analog-elektronik-dersleri-1-bolum-1-5

8/3/2019 analog-elektronik-dersleri-1-bolum-1-5

1/159

YARILETKENLERN TANITILMASI

Konular:1.1 Atomik Yap1.2 Yariletken, letken ve Yaltkan1.3 Yariletkenlerde letkenlik1.4 N Tipi ve P tipi Yariletkenler1.5 PN Bitiimi (eklemi) ve Diyot1.6 PN Bitiiminin nbeslemesi

Amalar:Bu blm bitirdiinizde aada belirtilen konular hakknda ayrntl bilgiye sahipolacaksnz.

Maddenin temel atomik yaps Atom numaras ve arl, elektron kabuklar ve yrngeler, Valans elektronlar,

iyonizasyon Yariletken, iletken ve yaltkan. Enerji bandlar, Silisylum ve germanyum Yariletkenlerde iletkenlik, elektronlar ve boluklarda iletkenlik, N tipi ve P tipi maddenin oluturulmas; Katk ilemi PN eklemi ve temel ilevleri PN ekleminin nbeslenmesi Diyot karakteristikleri

BLM1


2/159

2

ekil-1.1 eitli elektronik devre elemanlarnn genel grnm

Kullandmz pek ok cihazn retiminde bir veya birka elektronik devre elemankullanlmaktadr. Elektronik devre elemanlar ise yariletken materyaller kullanlarakretilir. Diyot, transistr, tristr, FET, tmdevre (entegre) v.b adlarla tanmlananelektronik devre elemanlarnn bir ou ekil-1.1de resimlenmitir.

ANALOG ELEKTRONK- I Kaplan


3/159

3

Elektronik devre elemanlarnn dolaysyla elektronik cihazlarn nasl altn anlamakiin yariletken materyallerinin yaps hakknda bilgiye gereksinim duyarz. Bu bilgiyiulamann en etkin yolu maddenin temel atomik yapsn incelemekle balar.

Bu kitap boyunca elektronik devre elemanlarn belirli bir sra ierisinde tanyacaz. Buelemanlarn tm zelliklerini inceleyerek cihaz tasarmlarn gerekletireceiz.

1.1 ATOMK YAPI

Tm maddeler atomlardan oluur. Atomlar ise; elektronlar, protonlar ve ntronlardanmeydana gelir. Elektrik enerjisinin oluturulmasn ve kontrol edilmesini maddeninatomik yaps belirler. Atomik yapya bal olarak tm elementler; iletken, yaltkanveya yariletken olarak snflandrlrlar.

Elektronik endstrisinde temel devre elemanlarnn retiminde yariletken materyallerkullanlr. Gnmzde elektronik devre eleman retiminde kullanlan iki temelmateryal vardr. Bu materyaller; silisyum ve germanyumdur.

letken, yaltkan ve yariletken maddelerin ilevlerini ve zelliklerini incelemek iintemel atomik yapnn bilinmesi gerekir.

Bu blmde temel atomik yapy inceleyeceiz. Blm sonunda aada belirtilenkonular hakknda bilgi edineceksiniz.

ekirdek, proton, ntron ve elektron Atom arl ve atom numaras Yrnge Valans elektronlar yonisazyon

Yeryznde bilinen 109 element vardr. Bir elementin zelliklerini belirleyen en kkyapta ise atomlardr. Bilinen btn elementlerin atomik yaplar birbirinden farkldr.

Atomlarn birlemesi elementleri meydana getirir.Klasik bohr modeline gre atom, ekil-1.1de gsterildii gibi 3 temel paracktan oluur.Bunlar; elektron, proton ve ntrondur. Atomik yapda; ntron ve protonlar merkezdekiekirdei oluturur. ekirdek art ykldr. Elektronlar ise ekirdek etrafnda sabit biryrngede dolarlar ve negatif ykldrler.



4/159


5/159

5

Elektron Kabuklar ve YrngelerBir atomun, elektron ieren yrngeleri ekirdekten belirli uzaklktadr. ekirdee yaknolan yrngedeki elektronlar, ekirdee uzak olan yrngedeki elektronlardan daha azenerjiye sahiptir. ekirdee farkl uzaklklarda bulunan yrngelerdeki elektronlarbelirli enerji seviyelerine uyar. Atomda, enerji bantlar eklinde gruplam yrngelerkabuk (shell) olarak bilinirler. Verilen her bir atom, sabit kabuk saysna sahiptir.Kabuklarda barnan elektronlar ise belirli bir sistem dahilinde dizilirler.

Her bir kabuk, izin verilen sayda maksimum elektron barndrr. Bu elektronlarn enerjiseviyeleri deimez. Kabuk iindeki elektronlarn enerji seviyeleri bir birinden azda olsakk farkllklar gsterir. Fakat; kabuklar arasndaki enerji seviyelerinin fark ok dahabyktr.

ekirdek etrafnda belirli bir yrngeyi oluturan kabuklar, k-l-m-n olarak gsterilirler.ekirdee en yakn olan kabuk k dr. k ve l kabuklar ekil-1.4 de gsterilmitir.

enerji seviyesi

W6

W5

W4

W3

W2

W11. Kabuk

2. Kabuk

ekirdek

W= Enerji

r = ekirdekten uzaklk

k

l

Bu elektron, en dkenerjiye sahiptir.

Bu elektron, en yksekenerjiye sahiptir.

r1

r2

r3

r4

r5

r6

ekil- 1.3 ekirdekten uzaklklarna gre enerji seviyeleri.

Valans Elektronlar

Elektronlar ekirdekten uzaktadr ve ekirdekten ayrlma eilimindedir. ekirdekelektronun bu ayrlma eilimini dengeleyecek gtedir. nk elektron negatif ykl,ekirdek pozitif ykldr. ekirdekten uzakta olan elektronun negatif yk daha fazladr.

Bu durum merkezden kama kuvvetini dengelemektedir. Bir atomun en dtaki kabuu, enyksek enerji seviyeli elektronlara sahiptir. Bu durum onu atomdan ayrlmaya daha eilimlihale getirir. Valans (atomun deerini ayarlayan elektronlar) elektronlar kimyasal reaksiyonave malzemenin yapsna katk salar.

Bir atomun en d kabuundaki elektronlar, ekirdek etrafnda simetrik olarak hareketederler ve kendi aralarnda bir ba olutururlar. Bu baa kovelant ba denir. Atomun end kabuundaki elektronlara ise valans elektron ad verilir. Komu atomlarn en dkabuklarndaki elektronlar (valans elektronlar) kendi aralarnda valans iftleri olutururlar.



6/159

6

yonizasyon

Bir atom, s kaynandan veya ktan enerjilendii zaman elektronlarnn enerji seviyeleriykselir. Elektronlar enerji kazandnda ekirdekten daha uzak bir yrngeye yerleir.

Bylece Valans elektronlar daha fazla enerji kazanr ve atomdan uzaklama eilimleri artar.Bir valans elektronu yeterli miktarda bir enerji kazandnda ancak bir st kabua kabilirve atomun etkisinden kurtulabilir.

Bir atom, pozitif arjn ar artmas (protonlarn elektronlardan daha fazla olmas)durumunda ntr deere ulamaya alr. Bu amala atom, valans elektronlarn hareketegeirir. Valans elektronunu kaybetme ilemi YONZASYON olarak bilinir ve atom pozitifarj ile yklenmi olur ve pozitif iyon olarak adlandrlr. rnein; hidrojenin kimyasalsembol Hdr. Hidrojenin valans elektronlar kaybedildiinde pozitif iyon adn alr ve H+

olarak gsterilir. Atomdan kaan valans elektronlar

serbest elektron olarak adland

r

l

r.Serbest elektronlar, ntr hidrojen atomunun en d kabuuna doru akar. Atom negatif ykile yklendiinde (elektronlarn prontonlardan fazla olmas) negatif iyon diye adlandrlrlarve H- olarak gsterilirler.

1.2 YARILETKEN, LETKEN VE YALITKAN

Byn materyaller; elektrik enerjisine gsterdikleri tepkiye bal olarak balca 3 grubaayrlrlar. Bu guruplar; iletken, yaltkan ve yariletken olarak tanmlanr. Bu blmde;

zellikle yariletken maddelerin temel yapsn inceleyerek, iletken ve yaltkan maddelerlearalarndaki farklar ortaya koymaya alacaz.

Bu blm bitirdiinizde aada belirtilen konularda ayrntl bilgiye sahip olacaksnz.

Atomik yapnn z Bakr, silisyum, germanyum ve karbon v.b maddelerin atomik yaplar letkenler Yariletkenler letken ve yariletken arasndaki farklar

Silisyum ve germanyum yariletken malzemelerin farkllklar

Tm materyaller atomlardan oluur. Materyallerin atomik yaps, materyalin elektrikenerjisine kar gsterecekleri tepkiyi belirler. Genel bir atomik yap; merkezde birekirdek ve ekirdei evreleyen yrngelerden olumaktadr. Materyalin iletken veyayaltkan olmasnda atomik yrngede bulunan elektron says ok nemlidir.

letken

Elektrik akmnn iletilmesine kolaylk gsteren materyallere iletken denir. yi bir iletkenzellii gsteren materyallere rnek olarak, bakr, gm, altn ve aliminyumusayabiliriz. Bu materyallerin ortak zellii tek bir valans elektronuna sahip olmalardr.Dolays ile bu elektronlarn kolaylkla kaybedebilirler. Bu tr elementler; 1 veya birkavalans elektrona sahiptirler. rnein bakr, altn, gm v.b .



7/159

7

Yaltkan

Normal koullar altnda elektrik akmna zorluk gsterip, iletmeyen materyallere yaltkandenir. Yaltkan maddeler son yrngelerinde 6 ile 8 arasnda valans elektron barndrrlar.Serbest elektron bulundurmazlar. Yaltkan maddelere rnek olarak bakalit, ebonit v.bametalleri sayabiliriz.

Yariletken

Yariletken maddeler; elektrik akmna kar, ne iyi bir iletken nede iyi bir yaltkan zelliigsterirler. Elektronik endstrisinin temelini oluturan yariletken maddelere rnek olarak;silisyum (si), germanyum (ge) ve karbon (ca) elementlerini verebiliriz. Bu elementler sonyrngelerinde 4 adet valans elektron bulundururlar.

Enerji Band

Maddelerin iletken, yaltkan veya yariletken olarak snflandrlmasnda enerji bandlarolduka etkindir. Yaltkan, yariletken ve iletken maddelerin enerji bandlar ekil-1.4deverilmitir. Enerji band bir yaltkanda ok genitir ve ok az sayda serbest elektron ierir.Dolaysyla serbest elektronlar, iletkenlik bandna atlayamazlar. Bir iletkende ise; valansband ile iletkenlik band adeta birbirine girmitir. Dolaysyla harici bir enerjiuygulanmakszn valans elektronlarn ou iletkenlik bandna atlayabilir. ekil-1.4dikkatlice incelendiinde yariletken bir maddenin enerji aral; yaltkana gre daha dar,iletkene gre daha genitir.

letim Band

Valans Band

letim Band

Valans Band

letim Band

Valans Band

Enerji Enerji Enerji

Enerji Aral

Enerji Aral

0 0 0

a) Yaltkan a) Yariletken a) letken

ekil-1.4 farkl Materyal iin enerji diyagram

Silisyum ve Germanyum

Diyot, transistr, tmdevre v.b elektronik devre elemanlarnn retiminde iki tip yar iletkenmalzeme kullanr. Bunlar; SLSYUM ve GERMANYUM elementleridir. Bu elementlerinatomlarnn her ikisi de 4 Valans elektronuna sahiptir. Bunlarn birbirinden fark; Silisyumunekirdeinde 14 proton, germanyumun ekirdeinde 32 proton vardr. ekil-1.5de her ikimalzemenin atomik yaps grlmektedir. Silisyum bu iki malzemenin en okkullanlandr.



8/159


9/159

9

1.3 YARILETKENLERDE LETKENLK

Malzemenin elektrik akmn nasl ilettii, elektrik devrelerinin nasl altnnanlalmas bakmndan ok nemlidir. Gerekte temel akm mantn bilmeden diyotveya transistr gibi yariletken devre elemanlarnn almasn anlayamazsnz.

Bu blmde iletkenliin nasl meydana geldiini ve baz malzemelerin dierlerindenniye daha iletken olduunu, yariletken malzemelerde iletkenliin nasl salandnreneceksiniz.

Bu blmde enerji bantlar ierisinde elektronlarn nasl ynlendiini greceksiniz.ekirdein etrafndaki kabuklar enerji bantlar ile uyumludur. Enerji bantlar birbirlerineok yakn kabuklarla ayrlmtr. Aralarnda ise elektron bulunmaz. Bu durum ekil-1.6da silisyum kristalinde (dardan s enerjisi uygulanmakszn) gsterilmitir.

ekirdek 0

1. Band (k kabuu)

2. Band (l kabuu)

Valans Band

letim Band

Enerji Aralklar

Enerji Aralklar

Enerji Aralklar

Enerji

ekil-1.6 Durgun silisyum kristalinin enerji band diyagram.

