Varistör Sağlamlik Kontrolü

Varistörler, doğrusal olmayan direnç özelliği bulunan, gerilim kontrolü sağlayan elektronik devre elemanlarıdır. Varistör kelimesi, "variable resistor" tabirinden türetilmiştir. Varistörler, elektronik devre üzerine gelen elektrik enerjisinde voltaj yükselmesi durumları gerçekleştiğinde, direnci azaltmaya veya aynı şekilde voltaj düşük geldiği zamanlarda direnci artırmak suretiyle voltaj dalgalanmalarını sönümlendirmeye yarar. Bu sayede devrenin voltaj değişikliklerinden olumsuz yönde etkilenmesi ve devrenin diğer bileşenlerinin bozulması engellenmiş olur.

Varistörler, çeşitli maddelerden üretilir. Bunların arasında en yaygın olanı "çinko oksit" olmakla birlikte, bunun dışında "silikon karpit" ya da "titanyum dioksit" malzemelerinden de üretilmektedir. Bu malzemeler disk şeklinde üretilir ve üzeri plastik malzeme ile kaplanır. Daha sonra ise varistörün devreye bağlanması amacıyla altına devre bağlantı terminalleri monte edilir. Varistörün altında yer alan iki küçük metal ayak, devreye bağlantı noktalarını oluşturur.

VARİSTÖR SEMBOLÜ

Varistör devre elemanları, "voltaj kontrollü direnç" ya da "voltaja duyarlı direnç" olarak da adlandırılır. İngilizce'de "Voltage Dependent Resistor" yani Türkçe anlamıyla "gerilime bağlı direnç" tabirinin kısaltması olan "VDR" harfleri, varistörün sembolü olarak kullanılır. Bu elektronik devre elemanı kısaca "VDR" diye anılır.

VARİSTÖR NERELERDE KULLANILIR?

Varistörler, çeşitli enerji sistemleri üzerinde kullanılır. Voltaj kaynağı ile buna duyarlı elektronik devreler arasında, devreye paralel bağlama yöntemiyle bağlanarak kullanılır. Şebekeden gelen elektrik enerjisinde herhangi bir dalgalanma durumu olursa, varistörler devreye girerek voltaj dalgalanmasını kendi üzerinde sönümlendirir. Böylece özellikle aşırı yüksek voltajda gelen enerjinin devre üzerine binmesini engelleyerek, diğer devre elemanlarının zarar görmesini ya da bozulmasını engeller. Varistörlerin farklı çeşitleri de mevcuttur. En yaygın olarak kullanılan çeşitleri, metal oksit ve silikon karpit varistörlerdir. Çinko oksit taneciklerinden üretilen seramik şeklinde bir malzeme olan metal oksit varistörlerin içinde bizmut, manganez ve kobalt gibi maddeler de bulunabilir. Bu tür varistörler, çok yüksek güç ve voltaj kullanmakta olan devrelere daha uygundur. Varistörlerin kullanım alanları:

• Yüksek enerji gerektiren, endüstri alanında kullanılan sistemler
• Radyo iletişimine yarayan çeşitli ekipmanlar
• Telekomünikasyon teknolojileri
• Elektronik alet ve ekipmanlar
• Otomobillerde bulunan elektronik sistemler

VARİSTÖR NASIL BAĞLANIR?

Varistörler, elektronik devrelerin üzerine paralel bağlama metoduyla bağlanır.

VARİSTÖR NASIL ÇALIŞIR?

Varistör, gerilimin miktarına göre, gerilimle ters orantılı olacak şekilde dirence değişen önemli bir devre elemanıdır. Elektronik devre üzerine gelen enerjideki gerilim miktarı azaldığı zaman varistörün direnci artar, elektronik devre üzerine gelen enerjinin gerilimi arttığı zaman ise varistörün direnci azalır. Yani varistörler doğrusal olmayan bir direnç özelliğine sahiptir, voltaj kontrollü olarak çalışmaktadır. Elektronik devre üzerine gelen elektrik enerjisinin voltajı arttığında direnci azaltır, bu voltaj azaldığında ise dirence artırır. Böylece devre üzerine gelecek olan voltajdaki dalgalanmaları kendi üzerinde sönümlendirerek, devreye dalgalanma olmaksızın enerji ulaşmasını sağlar. Ancak varistörlerin sönümlendirebileceği gerilim miktarı da sınırlıdır. Buna göre, dirençli oldukları gerilim miktarına göre farklı değerlerde varistörler üretilir. Farklı elektronik devrelerde, devrenin nitelik ve ihtiyacına göre, farklı değerlerde varistörler kullanılır. Her varistör, kendi duyarlı olduğu maksimum voltaj dalgalanması seviyesinden daha yüksek bir gerilimle karşılaştığında patlayabilir. Varistörlerin direnç değerleri, üzerlerinde yazılı olarak bulunmaktadır.

VARİSTÖR SAĞLAMLIK TESTİ

Varistörler, sağlamlık kontrolüne tâbi tutulabilir. Elektronik devre ölçü aletini, en büyük direnç kademesine getirerek, ölçü aletinin iki kutbunu varistörün iki ayağına tutmak suretiyle, varistörde direnç ölçülür. Varistör sağlam ise, ölçü aletinin ölçebileceğinden çok daha yüksek bir direnç seviyesine sahip olmalıdır. Yani ölçü aletine tuttuğumuzda, ölçü aletinde herhangi bir direnç okunamaması gerekir. Ölçü aletinde hiçbir değişiklik yoksa, bu durumda varistör sağlam demektir. Bu test sırasında dikkat edilmesi gereken, varistörü ve ölçü aletini tutarken, varistörün yalnızca tek bir ayağına elimizi değdirebiliriz. Ölçüm sırasında varistörün her iki ayağına da elimizi değdirmemiz durumunda, ölçü aleti hatalı ölçüm yapacaktır. Bu durumda varistör sağlam olsa bile, sanki varistör arızalıymış gibi, hatalı bir direnç ölçümü gerçekleşecektir.

