SERİ DİYOTLAR
(PRATİK MODEL)
Bu örneği pratik model kullanarak çözeceğiz. Aynı sorunun ideal model ile çözümüne Diyot Devreleri-3-Seri Diyotlar-İdeal Model bağlantısından ulaşabilirsiniz.
Devre Şeması
Yukarıdaki devrede, diyotların eşik gerilimleri VF ise,
a) D1 ve D2 diyotları üzerine düşen voltajları ve
b) direnç üzerinden geçen akımı
bulalım.
Çözüm ve Açıklamalar
Voltaj kaynağı VIN, yeterli miktarda pozitif gerilim sağladığında, hem D1 hem de D2 diyotlarını doğru polarma yapar. Devremizde tek bir diyot olsaydı, eşik gerilimi kadar bir voltaj uygulanması bu diyotu doğru polarma yapmaya yeterli olacaktı. Yalnız, burada aşılması gereken iki eşik gerilimi var. Bu nedenle, voltaj kaynağının gerilimi en az bu iki diyodun eşik gerilimlerinin toplamı kadar olmalıdır. Başka bir deyişle, eğer besleme gerilimi (VIN), 2VF'den büyük olursa, her iki diyot da doğru polarma; aksi durumda ise, iki diyot da ters polarma olacaktır. VIN değeri için soruda bir sınırlama getirilmediğinden, her iki durumu da ayrı ayrı değerlendireceğiz.
i) Durum 1: VIN > 2VF
Bir diyot doğru polarmada ise, pratik modele göre VF değerinde bir voltaj kaynağına denktir. VIN > 2VF için her iki diyot da doğru polarma olduğundan, aşağıdaki devreyi elde ediyoruz.
Yukarıdaki devrede, üç voltaj kaynağı görüyoruz. Yönlerine dikkat edersek ...'in diğer ikisine ters bağlanmış olduğunu farkedebiliriz. Bu nedenle, üçü birlikte ... değerinde tek bir voltaj kaynağı gibi hareket eder. Bu voltaj kaynağı dışında devrede tek bir elemanımız kalıyor; o da R direnci. Tüm gerilimi direnç alacağından, üzerinde ... kadarlık bir gerilim oluşur. Artık direnç üzerindeki voltajı biliyoruz. Akımı ise Ohm Kanunu ile ... olarak buluruz.
i) Durum 2: VIN < 2VF
Diyotlar ters polarmadayken, açık devre gibi hareket ederler.
Dolayısıyla, devreden akım akmaz ve ... olur. Direncin üzerinden de akım geçmediğinden, üzerindeki voltaj düşümü 0 olmalıdır. Kirchhoff Voltaj Kuralı’na göre kaynaktan sağlanan voltaj değeri ile direnç ve diyotlar üzerindeki voltajların toplamı birbirine eşittir. Direnç üzerindeki voltaj sıfır olduğundan, diyotlar üzerindeki voltaj toplamının ... olduğunu söyleyebiliriz. Yalnız bu modele göre, iki diyot arasındaki bağlantı, devrenin diğer kısmından bağımsızdır ve her bir diyot üzerine düşen voltaj değeri tanımlamak anlamsız olacaktır. Bu durum kullandığımız modelin gerçekte olanları ifade etmekteki yetersizliğini göstermektedir. Daha gerçekçi modeller kullanıldığında anlamlı sonuçlar elde etmek mümkün. Eğer diyotların birbirinin tıpatıp aynısı ise (gerçekçi olmasa da), besleme gerilimi diyotlar arasında eşit olarak paylaşılır. Diyotların özellikleri birbirini tam olarak tutmuyorsa, toplam gerilim ... olacak şekilde diyotlar arasında bir voltaj paylaşımı olur.
... > ... için:
... ...
...
... < ... için:
... ...
...
Sayısal Örnekler
Sayısal Örnek 1
Aşağıdaki devrede (her bir diyotun eşik geriliminin 0.7 V olduğunu varsayıp, diyotlar için pratik model kullanarak) direnç üzerinden geçen akımı hesaplayalım.
Voltaj kaynağı tarafından sağlanan gerilim farkı, diyotları doğru polarma yapmaya yetmeyeceğinden (1 V < 4 × 0.7 V = 2.8 V) direnç üzerinden geçen akım sıfır olur.
...
Sayısal Örnek 2
Sayısal Örnek-1'i, 5V'luk besleme gerilimi için tekrar çözelim.
Bu defa besleme gerilimi dört diyotun eşik gerilimleri toplamından yüksektir (5 V > 4 × 0.7 V = 2.8 V). Tüm diyotlar doğru polarmadır ve dirençten geçen akım ... olarak bulunur.
...
Sayısal Örnek 3
Aşağıdaki devrede (her bir diyotun eşik geriliminin 0.7 V olduğunu varsayıp, diyotlar için pratik model kullanarak) direnç üzerinden geçen akımı hesaplayalım.
Bu devrede diyotlar birbirine ters bağlandığından akım geçmesine izin vermeyeceklerdir. Voltaj kaynağı dirence doğru üst koldan akım geçmesini tetiklese de, D2 ters polarma olduğundan bunu engelleyecektir. Böylece, geçen akım 0 olarak bulunur.
...
İlgili Bağlantılar
ÇÖZÜMLÜ ÖRNEKLER ÖRNEK 1A(İDEAL MODEL) ÖRNEK 1B(PRATİK MODEL) ÖRNEK 2A(İDEAL MODEL) ÖRNEK 2B(PRATİK MODEL) ÖRNEK 3A(İDEAL MODEL) ÖRNEK 3B(PRATİK MODEL) ÖRNEK 4A(İDEAL MODEL) ÖRNEK 4B(PRATİK MODEL) ÖRNEK 5A(İDEAL MODEL) ÖRNEK 5B(PRATİK MODEL)