Elektronlar ve Boluklarda iletkenlik

Saf bir silisyum kristali oda scaklnda baz tepkimelere maruz kalr. rnein; bazvalans elektronlar enerji aralklarndan geerek, valans bandndan iletkenlik bandnaatlarlar. Bunlara serbest elektron veya iletkenlik elektronlar denir. Bu durum ekil-1.7.ada enerji diyagramnda, ekil-1.7.bde ise ba diyagramnda gsterilmitir. Birelektron; valans bandndan iletkenlik bandna atladnda, valans bandnda boluklarkalacaktr. Bu boluklara delik=boluk veya hole denir. Is veya k enerjisiyardmyla iletkenlik bandna kan her elektron, valans bandnda bir delik oluturur. Budurum, elektron boluk ifti diye adlandrlr. letkenlik bandndaki elektronlar enerjile-rini kaybedip, valans bandndaki bolua geri dtklerinde her ey eski haline dner.



10/159

10

zetle; saf silisyumunun iletkenlik bandndaki elektronlarn bir ksm oda scaklnda

hareketli hale geer. Bu hareket, malzemenin herhangi bir yerine doru rasgeledir. Byle-ce valans bandndaki boluk saysna eit miktarda elektron, iletkenlik bandna atlar.

Valans Band

letim Band

Enerji Aralklar

Enerji

Delik

SerbestElektron

IsEnerjisi

a) Enerji Diyagram

IsEnerjisi

SerbestElektron

Delik

Si

Si

b) Ba Diyagram

ekil-1.7.a ve b. Hareketli bir silisyum atomunda bir elektron boluunun oluturulmas.

Elektron ve Delik (hole) akm

Saf silisyumun bir ksmna gerilim uygulandnda neler olduu ekil-1.8 zerindegsterilmitir. ekilde iletkenlik bandndaki serbest elektronlarn negatif utan pozitifuca doru gittikleri grlmektedir. Bu; serbest elektronlarn hareketinin olutuu akmnbir trdr. Buna elektron akm denir.

Si

Si

Si

Si Si Si

SiSiSi

SiSi SiSi

Si

Si

+V

ekil-1.8 Serbest elektronlar

n s

cakl

k oluturmas

ile meydana gelen hareket,silisyum iinde bir elektron akna neden olur.

Akm oluturan bir dier tip ise valans devresindeki deiimlerdir. Bu ise; serbestelektronlar neticesinde boluklarn olumas ile meydana gelir. Valans bandnda kalandier elektronlar ise hala dier atomlara bal olup serbest deillerdir. Kristal yapierisinde rasgele hareket etmezler. Bununla birlikte bir valans elektronu komu boluatanabilir. (enerji seviyesindeki ok kk bir deiimle). Bylece bir boluktan dierinehareket edebilir. Sonu olarak kristal yap ierisindeki boluklarda bir yerden dier yerehareket edecektir. Bu durum ekil-1-9da gsterilmitir. Boluklarn bu hareketi deakm diye adlandrlr.



11/159

11

ekil-1.9 Serbest elektronlarn scaklk oluturmas ile meydana gelen hareket silisyum iinde birelektron akna neden olur.

1.4 N-TP VE P-TP YARI LETKENLER

Yariletken malzemeler, akm iyi iletmezler. Aslnda ne iyi bir iletken, nede iyi bir

yal

tkand

rlar. nk valans band

ndaki boluklar

n ve ilettim band

ndaki serbestelektronlarn says snrldr. Saf silisyum veya germanyumun mutlaka serbestelektron veya boluk says artrlarak iletkenlii ayarlanmaldr. letkenliiayarlanabilen silisyum veya germanyum, elektronik devre elemanlarnn yapmndakullanlr. Germanyum veya silisyumun iletkenlii ise ancak saf malzemeye katkmaddesi eklenmesi ile salanr. Katk maddesi eklenerek oluturulan iki temelyariletken materyal vardr. Bunlara; N-tipi madde ve P-tipi madde denir. Elektronikdevre elemanlarnn retiminde bu iki madde kullanlr.

Bu blm bitirdiinizde; Katk (doping) ilemini N-tipi yariletken maddenin yapsn P-tipi yariletken maddenin yapsn

ounluk ve aznlk akm tayclarnAyrntl olarak reneceksiniz.

Katklemi (Doping)

Silisyum ve germanyumun iletkenlii kontroll olarak artrlabilir. letkenlii kontrollolarak artrmak iin saf yariletken malzemeye katk maddesi eklenir. Bu ilemedoping denir. Akm tayclarnn (elektron veya boluk) saysnn artrlmasmalzemenin iletkenliini, azaltlmas ise malzemenin direnci artrr. Her iki dopingolaynn sonucunda N-tipi veya P-tipi madde oluur.



12/159


13/159


14/159

14

P blgesi ise ok sayda boluklar (delik=hole) ierir. Bunlara ounluk akmtayclar denir. Bu blgede s etkisi ile oluan birka serbest elektronda bulunur.Bunlara ise aznlk akm tayclar denir. Bu durum ekil-1.12.(b)de gsterilmitir. PNbirleimi elektronik endstrisinde kullanlan diyotlarn, transistrlerin ve dier katk haldevrelerinin temelini oluturur.

Deplasyon Katman ve levi

P maddesinde elektron noksanl (boluk), N maddesinde ise elektron fazlal meydanagelmiti. Elektron ve oyuklarn hareket ynleri birbirine zttr. Aslnda bu iki maddebalangta elektriksel olarak ntr haldedir.

P ve N maddesi ekil-1.13.ada grld gibi birletirildiini kabul edelim. Birleimolduu anda N maddesindeki serbest elektronlar, P maddesinde fazla olan oyuklarla(boluk=delik) birleirler. P maddesindeki fazla oyuklarn bir ksm ise, N maddesinegelip elektronlarla birleirler. Bu durumda P maddesi net bir (-) yk, N maddesi ise (+)yk kazanm olur. Bu olay olurken P maddesi (-) yke sahip olduundan Nmaddesindeki elektronlar iter. Aynekilde, N maddesi de (+) yke sahip olduundan Pmaddesindeki oyuklar iter. Bylece P ve N maddesi arasnda daha fazla elektron veoyuk akmasn engellerler. Yk dalmn belirtildii ekilde olumas sonucunda PNbirleiminin arasnda gerilim seddi denilen bir blge (katman) oluur.

Bu durum ekil-1.13.bde resmedilmitir. letim dengesi salandnda deplesyon kat, P-N birleiminde iletim elektronu bulunmad noktaya kadar geniler.

-

-

-

-

-

+

+

+

+

+

+

Engel Potansiyeli

P TPMADDE N TPMADDE

Delik (hole)

Elektron

P TPMADDE N TPMADDE

pn bitiimi

-

Deplasyon

Blgesi

ekil-1.13.a ve b PN birleiminin denge iletimi. Elektron boluk iftinin oluturduuscaklkla, N blgesindeki birka boluun aznlk tayclarnn meydana getirilmesi.

ekil-1.13.bde PN birleim blgesinde pozitif ve negatif iyonlarla oluturulan gerilimseddi grlmektedir. Oluan bu gerilim seddi; 250 Cde silisyum iin engel 0.7 volt,germanyum iin 0.3 volt civarndadr. Bu gerilime diyot ngerilimi denir. Diyotngerilimi sdan etkilenir. rnein scaklk miktarndaki her 10Clik art, diyotngeriliminin yaklak 2.3mV azalmasna neden olur.

Diyot ngerilimi ok nemlidir. nk PN birleimine dardan uygulanan geriliminoluturaca akm miktarnn kararl olmasn salar. lerideki blmlerde PN birleiminiayrntl olarak inceleyeceiz.



15/159

15

1.6 PN BRLEMNN POLARMALANMASI

leri Ynde Polarma (Forward Bias)

leri ynde polarma; yariletken bir devre elemannn ularna uygulanan DC geriliminyn ile ilgilidir. PN birleiminden akm akmasn salayacak ekilde yaplanpolarmadr. ekil-1.14de bir diyoda ileri ynde polarma salayacak balant

grlmektedir.

p

n

R

+ -Vpolarma

ekil-1.14leri ynde polarma balants. R, direnci akm snrlamak amacylakullanlmtr.

leri ynde polarma yle alr. Bataryann negatif ucu N blgesine (Katot olarakadlandrlr), pozitif ucu ise P blgesine (Anot olarak adland rlr) balanmtr.Bataryann negatif terminali, N blgesindeki iletkenlik elektronlarn birleim blgesinedoru iter. Ayn anda pozitif terminal, P blgesindeki oyuklar birleim blgesine iter.Uygulanan polarma gerilimi yeterli seviyeye ulanca; N blgesindeki elektronlarn ve Pblgesindeki oyuklarn engel blgesini amasn salar.

N blgesinden ayrlan elektronlara karlk, bataryann negatif ucundan ok saydaelektron girmesini salar. Bylece N blgesinde iletkenlik elektronlarnn hareketi(ounluk akm tayclar) eklem blgesine dorudur.

Karya geen iletkenlik elektronlar, P blgesinde boluklar ile birleirler. Valanselektronlar boluklara tanr ve boluklar ise pozitif anot blgesine tanr. Valans

PN bitiiminin nasl oluturulduunu grdk. PN bitiimi elektronik devreelemanlarnn retiminde kullanlan en temel yapdr.

PN birleimine elektronik biliminde diyot ad verilmektedir. Diyot veya dier birelektronik devre elamannn DC gerilimler altnda altrlmasna veya almayahazr hale getirilmesine elektronikte Polarma veya bias ad verilmektedir.

PN birleimi veya diyot; DC gerilim altnda iki trde polarmalandrlr. Bunlardanbirisi ileri ynde polarma dieri ise ters ynde polarma dr. leri veya ters yndepolarma, tamamen diyot ularna uygulanan gerilimin yn ile ilgilidir.

Bu blm bitirdiinizde; leri ynde polarma (forward bias) Ters ynde polarma (reverse bias)

Kavramlarn reneceksiniz.



16/159

16

elektronlarnn boluklarla birleme ilemi PN ularna voltaj uyguland srece devameder ve devaml bir akm meydana gelir. Bu durum ekil-1.15de resmedilmitir.ekilde ileri ynde bayaslanan diyodtaki elektron ak grlmektedir.

R

+ -

Vpolarma

VD

Elektron akmboluk akm

N TPP TP

ekil-1.15: PN birleimli diyot ta elektron ak.

leri polarmada Gerilim seddinin etkisi

PN birleiminde meydana gelen gerilim seddi, Silisyumda 0.7V, germanyumda ise 0.3Vcivarndadr. Polarma geriliminin potansiyeli bu deere ulatnda, PN birleimindeiletim balar. PN ularna uygulanan gerilim, diyodu bir kez iletime geirdikten sonragerilim seddi klr. Akm ak devam eder. Bu akma ileri yn akm If denir. If akmP ve N blgesinin direncine bal olarak ok az deiir. Bu blgenin direnci (ileri yndekidiren) genellikle kktr ve kk bir gerilim kaybna sebep olur.

Ters Polarma (Revrese Bias)

Ters kutuplamada bataryann negatif ucu P blgesine, pozitif ucu ise N blgesinebalanmtr. Bu durum ekil-1.16da gsterilmitir. Ters polarmada PN birleimindenakm akmaz. Bataryann negatif ucu, PN blgesindeki boluklar kendine doru eker.Pozitif ucu ise PN blgesindeki elektronlar kendine doru eker ve bu arada (deplesyonblgesi) yaltkan katman geniler. N blgesinde daha ok pozitif iyonlar, P blgesinde ise

daha ok negatif iyonlar oluturulur.

p

n

+-Vpolarma

ekil-1.16 Ters Polarma balants.



17/159

17

Yaltkan (deplesyon) katmandaki potansiyel fark harici bayas gerilimine eit oluncayakadar geniler. Bu noktada boluklarn ve elektronlarn hareketi durur. Birleimdenounluk akm tayclarnn harekete balamas (transient ) akm diye adlandrlr. Buise ters kutuplama yapldnda ok ksa bir anda akan bir akmdr.

+-

Vpolarma

EngelKatman

N TPP TP- +

-

---

-

-

--

--- +

+ +++++++

++

ekil-1.17 Ters polarmada oluan engel katman

Diyot ters kutuplandnda engel katmannn yaltkanl artacak ve her iki taraftaki iyonlararj olacaktr. Bu durum kapasitif bir etki yaratr. Ters kutuplama gerilimi arttka engelkatman geniler. Bu arada kapasitansda artacaktr. Bu durum, deplesyon katmannn

kapasitans diye bilinir ve bu durum pratik kolaylklar salar.