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI ELEKTRİK-ELEKTRONİK TEKNOLOJİSİ ANALOG DEVRE ELEMANLARI EE Ankara,  Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmış bireysel öğrenme materyalidir.  Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiştir.  PARA İLE SATILMAZ. İÇİNDEKİLER GİRİŞ 1 ÖĞRENME FAALİYETİ–1 3 1. DİRENÇLER 3 Tanımı ve İşlevi 3 Çeşitleri 4 Sabit Dirençler 4 Ayarlı Dirençler 7 Ortam Etkili Dirençler 10 Gerilim Etkili Dirençler (VDR-Varistörler) 12 Sabit Dirençlerin Renk Kodlarıyla Değerlerinin Bulunması 13 Analog ve Dijital Ölçü Aleti Kullanarak Farklı Direnç Çeşitlerinin Ölçülmesi 16 Direnç Bağlantıları 17 Seri Bağlantı 17 Paralel Bağlantı 18 Karışık Bağlantı 20 UYGULAMA FAALİYETİ 21 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME 23 ÖĞRENME FAALİYETİ–2 25 2. KONDANSATÖRLER 25 Tanımı ve İşlevi 25 Çeşitleri 26 Sabit Kondansatörler 26 Ayarlı Kondansatörler 28 Rakamlarla Kondansatör Değerinin Okunması 30 Avometre ile Sağlamlık Kontrolünün Yapılması 32 Kapasitemetre ile Kondansatörün Değerinin Ölçülmesi 32 LCRmetre ile Sağlamlık Kontrolünün Yapılması 32 Kondansatörlerin Bağlantıları 33 Seri Bağlantı 33 Paralel Bağlantı 33 Karışık Bağlantı 34 UYGULAMA FAALİYETİ 35 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME 37 ÖĞRENME FAALİYETİ–3 39 3. BOBİNLER 39 Tanımı, İşlevi ve Yapısı 39 Çeşitleri 40 Sabit Bobinler 40 Ayarlı Bobinler 44 LCRmetre ile Endüktans Ölçümü 44 UYGULAMA FAALİYETİ 45 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME 47 ÖĞRENME FAALİYETİ–4 48 4. TEMEL YARI İLETKEN ELEMANLAR, DİYOTLAR 48 İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken Maddeler 48 i P ve N tipi Yarı İletkenler 51 P ve N tipi Yarı İletkenlerde Elektron ve Oyuk Hareketi 52 P-N Yüzey Birleşmesi 54 Polarmasız P-N Yüzey Birleşmesi 54 Polarmalı P-N Yüzey Birleşmesi 54 Doğru Polarma 54 Ters Polarma 55 Diyodun Tanımı ve Yapısı 56 Çeşitleri 56 Kristal (Doğrultma Diyotları) Diyotlar 56 Zener Diyotlar 57 Foto Diyotlar 59 Işık Yayan Diyotlar 60 Analog-Dijital Ölçü Aletiyle Diyodun Sağlamlık Kontrolü 63 Analog-Dijital Ölçü Aletleriyle Diyodun Uçlarının Bulunması 63 Diyot Uygulamaları 64 Kristal Diyot Doğru ve Ters Polarma Karakteristiğinin çıkarılması 64 Zener Diyot Doğru ve Ters Polarma Karakteristiğinin Çıkarılması 65 Üç Renkli LED Uygulaması 67 Zener Diyot Uygulaması 68 UYGULAMA FAALİYETİ 69 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME 71 ÖĞRENME FAALİYETİ–5 73 5. TEMEL YARI İLETKEN ELEMANLAR (TRANSİSTÖRLER) 73 BJT Transistörler 74 PNP ve NPN Tipi Transistörlerin Yapısı 74 PNP ve NPN Tipi Transistörlerin Doğru ve Ters Yönde Polarmalandırması (Öngerilimleme) 75 PNP ve NPN Tipi Transistörlerde Akım ve Gerilim Yönleri 76 Transistörlerin Yükselteç Olarak Kullanılması 77 Akım Kazancı 77 Gerilim Kazancı 78 Transistörlerin Çalışma Kararlılığını Etkileyen Faktörler 80 Transistörün Anahtarlama Elemanı Olarak Çalıştırılması 81 Katalog Kullanarak Transistörlerin Bilgilerinin ve Karşılıklarının Bulunması 82 Transistörlerin Üzerindeki Harflerin ve Rakamların Okunması 83 SMD (Yüzey Montajlı) Transistörler 85 Analog ve Dijital Ölçü Aletleriyle Transistörün Sağlamlık Kontrolunun Yapılması85 Analog ve Dijital Ölçü Aletleriyle Transistörün Uçlarının Bulunması 87 LDR ve Transistör ile Bir Rölenin Kumanda Edilmesi 88 Darlington Bağlantı ile Bir DC Motorun Çalıştırılması Uygulaması 89 UYGULAMA FAALİYETİ 90 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME 93 MODÜL DEĞERLENDİRME 95 CEVAP ANAHTARLARI 97 KAYNAKÇA 99 ii AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALAR KOD EE ALAN Elektrik Elektronik Teknolojisi DAL/MESLEK Elektrik-Elektronik Teknolojisi Alan Ortak MODÜLÜN ADI Analog Devre Elemanları Elektronikte kullanılan analog devre elemanları ile ilgili MODÜLÜN TANIMI bilgi veren öğrenme materyalidir. SÜRE 40/32 ÖN KOŞUL Bu modülün ön koşulu yoktur. Analog devre elemanlarını tanımak, sağlamlık kontrolle- YETERLİK rini yaparak devre içerisinde kullanabilmek Genel Amaç Bu modül ile gerekli ortam sağlandığında, analog devre elemanlarını tanıyıp katalog bilgilerine uygun olarak elektronik devrelerde kullanabileceksiniz. Amaçlar 1. Dirençlerin yapısını, çeşitlerini, renk kodlarını tanıyarak analog ve dijital ölçü aletleriyle dirençleri ölçebilecek ve istenen özellikte direnç seçimini yapabileceksiniz. 