğunun bir bölümünde beşvalent (veya) verici katkı maddesi ve diğer bölümünde üçvalent (veya) alıcı katkı maddesi ile doygunlaştırılarak oluşturulur.
Bir PN geçidi, belirli bir üretim işlemi kullanılarak p tipi ve n tipi yarıiletkenleri birleştirerek de oluşturulabilir. Anot, p tipine bağlanan terminaldir. Katot, n tipi tarafına bağlanan terminaldir.
Bloğun merkezinde, bu doygunlaştırmalar bir PN geçidi oluşturur.
Diyotun Çalışma Prensibi
N tipi ve p tipi yarıiletkenler arasındaki etkileşim, bir diyotun çalışmasının temel sürecidir.
Bir n tipi yarıiletken, birçok (büyük) sayıda serbest elektron ve az (küçük) sayıda delikten oluşur. Başka bir deyişle, bir n tipi yarıiletkenin serbest elektron konsantrasyonu büyüktür, ancak delik konsantrasyonu oldukça düşüktür.
Bir n tipi yarıiletkenin serbest elektronları çoğunluk yük taşıyıcıları olarak bilinirken, delikler ise azınlık yük taşıyıcıları olarak bilinir.
Bir p tipi yarıiletken, içerdiği serbest elektron miktarına göre yüksek sayıda delik içermesiyle karakterize edilir. Delikler, bir p tipi yarıiletkenin çoğulca yük taşıyıcılarını oluşturur, ancak serbest elektronlar sadece bu tür yük taşıyıcılarının küçük bir kısmını temsil eder.
Diyotun Özellikleri
İleri yanlı diot
Geri yanlı diot
Tarafsız diot (Sıfır yanlı) diot
1). İleri yanlı diot
Diyotun ileri yönde önyüklendirildiği ve akım geçtiği zaman diyot üzerinden gerilimde küçük bir azalma olur.
Jermenyum diyotlarının ileri gerilimi 300 mV'dir, bu silikon diyotların 690 mV'lik ileri geriliminden çok daha düşüktür.
P tip malzeme üzerindeki potansiyel enerji pozitiftir, n tip malzeme üzerindeki potansiyel enerji ise negatiftir. P tip malzemelerin potansiyel enerjisi pozitiftir.
2). Ters Önyüklendirilmiş Diyot
Pilin gerilimi sıfıra indirildiğinde, diyota ters önyüklendirilmiş denir. Jermenyum diyotlarının ters gerilimi -50(μA) mikroamper, silikon diyotların ters gerilimi ise -20(μA) mikroamperedir. P tip malzeme üzerinden bakıldığında, potansiyel enerji negatifken, n tip malzeme üzerinden bakıldığında, potansiyel enerji pozitiftir.
3). Önyüklendirilmemiş Diyot (Sıfır Önyüklendirilmiş Diyot)
Diyot üzerinden ölçülen gerilim potansiyeli sıfır olduğunda, diyotun sıfır önyüklendirme koşulu olduğu belirtilir.
Diyot Uygulamaları
Diyotlar kullanarak ters yönde akan akımı önleme
Diyotlar sıkça clamp devrelerinde (clamp circuits) kullanılır.
Mantık kapı devrelerinde diot kullanımı
Diyotlar, kesme devrelerinde yaygın olarak kullanılan bir bileşenlerdir.