Aznlk Akm

imdiye kadar rendiimize gre; diyoda ters gerilim uygulandnda ounluk akmabucak sfr olur. Ancak ters kutuplama da bile ok az bir aznlk akm mevcutolacaktr. Bu ters akm germanyumda, silisyuma gre daha fazladr. Bu akm silisyumiin mikro amper veya nano amperler mertebesindedir. Dolays ile s ile oluan elektronboluk ifti ise minimum seviyesindedir. Harici ters gerilim; uygulanrken bazelektronlar PN birleimini geecektir. Ters akm ayn zamanda birleimin ssna ve terskutlama geriliminin miktarna baldr dolays ile snn artmas ters akm daartracaktr.

Ters Ynde Krlma

Eer dardan uygulanan ters polarma gerilimi ar derecede artrlrsa krlmasmeydana gelir. imdi bu ne demektir? Aznlk akm tayclar olan iletkenlik bandelektronlar dardan uygulanan ters gerilim kaynann etkisi ile P blgesine itilirler. Buesnada valans elektronlar iletkenlik bandna doru hareket ederler. Bu anda iki taneiletkenlik band elektronu mevcuttur. Her biri bir atomda bulunan bu elektronlar; valansbandndan, iletkenlik bandna hareket eder. letkenlik band elektronlarnn hzlaoalmas olay, etkisi olarak bilinir. Sonu olarak byk bir ters akm akar. oudiyotlar genelde ters krlma blgesinde almazlar. nk hasar grebilirler. Bununlabirlikte baz diyotlar srf ters ynde alacak ynde yaplmlardr. Bunlara Zener

Diyotad

verilir.



18/159

18

1.7 DYOT

nceki blmlerde oluturulan PN birleimine elektronik endstrisinde diyot adverilmektedir. Diyot, elektronik endstrisinin temelini oluturan en basit aktif devreelemandr. retici firmalar kullancnn gereksinimine bal olarak farkl akm vegerilim deerlerinde alabilecek ekilde binlerce tip diyot retimi yapmlardr.

Bu blmde diyodun nasl altn , akm-gerilim karakteristiklerini ayrntlolarak inceleyeceiz. Bu blmde sra ile;

Diyot semboln deal diyot modelini Pratik diyot modelini

Diyotun polarmaland

r

lmasn

, Diyotun V-I karakteristiini Diyot direncini Diyotlarda yk dorusu ve alma karakteristiini Diyodun scaklkla ilikisini

reneceksiniz. Bu blmde reneceiniz temel alma prensipleri, ilerikiblmlerde diyotlarla yapacanz uygulama ve tasarmlara sizleri hazrlayacaktr.

PN Bitiimi ve Diyot

Bir nceki blmde oluturulan P ve N maddesinin birletirilmesi, Diyot ad verilen

yariletken devre elemann meydana getirir. P ve N maddesinin birletirilmesi ilemi,diyot reticileri tarafndan bir yzey boyunca veya belirli bir noktada yaplabilir. Bunedenle diyotlara nokta temasl diyot veya yzey bitiimli diyot ad da verilebilir.Her iki tip diyodun zellikleri ve alma karakteristikleri ayndr. Dolays ile bu olayreticileri ilgilendirir. Bizim bu konuyla ilgilenmemize gerek yoktur. ekil-1.19daelektronik endstrisinde kullanlan diyotlarn klf tipleri ve terminal isimleri verilmitir.

ekil-1.19 Diyotlarda klf tipleri ve terminal isimleri



19/159

19

Elektronik biliminde her devre eleman sembollerle ifade edilir. Sembol tespiti bir takmuluslararas kurallara gre yaplmaktadr. ekil-1.20de diyotun temel yaps ve ematikdiyot sembolleri verilmitir.

Anot

Katod

Anot

Katod

N

P

Katod

Anot

ekil-1.20 Diyotun yaps ve ematik diyot sembolleri

ekil-1.20de grld gibi diyot 2 terminalli aktif bir devre elemandr. Terminallerineilevlerinden dolay anot ve katod ismi verilmitir. Anot terminalini P tipi madde,katod terminalini ise N tipi madde oluturur.

Bu blmde genel amal dorultma diyotlarn ayrntlar ile inceleyeceiz. Elektronikendstrisinde farkl amalar iin tasarlanm, ilevleri ve zellikleri farkllklar gsterendiyotlarda vardr. Bu diyotlar, zel tip diyotlardr. leriki blmlerde incelenecektir.

deal Diyot Modeli

deal diyodu tek ynl bir anahtar gibi dnebiliriz. Anot terminaline gre; katotterminaline negatif bir gerilim uygulanan diyot, doru (ileri) ynde polarmalandrlmolur. Diyot, doru ynde polarmalandnda kapal bir anahtar gibi davranr. zerindenakm akmasna izin verir. Direnci minimumdur. Bu durum ekil-1.21..ada grlmektedir.

Anot terminaline gre; katot terminaline pozitif bir gerilim uygulanan diyot ters yndepolarmalandrlm olur. deal diyot ters ynde polarmalandrldnda, ak bir anahtargibi davranr. zerinden akm akmasna izin vermez ve direnci sonsuzdur.

Bu durum ekil-1.21.bde gsterilmitir. deal bir diyotun Akm-gerilim karakteristii iseekil-1.21.cde verilmitir.

+VDD R

deal Diyot

VF=0V

IF=V /RDD

a) Dogru Polarma

rV Vf

I f

Ir

c) V-I Karakteristii

+VDD R

deal Diyot

Vr

Ir=0

b) Ters Polarma

ekil-1.21 deal diyotun ileri ve ters polarmada davranlar



20/159

20

Pratik Diyot Modeli

Pratik kullanmda diyot, ideal modelden farkl davranlar sergiler. rnein; dorupolarma altnda kapal bir anahtar gibi ksa devre deildir. Bir miktar direnci vardr. Bunedenle zerinde bir miktar gerilim dm oluur. Bu gerilime diyot ngerilimi denirve VF veya VD sembolize edilir. Bu gerilim deeri; silisyumda 0.7V, germanyumda ise 0.3Vcivarndadr. Gerek bir diyotun doru polarma altnda modellemesi ekil-1.22..adaverilmitir.

Ters ynde polarmada ise, ak bir anahtar gibi direnci sonsuz deildir. Bu nedenlezerinden ok kk bir miktar akm akar. Bu akma sznt akm denir ve IR ilesembolize edilir. Sznt akm ok kk olduundan pek ok uygulamada ihmaledilebilir.

Gerek bir silisyum diyodun V-I karakteristii ise ekil-1.22.cde verilmitir. rnein; ekil-1.22.ada grlen doru polarma devresinde diyot zerinden geen ileri yn akm deeri IF;

R

VVI DDDF

=

olarak belirlenir.

+ VDD R

V

I

a) Dogru Polarma b) Ters Polarma

f

f

+

+VDD R

V

I

r

r

+

+dr0.7

S

rr

S

rV V f

r

f

I

I

c) V-I Karakteristii ekil-1.22 Pratik bir diyotun ileri ve ters polarmada davranlar

1.8 DYOT KARAKTERSTKLER

Diyot karakteristii; diyoda uygulanan polarma gerilimi ve akmlarna bal olarak

diyodun davrann verir. retici firmalar; rettikleri her bir farkl diyot iin, gereklikarakteristikleri kullancya sunarlar.

Bu blmde; Diyotun V-I karakteristiini Diyot direncini Yk dorusu ve alma noktasn Diyot karakteristiinin scaklkla ilikisini

ayrntl olarak inceleyeceiz.



21/159

21

Diyotun V-I karakteristiiDiyotun V-I karakteristii; diyot ularna uygulanan gerilimle, diyot zerinden geen akmarasndaki ilikiyi gsterir. Diyot; doru ve ters polarma altnda farkl davranlar sergiler.Genel kullanm amal silisyum diyodun doru ve ters polarmalar altndaki V-Ikarakteristii ekil-1.23de verilmitir. ekil-1.23 zerinde diyodun V-I karakteristiinikarmak iin gerekli devre balantlar grlmektedir.

Diyot, doru polarmada iletimdedir. Ancak iletime balama noktas VD olarakiaretlenmitir. Bu deerden sonra diyot zerinden akan ileri yn IF akm artarken, diyotzerine den gerilim yaklak olarak sabit kalmaktadr. Bu gerilim diyot ngerilimi olarakadlandrlr. Diyot ngerilimi silisyum bir diyotda yaklak olarak 0.7V civarndadr.

Ters polarma altnda ise; diyot zerinden geen akm miktar ok kktr. Bu akmasznt akm denir. Sznt akm, silisyum bir diyotda birka nA seviyesinde, germanyumbir diyotda ise birka A seviyesindedir. Ters polarma altnda diyot, belirli bir gerilimdeerinden sonra iletime geer. zerinden akan akm miktar ykselir. Ters polarma altndadiyotu krlp iletime gemesine neden olan bu gerilime krlma gerilimi denir. Bu durumekil-1.23 zerinde gsterilmitir.

)V(Vf

)mA(If

)V(Vr

)A(Ir

Sznt akmKrlma noktas

VDD R

Dogru Polarma

f+

I f

V

+

VDD R

Ters Polarma

r+

I r

V

+

VF=0.7V

ekil-1.23 Silisyum diyotun V-I karakteristii

Diyot; krlma geriliminde iletime gemekte ve zerinden akm akmasna izin vermektedir.ekil-1.23deki grafik dikkatlice incelenirse, diyot zerinden akan akm artt halde, gerilimsabit kald gzlenmektedir. Bu durum nemlidir. retici firmalar, bu durumu dikkatealarak farkl deerlerde krlma gerilimine sahip diyotlar gelitirip, tketime sunmulardr.Bu tr diyotlara zener diyot ad verilir. Zener diyotlar, ileri blmlerde ayrntl olarakincelenecektir.



22/159

22

ekil-1.23de verilen diyot karakteristiinde; diyotun krlp akm aktmaya balamas,aada verilen eitlik ile aklanabilir.

)e(II kTqV

10 =

Bu formlde;I : Diyot akmnI0 : Ters polarmada sznt akmnV : Diyot ularna uygulanan polarma geriliminiQ : Elektron arj miktarn (Coulomb olarak)T : pn birleim scakln (K cinsinden)K : Boltzman sabitini

: Metale baml bir sabite (Ge:1, Si=2)

Silisyum ve germanyum diyotlarn akm-gerilim karakteristik erileri ekil-1.24de birlikteverilmitir. Grld gibi germanyum diyotlarn sznt akm ok daha byktr. Bunedenle gnmzde silisyum diyotlar zellikle tercih edilir. Germanyum diyotlar, isengerilimlerinin kk olmalar nedeniyle (0.2-0.3V) zellikle alak gl yksek frekansdevrelerinde krpc olarak kullanlmaktadrlar.

)A(Ir

)V(Vf)V(Vr

)mA(If

2A

4A

6A

5

15

10

20

25

30

0.70.50.3

Si

Si

Ge

Ge

rI (si)=10nA

ekil-1.24 Silisyum ve germanyum diyot karakteristiklerinin karlatrlmas

Diyot Direnci

Diyotun elektriksel olarak direnci; diyot ularndaki gerilimle diyot zerinden geenakmn oranna gre tayin edilir. Diyot direnci, karakteristiinde grld gibidorusal deildir. Doru polarma altnda ve iletim halindeyken, direnci minimum 10civarndadr. Ters polarma altnda ve kesimdeyken ise 10M-100M arasndadr.Diyodun doru akm altnda gsterdii diren deerine statik diren denir. Statikdiren (rs) aadaki gibi formle edilir.



23/159

23

D

DS

I

Vstatikr =)(

Alternatif akm altnda gsterdii diren deerine dinamik diren denir. Dinamikdiren (rD) aadaki gibi formle edilir.

I

VdinamikrD

=)(

Diyotlarda; dinamik veya statik diren deerlerinin hesaplanmasnda diyot karakteristiikullanlr. ekil-1.25de silisyum bir diyodun ileri yn karakteristii verilmitir.

.

IF(mA)

VF(v)

Q1

Q2

Q3

V1

V2

V3

I1

I2

I3

ekil-1.25 Statik ve Dinamik diyot direnlerinin belirlenmesi

Statik ve dinamik diyot direnlerinin belirlenip formle edilmesinde ekil-1.25degrlen diyot karakteristiinden yararlanlr. ekilde grlen karakteristikte deiimnoktalar Q1, Q2 ve Q3 olarak iaretlenmitir. rnein Q1 ve Q2 noktalarnda diyotunstatik direnci;

1

11)(

IVQrS =

2

22 )(

I

VQrS =

olarak bulunur. Diyotun dinamik direnci ise, akm ve gerilimin deimesi ile oluandiren deeridir. rnein Q2 noktasndaki dinamik diren deerini bulmak istersek, Q2noktasndaki deiimin (Q1 .. Q3 deiimi gibi) kk bir deiimini almamz gerekir.

