Diyot Nedir? Ne İşe Yarar? Diyot Çeşitleri, Diyotun Yapısı

Diyot Nedir? Ne İşe Yarar?

Genel anlamıyla Diyot nedir, aktif halde olan elektrik akımının sadece bir taraftan geçişine olanak veren sistematik bir yapıdır. Diyot ayrıca yarı iletken maddelerden meydana gelen ve iki uçlu olan bir devre mekanizmasına da sahiptir. Diyotun sisteminde iki ayak vardır. Bunlar anot ve katot olarak tanımlanırlar. Diyotlar, elektrik akımını üzerlerinden sadece anottan katoda doğru aktarırlar. Bu konuda diyotların adeta su borusu sistemlerinde yer alan çekvalf gibi bir işlevleri olduğunu söyleyebiliriz.

Diyotun Tarihçesi

Diyotların geliştirilmesi, 1900’lü yıllara kadar uzanan bir süreci kapsamaktadır. Genel olarak termiyonik diyotlar ve katı hal diyotlar olarak iki grupta ele alınmışlardır. Diyotların kullanımında ilk aşamada referans alınan şey, radyo detektörleridir. Çünkü diyotlar ilk olarak bir radyo dedektörü olarak kullanılmıştır.

Ancak burada bahsedilen radyoların çalışma sistemleri düşünüldüğünden biraz daha farklıdır. Konu edilen radyolar ses iletimi yerine ayarı yapılmış bir dalga sisteminden destek alarak aktive olmaktadırlar. FrederickGuthrie, 1873 yılında çok önemli bir keşif yapmıştır. Bu keşif, termiyonik diyotun temel çalışma prensibini anlamak üzerinedir. Bunun için pozitif yükü olan bir elektroskobun çevresine topraklanmış bir sıcak metal yaklaştırmıştır.

Bunun sonucunda gördüğü şey ise, pozitif yükün dokunmadan deşarj olabilmesidir. Ancak tam tersi durumda elektroskop negatif yüklemesi yapıldığında ise durum aynı şekilde olmamıştır. Buradan çıkarılacak sonuç ise, elektrik akımının sadece tek bir tarafa doğru akması durumudur. İlerleyen yıllarda ünlü Thomas Edison’da bu sistemden faydalanarak bunu ampuller üzerinde denemiştir.

Fakat kendisi de bu keşfi özgün bir şekilde ve tamamen tesadüf eseri ortaya çıkarmıştır. Bu süreçten ortalama 20 yıl sonra John AmbroseFleming isimli bilim insanı da, Edison’un keşfinden faydalanarak Fleming Tüpü olarak tanımladığı ilk termiyonikdiyodu oluşturup patentini almıştır. Bu tasarım, 16 Kasım 1904 tarihinde Britanya’da patentlenmiştir. Yunanca iki anlamını taşıyan “di” sözcüğü ve yol anlamını ifade eden “ode” kelimelerinin bir araya gelmesiyle diyot tanımlaması oluşmuştur.

Diyotun Yapısı, Özellikleri ve Karakteristiği

Diyotun elde edilmesi, iki farklı iletken malzemenin birleşmesi yoluyla olmaktadır. Bunlar p-tipi ve n-tipi iki ayrı yarı iletken malzemedir. Normal şartlarda elektrik akımını iletemeyen bu malzemeler, silisyum veya germanyum gibi malzemelerin doping ismi verilen bir işlemden geçirilmesi sonucunda aktif hale gelirler.

Bu işlem, pozitif ve negatif yüklü elektronların sayısını artırır. Burada p-tipi maddeler pozitif ve n-tipi maddeler ise negatif yönde bir elektron sayısı elde ederler. Bu sayede ortaya çıkacak hareket sonucunda elektrik akımı da mümkün bir hale gelmiş olacaktır. Açıkça görülebilir ki sistem tersine çevrildiğinde ise, diyot üzerinden elektrik geçişi mümkün olmaz.

Diyot Karakteristiği:

Bir diyoda uygulanacak gerilim ve onun akımlarına bağlı yönde gelişecek tepkiler, genel olarak bizlere diyot karakteristiğini verecektir. Diyotların kullanım amaçları da birtakım farklılıklar gösterebilmektedir. Çeşitli elektronik devrelerde kullanılan bu diyotların değişik karakteristik özellikleri, bu konudaki kullanım amaçlarını ortaya çıkarır.

Diyotun Kullanım Alanları:

Doğrultucular

Kullanımı konusunda farklı dinamikleri olabilen diyotların bu aşamada kullanılmasına yönelik örnek verilecek ilk devre tipi, doğrultucular olmaktadır. Genel olarak AC gerilimi DC gerilime dönüştürme aşamasında kullanılan devrenin adına, doğrultucular denmektedir.

Yarım Dalga Doğrultucu:

AC gerilim ile DC gerilim arasında birtakım farklar olduğunu bilmekteyiz. AC gerilim genel itibariyle birtakım periyotlarla pozitif ve negatif arasında değişime sahiptir. Diğer tarafta DC gerilim ise sadece negatif ve pozitif yönde yer almaktadır. AC gerilimin yalnızca pozitif kısmı diyot üzerinden geçeceği yapı, bizlere yarım dalga doğrultucu sistemi vermektedir.

Köprü Diyot (Tam Dalga Doğrultucu, Full-Bridge Rectifier) Nedir?

