Diyot, akımı tek yönde geçiren ve ters yönde kesen iki bacaklı yarı iletken eleman. Adı iki elektrot anlamına gelen bir birleşimden gelir. Bacaklardan biri anot, diğeri katot. İçeride p tipi ile n tipi katkılanmış iki bölge yan yana durur ve aralarındaki sınıra eklem denir. Bu eklem tek yönlü geçişin bütün sırrını taşır.
Diyot sembolü içi dolu bir üçgen ile ucuna çizilen kısa bir çubuktan oluşur. Üçgen anodu, çubuk katodu gösterir ve akım üçgenin sivri ucunun bakış yönünde akar. Gövde üzerindeki bant da katot bacağını işaret eder. Silisyum tabanlı bir elemanın iletime geçmesi için yaklaşık 0,7 volt gerekir, germanyum tabanlı olanlarda bu eşik 0,3 volt dolayında.
Diyot Ne İşe Yarar?
Diyotun görevi akıma yön dayatmak. Alternatif akımın negatif yarısını kesip tek yönlü bir dalga elde etmek en klasik uygulama. Tek eleman kullanıldığında dalganın yalnızca yarısı geçer. Dört elemanın kare biçiminde birleştirildiği köprü diyot ise negatif yarıyı ters çevirerek geçirir ve çıkışta çok daha düzgün bir akım bırakır. Köprü diyot nedir sorusunun kısa karşılığı bu dörtlü düzenek, tek gövdede paketlenmiş hâli de sık kullanılır.
Güç kaynağı devresindeki diyotların görevi bununla sınırlı değil. Doğrultmadan sonra gelen kondansatörün geri boşalmasını engellemek, ters polarite bağlantısında devreyi korumak ve iki farklı beslemeyi birbirine karıştırmadan birleştirmek de aynı elemanla yapılır.
Üçüncü büyük iş koruma. Röleye neden diyot bağlanır sorusunun karşılığı bobinin doğasında. Enerji kesildiği anda bobin üzerinde besleme geriliminin kat kat üstünde ters bir darbe doğar. Bobine ters yönde paralel bağlanan bir eleman bu enerjiyi kendi üzerinden tüketir ve sürücü transistörü kurtarır.
Diyot Nerelerde Kullanılır?
Elektrik üreten ya da tüketen hemen her düzenekte bir örneği bulunur. Adaptörler, telefon şarj cihazları, bilgisayar güç üniteleri, televizyon kartları, motor sürücüleri ve aydınlatma armatürleri ilk akla gelenler. Otomobillerde alternatörün ürettiği alternatif akımı doğru akıma çeviren düzeneğe diyot tablası denir. Diyot tablası ne işe yarar diye bakıldığında görülen şey aslında yüksek akıma dayanacak biçimde soğutuculu bir gövdeye yerleştirilmiş köprü doğrultucu. Arızalandığında akü şarj olmaz ve gösterge paneli uyarı verir.
Bilgisayar donanımında adı beklenmedik bir yerde karşımıza çıkar. İzleme yazılımlarında görülen GPU diyot satırı ekran kartı yongasının içine gömülü sıcaklık algılayıcısının okuması. PCH diyot ise anakart yonga setindeki aynı işlevi gören algılayıcı. Bu ölçüm bir p-n ekleminin ileri geriliminin sıcaklıkla düzenli biçimde düşmesi ilkesine dayanır, her santigrat derece için düşüm yaklaşık 2 milivolt geriler.
Diyot ve transistör nedir diye birlikte soranlar için aradaki ilişki basit. Transistör iki eklemli üç bacaklı bir eleman ve akımı yönlendirmekle kalmaz, küçük bir sinyalle büyük bir akımı denetler. Diyot pasif bir kapı gibi çalışır, transistör ise anahtar ya da yükselteç görevi görür.
Diyot Güneş Panelinde Ne İşe Yarar?
Solar sistemlerde iki ayrı görev üstlenir. Birincisi gölgelenme koruması. Bir panelin tek hücresi yaprak, kuş pisliği ya da baca gölgesiyle kapandığında o hücre akım üretmeyi bırakır ve dizideki diğer hücrelerin akımına direnç göstermeye başlar. Isı bir noktada toplanır ve sıcak nokta denen kalıcı hasar oluşur.
İkinci görev geri akışı engellemek. Gece ya da bulutlu havada panel gerilimi akü geriliminin altına iner. Araya eleman konmazsa akü panelin üzerinden boşalır. Panel çıkışına seri bağlanan engelleme elemanı bu yolu kapatır ve akünün gece boyunca dolu kalmasını sağlar.
Güneş Paneli Diyot Bağlantısı Nasıl Yapılır?