13

13

II

VV

I

VrD

=

=

Elde edilen bu eitlik ters polarmada da kullanlabilir.

Yk Dorusu ve alma Noktas

Diyot, diren ve DC kaynaktan oluan basit bir devre ekil-1.26.da verilmitir. Devredediyot doru ynde polarmalandrlmtr.

IF(mA)

V(v)

Q

VF

VDD

R

IF

VD

VDD

REgim

1=

R

VDD



24/159

24

Diyot ideal kabul edilirse devreden akacak akm miktar;

R

VI DDF =

olaca aktr. Gerek bir diyot kullanldnda ise; devreden akacak I akm miktarnabal olarak diyot ularnda VD ile belirlenen bir diyot ngerilimi oluacaktr. Bu gerilimdeeri lineer deildir. Bu gerilim deerinin;

RIVV FDDF =

olaca aktr. Ayrca devreden akan akacak olan ID akm deerinin VDD gerilimine balolarak da eitli deerler alaca aktr. eitli VDD deerleri veya IF deerleri iin, diyotn gerilimi VDnin alabilecei deerler diyot karakteristii kullanlarak bulunabilir. VDDgeriliminin eitli deerleri iin devreden akacak olan IF akm deerleri bulunupkarakteristik zerinde iaretlenir ve kesiim noktalar birletirilirse ekil-1.26da grleneri elde dilir. Bu eriye yk dorusu denilir.

Yk dorusu izimi iin;

IF=0 iin VF=VDD (Diyot yaltkan)VF=0 iin IF=VDD/R (Diyot iletken)

Bulunan bu deerler karakteristik zerindeki koordinatlara iaretlenir. aretlenennoktalar karakteristik zerinde birletirilirse yk dorusu izilmi olur. Bu durum ekil-1.26 zerinde gsterilmitir. Diyot karakteristik erisinin yk izgisini kestii nokta Qalma noktas olarak bilinir. Yk izgisinin eimi ise -1/Rdir.

ekil-1.26da verilen devreye bal olarak yk dorusu bir defa karldktan sonraVDDnin herhangi bir deeri iin akacak akm miktar ve buna bal olarak R direnciularnda oluabilecek gerilim deeri kolaylkla bulunabilir. Yk dorusu ve almanoktasnn tayini; diyotu zellikle hassas kullanmlarda duyarl ve pratik alma salar.

Scaklk Etkisi

Diyot karakteristii ile ilgili bir dier faktr ise scaklktr. retici firmalar diyodunkarakteristik deerlerini genellikle 250C oda scakl iin verirler. Diyotun almaortam ss, oda scaklndan farkl deerlerde ise diyot ngeriliminde ve szntakmnda bir miktar deiime neden olur.

Diyot ngerilimi VF; her 10Clik s artnda yaklak 2.3mV civarnda azalr. Diyot sznt akm I0; her 100Clik s artnda yaklak iki kat olur.

Diyotun s deiimine kar gsterdii duyarllk olduka nemlidir. rnein buduyarllktan yararlanlarak pek ok endstriyel s lmnde ve kontrolnde sensrolarak diyot kullanlr.



25/159

25

rnek:1.1

zm:1.1

a) ekil-1.27.ada verilen devre iin diyot zerinden akan ileri yn akmn ideal vepratik bir silisyum diyot iin bulunuz.

b) ekil-1.27.bde verilen devre iin ters yn gerilim ve akm deerlerini ideal vepratik bir silisyum diyot iin bulunuz. Diyot ters yn akm IR=1A

1K

RA

VDD V

F10V

1K

RA

VDD V

R10V

(a) (b)

IR

IF

ekil-1.27.a ve b Diyot devreleri

a)deal Diyot Modeli;

VF=0V

mAK

V

R

VI

A

DDF 101

10=

==

VKmARIV AFA 10)1()10( ===

Pratik Diyot Modeli;VF=0.7V

mAK

VVR

VVIA

FDDF 3.9

17.010 =

==

VKmARIV AFA 3.9)1()3.9( ===

b)deal Diyot Modeli;

IR=0AVVV DDR 10==

VVRA 0=

Pratik Diyot Modeli;

IR

=1A mVKARIV ARRA 1)1()1( ===

VmVVVVV RADDR 999.9110 ===

c)

d)



26/159

26

rnek:1.2

zm:

a) ekil-1.28de verilen devrede germanyum diyot kullanlmtr. Diyotundayanabilecei maksimum akm deeri 100mA olduuna gre R direncininminimum deeri ne olmaldr? Diyot ve diren zerinde harcanan gleribulunuz?

b) Ayn devrede verilen diyot karakteristiini kullanarak diyotun ac dinamikdirencini bulunuz?

IF(mA)

VF (v)0.90.72

R

ID

VDD

50

10

10V

VF=0.3V

ekil-1.28 Diyot devresi ve V-I karakteristii

a) DDDD VRIV +=

=

=

= 97100

3.010

mA

VV

I

VVR

D

DDD

Diren ve diyot zerinde harcanan gleri hesaplayalm.WmARIP FR 97.0)97()100()(

22===

mWWVmAVIPDFD

3003.0)3.0()100()()(2

==== b) leri yn karakteristii verilen diyodtun ac dinamik diren deeri;

mA

V

mAmA

VV

I

VrD

40

18.0

1050

72.09.0=

=

= = 5.4Dr

Diyot Testi

Diyot, saysal veya analog bir multimetre yardmyla basite test edilebilir. Analog birmultimetre ile lme ilemi konumunda yaplr. Salam bir diyotun ileri yn direnciminumum, ters yn direnci ise sonsuz bir deerdir. Test ilemi sonucunda diyotun anot-

katod terminalleri de belirlenebilir.ekil-1.29da diyotun saysal bir multimetre yardmyla nasl test edilecei gsterilmitir.Test ilemi saysal multimetrenin Diyot konumunda yaplr. Multimetrenin gsterdiideer diyot zerindeki ngerilimidir. Bu gerilim; doru polarmada silisyum diyotlarda 0.7Vcivarndadr. Germanyum diyotlarda ise 0.3V civarndadr. Ters polarmada her iki diyottipinde multimetrenin pil gerilimi (1.2V) grlr.



27/159

27

0.70

V

Off

mA

A

COM V10A mA

10A

Katod Anot

a) Ileri Y nde po larma b) Ters Y nde po larmaDiyot Saglam Diyot Saglam Diyot Bozuk (aik devre)

c) Ileri Ynde polarma d) Ileri Ynde polarmaDiyot Bozuk (kisa devre)

1.20

V

Off

mA

A

COM V10A mA

10A

KatodAnot

1.20

V

Off

mA

A

COM V10A mA

10A

Katod Anot

0.00

V

Off

mA

A

COM V10A mA

10A

Katod Anot

ekil-1.25 Saysal multimetre ile diyot testi

1.9 BLM ZETi

Doadaki tm maddeler atomlardan oluur. Klasik bohr modeline gre atom 3temel paracktan oluur. Proton, ntron ve elektron.

Atomik yapda ntron ve protonlar merkezdeki ekirdei oluturur. Elektronlar iseekirdek etrafnda sabit bir yrngede dolarlar. Protonlar pozitif ykldr.Ntronlar ise ykszdr.

Elektronlar, ekirdekten uzakta belirli yrngelerde bulunurlar ve negatif ykldrler.Yrngedeki elektronlar atom arl ve numarasna bal olarak belirli saylardadrlar.

Atomun yrngeleri K-L-M-N olarak adlandrlrlar. Bir atomun sonyrngesindeki elektron miktar 8den fazla olamaz.

Atomun son yrngesindeki elektronlar valans elektron olarak adlandrlrlar.Valans elektronlar maddenin iletken, yaltkan veya yariletken olaraktanmlanmasnda etkindirler.

Yariletken materyaller 4 adet valans elektrona sahiptir. Elektronik endstrisindeyariletken devre elemanlarnn retiminde silisyum ve germanyum elementlerikullanlr.

Silisyum veya germanyum elementlerine katk maddeleri eklenerek P ve N tipimaddeler oluturulur. P ve N tipi maddeler ise elektronik devre elemanlarnnretiminde kullanlrlar.

P ve N tipi maddelerin birleimi diyotu oluturur. Birleim ilemi bir noktadayaplabildii gibi yzey boyunca da yaplabilir. Bu nedenle diyotlar genellikleyzey birleimli veya nokta temasl olarak imal edilirler. Her iki tip diyotundatemel zellikleri ayndr.



28/159

28

Diyot elektronik endstrisinin en temel devre elemanlarndan biridir. ki adetterminale sahiptir. N tipi maddeden oluan terminale Katot, P tipi maddedenoluan terminale Anot ismi verilir.

Diyot iki temel alma biimine sahiptir. Bunlar letim ve kesim modundaalmadr.

Diyotun anoduna; kataduna nazaran daha pozitif bir gerilim uygulanrsa diyotiletim blgesinde alr ve iletkendir. Diyotun anoduna; kataduna nazaran dahanegatif bir gerilim uygulanrsa diyot kesim blgesinde alr yaltkandr.

letim blgesinde alan bir diyot zerinde bir miktar gerilim dm oluur. Bugerilime diyot ngerilimi denir. Diyot ngerilimi silisyum bir diyot zerindeyaklak 0.7V, Germanyum bir diyot zerinde ise yaklak 0.3V civarndadr.

Diyot ngerilimi bir miktar diyotun alma ortam ssna bamldr. Diyotngerilimi 10C scaklk artmasna karn yaklak 2.3mV azalr.

Kesim blgesinde alan bir diyot, pratik olarak ak devre (direnci sonsuz)deildir. zerinden ok kk bir bir miktar akm akar. Bu akma sznt akmdenir. Bu deer nA ile Aler mertebesindedir.

Sznt akm deeri germanyum diyotlarda silisyum diyotlardan bir miktar dahafazladr.Sznt akm diyotun alma ssndan etkilenir. rnein her 100C scaklkartnda sznt akm yaklak iki kat olur.

Analog veya saysal bir ohmmetre kullanlarak diyotlarn salamlk testi yaplabilir.

Test ilemi sonucunda ayrca diyotun anot ve katot terminalleri belirlenebilir.



29/159

Diyot Uygulamalar

Konular:2.1 Yarm-Dalga Dorultma2.2 Tam-Dalga Dorultma

2.3 Filtre Devreleri2.4 Krpc ve Snrlayc Devreler2.5 Gerilim Kenetleyici ve Gerilim oklayclar2.6 Diyot Veri Sayfalar

Amalar:Bu blm bitirdiinizde aada belirtilen konular hakknda ayrntl bilgiye sahipolacaksnz.

Yarm dalga dorultma devresinin almas ve analizi Tam dalga dorultma devresinin almas ve analizi Dorultmalarda filtreleme ve filtre devreleri Diyotlarla gerekletirilen krpc ve snrlayc devrelerin analizi Diyot veri sayfalarnn incelenmesi ve eitli karakteristikler Diyot devrelerinin ksa analizleri ve yorumlar

BLM 2


30/159

30

2.1 YARIM DALGA DORULTMA

Tm elektronik cihazlar almak iin bir DC g kaynana (DC power supply) gereksinim duyarlar. Bu gerilimi elde etmenin en pratik ve ekonomik yolu ehirebekesinde bulunan AC gerilimi, DC gerilime dntrmektir. Dntrme ilemiDorultma (redresr) olarak adlandrlan cihazlarla gerekletirilir.

Dorultma veya DC G kayna (DC power supply) denilen cihazlar, basittenkarmaa doru birka farkl yntemle tasarlanabilir. Bu blmde en temeldorultma ilemi olan yarm dalga dorultma (Half wave rectifier) devresininyapsn ve almasn inceleyeceiz.

Bu blm bitirdiinizde; aada belirtilen konular hakknda ayrntl bilgilere sahipolacaksnz.

Temel bir g kayna sistemi Transformatrler ve ilevleri Yarm dalga dorultma devresi

Rpl faktr

Temel DC G Kayna (Power Supply)

Bilindii gibi btn elektronik cihazlar (radyo, teyp, tv, bilgisayar v.b gibi) al mak iin

bir DC enerjiye gereksinim duyarlar. DC enerji, pratik olarak pil veya aklerden eldeedilir. Bu olduka pahal bir zmdr. DC enerji elde etmenin dier bir alternatifi iseehir ebekesinden alnan AC gerilimi kullanmaktr. ebekeden alnan AC formdakisinsoydal gerilim, DC gerilime dntrlr. Dntrme ilemi iin DC gkaynaklar kullanlr.