Devresinde 4 adet diyot bulunan köprü diyot sisteminde dalganın hepsinden yararlanabilmek için köprü doğrultucu devrenin kurulmasına ihtiyaç vardır. Bu sistemde ortaya çıkan tabloda dalganın pozitif olan tarafında iki diyot aktif iletimdeyken negatif bölümde ise iki öteki iki diyot aktif haldedir. Böylelikle AC geriliminden her iki şekilde de bir fayda sağlanmış olur. Diyotların kullanım alanları oldukça farklılık gösterdiğinden farklı tasarımlarda üretilen diyotlarda mevcut bulunmaktadır. Bunlar arasında genel olarak LED, zener diyot ve schottky (şotki) gibi çeşitli diyotlar yer alır.

Işık Saçan Diyot (LED) Nedir?

Bu diyot sisteminden esasında biz insanlar günlük yaşamda çok sık bir şekilde yararlanmaktayız. Genel tanımlaması itibariyle bu diyot, LightEmittingDiode ifadesinin baş harflerinden meydana gelmektedir. Yani kısacası hepimizin bildiği LED ismini taşımaktadır. Yaşam alanlarımızda sahip olduğumuz birçok üründe bu sistem sıkça yer almaktadır. Bu konuda özellikle aydınlatma sistemlerinde yaygın olarak karşımıza çıkar. Günümüzde teknolojik alanlarda üretim kapsamında bu sistemlere çok geniş bir şekilde yer verilmektedir.

Zener Diyot Nedir?

Eğer zener diyot gerektiği gibi uygun bir şekilde bağlanırsa, standart yapıda olan bir diyot gibi fonksiyon görür. Fakat burada asıl farklılığı ortaya çıkaran şey ise bunun ters bir şekilde bağlanmasıdır. Çünkü bu durumda ise zener diyot, Zener Gerilimi ismi verilen bir seviyeye kadar elektrik akımı geçirmez. Bunun yapılabilmesi ve bu direncin kırılabilmesinin tek bir yolu vardır. Bu ise oluşan bu gerilimin bir şekilde aşılmasıdır. Ancak bu sayede iletimin gerçekleşmesi mümkün bir hale gelmiş olur. Bu özelliğinin gücünden dolayı zener diyotu genel olarak çeşitli regülatör devrelerinde oldukça sık bir şekilde kullanılırlar.

Schottky Diyot Nedir?

Temel doğrularımızdan yola çıkarsak diyotların genel özellikleri bizlere yol gösterici olur. Elektrik akımı, diyot yoluyla anottan katoda doğru yol alırken bu sırada bir düşme meydana gelir. Diyotun bünyesinde bulundurduğu yapı gereği bu durunla karşılaşmamız olasıdır. Genel itibariyle silikon diyotlarda 0.7V değerinde olan bu düşüş, Schottky Diyotlarda ise daha fazla düşük olmaktadır.

Schottky Diyotlar, standart yüksek diyotların gerektiği gibi yüksek frekanslarda çalışmadığı durumlarda alternatif olarak kullanılabilirler. Bu açıdan Schottky Diyotların oldukça destekleyici ve iyi bir yapılarının olduğunu söyleyebiliriz. Fakat burada asıl önemli olan nokta ise, bu diyotların da bazı durumlarda bir dezavantaja sahip olabildikleridir. Bu ise Schottky Diyot yapılarının kaçak akım değerlerinin standart diyotlara göre daha fazla yüksek bir değere sahip olmasıdır.

Lazer Diyot Nedir?

Gerektiği gibi normal olarak yapılandırılan bir diyot sisteminde, elektronlar güç biriminin negatif terminalinden hareket etmeye çalışarak pozitif bir gerilime girme eğilimi içerisinde olacaklardır. Durum böyle olunca ise n-tipi malzeme yapısında m-tipi malzeme yapısına bir geçiş gerçekleşecektir. Bu sürecin devamında ise ortaya bir enerji akışı çıkacaktır. Oluşan bu enerji kendisini foton olarak belli edecektir.

Fakat bu ortaya çıkış bir ışık formu halinde olmaktadır. Bunun ise böyle olmasının bir sebebi vardır. P ve N tipi malzemelerin bir araya geldikleri noktada yansıtıcı bir kaplama kullanılması, buna sebep olan etkendir. Burada meydana gelen ışığın bir lens ile bir araya toplanması ile lazer ışık elde edilir.

Fotodiyot Nedir?

Işığı elektrik akımına dönüştüren yarı iletken devre mekanizmasına Fotodiyot adı verilmektedir. Fotodiyotlar tarafından emilen fotonlar, elektrik akımına çevrilirler. Güneş panelleri bu konuda çok güzel bir örnek teşkil etmektedir. Çünkü esasında bunlar oldukça geniş yüzeye sahip olan birer fotodiyottur. Birkaç diyot çeşitleri vardır.

Diğer İyot Çeşitleri:

• Mikrodalga Diyot
• Gunn Diyot
• IMPATT Diyot
• Pin Diyot
• Köprü Diyot
• Silikon Diyot
• Germanyum Diyot
• LED Diyot
• Zener Diyot
• Schottky Diyot
• Lazer Diyot
• Kristal Diyot
• Tünel Diyot
• Foto Diyot
• Varaktör Diyot
• Vidalı Diyot
• Tekli Diyot
• Boncuk Diyot
• Dual Diyot

Diyotlardan günümüzde birçok alanda oldukça önemli şekilde iyi bir fayda sağlanmaktadır. Bu kapsamda ters polarite koruması, lojik devre kapıları, güneş panelleri ya da çeşitli sensörlerde gerilim sıçramalarına yönelik koruma kapsamında kullanılabilmektedirler.

Diğer direnç nedir? yazımı’da okuyabilirsiniz.