.jpg)
(İş Makinelerinde Elektrik – 3. Ders)
Diyotlar:
Diyot kelimesinin, asıl anlamı 2 elektrotlu bir vakum borusudur. Bir yarı-iletken diyot P- ve N-tip yarı-iletkenleri bir arada içermektedir.
Birleşim iki yarı-iletken arasında bir PN birleşimi gibi bilinirler. Bir PN birleşiminin şekilsel sembolü içinde, A işaretli anot (pozitif yüklü elektrot) ve K işaretli katot (negatif yüklü elektrot) vardır.
Bir diyot, elektriklenme için tek yollu bir çek valf gibi hareket eder. O, birleşim yüzünde değişen yarı-iletken özelliği nedeniyle ona bu özelliği veren bir PN birleşimidir.
Bir N-tip yarı-iletken birçok elektrona sahipken, bir P-tip yarı-iletken birçok pozitif boşluğu içerir. Bir PN birleşimi bir duvar gibidir ve bunun için basit P- ve N-tip yarı iletkenlerin birleşimiyle pozitif boşlukların ve elektronların çapraz birleşimi ve diğer ünitelerle birleşimi mümkün olmaz.
Bununla birlikte, voltaj uygulandığında, N-tip yarı iletkenlerin içindeki elektronlar pozitif voltaj yönünde hareket ederler ve P-tip yarı-iletkenler içindeki pozitif boşluklar negatif voltajla hareket ederler, bu yüzden elektronlar ve pozitif boşluklar aynı anda birleşime karşı hareket ederek, akıma neden olurlar.
Eğer ters voltaj uygulanırsa, N-tip yarı-iletken içindeki elektronlar sağa doğru hareket ederken, P-tip yarı-iletken içindeki pozitif boşluklar sola hareket eder. Sonuç olarak, boşluklar ve elektronlar çapraz birleşmezler ve akım olmaz.
Bunun için, birlikte veya bir PN birleşime uygulanmış voltaja bağlı olarak bir diyot vasıtasıyla akım olmaz. Bu hareket doğrultma olarak adlandırılır. Akımı önleyen yöndeki voltaj, ters voltaj olarak adlandırılırken, aynı yönde uygulanan voltaj, birleşime karşı akımın sonucundaki voltaj, ileri voltaj olarak adlandırılır.
Çok iyi bir P-N birleşimi, diyotun temel elemanıdır. P-tip yarı-iletkenler, az sayıda fosfor veya arsenikli, saf silikondan (yüzde 99.99 saf) yapılır. N-tip yarı-iletken saf silikondan (yine yüzde 99.99) yapılmıştır fakat az bir miktar alüminyum veya galyum ilave edilir.
P-tip uç pozitif ve N-tip uç negatif olduğunda, P-N birleşim normal yönde bir anlık akıma izin verir. Birleşim, tarafından akım istenmeden sabit bir 0.5 - 1 volt düşüme izin verir. Bu tip diyot, onun arasından geçen akım miktarında direkt olarak oransal güç tüketir. Bütün bu harcanan güç eşit miktarda ısıya dönüşür, eğer diyotun tasarımından fazla akım geçerse, fazla ısı oluşur ve aşırılık nedeniyle diyot yanar.
P-tip uç negatif ve N-tip uç pozitif olduğunda, P-N birleşim herhangi bir istenilen akımın geçmesine izin vermez. Eğer verilen voltaj diyot için tasarlanandan aşırı işe, birleşim tahrip olur ve bu hatalı akım kaybolur. Akım neticesinde diyot yanar.
Diğer diyotlar:
Yarı iletkenlerle zenginleştirilmiş diğer elementlerin miktarı ve çeşidine bağlı olarak bir diyotta birkaç farklı etkiye ulaşılır.
Diyotun bir özel tasarımı da zener diyotu’dur. Bu tip diyotun imalatı sırasında, boşluk ve elektronların taşıdıkları akımın büyükçe bir miktarına doping yapılır. Bu, zener diyotunun, eğer uygun devrede kullanılmışsa, hasarsız olarak ters yönde akım iletmesine izin verir. Zener diyotunun bütün çalışma karakteristiği budur, önceden belirlenmiş bir voltajın altında ters akımın iletilmesine izin vermez. Örneğin, bir zener diyotu, 28 volta ulaşıncaya kadar akımı geçirmeyecek şekilde yapılır, sonra aniden ters akımı iletmeye başlar. Bu tip diyot kontrol ünitelerinde kullanılır.