Temel bir DC g kaynann blok emasekil-2.1de grlmektedir. Sistem; dorultucu(rectifier), Filtre (filter) ve reglatr (regulator) devrelerinden olumaktadr. Sistemgiriine uygulanan ac gerilim; sistem knda dorultulmu dc gerilim olarakalnmaktadr.

TransformatrDorultma

Devresi

Filtre

Devresi

Reglatr

Devresi

VgiriAC RL

ekil-2.1 AC Gerilimin DC Gerilime Dntrlmesi

Sistem giriine uygulanan AC gerilim (genellikle ehir ebeke gerilimi), nce bir transfor-matr yardmyla istenilen gerilim deerine dntrlr. Transformatr, dntrmeilemiyle birlikte kullancyehir ebekesinden yaltr. Transformatr yardmyla istenilenbir deere dntrlen AC gerilim, dorultma devreleri kullanlarak dorultulur.



31/159

31

Dorultma ilemi iin yarm ve tam dalga dorultma (redresr) devrelerinden yararlanlr.Dorultulan gerilim, ideal bir DC gerilimden uzaktr ve az da olsa AC bileenler (rpl)ierir. Filtre devreleri tam bir DC gerilim elde etmek ve rpl faktrn minimumaindirmek iin kullanlr. deal bir DC gerilim elde etmek iin kullanlan son kat ise reglatrdzenekleri ierir. Sistemi oluturan bloklar sra ile inceleyelim.

Transformatrler

Transformatrler, kayplar en az elektrik makineleridir. Transformatr; silisyumlu zelsatan yaplm gvde (karkas) zerine sarlan iletken sarglardan oluur. Transformatrkarkas zerine genellikle iki ayr sarg sarlr. Bu sarglara primer ve sekonder ad verilir.

Primer giri, sekonder

k

sarg

s

olarak kullan

l

r. Sarg

lar

n sar

m say

s

spir olarakadlandrlr. Transformatrn primer sarglarndan uygulanan AC gerilim, sekondersargsndan alnr.

ehir ebeke gerilimi genellikle 220Vrms/50Hzdir. Bu gerilim deerini belirlenen veyaistenilen bir AC gerilim deerine dntrlmesinde transformatrler kullanlr.Transformatrlerin sekonder ve primer sarglar arasnda fiziksel bir balant olmadndan,kullancyehir ebekesinden yaltrlar. Bu durum, gvenlik iin nemli bir avantajdr.

Sekonder sargsndan alnan AC iaretin, gc ve gerilim deeri tamamen kullanlantransformatrn sarm saylarna ve karkas apna badr. reticiler ihtiyaca uygun olarakok farkl tip ve modelde transformatr retimi yaparlar. ekil-2.2de rnek olarak baz alakgl transformatrler grlmektedir.

ekil-2.2 Farkl

model ve tipte transformatrler

Transformatrlerin primer ve sekonder gerilimleri ve gleri zerlerinde etkin deer (rms)olarak belirtilir. Primer sarglar genellikle 220Vrms/50Hz, sekonderler sarglar ise farklgerilim deerlerinde retilerek kullancya sunulurlar. ekil-2.3'de farkl sarglara sahiptransformatrlerin sembolleri ve gerilim deerleri gsterilmitir.



32/159

32

a) Transformatr b) Orta ulu Transformatr c) ok ulu Transformatr

220Vrms50Hz

Sekonder

Primer24V

36V

12V

0V

PrimerSargs

SekonderSargs

220Vrms50Hz

12Vrms50Hz

24V220Vrms50Hz

12V

12V

ekil-2.3 Farkl tip ve modelde Transformatr sembolleri ve u balantlar

ulu transformatrler dorultucu tasarmnda tasarruf salarlar. Transformatrseiminde; primer ve sekonder gerilimleri ile birlikte transfomatrn gcne de dikkatedilmelidir. G kaynanda kullanlacak transformatrn toplam gc; trafo zerinde vedier devre elemanlarnda harcanan g ile ykte harcanan gcn toplam kadardr.Transformatr her durumda istenen akm vermelidir. Fakat bir transformatrden uzun sreyksek akm ekilirse, ekirdein doyma blgesine girme tehlikesi vardr. Bu nedenletransformatr hem harcanacak gce, hem de k akmna gre tleransl seilmelidir.

Yarm Dalga Dorultma

ehir ebekesinden alnan ve bir transformatr yardmyla deeri istenilen seviyeyeayarlanan AC gerilimi, DC gerilime dntrmek iin en basit yntem yarm dalgadorultma devresi kullanmaktr. Tipik bir yarm dalga dorultma devresi ekil-2.4deverilmitir. ehir ebekesinden alnan 220Vrms deere sahip AC gerilim birtransformatr yardmyla 12Vrms deerine drlmtr.

RLDiyot

12Vrms

50Hz220Vrms

50Hz

ekil-2.4 Yarm Dalga Dorultma Devresi

Devrenin almasn ayrntl olarak incelemek zere ekil-2.5den yararlanlacaktr.

Yar

m dalga dorultma devresine uygulanan giri iareti sinsoydald

r ve zamana bal

olarak yn deitirmektedir. Devrede kullanlan diyodu ideal bir diyot olarakdnelim. Giri iaretinin pozitif alternansnda; diyot doru polarmalanmtr.Dolaysyla iletkendir. zerinden akm akmasna izin verir. pozitif alternans ykzerinde oluur. Bu durum ekil-2.5.a zerinde ayrntl olarak gsterilmitir.

V

t0

Giri

Diyot letimde

RL

-+

12Vrms

50Hz

+

V

t0

k

ekil-2.5.a Giri iaretinin pozitif alternansnda devrenin almas



33/159

33

Giri iaretinin frekansna bal olarak bir sre sonra diyodun anoduna negatif alternansuygulanacaktr. Dolaysyla giri iaretinin negatif alternansnda diyot yaltmdadr.nk diyot ters ynde polarmalanmtr. zerinden akm akmasna izin vermez. Akdevredir. RL direnci zerinden alnan k iareti 0V olur. Bu durum ekil-2.5.b zerindegsterilmitir.

t

+

-

0

V

t

k

I=0A

Diyot kesimde

RL

+-

12Vrms50Hz

V

0

Giri

ekil-2.5.b Giri iaretinin negatif alternansnda devrenin almas

Yarm dalga dorultma devresinin knda elde edilen iaretin dalga biimi ekil-2.6da ayrntl olarak verilmitir. Yarm dalga dorultma devresinin kndan alnaniaret artk AC bir iaret deildir. nk k iareti, negatif alternanslar iermez.Dorultma kndan sadece pozitif saykllar alnmaktadr. k iareti bu nedenle DCiarete de benzememektedir dalgaldr. Bu durum istenmez. Gerekte dorultmakndan tam bir DC veya DC gerilime yakn bir iaret alnmaldr.

V

t0

VTepe

ekil-2.6 Yarm dalga dorultma devresinin k dalga biimleri

Yarm dalga dorultma devresinin kndan alnan iaretin DC deeri nemlidir. Budeeri lmek iin k ykne (RL) paralel bir DC voltmetre baladmzda ekil-2.6daki iaretin ortalama deerini leriz. Yarm dalga dorultma devresinin giriineuyguladmz iaret 12Vrms deerine sahipti. Bu iaretin tepe deeri ise;

VVVTepe 17122 =

civar

ndad

r. O halde

k

iaretinin alaca

dalga biimi ve ortalama deeri ekil-2.7zerinde gsterelim.

=V

V

t 0

VTepe

T

Vort DC

ekil-2.7 Yarm dalga dorultma devresinde k iaretinin ortalama deeri



34/159

34

Tam bir periyot iin k iaretinin ortalama deeri;

voltVV

VV tDCOrt 4.514.3

17==

==

olarak bulunur. Yukarda belirtilen deerler gerekte ideal bir diyot iindir. Pratikte1N4007 tip kodlu silisyum bir diyot kullandmz dnelim. Bu durumda kiaretinin dalga biimi ve alaca deerleri bulalm.

RL

V

t0

Giri

-+

12Vrms50Hz

+

t0DC

tVT=17-0.7

V =5.19

V =0.7vF

ekil-2.8 Pratik Yarm Dalga dorultma devresi

k iaretinin alaca tepe deer;

VTepe=17V-0.7V=16.3Volt

Dolays ile ka balanacak DC voltmetrede okunacak ortalama deer (veya DCdeer);

voltVV

VV t

DCOrt

19.514.3

3.16==

==

olarak elde edilir.

2.2 TAM DALGA DORULTMA

Basit ve ekonomik DC g kaynaklarnn yapmnda yarmdalga dorultma devrelerikullanlr. Profesyonel ve kaliteli DC g kaynaklarnn yapmnda ise tam dalgadorultma devreleri kullanlr. Tam dalga dorultma devresi knda dc gerilimedaha yakn bir deer alnr. Tam dalga dorultma devreleri; orta ulu ve kpr tipiolmak zere iki ayr tipte tasarlanabilir.

Bu blm bitirdiinizde; aada belirtilen konular hakknda ayrntl bilgiler eldeedeceksiniz.

Yarmdalga dorultma ile tam dalga dorultma arasndaki farklar. Tamdalga dorultma devresinde elde edilen k iaretinin analizi Orta ulu tamdalga dorultma devresinin analizi Kpr tipi tamdalga dorultma devresinin analizi



35/159

35

Bir nceki blmde yarm dalga dorultma devresini incelemitik. Yarm dalgadorultma devresinde ehir ebekesinden alnan sinsoydal iaretin sadece tek biralternansnda dorultma ilemi yaplyor, dier alternans ise kullanlmyordu.Dolaysyla yarmdalga dorultmacn kndan alnan gerilimin ortalama deeriolduka kktr. Bu ekonomik bir zm deildir.

Tamdalga dorultma devresinde ise dorultma ilemi, ebekenin her iki alternansndagerekletirilir. Dolaysyla k gerilimi daha byk deerdedir ve DCye dahayakndr. Bu durum ekil-2.9 zerinde ayrntl olarak gsterilmitir.

YARIMDALGA

DORULTMADEVRES

Vgiri

V

k

t

t

0

0

V

V

V

t

t

TAMDALGA

DORULTMADEVRES

Vgiri Vk

t

t

00

V

V

V

tt

ekil-2.9 Yarm dalga ve tamdalga dorultma devresinde k dalga biimleri

Tamdalga dorultma devresinde k iaretinin alaca DC deer aadaki formlyardmyla bulunur.

== tDCOrtalama

VVV

2

rnein tamdalga dorultma giriine 17V tepe deerine sahip sinsoydal bir iaretuygulanmsa bu durumda k iaretinin alaca deer;

voltV

VV DCOrtalama 8.1014.3

)17(2=

==

olarak elde edilir. Bu durum bize tamdalga dorultma devresinin daha avantajlolduunu kantlar.

Tamdalga Dorultma Devresi

Tamdalga dorultma devresi ekil-2.10da grlmektedir. Bu devre, orta ulu birtransformatr ve 2 adet diyot ile gerekletirilmitir. Transformatrn primer sarglarnauygulanan ebeke gerilimi, transformatrn sekonder sarglarnda tekrar elde edilmitir.Sekenderde elde edilen geriliminin deeri transformatr dntrme oranna baldr.

Transformatrn sekonder sargsekilde grld gibi uludur ve orta ucu referansolarak alnmtr. Sekonder sargsnn orta ucu referans (ase) olarak alndndasekonder sarglar zerinde oluan gerilimin dalga biimleri ve ynleri ekil-2.10zerinde ayrntl olarak gsterilmitir.



36/159

36

D2

D1+

_

RLVgiri

0

0 t

t

0

Vsek/2

Vsek/2

VIKI

ekil-2.10 Orta ulu tamdalga dorultma devresi

Orta ulu tamdalga dorultma devresinin incelenmesi iin en iyi yntem ebekegeriliminin her bir alternans iin devreyi analiz etmektir. Orta u referans olarakalnrsa, sekonder gerilimi iki ayr deere (Vsek/2) dntrlmtr. rnein; Vgiriiaretinin pozitif alternansnda, transformatrn sekonder sargsnn st ucunda pozitifbir gerilim oluacaktr.

Bu durumda, D1 diyodu doru polarmalandrlm olur. Akm devresini; trafonun stucu, D1 diyodu ve RL yk direnci zerinden transformatrn orta ucunda tamamlar. RLyk direnci zerinde ekil-2.11de belirtilen ynde pozitif alternans oluur. Akm ynve akmn izledii yol ekil zerinde ayrntl olarak gsterilmitir.