2. Kondansatörlerin yapısını, çeşitlerini, renk kodlarını tanıyarak, analog ve dijital ölçü aletleriyle kondansatörleri ölçebilecek ve istenen özellikte MODÜLÜN AMACI kondansatör seçimini yapabileceksiniz. 3. Bobinlerin yapısını ve çeşitlerini tanıyarak analog ve dijital ölçü aletleriyle bunları ölçebilecek ve istenen özellikte bobin seçimini yapabileceksiniz. 4. Diyotların yapısını ve çeşitlerini tanıyarak diyotları analog ve dijital ölçü aletleriyle ölçebilecek, devrede kullanabilecek ve istenen özellikte diyot seçimini yapabileceksiniz. 5. Transistörlerin yapısını ve çeşitlerini tanıyarak bunları analog ve dijital ölçü aletleriyle ölçebilecek, devrede kullanabilecek ve istenen özellikte transistör seçimini yapabileceksiniz. Ortam: Atölye ve laboratuvar ortamı. EĞİTİM ÖĞRETİM OR- Donanım: Çeşitli analog devre elemanları, avometre, TAMLARI VE DONA- LCR metre, devre kurmak için breadboard, güç kaynağı, NIMLARI zil teli, değişik katologlar Modül içinde yer alan her öğrenme faaliyetinden sonra verilen ölçme araçları ile kendinizi değerlendireceksiniz. ÖLÇME VE DEĞERLEN- Öğretmen modül sonunda ölçme aracı (çoktan seçmeli DİRME test, doğru-yanlış testi, boşluk doldurma, eşleştirme vb.) kullanarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek sizi değerlendirecektir. iii iv GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Bu modül, elektrik-elektronik teknolojisinin temeli olan, analog devre elemanlarını içermektedir. Analog devre elemanları direnç, kondansatör, bobin ve diyot, transistör gibi yarı iletkenlerden oluşmaktadır. Bu elemanların teknik özeliklerini tanıyıp ayırt edebileceksiniz. Aynı zamanda sağ- lamlık kontrolünü de yapabileceksiniz. Burada alacağınız bilgiler, temel bilgiler olacağı için oldukça iyi öğrenmeniz gerekmektedir. Yoksa her çalışmanızda tekrar tekrar geriye dönmek zorunda kalacaksınız. 1 2 ÖĞRENME FAALİYETİ–1 ÖĞRENME FAALİYETİ–1 AMAÇ Dirençlerin yapısını, çeşitlerini, renk kodlarını tanıyacak, analog ve dijital ölçü aletle- riyle bunları ölçebilecek ve istenen özellikte direnç seçimi yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA  Farklı tiplerde dirençlerin fiziksel yapılarını inceleyiniz.  Dirençlerin görevlerini araştırınız. 1. DİRENÇLER Tanımı ve İşlevi Dirençler elektrik akımına zorluk gösteren elektronik devre elemanlarıdır. Direnç de- ğeri yüksek olursa içinden geçen akım değeri düşük olur. Bu olay Alman bilim adamı Ohm tarafından yılında bulunmuştur (Resim ). Direnç “R” harfi ile gösterilir, birimi ohmdur. Omega simgesi ile gösterilir (Ω). Bir iletkenden geçen elektrik akımına karşı iletkenin gösterdiği direncin birimidir. Bir iletkenin iki ucu arasına 1 voltluk bir gerilim uygulandığında, bu iletkenden 1 amperlik akım geçerse bu iletkenin direnci 1 ohmdur. 'teki Milletlerarası Elektrik Kongresi'nde tarif edilen milletlerarası ohm ise, ,3 cm uzunluğunda 0 °C ve 14, gram olan cıvanın bir doğru akıma gösterdiği direnç olarak tarif edilmiştir. Burada cıvanın bir milimetre karelik kesite sahip olduğu da kabul edilmektedir. Bir mikro ohm, 0, ohma ve bir mega ohm, ohma eş değerdedir. Resim George Simon Ohm 3 Çeşitleri Sabit dirençler, ayarlı dirençler ve ortam etkili dirençler olmak üzere üç başlık altında toplanır. Sabit Dirençler Direnç değeri değişmeyen dirençlere sabit direnç denir. Hassasiyetleri yüksektir. Sembolleri aşağıda gösterildiği gibidir (Resim ). Resim Sabit direncin sembolleri Telli Dirençler Telli dirençler gerek sabit direnç, gerekse de ayarlanabilen direnç olmak üzere değişik güçlerde ve değerlerde üretilebilmektedir. Telli dirençlerde, sıcaklıkla direnç değerinin de- ğişmemesi ve dayanıklı olması için nikel-krom, nikel-gümüş ve konstantan kullanılır. Telli dirençler genellikle seramik gövde üzerine iki katlı olarak sarılır. Üzeri neme ve darbeye karşı verniklidir. 