Diyotlardan oluşan döteryum cihazları
Diyot Türleri
1). Geriye Yönlü Diyot
2). BARITT Diyot
3). Gunn Diyot
4). Lazer Diodu
5). Işık Yayan Diod (LED)
6). Foto Diod
7). PIN Diod
8). Hızlı Kurtarma Diodu
9). Adım Kurtarma Diodu
10). Tünel Diodu
11). P-N Bileşimi Diodu
12). Zener Diodu
13). Schottky Diodları
14). Shockley Diodları
15). Varaktör (veya) Vari-kap Diodu
16). Avalanş Diodu
17). Sabit Akım Diodu
18). Altın Dozlanmış Diodlar
19). Süper Engel Diodları
20). Peltier Diodu
21). Kristal Diod
22). Vakum Diyotu
23). Küçük Sinyal Diyotu
24). Büyük Sinyal Diyotu
1). Ters Diyot
Bu tür bir diyot aynı zamanda "geri diyot" olarak da bilinir ve çok sık kullanılmaz. Ters (geri) diyot, tünel diyot gibi çalışan bir PN eklemli diyottur. Kuantum tünelleme, özellikle ters yönde akımın nasıl aktığı konusunda önemli bir rol oynar. Enerji bandı şemasıyla diyotun tam olarak nasıl çalıştığını görebilirsiniz.
En üst seviyedeki bant "iletim bandı", en alt seviyedeki bant ise "değerlik bandı" olarak adlandırılır. Elektronlara enerji verildiğinde, daha fazla enerji kazanma eğiliminde olurlar ve iletim bandına doğru hareket ederler. Elektronlar değerlik bandından iletim bandına geçtiğinde, değerlik bandında boşluklar bırakırlar.
Sıfır kutuplama durumunda, dolu olan değerlik bandı, dolu olan iletim bandının tersidir. Ters kutuplama koşulunda ise N-bölgesi yukarı doğru hareket ederken P-bölgesi aşağı doğru hareket eder. Şimdi, P-bölümünde tamamen dolu olan bant, N-bölümünde boş olan bandın farklıdır. Bu yüzden elektronlar tünelleme yoluyla P-bölümündeki dolu banddan N-bölümündeki boş banda hareket etmeye başlar.
Bu nedenle, kutuplama ters yönde bile olsa akım geçişi gerçekleşir. İleri bias koşulunda, N-bölgesi P-bölgesiyle aynı yöne, yani yukarıya doğru hareket eder. Şimdi, N-bölümünde dolu olan bant, P-bölümünde boş olan bandın farklıdır. Bu yüzden elektronlar tünelleme yoluyla N-bölümündeki dolu banddan P-bölümündeki boş banda hareket etmeye başlar.
Bu tür bir diyotta, diyotun çalışmasını sağlayan ana bölüm olan negatif (-) direnç bölgesi oluşur.
2). BARITT Diyotu
Bu tür diyot, uzun adı olan Engel Enjeksiyon Geçiş Zamanı diyodu (BARRITT diyodu) olarak da bilinir. Mikrodalga uygulamalarında uygun olup, daha yaygın olarak kullanılan IMPATT diyodu ile çeşitli karşılaştırmalar yapılmasını sağlar.
Isı enerjisinin kullanımı, bu özel tür diyodun emisyonunu sağlar. Diğer tipteki diyodlara kıyasla, bu tür daha az gürültü üretir.
Karıştırıcılar, amplifikatörler veya osilatörler, bu cihazların küçük sinyal kapasitesi nedeniyle olası uygulamalarından bazılarıdır. Ayrıca çeşitli diğer cihazlarda da kullanılabilirler.
3). Gunn Diyodu
PN entegrasyon diyodu, ayrıca Gunn diyodu olarak da bilinen, iki terminale sahip bir yarıiletken cihazı ifade eder. Çoğu uygulamada, mikrodalga sinyallerinin üretiminde kullanılır.
Gunn diyodlarından geliştirilen osilatörler, radyo iletimi gereken her yerde kullanılır.
Ayrıca askeri kuruluşlarda da kullanılırlar. Bu diyot, en basit olanlarına kadar tüm tahografların temel bir bileşenidir. Gunn diyodları, modern izleme sistemlerinde kapı açma sensörü teknolojisini kolayca dahil etmeyi sağlayabilir. Ayrıca, bu diyot, hırsız (girişimci) alarm devrelerinde kullanılması tavsiye edilir.