D1

-

+

_

RL

+

+

-

Vgiri

0

0

VIKI

t

t

+ -

kesim

D2

ekil-2.11 Pozitif alternansta devrenin almas ve akm yolu

ebekenin negatif alernansnda; transformatrn sekonder sarglarnda oluan gerilimdm bir nceki durumun tam tersidir. Bu durumda aseye gre; sekondersarglarnn st ucunda negatif alternans, alt ucunda ise pozitif alternans oluur. Budurum ekil-2.12 zerinde ayrntl olarak gsterilmitir. Bu durumda D2 diyodu iletken,D1 diyodu ise yaltkandr. Akm devresini trafonun orta ucundan balayarak D2zerinden ve RL yk zerinden geerek tamamlar. Yk zerinde ekil-2.12de belirtilendalga ekli oluur. Akm yolu ve gerilim dmleri ekil zerinde gsterilmitir.



37/159

37

D1

-

+

_R

L

+

+

-

Vgiri

0

0

VIKI

t

+ -

kesim

D2

ekil-2.12 Negatif alternansta devrenin almas ve akm yolu

Orta ulu tamdalga dorultma devresinde elde edilen k iaretinin dalga biiminitekrar ele alp inceleyelim. Devrede kullanlan transformatrn sekonder sarglarnn2x12Vrms deere sahip olduunu kabul edelim. Bu durumda transformatrn sekondersargsnda elde edilen iaretin tepe deeri;

voltVVV rmsTepe 171241.12 ==

olur. Devrede kullanlan diyotlar ideal olamaz. Silisyum diyot kullanlacaktr. Bunedenle diyot zerinde 0.7V gerilim dm meydana gelir. Bu durumda RL yk direncizerinde den k geriliminin tepe deeri;

voltVVTepe 3.167.017 ==

olacaktr. kta elde edilen iaretin DC deeri ise devreye bir DC voltmetre balanarakllebilir. Bu deer k iaretinin ortalama deeridir ve aadaki formlle bulunur.

voltVV

VDTepe

Ortalama 3.1014.3

)7.017(2)(2=

=

=

k iaretinin dalga biimi ve zellikleri ekil-2.13 zerinde gsterilmitir.

Vk

t

VTepe=16.3V

VOrt=10.3V

0 ekil-2.13 k dalga biiminin analizi

Kpr Tipi Tamdalga Dorultma

Tamdalga dorultma devresi tasarmnda dier bir alternatif ise kpr tipi tamdalgadorultma devresidir. Kpr tipi tamdalga dorultma devresi 4 adet diyot kullanlarakgerekletirilir. ehir ebekesinden alnan 220Vrms/50Hz deere sahip sinsoydalgerilim bir transformatr kullanlarak istenilen deere dntrlr.

Transformatrn sekonderinden alnan gerilim dorultularak ktaki yk (RL) zerineaktarlr. Dorultma ileminin nasl yapldekil-2.14 ve ekil-2.15 yardmyla



38/159

38

anlatlacaktr. ehir ebekesinin pozitif alternansnda; transformatrn sekondersargsnn st ucunda pozitif alternans oluur. D1 ve D2 diyodu doru yndepolarmaland iin akm devresini D1 diyodu, RL yk direnci ve D2 diyodundan geerektransformatrn alt ucunda tamamlar. RL yk direnci zerinde pozitif alternans oluur.Bu durum ve akm yn ekil-2.14de ayrntl olarak gsterilmitir.

~~

~

+-

D1

D2D4

D3+

-

+

-

Vgiri Vk+

_

RLt

ekil-2.14 Pozitif alternansta tamdalga dorultma devresinin davran

ebekenin negatif alternansnda; bu defa transformatrn alt ucuna pozitif alternansoluacaktr. Bu durumda D3 ve D4 diyotlar doru ynde polarmalanr ve iletimegeerler. Akm devresini; D4 diyodu, RL yk direnci ve D3 diyodu zerinden geerektransformatrn st ucunda tamamlar ve RL yk direnci zerinde pozitif alternans

oluur. Bu durum ayr

nt

l

olarak ekil-2.15 zerinde gsterilmitir.

~~

~

+-

D1

D2 D4

D3

+

-

+

-

Vgiri Vk

+

_

RL

t

ekil-2.15 Negatif alternansta tamdalga dorultma devresinin davran

Tamdalga dorultma devresinde k iaretinin ald DC deer hesaplanmaldr.rnein transformatrn sekonder gerilimi 12Vrms (etkin) deere sahip ise bu gerilimintepe deeri;

voltVVV rmsTepe 171241.12 ==

deerine eit olur. Dorultma ileminde tek bir alternans iin iki adet diyot iletkenolduunda diyotlar zerinde den ngerilimler dikkate alndnda RL yk direncizerinde oluan k gerilimin tepe deeri;



39/159

39

voltV

VVVV

Tepeikis

DDTepeTepeCikis

4.15)7.07.0(17

)(

)(

21)(

=+=+=

deerine sahip olur. Bu durum ekil-2.16 zerinde gsterilmitir. Tamdalga dorultmadevresinde k iaretinin alaca ortalama veya DC deeri ise;

voltV

VVTepeikis

DCOrtalama 8.914.3

)4.15(22 )(==

==

Vk

VTEPE=15.4V

VORT

=10.3V

t0V

ekil-2.16 Kpr tipi tamdalga dorultma devresinde k iaretinin analizi

2.3 DORULTMA FLTRELER

Yarmdalga ve tamdalga dorultma devrelerinin klarndan alnan dorultmusinyal ideal bir DC sinyalden ok uzaktr. Dorultucu devrelerin kndan alnan businyal, darbelidir ve bir ok ac bileen barndrr.

Elektronik devre elemanlarnn tasarmnda ve gnlk hayatta kullandmz DCsinyal ise ideal veya ideale yakn olmaldr. AC bileenler ve darbelerbarndrmamaldr. ehir ebekesinden elde edilen dorultulmu sinyal eitli filtredevreleri kullanlarak ideal bir DC gerilim haline dntrlebilir.

En ideal filtreleme elemanlar kondansatr ve bobinlerdir. Bu blmde bitirdiinizdeaada belirtilen konular hakknda ayrntl bilgiler elde edeceksiniz.

Filtre ileminin nemi ve amalarn, Kondansatr (C) ile gerekletirilen kapasitif filtre ilemini

Rpl gerilimini ve rpl faktrn LC filtre ve T tipi filtreler

DC G kayna tasarm ve yapmnda genellikle 50Hz frekansa sahip ehir ebekegeriliminden yararlanlr. Bu gerilim tamdalga dorultma devreleri yardmyladorultulur. Dorultma kndan alnan gerilim ideal bir DC gerilim olmaktan uzaktr.eitli darbeler barndrr ve 100Hzlik bir frekansa sahiptir. Bu durum ekil-2.17deayrntl olarak gsterilmitir.



40/159

40

TamdalgaDorultma

Devresi

FiltreDevresi0 0

VV V

0t t t

ekil-2.17 Dorultma Devrelerinde Filtre ilemi

Dorultma kndan alnan gerilim, byk bir dalgalanmaya sahiptir ve tam bir DCgerilimden uzaktr. Filtre knda ise dalgalanma oran olduka azaltlmtr. Elde

edilen iaret DC gerilime ok yakndr. Filtre knda kk de olsa bir takmdalgalanmalar vardr. Bu dalgalanma Rpl olarak adlandrlr. Kaliteli bir dorultmadevresinde rpl faktrnn minimum deere drlmesi gerekmektedir.

Kapasitif Filtre

Dorultma devrelerinde filtrelemenin nemi ve ilevi hakknda yeterli bilgiye ulatk.Filtreleme ilemi iin genellikle kondansatr veya bobin gibi pasif devre elemanlarndanfaydalanlr. Dorultma devrelerinde, filtreleme ilemi iin en ok kullanlan yntemkapasitif filtre devresidir. Bu filtre ileminde kondansatrlerden yararlanlr.

Kapasitif filtre ileminin nasl gerekletirildii bir yarm dalga dorultma devresizerinde ekil-2.18 yardmyla ayrntl olarak incelenmitir. Kondansatr ile

gerekletirilen filtre ilemi ekil-2.18de ayrntl olarak gsterilmitir. Sisteme enerjiverildiinde nce pozitif alternansn geldiini varsayalm. Bu anda diyot dorupolarmaland iin iletkendir. zerinden akm akmasna izin verir. Pozitif alternansnilk yars yk zerinde oluur. Devredeki kondansatrde ayn anda pozitif alternansn ilkyar deerine arj olmutur. Bu durum ekil-2.18.a zerinde gsterilmitir.

+

+_

+

- 0V0V RL

VT(giri)-0.7V

VC

VT(giri)

Vgiri

+

-t0

ekil-2.18.a Poizitif alternansta diyot iletken, kondansatr belirtilen ynde arj oluyor



41/159

41

+_

+

- 0V0V RLVC

Vgiri

+

-t0 t1

ekil-2.18.b Negatif alternansnda diyot yaltkan, kondansatr RL yk zerine dearj oluyor.

+

+_

+

-0V

0V RLVCVgiri

+

-t0 t1 t2t0 t1 t2

ekil-2.18.c Yk zerinde grlen k iaretinin dalga biimi

Pozitif alternansn ikinci yars olumaya baladnda diyot yaltmdadr. Diyotun

katodu anaduna nazaran daha pozitiftir. nk kondansatr giri geriliminin tepedeerine arj olmutur. Kondansatr arj gerilimini ekil-2.18.bde belirtildii gibi ykzerine boaltr. ebekeden negatif alternans geldiinde ise diyot ters polarma olduuiin yaltmdadr.

Kondansatrn dearj ehir ebekesinin negatif alternans boyunca devam eder.ebekenin pozitif alternans tekrar geldiinde bir nceki admda anlatlan ilemlerdevam eder. Sonuta k yk zerinde oluan iaret DCye olduka yakndr.

k iaretindeki dalgalanmaya rpl denildiini belirtmitik. DC g kaynaklarndarpl faktrnn minimum dzeyde olmas istenir. Bu amala filtreleme ilemi iyiyaplmaldr. Kondansatrle yaplan filtrreleme ileminde kondansatrn kapasitesibyk nem tar. ekil-2.19de filtreleme kondansatrnn k iaretine etkisi ayrntl

olarak gsterilmitir.

0V

Byk kapasiteli C Kk kapasiteli C

ekil-2.19 Filtre kondansatr deerlerinin k iareti zerinde etkileri

Filtreleme ileminin tamdalga dorultma devresinde daha ideal sonular vereceiaktr. ekil-2.20de ise tamdalga dorultma devresinde gerekletirilen kapasitiffiltreleme ilemi sonunda elde edilen k iaretinin dalga biimi verilmitir.



42/159

42

rplrpl

ekil-2.20 Tamdalga dorultma devresinde kapasitif filtreleme ilemi ve rpl etkileri

Filtreleme ilemi sonunda elde edilen k iaretinin dalga biimi bir miktar dalgalanmaiermektedir. Bu dalgalanmaya rpl ad verildiini daha nce belirtmitik. Filtrelemeninkalitesini ise rpl faktr=rp belirlenmektedir. Rpl faktr yzde olarak ifade edilir.Rpl faktrnn hesaplanmasnda ekil-2.21den yararlanlacaktr.

VDC

} Vr(t-t)

ekil-2.21 Tamdalga dorultmata rpl faktrnn bulunmas

Rpl faktr=DC

r

V

VRf =

Formlde kullanlan Vr ifadesi; filtre kndan alnan geriliminin tepeden tepeyedalgalanma miktardr. VDC ise filtre kndan alnan gerilimin ortalama deeridir.knda yeterli byklkte kapasitif filtre tamdalga dorultma devresinde bu iki

gerilim iin aadaki tanmlamalar.Tamdalga dorultma devresi iin filtre kndaki dalgalanma miktar Vr, dorultmakndan alnan ve filtreye uygulanan giri iareti tepe deerinin (VT) maksimum%10ukadar ve bu snrlar ierisinde ise, Vr ve VDC deerleri aadaki gibi formle edilebilir.

)(

1inT

L

r VCRf

V

=

)(2

11 inT

L

DC VCRf

V

=

Formlde kullanlan f deerleri frekans deerini belirtmektedir. Bir tamdalgadorultma devresinde k iaretinin frekansnn 100Hz, yarm dalga dorultmadevresinde ise 50Hz olduu unutulmamaldr. ekil-2.22de yarmdalga ve tamdalgadorultma devresi klarnda elde edilen filtresiz iaretlerin dalga biimleri ve ehirebekesine bal olarak peryot ve frekanslar tekrar hatrlatlmtr.