10 Ω ile KΩ arasında 30 W'a kadar üretilmektedir (Resim ). Başlıca kullanım alanları; telekomünikasyon ve kontrol doğrultucularda kullanılır. Tellerin çift katlı sarılmasıyla endüksiyon etkisi kaldırılabildiğinden yüksek frekans devrele- rinde tercih edilir. Küçük güçlülerde ısınmayla direnci değişmediğinden ölçü aletlerinin aya- rında etalon (örnek) direnç kullanılır. Dezavantajları; direnç telinin kopması, çok yer kapla- ması ve büyük güçlü olanlarının ısınması gibi dezavantajları vardır. Resim Telli direnç 4 Karbon Dirençler Karbon karışımı veya karbon direnç, toz hâlindeki karbon ve reçinenin ısıtılarak eri- tilmesi yolu ile elde edilir. Karışımdaki karbon oranı direncin değerini belirler. Büyüklükle- rine göre ¼, ½, 1, 2, 3 W / 1Ω’dan 22 MΩ'a kadar değerlerde üretilir. Bu tür dirençlerin de- ğer hassasiyetleri % 5-% 20 aralığındadır. Hâlen en yaygın kullanılan türdür (Resim ). Resim Karbon direnç Film Dirençler Film kelimesi dilimize İngilizceden geçmiştir. Türkçe karşılığı zar ve şerit anlamına gelmektedir. Resim ’ten de anlaşıldığı gibi direnç, şerit şeklinde yalıtkan bir gövde üzeri- ne sarılmıştır. Bu durumu, bir fotoğraf filminin sarılışına benzetebiliriz. İki tür film direnç vardır. İnce film dirençler ve kalın film dirençler. İnce film dirençler şu şekilde üretilmektedir: Cam veya seramik silindirik bir çubuk üzerine "saf karbon", "nikel - karbon", "metal - cam tozu" karışımı "metal oksit" gibi değişik direnç sprey şeklinde püskürtülür. Püskürtülen bu direnç maddesi, çok ince bir elmas uçla veya lazer ışınıyla Resim ’te görüldüğü gibi belirli bir genişlikte, spiral şeklinde kesilerek şerit sargılar hâline dönüştürülür. Şerit sargıdan biri çıkarılarak diğer sargının sarımları arası izole edilir. Şerit genişliği istenilen şekilde ayarlanarak istenilen direnç değeri elde edilir. Kalın film dirençler, seramik ve metal tozları karıştırılarak yapılır. Seramik ve metal tozu karışımı bir yapıştırıcı ile hamur hâline getirildikten sonra seramik bir gövdeye şerit hâlinde yapıştırılır ve fırında yüksek sıcaklıkta pişirilir. Yukarıda açıklanan yöntemle, hem sabit hem de ayarlı direnç yapılmaktadır. Film dirençler toleransı en küçük olan dirençlerdir. Yani, istenilen değer tam tutturulabilmektedir. Bu nedenle hassas direnç gerektiren elektro- nik devreler için çok önemli bir dirençtir. Ayrıca maksimum akımda bile değeri pek değiş- memektedir. Resim Film direnç 5 Entegre Dirençler Çok sayıda direncin tek bir paket altına alınmasıyla elde edilen direnç türüdür. Bu ne- denle entegre direnç veya sıra direnç olarak adlandırılır. Paket içindeki tüm dirençler birer ayaklarından ortak bağlıdır. Diğer ayaklar serbesttir. Bu tür dirençlerin en önemli özelliği tüm dirençlerin aynı değere sahip olmasıdır (Resim ). Resim Entegre direnç Smd (Yüzey Montajlı) Dirençler Yüzey montaj teknolojisi (surface mount technology-SMT) yüzey montaj elemanlarını devre kartına doğrudan bağlamak için kullanılan teknolojidir. Delikler (through-hole technology) yardımıyla yapılan eski monte etme yöntemlerinden farklı bir şekilde bileşenler yüzeye monte edilir. Yüzey montaj aygıtları (surface mount devices-SMDs) hafif, ucuz, küçüktürler ve ay- rıca devre kartı üzerinde birbirine yakın bir şekilde yerleştirilebilirler. Dirençler yüzey mon- taj teknolojisine uyumlu, en çok kullanılan analog devre elemanıdır (Resim ). Resim SMD direnç 6 Ayarlı Dirençler Ayarlı dirençler genel olarak trimpot, potansiyometre ve reostalardan oluşur. Trimpotlar Devre direncinin bir veya birkaç defa ayarlandıktan sonra bu ayar değerinde sabit bı- rakıldığı yerlerde kullanılan dirençlerdir. İnce uçlu tornavida ile ayar yapılır. Düşük güce sahiptirler ve bu bakımdan elektronik devrelerde sıklıkla kullanılır (Resim - ). Resim Trimpotun sembolü Resim Trimpotun dış görüntüsü Potansiyometreler Devre direncinin çok sık değiştirilmesi gerektiği yerlerde kullanılır. Direnç değerinin değişimi el ile değiştirilmeye müsait ince ayar çubuğu sayesinde yapılır. Tıpkı trimpotlar gibi düşük güce sahiptirler, bu bakımdan elektronik devrelerde kullanılmaya müsaittir. Genelikle cihazların ön paneline monte edilir. Potansiyometreler üç başlık altında toplanır. Bunlar; lineer potansiyometreler, logaritmik potansiyometreler, çok turlu potansiyometrelerdir (Re- sim ). Resim Potansiyometrenin sembolü 7 Resim Potansiyometrenin dış görüntüsü  Lineer potansiyometreler Lineer potansiyometreler (doğrusal), potansiyometre milinin çevrilme açısına göre Resim ’de olduğu gibi direnci de doğrusal olarak artar. Resim Lineer eğri  Logaritmik potansiyometreler Logaritmik potansiyometrelerde dönüş açısına göre direnç değişim doğru orantılı de- ğildir, logaritmik olarak artar. Resim ’ten de görülüğü gibi mili çevirirken önce direnç değişimi küçük, sona doğru direnç değişim artar. Anti-logaritmik potansiyometrelerde ise önce direnç değişim yüksek, sona direnç değişim azalır. 