1

DİĞER DİYOT UYGULAMALARI Zener Diyot Tek bir Zener diyotlu ile yapılan regülatörler fazla güç istemeyen devrelerde rahatlıkla kullanılabilir. Eğer devremiz fazla güç istiyorsa o zaman zener başına tek başına kullanılmaz. Bir regülatör devresinin referansı olarak kullanılır. Şimdi basit bir Zener regülatör devresini inceleyelim.

Vi kaynak gerilimi Vz zener geriliminden büyük olmalıdır. Vi değeri yaklaşık olarak Vz değerinden 1,2 yada 1,4 katı büyük olması yeterlidir. Zener üzerinden geçen Iz akım küçük zenerler için 10-20mA civarındadır. Daha doğru bir değer bulmak için mutlaka kataloga bakmak gereklidir. Burada zener üzerindeki voltaj ya zener üzerinden doğrudan okunur yada katalogdan bakılır. Örneğin BZX79C9V1 9,1V luk zener diyot olup doğrudan diyot üzerinden okunabilir. 1N960 diyoduda 9,1 voltluk zener diyot olup, zener voltaj değeri katalogtan bakılarak anlaşılır. Yukarıdaki devremizde bilinmesi gereken nokta Rs direncinin nasıl bulunduğudur. Rs=(Vz-Vi)/Iz formülü ile bulabiliriz. Iz değeri küçük zener diyotlar da 10-20mA olarak alınabilir. Yukarıdaki devre çıkışında sabit bir voltaj elde edilecektir. Böyle bir devre bir regülatör devresi için referans voltajı olarak kullanılabilir. Şimdi yukarıdaki devreyi doğrudan bir elektronik devrenin regüle besleme kaynağı olarak kullanalım. Yani devreden biraz akım çekelim. O zaman yukarıdaki devremiz aşağıdaki şekle dönüşecektir.

Bu durumda zener üzerinden geçen akım sabit kalmakla birlikte Rs direnci üzerinden birde yük akımı geçmektedir. O zaman IRS=Iz+IL, IRS=10 + 90, IRS=100mA olur. Vz=9,1V yaklaşık 9V kabul edelim. Rs=(Vi-Vz)/Iz+IL; Rs=(12-9)/10+90 Rs=30 ohm bulunur. Rs direncinin gücüde bulunmalıdır. PRs=IRS2 x RS PRs=0,12 x 30 PRs=0,3W dan büyük olmalıdır. Burada seçilecek direnç 27 yada 33 ohm, 0,5W dir. Bu örnekte dikkat edilecek konu, yük direncinin devreye sürekli olarak mutlaka bağlı kalması yada bir başka deyişle yük akımının mutlaka çekiliyor olmasıdır. Eğer yük direnci devreden çıkarılacak olursa, zener üzerinden geçen akım Iz=(12-9)/30, Iz=0,1A akım olur.

Proteus Ders Notları Mehmet BEKTAŞ

2

Eğer buradaki zener bu akıma dayanacak güçte değilse bozulacaktır. Bu nedenle devredeki zener bütün akımda üzerinden geçirebilecek güçte olmalıdır. Fakat bu bazen mümkün olmayabilir. Yada yük sürekli olarak devreye bağlı olarak kalmalıdır. Kırpıcılar (Clipper) Bazı elektronik devrelerin girişlerine sadece pozitif yada negatif sinyallerin verilmesi gerekebilir. Bazı devrelerin girişlerine ise sabit genlikte sinyaller verilmesi gerekebilir. O zaman giriş sinyali devreye verilmeden önce uygun kırpıcıdan geçirmek gereklidir. Sadece pozitif yada negatif sinyalleri geçiren kırpıcılar çıkışında kondansatörü olmayan bir yarım dalga doğrultucudan ibarettir. Bunlara ilişkin örnekler aşağıda verilmiştir.

Devrenin girişine sabit genlikte bir sinyal uygulamak gerekirse aşağıdaki örnek yapı kullanılır. Hatırlayacağınız gibi aslında diyotların iletime geçebilmeleri için üzerlerindeki voltajın belli bir değerin üzerine çıkması gerekmekteydi. İletime geçen diyodun üzerindeki voltaj sabit kalmaktadır. Bu özellik kullanılarak giriş sinyalleri diyotların açma voltajları ile sınırlandırılır. Bu devrenin en büyük uygulaması FM alıcılardaki kirpıcı (LIMITER) devresidir. Limiter şekli

Kenetleme (Clamp) devreleri. Kenetleyici bir AC sinyali farklı bir DC seviyesine çıkarıp kenetleyen yani hep orada kalmasını sağlayan devredir. Şimdi birkaç kenetleme devresi inceleyelim. Örnek 1:

Yukarıdaki devrenin girişine bir sinyal uygulayalım. t1 zamanında C kondansatörü boş olduğu için kısa devre gibi davranacak, bundan dolayı diyodun anodu pozitif, katodu ise negatif olacaktır. Yani t1-t2 zamanları arasında diyot iletime geçip kısa devre olacak, çıkış voltajı da 0V olacaktır. Bu arada C kondansatörü sanki girişe uygulanan sinyale paralel bağlanacağı için giriş sinyalinin tepe değerine kadar dolacaktır. t2-t3 zamanları arasında devre girişinin a ucu negatif, b ucu pozitif olacaktır. Bu durumda diyot açık devre olacaktır. Şimdi buraya dikkat edelim. Devrenin çıkışa bağlı b ucu