4). Laser Diyodu
Kohesif ışık ürettiği için, lazer diyodu tipik bir LED (ışık yayan diyot) gibi çalışmaz. Bu özel tür diyodlar, CD sürücüler, DVD oynatıcılar ve sunumlarda kullanılan lazer işaretçiler dahil olmak üzere çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılır. Bu diyodlar, diğer lazer jeneratörlere göre daha uygun fiyatlı olmasına rağmen, LED'lerle karşılaştırıldığında maliyetleri çok daha yüksektir. Ayrıca, sınırlı bir ömür süresine sahiptirler.
5). Işık Yayan Diyot
Işık yayan diyot (veya) LED, en yaygın ve yaygın kullanılan diyot çeşitlerinden biridir. Diyot, ileri yönlü bir bireysel bağlantıya sahip olduğunda, akım bağlantıdan geçer ve bu, ışığın üretimine neden olur. Yeni birkaç LED gelişmesi, onları OLED'ler ve LED'lere dönüştürmektedir.
İleri yönlü bireysel çalışma alanında, bu tür diyotlar faal hale gelir. Diyot bu bölgede iletmeye başladığında, akım akışına geçer. "İleri yönlü akım" terimi bu tür akıma atıfta bulunur. Bu işlem boyunca üretilen ışığın kaynağı diyottur.
LED'ler çeşitli renklerde mevcuttur. Daha spesifik olarak, belirlenmiş bir süre için açık ve kapalı olarak işlev gösterebilen yanıp sönme özelliğine sahip olabilir. İki renkli olabilirler, bu durumda iki renk yayılır, ya da üç renkli olabilirler, bu durumda üç renk yayılır, alılan pozitif gerilime bağlı olarak.
Bunun yanı sıra, kızılötesi ışık üretebilen LED'ler de bulunmaktadır. Kızılötesi ışığın pratik uygulanabilirliği uzaktan kumandalarda bulunur.
6). Foto diyot
Bu teknikte, ışık foto diyot tarafından algılanır. Işık ile PN bağlantısı arasındaki etkileşim, elektronların ve deliklerin oluşmasına neden olabileceği keşfedilmiştir. Çoğu durumda, foto diyotlar ters bireysel ayarlarda çalışır, bu da hafif ışıkla indüklenmiş akım akışının kolayca tespit edilmesini ve izlenmesini sağlar. Güç üretme, bu tür diyotların başka bir olası kullanımıdır.
Ters bireysel bağlantılı olduğu durumlarda da iletken olabildiği için, foto diyotun işleyişi zen diyoduna çok benzerdir.
Akım değeri ve ışık yoğunluğu değeri birbirine doğrudan orantılıdır. Ayrıca, reaksiyon süreleri milisaniyeler yerine nanosaniyeler cinsinden ölçüldüğü için yeterince hızlıdır.
7). PIN Diodu
Bu diodun özellikleri geliştirme süreci boyunca belirlenir. Bu tür bir diodun yapımında hem p-tipi hem de n-tipi standartlar kullanılır. Bu etkileşimler sonucunda ortaya çıkan bağlantı, dozaj konsantrasyonu içermediği için内在翻译中，我将严格遵循您的要求，保持原文格式不变，并且仅翻译标签内的文字。以下是翻译结果：
Bu diodun özellikleri geliştirme süreci boyunca belirlenir. Bu tür bir diodun yapımında hem p-tipi hem de n-tipi standartlar kullanılır. Bu etkileşimler sonucunda ortaya çıkan bağlantı, dozaj konsantrasyonu içermediği için kendine özgü bir yarıiletken olarak bilinir. Anahtarlama gibi uygulamalar, bu bölüme erişim sağlayarak fayda sağlayabilir. Diod daha hızlı bir kurtarma süresine sahip olacaktır. Doğrultma süreci boyunca sinyal girişi olarak AC kullanılır. Bu seviyeler pozitif ve negatif yönleri taşır. Polarlitenin pozitiften negatife veya negatiften pozitife geçmesi