8 Resim Logaritmik eğri  Çok turlu potansiyometreler Çok turlu potansiyometrelerde, her derece bir tur olarak kabul edilir. Hassas ayar yapmak istenen yerlerde kullanılır. Tur sayısı artıkça hassasiyeti artar (Resim ). Resim Çok turlu potansiyometre Reostalar Bu tip ayarlı direncin trimpotlar ve potasiyometrelerden ayrılan en büyük özelliği yük- sek güçlü devrelerde kullanılabilmesidir (Resim ). Dolayısıyla üzerinden yüksek akım geçebilir. Direnç ayarı el ile yapılır, ayar yapılan ucu tel üzerinde hareket ettirilerek istenilen değere sahip direnç elde edilir. Ayrıca reostaların ebatları trimpot ve potansiyometrelere göre oldukça büyüktür (reosta). 9 Resim Reosta Ortam Etkili Dirençler Ortam etkili dirençler, ışık etkili dirençler (LDR) ve ısı etkili dirençler (termistörler) olmak üzere ikiye ayrılır. Işık Etkili Dirençler Resim LDR sembolü Resim LDR dış görünüş LDR (fotodirenç, light dependent resistance), aydınlıkta az direnç, karanlıkta yüksek direnç gösteren devre elemanlarına denir (Resim ). Başka bir deyişle LDR'nin üzeri- ne düşen ışık değerine göre gösterdiği direnç değişimi ters orantılıdır. LDR'ler, CdS (kadmi- yum sülfür), CdSe (kadmiyum selinür), selenyum, germanyum ve silisyum vb. gibi ışığa 10 karşı çok duyarlı maddelerden üretilmektedir. LDR yapımında kullanılan madde, algılayıcı- nın hassasiyetini ve algılama süresini belirlemekte, oluşturulan tabakanın şekli de algılayıcı- nın duyarlılığını etkilemektedir. LDR'ye gelen ışığın odaklaşmasını sağlamak için üst kısım cam ya da şeffaf plastikle kaplanmaktadır. LDR'ler çeşitli boyutlarda üretilmekte olup gövde boyutları büyüdükçe güç değeri yükselmekte ve geçirebilecekleri akım da artmaktadır. Isı Etkili Dirençler Isı etkili dirençler negatif katsayılı direnç (NTC-negative temperature coefficient) ve pozitif katsayılı direnç (PTC-positivie temperature coefficient) olmak üzere ikiye ayrılır.  NTC Negatif ısı katsayılı termistörlerdir. Üzerindeki sıcaklık arttıkça direnci azalır, sıcaklık düştükçe direnci artar (Resim ). Resim NTC’nin sembolü Resim NTC dış görünüşü  PTC Pozitif ısı katsayılı termistördür. Üzerindeki sıcaklık arttıkça direnci artar, sıcaklık düştükçe direnci azalır (Resim ). 11 Resim PTC’nin sembolü Resim PTC dış görünüşü Gerilim Etkili Dirençler (VDR-Varistörler) Uçlarına uygulanan gerilim miktarı ile ters orantılı olarak direnç değeri değişen ele- manlara varistör denir (Resim ). Genellikle aşırı gerilimden korunmak veya frekans kaymasını önlemek amacıyla gerilim sabitlemesi istenen rezonans devrelerine yardımcı limitör devrelerinde kullanılır. Resim VDR’nin sembolü 12 Resim VDR dış görünüşü Sabit Dirençlerin Renk Kodlarıyla Değerlerinin Bulunması Sabit dirençlerin değeri genellikle üzerine yerleştirilen renk bantları yardımı ile bulu- nur. Renk bantları sayısı 4 renk ve 5 renk olmak üzere ikiye ayrılır. Direnç üzerindeki renk- ler okunarak direncin değeri ve toleransı okunabilir. Renklere karşılık gelen sayılar Çizelge ’de verilmiştir. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Çizelge Direnç renk kodları Resim ’te 5 renk ve 4 renk olarak KΩ’luk direncin renk kodları verilmiştir. 13 Resim Direnç renk kodları Örnek 1: Resim ’teki direncin değeri ve toleransı nedir? Resim Direnç 14 Çözüm: funduszeue.info= Turuncu=3 funduszeue.info=Turuncu=3 funduszeue.info=Beyaz=9 Çarpan=Siyah= Tolerans=Kahverengi=%1 Sonuç=Ω, Tolerans %1 Örnek 2: Resim ’daki direncin değeri ve toleransı nedir? Resim Direnç Çözüm: funduszeue.info= Kahverengi=1 funduszeue.info=Siyah=0 Çarpan=Kırmızı= Tolerans=Gümüş = % 10 Sonuç=Ω, Tolerans %10 Örnek 3: 27K Ω, % 5 toleranslı 4 renk kodlu direncin renkleri nelerdir? Çözüm: funduszeue.info= Kırmızı funduszeue.info=Mor Çarpan=Sarı Tolerans=Altın Örnek 4: Ω, % 1 toleranslı 5 renk kodlu direncin renkleri nelerdir? Çözüm: funduszeue.info= Kahverengi funduszeue.info=Gri funduszeue.info=Sarı Çarpan=Siyah Tolerans=Kahverengi 15 Analog ve Dijital Ölçü Aleti Kullanarak Farklı Direnç Çeşitleri- nin Ölçülmesi Analog avometre ile ölçüm yapmadan önce dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, ölçü aletinin sıfırlanmasıdır. Ölçü aleti ölçüm yapılacak kademeye alınır ve propları kısa devre edilir. İbrenin en sağa gittiği görülür. Genellikle en üstte, direnç skalası bulunur, bura- dan ofset trimpotu ile