Gölgelenme koruması panelin arkasındaki bağlantı kutusunda hazır gelir. Hücreler gruplara ayrılır ve her grubun uçlarına ters yönde paralel bir eleman bağlanır. Altmış hücreli bir panelde genelde üç adet bulunur. Normal çalışmada bu elemanlar ters beslemede kalır ve akım geçirmez. Bir grup gölgelendiğinde iletime geçer, akıma yan yol açar ve panel üretmeye devam eder.
Engelleme bağlantısı ise dizi çıkışında yer alır. Anot panelin artı ucuna, katot şarj kontrol cihazına bakacak biçimde seri girer. Yön ters kurulursa sistem hiç akım vermez. Modern şarj kontrol cihazlarının çoğunda bu koruma zaten içeride bulunur, harici eleman eklemeden önce kılavuzun kontrol edilmesi gerekir.
Seçimde akım payı önemli. Elemanın taşıyabileceği akım panelin kısa devre akımının en az 1,5 katı olmalı. Bağlantı noktaları güneş altında yıllarca kalacağı için sızdırmaz kutu ve iyi bir ısı yolu şart.
Diyot Nasıl Çalışır?
P tipi ile n tipi bölge birleştiğinde sınırda serbest taşıyıcılardan arınmış ince bir katman doğar. Bu katman iki tarafı birbirinden ayıran bir bariyer gibi davranır. Anoda artı, katoda eksi gerilim uygulandığında bariyer daralır. Eşik aşıldığı anda taşıyıcılar karşıya geçer ve akım akar. Buna ileri besleme denir.
Diyot ters bağlanırsa ne olur sorusunun karşılığı bariyerin genişlemesi. Anoda eksi, katoda artı gerilim geldiğinde ayırıcı katman kalınlaşır ve geçiş durur. Bu durumda akım tamamen sıfır olmaz, mikroamper mertebesinde küçük bir kaçak akar. Diyot sızıntı akımı nedir diye sorulan da tam olarak bu değer. Sıcaklık arttıkça sızıntı büyür, hassas ölçüm devrelerinde bu artış hataya yol açar.
Ters gerilim elemanın dayanma sınırını aşarsa çığ olayı başlar ve eleman iletime zorlanır. Sıradan bir doğrultucuda bu durum kalıcı hasarla sonuçlanır. Bazı türler ise bu bölgede çalışmak üzere özel olarak üretilir.
Diyot Çeşitleri Neler?
Aile geniş ve her üye ayrı bir ihtiyaç için tasarlanır. Doğrultucu diyot, şebeke frekansında akım çevirmek için üretilen dayanıklı temel tip. Hızlı diyot ise kesime geçerken kaybettiği süreyi kısaltacak biçimde işlenir ve anahtarlamalı güç kaynaklarında tercih edilir. Silikon diyot bugünün standardı, germanyum diyot düşük eşiği sayesinde eski radyo ile ölçü devrelerinde hâlâ karşımıza çıkar.
Koruma tarafında transil diyot bulunur. Yıldırım ya da anahtarlama kaynaklı ani gerilim darbelerini nanosaniyeler içinde kısa devre ederek hattı korur. Yüksek frekans tarafında varikap diyot yani varaktör diyot çalışır. Ters gerilim değiştikçe eklem kapasitesi değişir ve devre bu yolla ayarlanır. Tünel diyot ise belirli bir aralıkta gerilim arttıkça akımın azaldığı negatif direnç bölgesine sahip özel bir üye, yüksek frekanslı osilatörlerde kullanılır.
Gövde biçimi de bir sınıflandırma ölçütü. SMD diyot yüzeye monte edilen küçük paketleri anlatır. Bu gruptaki M7 diyot nedir diye bakıldığında görülen şey 1000 volt ters gerilime ve 1 amper akıma dayanan bir doğrultucu, delikli muadili 1N4007. M7 diyot yerine ne kullanılır sorusunun karşılığı da buradan çıkar: aynı gövdedeki S1M ya da daha hızlı toparlanan RS1M uygun seçenekler. Vidalı diyot ise gövdesindeki cıvatayla soğutucuya sıkılan yüksek akımlı tip, alternatör ve kaynak makinesi gibi ağır uygulamalarda kullanılır. İdeal diyot ise fiziksel bir ürün değil, üzerinde hiç gerilim düşmeyen kuramsal model. Pratikte bu davranışa en çok yaklaşan çözüm denetleyiciyle sürülen bir MOSFET.
Bypass Diyot Nedir?