43/159

43

= msT 20 HzmsT

fYD 5020

11=

=

=

Yarm dalga dorutma devresinde k iaretinin frekan

YD

YD

YDTD f

T

Tf =

=

= 2

12

2

Tam dalga dorutma devresinde k iaretinin frekans

HzHzfTD 100502 ==T

TD

0

TYD

0

ekil-2.22 Yarmdalga ve tamdalga dorultma devrelerinde k iaretinin frekanslar

rnek:2.1

zm

Aada verilen tamdalga dorultma devresinin analizini yapnz?

D2

D4

D3

D1

24Vrms

50Hz

220Vrms

50Hz

RL

1KC

47F

nce transformatrn sekonder geriliminin tepe deerini bulalm.

VVV sekT 34)24()414.1()( ==

Dorultma knda elde edilen dorultulmu gerilimin deerini bulalm;

VVVV inT 6.32)4.134()( ==

Filtre kndan elde edilecek k gerilimi deerini bulalm.

)(2

11 inT

L

DC VCRf

V

=

VFKHz

VDC 6.324711002

11

=

( ) VVDC 6.3210.01 =

VVDC 3.29=

Devre kndan alnan iaretin tepeden tepeye rpl gerilimi Vr;

)(

1inT

L

r VCRf

V

=



44/159

44

VFKHz

Vr 6.32471100

1

=

( ) VVVr 9.66.3221.0 ==

k geriliminin rpl faktrn bulalm.

DC

r

V

VRf =

3.29

9.6=Rf

Rf=0.23Rpl faktr genellikle yzde olarak ifade edilir.

knda kapasitif filtre kullanlan bir dorultma devresi ekil-2.23de verilmitir. Budevrede S anahtar kapatld anda; filtre kandansatr ilk anda yksz (bo) olduuiin ksa devre etkisi gstererek ar akm eker. Dolaysyla devreyi korumak amac ilekullanlan sigorta (F) atabilir. Ayrca diyotlar zerinden geici bir an iinde olsa yksekakm geer. Devrenin ilk alnda oluan ar akm etkisini minimuma indirmek iingenellikle bir akm snrlama direnci kullanlr. Bu diren ekil zerinde RANI olaraktanmlanmtr. Ar akm etkisini minimuma indirmek iin kullanlan RANI direncinindeeri nemlidir. Bu diren diyot zerinden geecek tepe akm deerini snrlamaldr.Uygulamalarda bu diren zerinde bir miktar g harcamas olaca dikkate alnmaldr.

=

F

sekT

ANI

I

VVR

4.1)(

D2

D4

D3

D1

RL

1KC

47FS

FSigorta

RANI

ekil-2.23 Tamdalga dorultma devresinde ar akmn nlenmesi

LC Filtre

Dorultma devrelerinde rpl faktrn minimuma indirmek iin bir dier alternatifbobin ve kondansatrden oluan LC filtre devresi kullanmaktr. ekil-2.22de LC filtredevresi grlmektedir.

LC

Filtre

Tamdalga

DorultmaC

L

ACGiri RL

ekil-2.24 Tamdalga dorultma devresinde LC filtre



45/159

45

Bu filtre devresinde bobinin endktif reaktans (XL) ve kondansatrn kapasitif

reaktans

ndan (XC) yararlan

larak filtre ilemi gerekletirilir.Byle bir filtre devresindegiri ve k iaretlerinin dalga biimleri ekil-2.25 zerinde gsterilmitir. kgeriliminin alaca deer ve dalgallk miktar aada formle edilmitir.

)()( inr

CL

Coutr V

XX

XV

=

ACGiri

Dorultma

Devresi

XL

XC

Vr(in) V

r(out)

ekil-2.25 Tamdalga dorultma devresinde LC filtre

ve T Tip i Filt re

LC tipi filtre devreleri gelitirilerek ok daha kaliteli filtre devreleri oluturulmutur. ve T tipi filtreler bu uygulamalara iyi bir rnektir. Rpl faktrnn minimumaindirilmesi gereken ok kaliteli dorultma klarnda bu tip filtreler kullanlabilir.ekil-2.23de ve T tipi filtre devreleri verilmitir.

C2

L

C1

Vgiri kV

? - tipi filtre

L1

C1

Vgiri kV

T - tipi filtre

L2

ekil-2.23 ve T tipi filtre devreleri

2.4 KIRPICI DYOT DEVRELER

Elektronik biliminin temel ilevi, elektriksel sinyalleri kontrol etmek ve ihtiyaca greilemektir. Pek ok cihaz tasarmnda elektriksel bir iareti istenilen seviyede krpmakveya snrlandrmak gerekebilir. Belirli bir sinyali krpma veya snrlama ilemi iin genellikle diyotlardan yararlanlr. Bu blmde krpc (Limiting) diyot devreleriniayrntl olarak inceleyeceiz.

Bu blm bitirdiinizde; aada belirtilen konular hakknda ayrntl bilgiler eldeedeceksiniz.

Krpc diyot devrelerinin zellikleri ve ilevleri. Polarmal krpc devrelerin zellikleri ve analizi



46/159

46

Krpc DevrelerKrpc devreler, giriine uygulanan iaretin bir ksmn kana aktarp, dier bir ksmnise krpan devrelerdir. rnein ekil-2.24de grlen devrede giri iaretinin pozitifalternans krplp atlm, ka sadece negatif alternans verilmitir.

Devrenin almasn ksaca anlatalm. Giri iaretinin pozitif alternansnda diyot doruynde polarmalanr. nk; anaduna +VT gerilimi, katoduna ise ase (0V)uygulanmtr. Diyot iletimdedir. Diyot zerinde 0.7V n gerilim grlr. Bu gerilim,diyoda paralel balanm RL yk direnci zerinden alnr.

Giri iaretinin negatif alternansnda ise diyot ters ynde polarmalanmtr. Dolaysylakesimdedir. Negatif alternans olduu gibi RL yk direnci zerinde grlr. Bu durum

ekil-2.24de ayrntl olarak gsterilmitir.

Vgiri 0

VT

R1

RL 0+0.7VVk

+

-VT

ekil-2.24 Pozitif krpc devre ve k dalga biimi

Giri iaretinin sadece negatif alternansnn krpld, negatif krpc devre ekil-2.25degrlmektedir. Bu devrede; giri iaretinin negatif alternans krplm, ktan sadecepozitif alternans alnmtr.

Devrenin almasn ksaca aklayalm. Giri iaretinin pozitif alternansnda, diyot tersynde polarmalanmtr. Dolaysyla kesimdedir. Giriteki pozitif alternans RL ykdirenci zerinde olduu gibi elde edilir. Giri iaretinin negatif alternansnda ise diyotiletimdedir. zerinde sadece 0.7V diyot n gerilimi elde edilir. Bu gerilim diyoda paralelbal RL yk direnci zerindede oluacaktr.

V giri 0

VT

R1

RL 0-0.7V

Vk

+-VT

ekil-2.25 Negatif krpc devre



47/159

47

Her iki krpc devrede ktan alnan iaretin deerini belirlemede R1 ve RL direnleri

etkindir.

k

iaretinin alaca

deer yakla

k olarak;

GiriL

LTepeikis V

RR

RV

+=

1

)(

forml ile elde edilir.

rnek:2.2

Aada verilen krpc devrenin analizini bir tam peryot iin yapnz?

+

2.2K

R1=220

RL

20V

-20V

0

Giri iaretinin pozitif alternansnda diyot ak devredir. Dolaysyla kta RL ykzerindeki gerilim dm;

)(

1

)(T inT

L

Lout V

RR

RV

+=

VK

KV out 20

2.2100

2.2)(T

+

=

VV out 13.19)(T =

Negatif alternansta ise diyot iletkendir. Dolaysyla kta -0.7V grlr. Devreningiri ve k iaretlerinin dalga biimleri aada verilmitir.

20V

-20V

0

19.3V

-0.7V0

Polarmal KrpclarPozitif veya negatif alternanslar krpan krpc devreleri ayrntl olarak inceledik. Dikkatederseniz krpma ilemi diyot ngerilimi hari bir tam periyot boyunca gerekleiyordu.Bu blmde k iaretinin pozitif veya negatif alternanslarn istenilen veya belirtilenbir seviyede krpan devreleri inceleyeceiz.

Giriinden uygulanan sinsoydal iaretin pozitif alternansn istenilen bir seviyedekrpan krpc devre ekil-2.26da grlmektedir. Devre giriine uygulanan sinsoydaliaretin (Vg) pozitif alternans, VA geriliminin belirledii deere bal olarakkrplmaktadr.



48/159

48

Vgiri 0

tV

-Vt

R1

RL0

VA+0.7VVk

+

+

VA

ekil-2.26 Polarmal pozitif krpc devre

Devre analizini Vg geriliminin pozitif ve negatif alternanslar iin ayr ayr inceleyelim.Giriten uygulanan iaretin pozitif alternans, diyodun katoduna bal VA deerineulaana kadar diyot yaltmdadr. nk diyodun katodu anaduna nazaran pozitiftir. Budurumda devre knda Vg gerilimi aynen grlr. Giriten uygulanan Vg gerilimininpozitif alternans VA deerinden byk olduunda (Vg=0.7+VA) diyot doru yndepolarmalanacaktr ve iletime geecektir. Diyot iletime getii anda VA gerilimi dorudanka aktarlacak ve RL yk zerinde grlecektir.

Giri iareti negatif alternansa ulatnda ise diyot devaml yaltmdadr. Dolaysyla VAkayna devre ddr. RL yk zerinde negatif alternans olduu gibi grlr. Devredekullanlan R1 direnci akm snrlama amacyla konulmutur. zerinde oluan gerilimdm kk olaca iin ihmal edilmitir. Diyot zerine den n gerilim (0.7V) diyotideal kabul edilerek ihmal edilmitir.

ekil-2.27de ise polarmal negatif krpc devre grlmektedir. Bu devre, giri iaretininnegatif alternansn istenilen veya ayarlanan bir seviyede krpmaktadr.

Giri iaretinin tm pozitif alternans boyunca devredeki diyot yaltkandr. nk terspolarmalanr. Dolaysyla VA kayna devre ddr. ktaki RL yk zerinde tmpozitif alternans olduu gibi grlr.

Giri iaretinin negatif alternans, diyodun anaduna uygulanan VA geriliminden dahabyk olana kadar diyot yaltma devam eder. Dolaysyla kta negatif alternansgrlmeye devam eder. Giri iaretinin negatif alternans VA gerilimi deerinden bykolduunda (Vg=0.7+VA) diyot iletime geecektir. Diyot iletime getii anda kta VAkayna grlr.

Vgiri 0RL 0

-VA-0.7V

Vk+

+

VA

R1VT

-VT

ekil-2.27 Polarmal negatif krpc devre



49/159


50/159

50

t0

-5-0.7V

R1+

+5V

Vg V

R1+

+5V

Vg V

t0

5-0.7V

R1+

+

5V

Vg V

R1+

+

5V

Vg V

t0

-5+0.7V

R1+

+5V

Vg V

R1+

+5V

Vg V

ekil-2.30 Paralel ve seri krpc diyot devreleri

2.5 GERLM KENETLEYCLER

Gerilim kenetleyiciler; girilerinden uygulanan bir iaretin alt veya st seviyesini, istenilensabit bir gerilime kenetlemek veya tutmak amac ile tasarlanmlardr.

Kenetleme devreleri; pozitif veya negatif kenetleme olmak zere ikiye ayrlrlar. Pozitifkenetlemede, giriten uygulanan iaretin en alt seviyesi sfr referans noktasnda

kenetlenir. Negatif kenetlemede ileminde ise, giriten uygulanan iaretin en st seviyesisfr referans noktasna kenetlenir.

Bu blmde; pozitif ve negatif kenetleme ilemlerinin nasl gerekletirildiiincelenecektir.

Gerilim kenetleme ilemi gerekte, bir iaretin dc seviyesini dzenleme ilemidir.Kenetleme pozitif ve negatif kenetleme olmak zere iki temelde yaplabilir. Pozitif venegatif gerilim kenetleme ilemi ekil-2.31de grsel olarak verilmitir.



51/159

51

0 t

+V

-V

0 t

+2V

0 t

+V

-V

0 t

-2VGiriareti

Giriareti

kareti

kareti

PozitifKenetleyici

Devre

NegatifKenetleyici

Devre

ekil-2.31 Pozitif ve negatif gerilim kenetleme ilemi

Pozitif kenetleyici devre giriine uygulanan iaret, +V ve V seviyelerinde salnmaktadr.Kenetleyici knda ise bu iaret 0V referans seviyesine kenetlenmitir. Yaplan bu ilemsonucunda giri iaretinin, negatif seviyesi kaydrlmtr. ktan alnan iaret artk 0Vile +2V deerleri arasnda salnmaktadr.