için, kurtarma süresi mümkün olduğunca kısa olmalıdır. Yüksek frekansta uygulamalar yapıldığında, mümkün olan en hızlı kurtarma sürelerine sahip olmak çok önemlidir. Bu koşullarda, bu özel diodun kullanılması önerilir. Bu durumda, temsil edilirken sinyalin bütünlüğünü korurken doğru bir şekilde yapılması gerekmektedir. Bu, mikrodalga diodunun bileşenlerinden biridir. Bu, genellikle yüksek frekansta darbelerin oluşmasına neden olur. Bu diodlar, operasyonları nedeniyle hızlı kapatabilen (kapatılabilen) diod tiplerine bağlıdır. Bu tünelleme diyotları, çok yüksek hız aralığında çalışırken anahtarlama gerektirdiği bilinmektedir. Geçiş süresi nanosaniye veya pikosaniye cinsinden ölçülür. Bu, onunla bağlantılı olan negatif direnç fikri nedeniyle gevşeme osilatör devrelerinde kullanılır. Bu, p-tip ve n-tip malzemeler birbirleriyle etkileşim kurduğunda üretilen temel diyottur. Bu, bir görüşe diğerine göre tercih verme fikrini keşfeder. Bu bias nedeniyle, çeşitli çalışma modlarında işlev gösterebilir. Bu diyot, sadece ileri yönde bias uygulandığında iletken olur. Bias diğer yönde olduğunda, akımın net bir akışı yoktur. Bu, bias diğer yönde olduğunda akımın engellendiğini gösterir. Düşük akımlar gerektiren uygulamalar, örneğin sinyal diyotları gibi durumlarda kullanılırlar ve bu nedenle tercih edilirler. Düzelticiler, bu teknolojinin en temel kullanım alanlarından biridir. Bu, ters bias modunda çalışabilmesi için inşa edilmiş bir diyot türüdür. İleri bias uygulandığında, diyotun çalışma özellikleri, temel bileşeni p-n bölgesi olan geleneksel bir diyota benzer olacaktır. Diyot ters bias modunda çalışırken, en düşük Zener gerilimine ulaştıktan sonra, akım değerlerinde bir artış olacaktır; ancak, o noktadan itibaren gerilim sabit kalacaktır. Bu nedenle, gerilim kontrol sürecinde kullanılabilir. İleri sapma altında akım iletmeye başladığında, diyodun benzersiz yeteneğini göstermiştir. Üreticiler, bu özel tür diyod için daha zen geriliminin ne olacağını tam olarak belirler. Bu nedenle, daha fazla zen diyodlar üretmek mümkündür. Schottky diyodu, yüksek hızlarda anahtarlama işlemlerini gerçekleştirebilecek özellikte bir diyod türüdür. İleri yolda çok az gerilim kaybı oluşur, bu nedenle bu, olumlu bir özellik olarak kabul edilir. Yeterince hızlı klemme devreleri, bu tür bir diyodun kullanılabileceği iyi bir örnektir, çünkü kullanım alanları orada açıkça görülür. Bu tür diyotların çalışması için gigaherz aralığındaki frekans tipiktir. Başka bir deyişle, yüksek frekanslı uygulamalar sırasında daha tercih edilebilir potansiyele sahiptir. Anahtarlama uygulamaları, yukarıda tanımlananlardan farklı bir diyod türü olan bu diyotlardan yararlanır. Bazı temel gerilime, yani tetikleme gerilimine sahiptir. Sağlanan gerilim temel tetik değerinden düşükse, yüksek direnç modunda kalacağından dolayı anahtarlama imkansızdır. Sağlanan gerilim temel tetik değerinden büyük olduğunda, düşük direnç yolu oluşturulacaktır. Shockley diyotları bu şekilde işlevlerini yerine getirir. Bu, cihazın bağlantısına ters gerilim