Gölgelenen hücre grubuna yan yol açan koruma elemanı. Panelin bağlantı kutusunda hücre gruplarına ters paralel bağlanır. Sağlıklı çalışmada üzerinden akım geçmez. Bir grup gölge altında kalınca iletime geçer ve akımı o grubun etrafından dolaştırır. Böylece sıcak nokta oluşumu engellenir, panel de üretim kaybını tek grupla sınırlar. Grup sayısı, akım payı ve arıza belirtileri gibi ayrıntılar bypass diyot içeriğinde ayrıca ele alınıyor.
Foto Diyot Nedir?
Foto diyot nedir kısaca açıklanırsa ışığı akıma çeviren ters bağlı bir eleman. Saydam pencereli gövdesine düşen fotonlar eklem bölgesinde taşıyıcı çifti üretir ve ters yönde ölçülebilir bir akım doğar. Akım ışık şiddetiyle orantılı.
Foto diyot ne işe yarar diye bakıldığında karşımıza otomatik aydınlatma, uzaktan kumanda alıcısı, optik kuplör, barkod okuyucu ve tıbbi ölçüm cihazları çıkar. Güneş paneli hücresi de aslında büyütülmüş bir foto eleman.
Kristal Diyot Nedir?
Yarı iletkenin ilk hâli. Bir germanyum ya da galen kristalinin yüzeyine ince metal tel bastırılarak elde edilir. Kedi bıyığı denen bu tel doğru noktaya oturduğunda tek yönlü geçiş sağlar. Kristal radyoların dedektör katı bu elemanla çalışırdı ve devre hiç besleme almadan yayını sese çevirebilirdi. Bugün üretimde yeri yok fakat nokta temaslı yapısı modern yüksek frekans elemanlarının atası sayılır.
LED Diyot Nedir?
Işık yayan diyot, ileri beslemede enerjiyi doğrudan aydınlığa çeviren tip. Eklemde birleşen taşıyıcılar açığa çıkan enerjiyi foton olarak salar. Kullanılan yarı iletken bileşiği rengi belirler. Kırmızı üyeler yaklaşık 1,8 ile 2,2 volt arasında iletime geçerken mavi ve beyaz olanlar 3 voltun üzerini ister.
LED diyot ne işe yarar sorusu artık aydınlatmanın tamamını kapsıyor. Ampul, ekran arka aydınlatması, trafik lambası, gösterge ve şerit armatürler hep bu teknolojiyle çalışır. Gözle görülmeyen dalga boyunda yayın yapan infrared diyot ise uzaktan kumandalarda, mesafe algılayıcılarında ve güvenlik kameralarının gece görüşünde kullanılır. Hepsinde ortak kural akımı sınırlamak, seri direnç ya da sürücü devresi olmadan bağlanan bir üye saniyeler içinde tükenir.
PIN Diyot Nedir?
Adı yapısından geliyor. P tipi ile n tipi bölgenin arasına katkısız yani içsel bir katman eklenir. Bu ara katman elemanı yüksek frekansta ilginç bir davranışa sokar: uygulanan doğru akıma göre değeri değişen bir direnç gibi çalışır.
Bu özellik radyo frekansı devrelerinde anahtar ve zayıflatıcı olarak değerlendirilir. Anten seçici katlarda, verici ile alıcı arasındaki geçişlerde ve mikrodalga bağlantılarında kullanılır. Kalın ara katman ayrıca yüksek ters gerilime dayanma imkânı verir.
Schottky Diyot Nedir?
Klasik eklem yerine metal ile yarı iletken temasından doğan bir bariyer üzerine kurulu tip. Konuşma dilinde şotki diyot olarak geçer. İleri gerilim düşümü 0,15 ile 0,45 volt bandında kalır ve azınlık taşıyıcı depolanmadığı için kesime çok hızlı geçer.
Şotki diyot ne işe yarar diye bakıldığında iki kazanç öne çıkar: düşük düşüm sayesinde daha az ısı, yüksek hız sayesinde yüzlerce kilohertz frekansta sorunsuz çalışma. Bu yüzden anahtarlamalı güç kaynaklarında, DC dönüştürücülerde ve solar sistemlerin engelleme katında tercih edilir. Yaygın kodlardan SS14 diyot 40 volt ile 1 amper değerlerini taşır, SS34 diyot ise aynı gerilimde 3 amper akıma dayanır. Zayıf tarafı yüksek ters kaçak akımı ve sınırlı ters dayanım gerilimi. Yapısı, ölçüm yöntemi ve muadil kodları schottky diyot yazısında daha geniş biçimde anlatılıyor.
Zener Diyot Nedir?