Negatif kenetleyici devre giriine uygulanan iaret de ayn ekilde, +V ve Vseviyelerinde salnmaktadr. Kenetleyici knda bu iaret 0V referans seviyesinekenetlenmitir. Bu ilem sonucunda giri iaretinin, pozitif seviyesi 0V referans alnarakkaydrlmtr. ktan alnan iaret artk 0V ile 2V deerleri arasnda salnmaktadr.Pozitif ve negatif gerilim kenetleyici devreleri ayr ayr inceleyelim.

Pozitif Gerilim Kenetleyici

ekil-2.32de pozitif gerilim kenetleyici devre grlmektedir. Bu devre bir diyot, birkondansatr ve diren kullanarak gerekletirilmitir.

VC VC=VT-0.7V

Vt

t0+

-

+-

RLDiyot

letimde

+

-

+-

RL0.7V++

T

ekil-2.32 Pozitif gerilim kenetleyici devre

Kenetleme ileminin gereklemesi iin bu elemanlarn kullanlmas zorunludur.Devrede kullanlan R ve C elemanlarnn deeri olduka nemlidir. Bu elemanlarnzaman sabitesi (=RC) yeterince byk seilmelidir. Devrenin almasn ksacaanlatalm.

Devre giriine uygulanan iaretin negatif alternasnn ilk yarm sayklnda; diyot doruynde polarmalanr ve iletkendir. Diyot ksa devre etkisi gstereceinden RL direncininetkisini ortadan kaldrr. Kondansatr, annda sarj olarak dolar. Kondansatr zerindekigerilim;



52/159

52

)7.0( VVV TC =

deerine eit olur. Bu gerilimin polaritesi; ekil zerinde belirtildii yndedir. Giriiaretinin negatif alternansnda; kenetleyici knda (RL yk direnci zerinde) 0.7Vlukdiyot ngerilimi elde edilir. Bu durum ekil-2.32 zerinde gsterilmitir.

Giri iaretinin pozitif yarm sayklnda ise diyot ak devredir. Devreden herhangi birakm akmaz. RL yk direnci zerinde ise; giri iareti ve kondansatr zerindekigerilimlerin toplam grlr. Devreye K.G. K uygulanrsa k gerilimi;

TCRL VVV +=

TtRL VVV += )7.0(

)7.0(2 TRL VV

Devre giriine uygulanan ve +VT ve VT deerlerinde salnan giri iareti, kenetleyicidevre knda 0V veya 0.7V referans seviyesine kenetlenmitir. k iareti artkyaklak olarak 0.7V ile +2VT deerleri arasnda salnmaktadr. Giri iaretinin negatiftepe deeri, 0V (0.7V) referans seviyesine kenetlenmitir. Bu durum ekil-2.33de ayrntlolarak gsterilmitir.

+-

-Vt

t0

+

-RL

Diyotyaltmda

+T VC=VT-0.7V

+VT

0

T

-0.7V

VT-(0.7)

t

2VT-(0.7)

ekil-2.33 Pozitif gerilim kenetleyici ve k dalga biimleri

Negatif Gerilim Kenetleyici

Giri geriliminin st seviyesini, 0V referans noktasna kenetlemek iin negatifkenetleyici kullanlr. Negatif kenetleyici devresinde diyot, kondansatr ve direnelemanlar kullanlr. Kenetleme ilemi; bir diyot yardm ile kondansatrn arj vedearjndan yararlanlarak gerekletirilir. ekil-5.34de negatif kenetleyici devregrlmektedir. Devre zerinde, kenetleyici giriine uygulanan iaret ve kndan alnankenetlenmi iaret gsterilmitir.

-VT

t0

+

-RL

Diyotiletimde

+T VC=-VT+0.7V

+VT

0

T

+0.7V

-VT+(0.7)

t

-2VT+(0.7)

ekil-5.34 Negatif gerilim kenetleyici devre



53/159

53

Polarmal Kenetleyici

Polarmal kenetleyici; giriinden uygulanan iareti dc bir deer zerine bindirerekkna aktarr. ekil-2.35de giriinden uygulanan sinsoydal gerilimi, VA iletanmlanan dc gerilim kaynana kenetleyen polarmal bir gerilim kenetleyici devresigrlmektedir.

-Vm

t0

+

-RL

+

T+Vm

VA100K

Vi

+ -

+

-RL

+VA

100KVi

t1 t2

VC=Vm-VA

ekil-2.35 Polarmal kenetleyici devresi

Devrede giri gerilimi Vi, VA dc gerilim kaynandan byk olduunda (VmSinWt>VA)diyot iletime geecektir. Diyot iletime getiinde devrenin edeeri ekilde gsterilmitir.Giri gerilimi Vi, maksimum deere ulat anda (+Vm), K.G.K yazarsak;

VVVwtVm AC 0sin =++

olur. Vc, kondansatr zerindeki arj gerilimidir. Kondansatr zerinde den gerilimihesaplarsak;

AC VwtVmV = sin

bulunur. Bu deerler nda RL yk direnci zerinde oluan k gerilimi; K.G.Kdan;

wtVmVV CRL sin+=

olur. Kondansatr gerilimini (Vc=Vm sinwt-VA) eitlie yerletirirsek;

wtsinVm)VwtsinVm(V ARL +=

deeri elde edilir. Burada; sinwt=sin900

=1 e eittir. Eitlii yeniden dzenlersek;

11 += Vm)VVm(V ARL

VmVVmV ARL +=

ARL VV +=

deerine eit olur. Dolays ile giri iaretinin pozitif tepe deerinde; kenetleyici k VAgerilim kaynann deerine eittir. nk RL yk direnci, VA kaynana paralel halegelir. Bu durum ekil-2.35de verilmitir.



54/159

54

Giri iaretinin negatif tepe (Vi=Vm sin 2700 t) deerinde ise diyot ters polarma olur veak devredir. Kenetleyici devre ekil-2.36da grlen durumu alr.

0

T

VAt

-2Vm+VA

+ -

+

-RL

+VA

100KVi

VC=Vm-VA

-Vm

t0

T+Vm

t1 t2

ekil-2.36 Polarmal kenetleyici ve dalga biimleri

Giri iaretinin negatif alternansnda devrenin matematiksel analizini yapalm. Diyotyaltmdadr. Kondansatr zerindeki Vc gerilimi arj deerini korur.

AVwtsinVmVc =

RL yk direnci zerinde oluan k gerilimi; K.G.Kdan;

wtVmVV CRL sin=

olur. Kondansatr gerilimini (VC=Vm sinwt-VA) eitlie yerletirirsek;

wtsinVm)VwtsinVm(V ARL =

deeri elde edilir. Burada; sinwt=sin2700=-1 e eittir. Eitlii yeniden dzenlersek;

)(Vm)V)(Vm(V ARL 11 =

ARL VVmV += 2

deeri elde edilir. Polarmal kenetleyici knda elde edilen iaretin dalga biimi ekil-2.36 zerinde gsterilmitir. Sonuta; devre giriinden uygulanan iaret, VA geriliminekenetlenmitir.

2.6 GERLM OKLAYICILAR

Gerilim oklayclar (voltage multipliers); giriinden uygulanan iareti istee balolarak birka kat ykseltip kna aktaran devrelerdir. Gerilim oklayclar; gerilimkenetleyici ve dorultma devreleri birlikte kullanlarak tasarlanr.

Gerilim oklayc devreler; yksek gerilim alak akm gereksinilen yerlerde kullanlr. TValclar kullanm alanlarna rnek olarak verilebilir.Bu blm bitirdiinizde;

Yarmdalga ve tamdalga gerilim iftleyiciler Gerilim leyiciler Gerilim drtleyiciler

Hakknda ayrntl bilgiye sahip olacaksnz.



55/159

55

Gerilim iftleyiciGerilim iftleyiciler (Voltage Doupling) girilerine uygulanan gerilim deerini, ikiyekatlayarak klarna aktaran elektronik dzeneklerdir. Gerilim iftleyicilerin girilerineuygulanan gerilim, ac veya darbeli bir iaret olmaldr. Gerilim iftleyicilerin kndan isedorultulmu dc gerilim elde edilir. Gerilim iftleyici devrelerin klarndan yaplar gereisrekli olarak byk akmlar ekilemez.

Gerilim iftleyici tasarm, yarmdalga ve tamdalga zere iki tipde yaplabilir. ekil-2.37de yarmdalga gerilim iftleyici devresi grlmektedir. Gerilim iftleyici devre;gerilim kenetleyici ve yarmdalga dorultma devresinin birlikte kullanlmas ileoluturulmutur. Bu durum ekil-2.37 zerinde ayrntl olarak gsterilmitir.

+

-

+

D1

C1

C2

D2

Gerilim Kenetleyici Yarmdalga Dorultma

+2Vm

t0

Vi

-Vm

t0

T+Vm

t1 t2

ViVo Vo

ekil-2.37 Yarmdalga gerilim iftleyici devre

Devrenin almasn daha iyi anlayabilmek iin her bir devre blounun ilevleri, dalgaekilleri zerinde ekil-2.38 zerinde gsterilmitir.

-Vm

t0

T+Vm

a) Giriareti

0

T+2Vm

Vm

b) Kenetleyici k c) Dorultucu k

t 0

+2Vm

ekil-2.38 Yar

mdalga gerilim iftleyici devrenin dalga biimleri

Yarmdalga gerilim iftleyici devresinin nasl altekil-2.39 zerinde grafiksel olarakanaliz edilmitir. Giri iaretinin (Vi) pozitif yarm sayklnda; D1 diyodu iletkendir. C1kondansatr ekilde belirtilen ynde D1 zerinden, Vc=Vm-0.7V deerine arj olur. D2ise bu anda ters polarma olduundan yaltmdadr. Dolays ile k gerilimi 0V dur.



56/159

56

Vi+

-

+D1

C1

C2

D2

Viletimde

Vc=Vm-0.7

+ - Kesimde

a) Vi pozitif alternans

+

-

+D1

C1

C2

D2

Vi

Vi

letimde

Vc=2Vm

+ -

Kesimde

b) Vi negatif alternans

ekil-2.39 Yarmdalga gerilim iftleyici devresinin grafiksel analizi

Giri iareti Vinin negatif alternansnda ise; D1 diyodu ters polarmalandndanyaltmdadr. D2 diyodu ise iletkendir. C2 kondansatr Vinin maksimum deerine D2zerinden arj olur. C1 kondansatr ters polaritede dolu olduu iin boalamaz. kiareti C2 kondansatr zerinden alnabilir. C2 zerindeki gerilim ise; K.G.Kdan;

021 =+ VmVV CC 022 =+= VmVV CC

VC2 zerinde, giri iaretinin maksimum deeri olduundan VC2=Vmdir. Dolaysylakta C2 kondansatr zerinden alnan gerilim, giri gerilimi tepe deerinin 2 katdr.

VmVmVVC +== 02 VmVVC 202 ==

Not: Devre analizinde diyotlar zerine den ngerilimler (0.7V) ihmal edilmitir.

Gerilim kenetleyici tasarmnda bir dier alternatif ise Tamdalga gerilim iftleyicidevresidir. ekil-2.40da tamdalga gerilim iftleyici devresi grlmektedir.

Vi+

C2

C1

D2

Kesimde

D1letimde

+Vm

Vi

+

C2

C1

D2letimde

D1

Kesimde

+Vm

Vm+

2Vm

ekil-2.40 Tamdalga gerilim iftleyici

Transformatrn sekonderinde pozitif alternans olutuunda D1 diyodu doru yndepolarmalanr ve iletime geer. D2 diyodu ise kesimdedir. D1 diyodu iletimde olduunda;C1 kondansatr giri iaretinin maksimum deerine ekilde belirtilen ynde arj olur.



57/159

57

Transformatrn sekonderinde negatif alternans olutuunda ise D2 diyodu doruynde polarmalanr ve iletime geer. D1 diyodu ise kesimdedir. D2 diyodu iletimdeolduunda; C2 kondansatr giri iaretinin maksimum deerine (Vm) ekilde belirtilenynde arj olur. Gerilim iftleyici devre kndan C1 ve C2 kondansatrlerinde oluangerilimlerin toplam alnr. Dolaysyla k iareti;

210 CC VVV ++= VmVVmVmV =++= 200

olarak alnr.

Gerilim leyici

Tipik bir gerilim leyici devresi ekil-2.31de verilmitir. Bu devrenin kndan alnan

iaret, giri iaretinin tepe deerinin yaklak 3 katdr. Devre ilk negatif yarm saykldagerilim iftleyici gibi alr. C1 zerinde ekilde belirtilen ynde giri iaretinin tepedeeri (VT) grlr. C2 zerinde ise giri iaretinin yaklak 2 kat (2VT) grlr. Sonrakinegatif sayklda ise D3 diyodu doru ynde polarmalanr. letkendir. C3, 2VT deerinebelirtilen ynde arj olur

analog-elektronik-dersleri-1-bolum-1-5

Documents