uygulandığında oluşan başka bir benzersiz diyot kategorisidir. Bu, bağlantının kapasitesinde bir değişikliğe neden olur. Değişken kapasitanslı bir diyot olduğundan, "varikap" kısaltması kullanılarak ifade edilebilir. Avalanche diod, avalanche fenomeninden işlem alan türde bir ters yönlü dioddur. Avalanche başarısızlığı, gerilim düşüşünün sabit kalması ve akımın etkisiz kalması durumunda gerçekleşir. Yüksek hassasiyet seviyeleri nedeniyle, bu diodlar foto algılama için kullanılır. Bu, akımı maksimum değere kadar sınırlayan elektriksel bir cihazdır. Ayrıca, akım sınırlama diodu (CLD) veya akım düzenleme diodu (CRD) (CRD) olarak da adlandırılabilir. Bu diodlar, (n kanal)-JFET'ten yapılmıştır. Kapı, kaynakla bağlantılıdır ve iki uçlu bir akım sınırlayıcı (veya) akım kaynağı olarak işlev görür. Belirli bir değere kadar akımın akrorunu sağlar, daha fazla artmaya devam etmeden durur. Bu diodlarda altın doz olarak kullanılır. Bazı diodlar diğerlerinden daha güçlüdür. Ters yönlü bias'taki sızıntı akımı, bu diodlarda daha düşüktür. Daha büyük gerilim düşüşleri bile olmasına rağmen, diod sinyal frekanlarında çalışabilir. Altın, bu diodlardaki azınlık taşıyıcıların hızlı rekombinasyonunu sağlar. Bu, Schottky diodunun düşük ileri gerilim düşüşüne sahip ve P – N bağlantı diodunun düşük (ters) sızıntı akımına sahip bir dikdörtgenleyici dioddur. Yüksek güç, yüksek hızlı anahtarlama ve düşük kayıp uygulamaları için oluşturulmuştur. Süper engelleme dikdörtgenleyici diodları, Schottky diodundan daha düşük ileri gerilime sahip olan sonraki tip dikdörtgenleyicilerdir. Bu tür diyodlarda, iki malzeme bağlantısında ısı üretilir ve bu ısı bir terminalden diğer terminaline akar. Bu akış sadece bir yönde olur, bu da akım akış yönüyle aynıdır. Bu ısı, azınlık yük taşıyıcılarının yeniden birleşmesi sonucu oluşan elektrik yükünün bir sonucudur. Bu genellikle soğutma ve ısıtma için kullanılır. Bu tür bir diyod, termoelektrik soğutmalarda hem sensör hem de ısı motoru olarak hizmet eder. Bu, ayrıca Kedi Sakalı olarak bilinen nokta temas diyodunun bir şeklidir. İşlevi, yarıiletken kristal ve nokta arasındaki temas baskısı tarafından belirlenir. Bunun içinde bir metal tel bulunur ve yarıiletken kristale itilir. Bu durumda, yarıiletken kristal kated olarak, metal tel ise anod olarak görev yapar. Doğada, bu tür diyodlar eskimiştir. Genellikle mikrodalga alıcılar ve detektörlerde kullanılır. Vakum diyodları, anod ve kated olarak görev yapan iki elektrottan oluşur. Katot, anod yönünde elektron salınan tungsten ile yapılır. Elektron akışı her zaman katedden anoda doğru akar. Bu nedenle, bir anahtar gibi işlev görür. Katot oksit malzemelerle kaplanırsa, elektron salınım kapasitesi artar. Anodlar genellikle daha uzundurlar ve yüzeyleri bazen diyodun içinde meydana gelen sıcaklıkları minimize etmek için pürüzsüzleştirilir. Diyod, anod kated terminaline göre pozitif (+) olduğunda sadece bu şekilde iletken olur. Bu, radyo ve televizyon gibi yüksek frekanslı ve düşük akımlı uygulama alanlarında yaygın olarak