Ters yönde çalışmak üzere üretilen tek üye. Belirli bir gerilime kadar yalıtkan davranır, o değere ulaşıldığında iletime geçer ve akım artsa bile uçlarındaki gerilimi sabit tutar. Bu değer üretim sırasında belirlenir ve etiketinde yazar.
Zener diyot ne işe yarar sorusunun karşılığı gerilim regülasyonu. Katot artı uca gelecek biçimde seri direnç üzerinden bağlanır ve paralelindeki devreye sabit besleme verir. Referans gerilim üretmek, hassas girişleri aşırı gerilimden korumak ve dalgalanmayı kırpmak da aynı kapsamda. Zener diyot ters bağlanırsa yani ileri yönde bağlanırsa sıradan bir eleman gibi 0,7 volt düşürerek iletime geçer ve regülasyon işlevi tamamen kaybolur.
Diyot Neden Isınır?
Isınmanın kaynağı üzerinde düşen gerilim ile geçen akımın çarpımı. 3 amper taşıyan ve 0,8 volt düşüren bir eleman 2,4 watt harcar ve bu güç doğrudan ısıya döner. Aynı akımda 0,4 volt düşüren bir üye ise yarısı kadar ısınır. Bu yüzden yüksek akımlı devrelerde düşük düşümlü tipler seçilir.
İkinci kaynak anahtarlama kaybı. Eleman iletimden kesime geçerken kısa süre ters akım akıtır ve bu geçiş her periyotta tekrarlanır. Frekans yükseldikçe kayıp büyür. Üçüncü kaynak sızıntı akımı, özellikle sıcak ortamda ihmal edilemeyecek düzeye çıkabilir.
Belirli bir ısınma normal. Sorun ısının dışarı atılamadığı durumda başlar. Gövdeden soğutucuya, soğutucudan havaya uzanan yolun her adımı bir termal direnç taşır. Bu zincirin herhangi bir halkası zayıfsa eklem sıcaklığı üretici sınırını aşar.
Diyot Neden Yanar?
En sık görülen sebep aşırı akım. Yükün büyümesi, çıkışta kısa devre ya da kapasitesi yetersiz bir ürün seçilmesi elemanı dakikalar içinde bitirir. İkinci sebep ters gerilimin dayanma sınırını aşması. Şebekedeki ani yükselmeler, endüktif yüklerin ürettiği darbeler ve yıldırım kaynaklı geçişler bu tabloyu yaratır.
Üçüncü sebep soğutmanın yetersiz kalması. Soğutucusu gevşemiş, macunu kurumuş ya da havalandırması tozla kapanmış bir gövdede sıcaklık kısa sürede sınırı aşar. Sıcaklık arttıkça sızıntı büyür, büyüyen sızıntı daha çok ısı üretir ve döngü kendini besleyerek hasarla biter.
Köprü diyot neden yanar diye sorulduğunda bu üç sebep genelde birlikte çalışır. Filtre kondansatörünün kurumasıyla ilk açılış akımı yükselir, transformatör sargısındaki kaçak ek yük bindirir, dört elemandan biri delinince kalanlar üzerindeki yük artar ve tamamı devre dışı kalır. Alternatörün diyot tablasında ise ana etken uzun süreli yüksek akım ile motor bölmesindeki sıcaklık. Değişimden önce arızanın kaynağını bulmak gerekir, çünkü aynı koşullar yeni ürünü de kısa sürede tüketir.
Solar Paneller için Diyot Seçimi Nasıl Yapılır?
İlk kriter akım. Panelin ya da dizinin kısa devre akımı esas alınır ve üzerine en az yüzde 50 pay eklenir. Kapasitesi sınırda seçilen bir ürün yaz ortasında yüksek ışınım altında zorlanır. İkinci kriter ters gerilim. Seri bağlı dizinin açık devre gerilimi hesaplanır, soğuk havalarda bu değerin yükseldiği unutulmadan yine geniş pay bırakılır.
Üçüncü kriter gerilim düşümü. Engelleme katında geçen akım bütün gün akacağı için her 0,1 volt kayıp doğrudan üretim kaybı demek. Bu yüzden metal temaslı düşük düşümlü tipler klasik doğrultuculara tercih edilir. Gölgelenme korumasında ise elemanın iletime geçtiği süre kısa olduğundan seçim daha esnek.
Son kriter fiziksel dayanım. Panel arkasındaki kutu güneş altında yüksek sıcaklığa çıkar, kış aylarında ise sıfırın altına iner. Geniş sıcaklık aralığında çalışabilen, soğutucuya bağlanabilen ve nemden korunan bir gövde uzun ömür için belirleyici. Hazır bağlantı kutusu kullanılıyorsa üreticinin belirttiği tip ve değerin dışına çıkılmaması en güvenli yol.
