Diyotun cihazı ve çalışma prensibi
Diyot, günümüzde herhangi bir elektronik cihazın baskılı devre kartında bulunabilen en basit yarı iletken cihazdır. Dahili yapıya ve teknik özelliklere bağlı olarak diyotlar birkaç türe ayrılır: üniversal, doğrultucu, darbeli, zener diyotlar, tünel diyotlar ve varikaplar. Doğrultma, voltaj sınırlama, algılama, modülasyon vb. için kullanılırlar. — kullanıldıkları cihazın amacına bağlı olarak.
Diyotun tabanı Pn kavşağıiki farklı iletkenliğe sahip yarı iletken malzemelerden oluşur. Katot (negatif elektrot) ve anot (pozitif elektrot) adı verilen diyot kristaline iki tel bağlanır. Anot tarafında bir p-tipi yarı iletken bölge ve katot tarafında bir n-tipi yarı iletken bölge vardır. Bu diyot cihazı ona benzersiz bir özellik verir - akım anottan katoda yalnızca bir (ileri) yönde akar. Tersine, normal çalışan bir diyot akımı iletmez.
Anot bölgesinde (p-tipi) ana yük taşıyıcıları pozitif yüklü deliklerdir ve katot bölgesinde (n-tipi) negatif yüklü elektronlardır. Diyot uçları, tellerin lehimlendiği temas metal yüzeyleridir.
Diyot akımı ileri yönde ilettiğinde, açık durumda olduğu anlamına gelir. Akım p-n-kavşağından geçmezse, diyot kapanır. Böylece, diyot iki kararlı durumdan birinde olabilir: açık veya kapalı.
DC voltaj kaynağı devresindeki diyotu, anodu pozitif terminale ve katodu negatif terminale bağlayarak, pn bağlantısının ileri eğilimini elde ederiz. Ve kaynak voltajının yeterli olduğu ortaya çıkarsa (bir silikon diyot için 0,7 volt yeterlidir), o zaman diyot açılır ve akımı iletmeye başlar. Bu akımın büyüklüğü, uygulanan voltajın büyüklüğüne ve diyotun iç direncine bağlı olacaktır.
Diyot neden iletken duruma geçti? Çünkü diyotun doğru şekilde açılmasıyla, kaynağın EMF'sinin etkisi altındaki n-bölgesinden gelen elektronlar, pozitif elektroduna, şimdi negatif elektrota hareket eden p-bölgesinden deliklere koştu. kaynaktan, elektronlara.
Bölgelerin sınırında (p-n-kavşağının kendisinde) şu anda elektronların ve deliklerin bir rekombinasyonu, karşılıklı absorpsiyonu var. Ve kaynak, p-n bağlantı bölgesine sürekli olarak yeni elektronlar ve delikler sağlamaya zorlanarak konsantrasyonlarını arttırır.
Peki ya katot kaynağın pozitif terminaline ve anot negatif terminale olacak şekilde diyot ters çevrilirse? Delikler ve elektronlar bağlantı noktasından terminallere doğru farklı yönlerde dağılır ve bağlantı noktasının yakınında yük taşıyıcılarından yoksun bir bölge (potansiyel bir bariyer) belirir. Çoğu yük taşıyıcının (elektronlar ve delikler) neden olduğu akım oluşmayacaktır.
Ancak diyot kristali mükemmel değildir; ana yük taşıyıcılarına ek olarak, içinde mikroamper cinsinden ölçülen çok ihmal edilebilir bir diyot ters akımı oluşturacak küçük yük taşıyıcıları da vardır. Ancak bu durumdaki diyot kapalıdır çünkü p-n bağlantısı ters kutuplanmıştır.
Diyotun kapalı durumdan açık duruma geçtiği gerilime diyot ileri gerilimi denir (bkz. Diyotların temel parametreleri), esasen p-n bağlantısı boyunca voltaj düşüşüdür.Diyotun ileri akıma direnci sabit değildir, diyottan geçen akımın büyüklüğüne bağlıdır ve birkaç ohm mertebesindedir. Diyotun kapandığı ters polarite voltajına diyot ters voltajı denir. Bu durumda bir diyotun ters direnci binlerce ohm olarak ölçülür.
Açıkçası, bir diyot kendisine uygulanan voltajın polaritesi değiştiğinde açık durumdan kapalı duruma geçebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Doğrultucunun çalışması diyotun bu özelliğine dayanmaktadır. Bu nedenle, sinüzoidal bir AC devresinde, diyot yalnızca pozitif yarım dalga sırasında akımı iletecek ve negatif yarım dalga sırasında bloke edilecektir.
Bu konuda ayrıca bakınız:Darbe diyotları ve doğrultucu arasındaki fark nedir