Diğer bir tip diyot da fotovoltaik diyot’tur. PN birleşiminin yüzeyine hafif bir ışık çarpmasıyla, akım neticesinde bir voltaj oluşturacak şekilde yapılan diyotlardır.
Bu, birleşim yüzeyindeki engelin ışıkla kaldırılması nedeniyle olur, P-tip yarı iletken içindeki pozitif boşluktan, N-tip yarı iletkene geçmesine ve N-tip yarı-iletken içindeki elektronların P-tip iletkene geçmesine izin verir.
Diğer bir tip diyot da tünel etkili diyot’tur.
Bir tünel etkili diyot ile ileri voltaj azar azar artırılarak akımın artması ile sağlanır. Bununla birlikte, bir noktada, voltaj artırıldığında, akım aniden düşer. İleri voltaj artmadığında, akım tekrar artmaya başlar.
Bir ışık çıkaran diyot ona voltaj uygulandığında bir yol gibi kırmızı, yeşil veya sarı ışık çıkaran şekilde yapılmış diyotlardır.
Transistörler
Transistör bir yarı-iletkendir, akım kontrolünde kullanılır. Topuz tip anahtar yapımında da kullanılır.
Transistor, bir PN birleşimin, P- veya N-tip diğer bir yarı-iletkenle birlikte içeren bir yapıdadır. Bunun için, PNP veya NPN transistörler şeklinde çeşitlenmiştir, P-tip ve N-tip yarı-iletkenlerin bir diğeri ile birleşik yapılarında oldukları gibi bir yapıdadır.
PNP ve NPN transistörler farklı yapılarda oldukları için, her iki yönde voltaj verilir ve bir diğerine zıt yönde akım geçer.
Bir transistörün iki PN birleşiminden ibaret olması nedeniyle, elektron ve boşluklara haricen uygulanan voltaj olmaması yüzünden, P-ve N-tip bölgeler içinde çapraz birleşimler ve akım geçişi olmaz.
İlave olarak, eğer kollektörün baz ve kollektörü arasına akım gönderilirse, bu nedenle baz, kollektöre göre pozitiftir, baz-kollektör PN birleşimi ters yönlü, kollektörün bazı içindeki elektronlar ve boşluklar sebebiyle onların bağlı elektronlarını çeker.
Eğer baz’ı, kollektörün değişmeyen voltajına bırakırsak ve transistörün emitör ve baz’ı arasına voltaj uygularsak, bundan sonra transistörün bazı’na göre emitörü pozitif olur, emitör-baz PN birleşimi ileri yönlü olur, emitör içindeki boşluğun baz’a doğru hareket etmesine neden olur, baz’ın emitöre nazaran daha ince imal edilmiş olması nedeniyle, baz’ın elektron sayısı emitör içindeki boşlukların sayısından daha azdır.
Bununla beraber, elektronlarla birlikte emitörden baz’a çok az sayıda boşluklar girebilir. Kalan boşlukların çoğu, baz vasıtasıyla baz-kollektör PN birleşimine geçer. Birleşime ulaşıncaya kadar, boşluklar kollektörün negatif potensiyeli ile çekilirler ve kolektörün birleşimine geçer. Boşluklar kollektöre girince, kollektör potansiyelince çekilirler ve kollektörün sağ bölgesine geçerler. Boşlukların kollektörün içindeki hareketinin oluşturduğu akım, kollektör akımı olarak adlandırılır. Emitörden baz’a hareket eden boşlukların oluşturduğu akım, emitör akımı olarak adlandırılır. Ve baz’daki elektronlarla emitördeki bazı boşlukların birlikte oluşturdukları akım, baz akımı olarak adlandırılır.
Haftaya: Akım, Voltaj ve Direnç
05.04.2010
Bu yazara ait diğer yazılar için tıklayınız...
OKUR YORUMLARI & YORUM YAPIN