ibrenin sıfır üzerine gelecek şekilde ayarı yapılır. Bu ayar her ölçüm- den önce mutlaka, ölçüm yapılacak kademe için yapılmalıdır. Bir diğer nokta ise direnç öl- çümü yapılırken her iki proba ellerimizle dokunmamaktır. Dokunulursa özelikle yüksek de- ğerli dirençlerin yanlış ölçülmesine neden olur. Ölçümü yapılacak direnç propların uçlarına bağlanır. Ölçü aleti en üst kademeye alı- nır. İbredeki sapma mümkün derecede skalanın ortasına gelene dek kademe küçültülür. İbre- de sapma yakalandığında, skaladaki değer okunup ölçü aletinin kademesi ile çarpılarak di- renç değeri bulunur. Kademedeki “K” harfi anlamına gelir. Analog ölçü aletlerinde sağ taraf sıfırı, sol taraf sonsuzu gösterir (Resim ). Resim Analog avometre Dijital avometrelerde sıfırlama ayarı yapılmasına gerek yoktur. Bazı dijital avometrelerde kademe bulunmadığından direnç bağlandığında doğrudan kademeyi kendisi ayarlayarak ölçüm yapar. Kademesi olan avometrelerde ise direnç proplara bağlanır, ekranda en hassas değer okunana kadar kademe küçültülür ya da büyültülerek değer okunur. Yine okunan değer kademe ile çarpılarak direnç değeri bulunur. Dijital avometreler analoglara göre okuma kolaylığı sağlar (Resim ). 16 Resim Dijital avometre Direnç Bağlantıları Dirençler seri, paralel ve karışık olmak üzere üç şekilde bağlanır. Seri Bağlantı Dirençler Resim ’daki gibi ardı ardına bağlandığında seri bağlanmış olur. Eş de- ğer direnç ise hepsinin aritmetik olarak toplanması ile bulunur. Seri bağlantıda devreden geçen akım sabit, devre gerilimi devre dirençleri üzerine düşen gerilimlerin toplamına eşittir (Resim ). Resim Seri bağlı dirençler RAB = R1+R2+R3 Örnek 1: Resim ’deki devrede R1=10kΩ, R2=Ω R3=1kΩ RAB nedir? Çözüm: RAB = R1+R2+R3 RAB =10kΩ+0,1kΩ+1kΩ RAB =11,1KΩ 17 Resim Seri direnç devresi E = E1 + E2 + E3 En = I x Rn Örnek 2: Resim ’deki devrede R1=1kΩ, R2=2kΩ, R3=3kΩ, E=12V ise I=? ve E1=? Çözüm: R = R1+R2+R3 R =1kΩ+2kΩ+3kΩ R =6KΩ I=E/R I = 12V / 6KΩ I = 2 mA E1 = I x R1 E1 = 2mA x 1kΩ E1 = 2 Volt Paralel Bağlantı Dirençler Resim ’deki gibi uç uca bağlandığında paralel bağlanmış olur. Eş değer direnç ise hepsinin terslerinin toplamının tersidir. Paralel bağlantıda kol gerilimleri sabit, toplam akım kol dirençlerinden geçen akımların toplamına eşittir (Resim ). Resim Paralel bağlı dirençler 18 1/ RAB = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 RAB =(R1xR2)/(R1+R2) (Sadece iki direnç için geçerlidir) Örnek 1: Resim ’deki devrede R1=10kΩ, R2=Ω R3=1kΩ RAB nedir? Çözüm: 1/ RAB = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 1/ RAB = 1/10kΩ + 1/Ω + 1/1kΩ (Paydalar 10kΩ eşitlenir. 1/ RAB = 1/10kΩ + /10kΩ + 10/10kΩ 1/ RAB = /10kΩ RAB =10kΩ/=0,09kΩ=90Ω Resim Paralel direnç devresi I = I1 + I2 + I3 In = E / Rn Örnek 2: Resim ’deki devrede R1=3kΩ, R2=2kΩ R3=6kΩ R=?, I=?, I1=? nedir? Çözüm: 1/ R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 1/ R = 1/ 3kΩ + 1/2kΩ + 1/6kΩ 1/ R = 6/ 6kΩ R = 1kΩ I=E/R I = 12V / 1kΩ I = 12mA I1 = E / R1 I1 = 12V / 3 kΩ I1 = 4mA 19 Karışık Bağlantı Resim ’teki gibi dirençlerin seri ve paralel bağlanmasına karışık bağlantı denir. Önce paralel bağlı olan dirençlerin eş değeri hesaplanıp seri dirençlerle toplanır. Resim Karışık bağlı dirençler Örnek: Resim ’teki devrede R1=10kΩ, R2=Ω R3=1kΩ RAB nedir? Çözüm: RAB = R1 + (R2 x R3)/(R2+R3) RAB = 10kΩ + (0,1kΩ x1kΩ)/( 0,1kΩ +1kΩ) RAB = 10kΩ + 0,1(kΩ)2/1,1kΩ RAB = 10kΩ + 0,09kΩ RAB =10,09kΩ 20 UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ Dirençlerin yapısını, çeşitlerini, renk kodlarını tanıyarak analog ve direncin dijital ölçü aletleriyle ölçümünü ve istenen özellikte direnç seçimi yapınız. İşlem Basamakları Öneriler  Üzerinde renk kodları olan bir direnç  Okulunuz malzeme deposundan bir di- alınız. renç edinebilirsiniz.  Resim ’teki tablo yardımı ile diren-  Renk kodlarını okuyarak direncin değe- cin değerini ve toleransını tespit edebi- rini ve toleransını tespit ediniz. lirsiniz.  Direnç gücünü katolog ya da gücünü  Direncin gücünü tespit ediniz. bildiğiniz bir dirençle kıyaslayarak bu- labilirsiniz.  Bu uygulamayı 4 ve 5 renk kodlu di- rençlerle üçer defa yapınız. 21 KONTROL LİSTESİ Bu faaliyet kapsamında aşağıda listelenen davranışlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) işareti koyarak kendinizi değer- lendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1 Direncin tipini tespit edebiliyor musunuz? 