Proteus Ders Notları Mehmet BEKTAŞ

3

pozitif, a ucu negatif, C kondansatörünün a ucuna bağlı yeri bir önceki şarjdan dolayı pozitif, çıkışa bağlı ucu negatif olacak. Yani giriş sinyali ile C kondansatörü üzerindeki şarj seri bağlı bataryalar olarak davranacaktır. Giriş sinyali ile kondansatör üzerindeki voltajlar toplanacak t2-t3 zamanları arasında çıkış voltajı, Vo=(-Vi) + (-VC) olacaktır. C üzerindeki şarj giriş voltajına eşit olacağı için çıkış voltajı da t2-t3 zamanları arasında Vo=2 x (-Vi) olacaktır. t3-t4 zamanları arasında a ucu tekrar pozitif, b ucu da negatif olacaktır. C kondansatörü üzerindeki gerilim boşalmayacağı (aslında çok azda olsa boşalır, fakat bu çok önemli değildir) için kondansatör ile giriş geriliminin toplamı çıkışta, çıkış voltajı olarak görülecektir. Bu değer, Vo=(Vi) + (-VC) , Vi=VC olacağı için çıkış voltajı da 0 volt olacaktır. Görüldüğü gibi, giriş voltajının seviyesini negatif olarak kaydırdık. Yukarıdaki devredeki diyodun yönünü ters çevirerek çıkış gerilimini pozitif yöne kaydıra biliriz. Böyle bir devrenin şekli aşağıda görülmektedir.

Kenet 2 Kenetleme devreleri ilk bakışta pek bir işe yaramaz gibi görülse de özellikle fazla güç istemeyen fakat yüksek gerilim gerektiren yerlerde, yada trafo kullanmadan bir AC gerilimi negatif yada pozitif olarak arttırılması istenilen yerlerde öncelikli olarak kullanılır. Bir örnek verecek olursak, renkli TV lerde ekran için 25KV gibi bir gerilime ihtiyaç vardır. Bu gerilimi eski siyah beyaz TV lerde olduğu gibi direk trafo ile elde etmek yolu yerine kenetleme devreleri art arda bağlanır, en sonuna da bir yarım dalga doğrultucu bağlanarak istenilen yüksek gerilim elde edilir. Kenetleme devreleri

kullanılarak yapılan bir gerilim çoğaltıcı şekli aşağıda verilmiştir.

Tutumlu Aydınlatma Ev ve büroların aydınlatılmasında kullanılan kızgın telli lambaların harcadıkları elektrik enerjisinin sadece yüzde beş kadarı (% 5) ışık haline gelir ! -- Peki geri kalan % 95 oranındaki enerjiye ne olur ? -- Ne olacak havayı ısıtır. -- Yani zorlukla üretilen enerjinin % 95 oranındaki bölümü istemediğimiz halde havayı ısıtır. İstenmeyen ısıtma enerjisinin, ışık için kullanılan enerjinin ondokuz (19) katı olduğuna dikkatinizi çekerim. Elektrikle aydınlatmanın tarihinde, ışık veriminin yükseltilmesi için yapılan önemli bir aşama, uzun boru şeklindeki camların içine çeşitli gazlar konarak yapılan gaz boşalmalı lambalardır. Bunların içinde en tanınmış olanları da bildiğiniz gibi floresan lambalardır. Bunlarda bile verimin % 50 civarında olması ve şebekeyi indüktif yüklemesi bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Aydınlatmada diğer önemli bir gelişme ise yaklaşık 15 - 20 yıldır yaygınlaşan ve doğrudan E 27 duylarına takılan küçük floresan lambalardır. Elektronik ateşleme düzenine sahip oldukları için dışarıda bir donanım

Proteus Ders Notları Mehmet BEKTAŞ

4

gerektirmeden, doğrudan duya takılan bu lambalar floresan ilkesine göre çalışırlar. Floresan lamba ile aynı verime sahip olan bu lambalar,elektronik ateşleme devrelerinde gerekli önlemler alındığı için şebekeyi indüktif olarak yüklemezler. Daha kullanışlı ve derli toplu şekillerinden ötürü kullanımları gittikçe artmakta, ve hatta uzun boru floresanların pabucunu dama atacak gibi görünüyorlar idi. Evet "idi" yardımcı fiilinin kasten kullandım. Çünki hepsinin üstüne yeni ve ışık verimi % 95 civarında olan bir sistem duruma hakim olmaya baişladı. Yeni sistemin adı LED aydınlatmadır. Bilindiği gibi LED önce kırmızı, sonra turuncu, sarı ve yeşil renkleriyle yaklaşık 35 yıldır hayatımıza girdi. Ama bu renkler beyaz ışığı oluşturan mavi renk olmaksızın aydınlatmada pek kullanılamadı. Mavi led hayatımıza 15 yıl kadar önce girdi ama fiyatların yüksekliği vb zorluklar yüzünden aydınlatmada yaygın olarak kullanılamadı. Yaklaşık 5 yıldır hayatımızda doğrudan beyaz ışık üreten LED var. Her zaman olduğu gibi önce fiyatı yüksek iken, giderek düştü. Günümüz Türkiyesinde beyaz LED fiyatı ortalama 50 yeni kuruşun altına düşmüş ve daha da düşeceğe benziyor. Gerçi bu ledlerin ışık akıları ve güçleri düşük. Ama bu malzemeden 20-30 tanesini birarada kullanarak yüksek ışık elde edebiliyoruz. Yurdumuzun elektrik ve elektronik piyasasında 5-20 YTL arasında satılan ve doğrudan E27 duyuna takılabilen ithal lambalar mevcut. Fiyatların yüksek oluşu malzemenin az olmasından kaynaklanıyor. Bu lambaların ithal edilen miktarlarına bağlı olarak fiyat 2-4 YTL düzeyine, hatta belki daha da aşağıldüşecektir.

Proteus Ders Notları Mehmet BEKTAŞ