kullanılan orantısız özelliklere sahip küçük bir cihazdır. Sinyal diyotları güç diyotlarından çok daha küçüktür. Bir kenarı siyah (veya) kırmızıyla işaretlenir ki bu, katot terminalini gösterir. Küçük sinyal diyotunun performansı, yüksek frekanslı uygulamalar için özellikle etkilidir. Diğer kategorilerdeki yeteneklerine göre, sinyal diyotları genellikle orta düzeyde akım taşıma yeteneğine ve düşük güç kaybına sahiptir. Genellikle 150mA ve 500mW aralığında bulunurlar. Kullanıldığı alanlar Diyot uygulamaları, Yüksek hızlı anahtarlama, Parametrik amplifikatörler ve birçok diğer uygulama. Bu diyotlarda PN jönksiyon tabakası oldukça kalındır. Bu nedenle, genellikle diktleme veya AC'yi DC'ye dönüştürmede kullanılırlar. Büyük PN jönksiyonu, diyodun ileri yönde akım taşıma yeteneğini ve ters yönde bloklama voltajını artırır. Büyük sinyal diyotları, yüksek frekanslı uygulamalar için uygun değildir. Bu diyotlar, aşağıdaki gibi güç kaynaklarında çoğunlukla kullanılır: Diktleme cihazları, Dönüştürücüler, Ters çevirmeler, Pil şarj cihazları vb. Bu diyotların ileri direnci birkaç Ohm iken, ters bloklama direnci Mega Ohm cinsinden ölçülür. Yüksek akım ve voltaj kapasitesi nedeniyle, büyük zirve voltajlarını bastıran elektrik cihazlarında kullanılabilir. Sonuç olarak, bu yazıda birçok tür diya ve onların kullanım alanları tartışılmıştır. Her bir diyot, kendine özgü gösterim yöntemine ek olarak, kendine özgü çalışma yöntemine de sahiptir. Akımın sadece bir yönde geçmesine izin veren diyot. Alternatif akımla kullanıldığında, diyotlar yalnızca döngünün yarısı boyunca iletim sağlar. Sonuç olarak, alternatif akımın doğru akıma dönüştürülmesinde kullanılırlar. Bu nedenle diyotlar doğru akım (DC) özelliklidir. Akım yönünü düzenlemek için kullanılan diyotlara ideal diyotlar denir. İdeal bir diyotta akım sadece ileri yönde adı verilen tek bir yönde akmaya izin verilir ve ters yönde akmaz. İdeal diyotlar, ters kutuplandıklarında açık devre gibi görünür ve bu durumda üzerine düşen gerilim negatiftir. İleri kutuplama, diyot üzerindeki gerilimin normal akım akışına izin verildiği geleneksel bir diyotta meydana gelirken, ters kutuplama diyot üzerinde ters yönde bir gerilimi ifade eder. Ancak, ters kutuplama sırasında diyot üzerine uygulanan gerilim herhangi ölçülebilir bir akım akışına neden olmaz. Bildirim: Orijinale saygı duyulur, iyi makaleler paylaşmaya değerdir, ihlal varsa lütfen iletişime geçerek kaldırılmasını isteyin.7). PIN Diodu
8). Hızlı Kurtarma Diodu
9). Adım Kurtarma Diodu
10). Tünelleme Diodu
11). P-N Bölgeli Diyot
12). Zener Diyotu
13). Schottky Diyotları
14). Shockley Diyotları
15). Varaktör (veya) Varikap Diyotu
16). Avalanche Diode
17). Sabit Akım Diodu
18). Altın Dozlanmış Diodlar
19). Süper Engelleme Diodları
20). Peltier Diyodu
21). Kristal Diyodu
22). Vakum Diyodları
23). Küçük Sinyal Diyodu
24). Büyük Sinyal Diyoti
Sıkça Sorulan Sorular
1). Bir diyot, değişen akımı (AC) sürekli akıma (DC) çevirir mi?
2). İdeal Diyotlar Nedir?
3). İleri ve Ters Kutuplama Arasındaki Fark Nedir?