2 Direnç değerini belirleyebiliyor musunuz? 3 Direncin gücünü tespit edebiliyor musunuz? 4 Kataloglar içerisindeki bilgileri anlayabiliyor musunuz? 5 Kullanacağınız devre için uygun direnci belirleyebiliyor musunuz? DEĞERLENDİRME Değerlendirme sonunda “Hayır” şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız “Evet” ise “Ölçme ve Değerlendirme”ye geçiniz. 22 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği işaretleyiniz. 1. Telli direnç yapımında aşağıdaki maddelerden hangisi kullanılmaz? A) Nikel-Krom B) Nikel-Demir C) Nikel-Gümüş D) Konstantan 2. SMD nedir? A) Yüzey montaj deliği B) Yüzey modül dizaynı C) Yüzey montaj aygıtı D) Yüzey montaj plaketi 3. Trimpot için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Gücü düşüktür. B) Az ayar yapılan yerlerde kullanılır. C) Boyutları küçüktür. D) Mil yardımı ile ayar yapılır. 4. Bu sembol, hangi elektronik elemanın sembolüdür? A) NTC B) Telli direnç C) Trimpot D) Potansiyometre 5. Aşağıdakilerden hangisi LDR için doğrudur? A) Isındıkça direnci düşer. B) Isındıkça direnci artar. C) Işıkla direnci düşer. D) Işıkla direnci artar. 6. Aşağıdakilerden hangisi NTC için doğrudur? A) Isındıkça direnci düşer. B) Isındıkça direnci artar. C) Işıkla direnci düşer. D) Işıkla direnci artar. 23 7. Aşağıdakilerden hangisi VDR için doğrudur? A) Gerilimle direnci doğru orantılı değişir. B) Isındıkça direnci artar. C) Işıkla direnci düşer. D) Gerilimle direnci ters orantılı değişir. 8. Kırmızı-mavi-sarı direncin değeri nedir? A) 26 4Ω B) 26 k Ω C) 26 Ω D) Ω 9. Hangi renk %10 tolerans anlamına gelir? A) Kahverengi B) Gümüş C) Altın D) Beyaz Paralel bağlı 3 kΩ ve 6 kΩ eş değeri kaçtır? A) Ω B) 2,2 kΩ C) 2 kΩ D) Ω Seri bağlı Ω ve Ω eş değeri kaçtır? A) Ω B) Ω C) Ω D) Ω 4 kΩ ve 2 kΩ’luk iki direncin paralel bağlı olduğu bir devre, 12 volt ile besleniyorsa 4 kΩ’luk direnç üzerinden ne kadar akım geçer? A) 3 Ma B) 4 Ma C) 6 Ma D) 12 mA 8 kΩ ve 4 kΩ’luk iki direncin seri bağlı olduğu bir devre, 12 volt ile besleniyorsa 4 kΩ’luk direnç üzerinden ne kadar gerilim bulunur? A) 2 V B) 4 V C) 8 V D) 12 V DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Ce- vaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 24 ÖĞRENME FAALİYETİ–2 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ–2 Kondansatörlerin yapısını, çeşitlerini, renk kodlarını tanıyacak; kondansatörleri, analog ve dijital ölçü aletleriyle ölçebilecek ve istenen özellikte kondansatör seçimi yapabi- leceksiniz. ARAŞTIRMA  Farklı tiplerde kondansatörler bulunuz.  Fiziki yapılarını inceleyerek kullanıldığı yerleri tahmin ediniz. 2. KONDANSATÖRLER Tanımı ve İşlevi İki iletken levha arasına di-elektrik adı verilen bir yalıtkan madde konulmasıyla elde edilen ve elektrik enerjisini depo edebilen devre elemanına kondansatör denir (Resim ). C harfi ile gösterilir ve birimi farad (F)dır. Resim Kondansatörün iç yapısı Kondansatör devrenin ilk çalışma anında kaynak gerilimine şarj olmaya başlar. Mak- simum şarj işlemi gerçekleşene kadar kondansatör üzerinden geçici olarak ve gittikçe azalan Ic akımı akar. Bu akım kondansatör kaynak gerilimine şarj olduğunda durur. Resim Kutupsuz ve kutuplu kondansatör sembolleri 25 Çeşitleri Sabit ve ayarlı olmak üzere iki gruba ayrılır. Sabit Kondansatörler Sabit kondansatörler, kâğıtlı, plastik, seramik, mika, elektrolitik, smd olmak üzere altı çeşittir. Kâğıtlı Kondansatörler Yalıtkanlık kalitesini artırmak için parafin maddesi emdirilmiş mm kalınlığındaki kâğıdın iki yüzüne mm kalınlığındaki kalay ya da alüminyum plakalar yapıştırılarak üretilmiş elemanlardır (Resim ). Kuru kâğıtlı, yağlı kâğıtlı, metalize kâğıtlı vb. modelleri bulunan kâğıtlı kondansatörler uygulamada yaygın olarak karşımıza çıkmaktadır. Kapasite değerleri genellikle 1 nF lle 20 µf arasında değişen kâğıtlı kondansatörlerin çalışma gerilim- leri ise volt ile volt arasında değişmektedir. Resim Kâğıtlı kondansatör iç yapısı Plastik Kondansatörler Yüksek frekanslı devrelerde pek tercih edilmez. Hassas kapasiteli olarak imal edilirler. Genellikle zamanlama, filtre veya birkaç yüz khz’lik frekanslı devrelerde kullanılabilir. Di- elektrik maddelerine göre üç türdür. Bunlar; polyester, polistren ve polipropilendir. Seramik Kondansatörler Di-elektrik maddesi olarak titanyum veya baryum kullanılarak imal edilir. Genellikle yüksek frekanslı devrelerde baypas kondansatörü olarak kullanılır (Resim ). Resim Seramik kondansatör 26 Mika Kondansatörler Di-elektrik maddesi mikadır (Resim ). Yalıtkan sabiti çok yüksek ve çok az kayıplı elemanlardır. Frekans karakteristikleri oldukça iyidir ve bu özeliklerinden dolayı rezonans ve yüksek frekanslı devrelerde kullanılır. Mikalı kondansatörlerin kapasite değerleri 1 pikofarad ile 0,1 mikrofarad arasında, çalışma voltajları V ile V arasında, toleransları ise % 2 ile % 20 arasında değişir. Resim Mika kondansatör Elektrolitik Kondansatörler Elektrolitik kondansatörlere kutuplu kondansatörler de denir. Pozitif ve negatif kutupları bulunan, alüminyum levhalar arasında asit borik eriyiğinin di-elektrik madde olarak kullanıldığı kondansatörlerdir. Negatif uç kondansatörün dış yüzeyini oluşturan alüminyum plakaya bağlıdır (Resim ). Resim Elekrolitik kondansatör Bu tip kondansatörler büyük kapasiteli olup en sık kullanılan kondansatörlerdir. Ge- nellikle filtre, gerilim çoklayıcılar, kuplaj - dekuplaj ve zamanlama devrelerinde kullanılır. Yüksek frekans karakteristikleri kötü olduğundan yüksek frekanslı devrelerde tercih edilmez. Elektrolitik kondansatörlerin üzerinde kapasite değeri dışında maksimum şarj gerili- mi de yazılıdır. lµF/50 V gibi. Bu gerilime kırılma gerilimi de denir. Kapasite seçimi yapar- ken aynı zamanda gerilim değerleri de dikkate alınmalıdır. Asla devreye ters bağlanmamalı ve şarj gerilimi üzerine çıkılmamalıdır. Böyle bir durumda kondansator di-elektrik özelliğini kaybeder ve bozulur. Alüminyum ve tantalyum plakalı olmak üzere iki tür elektrolitik kondansatör var- dır. İkisi arasındaki fark tantalyum oksidin yalıtkanlık sabiti daha büyüktür.  Alüminyum elektrolitik kondansatör Alüminyum oksitli anot folyo ile alüminyum katot folyodan oluşan sent şeklindeki iki plakanın arasına elektrolitik emdirilmiş kâğıt ile sarılarak elde edilen kutuplu kondansatörler- 27 dir. Alüminyum oksitli plakaya bağlı elektrot pozitif (+), alüminyum plakaya bağlı elektrot ise negatif (-) kutup olarak isimlendirilir.  Tantalyum elektrolitik kondansatör Tantalyum oksitli folyo şerit ile tantalyum folyo şeritten oluşur. Tantalyum oksitli plakaya pozitif (+), tantalyum plakaya ise negatif (-) kutup bağlanmıştır (Resim ). Resim Tantalyum elekrolitik kondansatör Elektrolitik kondansatörlerin hacmine göre kapasitelerinin büyük ve maliyetinin ucuz olması bir avantajdır. Ancak kaçak akımlar büyüktür ve ters bağlantı hâlinde bozulmaları birer dezavantajdır. SMD Kondansatörler Çok katmanlı elektronik devre kartlarına yüzey temaslı olarak monte edilmeye uygun yapıda üretilmiş kondansatörlerdir. Boyutları diğer kondansatörlere göre çok daha küçüktür ancak mercimek ve mika kondansatörlerle erişilen sığa değerlerine sahip olarak üretilir. Üze- rindeki kodların okunuşları markadan markaya farklılık gösterir. Resim SMD kondansatör Ayarlı Kondansatörler Varyabl ve trimer kondansatör olmak üzere gruba ayrılır. Varyabl Kondansatörler Bu gruba giren kondansatörler, İngilizce adı ile varyabl (variable) olarakta anılmakta- dır. "Varyabl" kelimesinin Türkçe karşılığı "değişken"dir. Varyabl kondansatörler paralel bağlı çoklu kondansatörden oluşmaktadır. Bu kondansatörlerin birer plakası sabit olup diğer plakaları Resim ’da görüldüğü gibi bir mil ile döndürülebilmektedir. Böylece kondansa- törlerin kapasiteleri istenildiği gibi değiştirilebilmektedir. Hareketli plakalar sabit plakalar- 28 dan uzaklaştıkça karşılıklı gelen yüzeyler azalacağından kapasitede küçülecektir. Hareketli plakalara rotor, sabit plakalara stator denmektedir. Resim Varyabl kondasatörün sembolü Resim Varyabl kondansatör Plakalar genelde alüminyum veya özel amaçlar için gümüş kaplı bakırdır. Plakalar arasında yalıtkan madde olarak genellikle hava vardır. Bazı özel hâllerde, mika plastik ve seramik de kullanılmaktadır. Bazen vakumlu (havasız) da yapılmaktadır. Havalı ve yalıtkanlı kondansatörlerde bir miktar kaçak (leakage) akımı vardır. Vakumlu olanlarda hiç kaçak yok- tur. Vakumlu kondansatörlerde; çalışma gerilimi 50 KV'a ve frekansı MHz'e kadar çıkabilmektedir. Kapasitif değeri ise pF arasında değişir. Havalılarda ise kapasite pF'a kadar çıkabilmektedir. Varyabl kondansatörler ile büyük kapasitelere ulaşılamamakla beraber, yukarıda belirtildiği gibi çok büyük gerilimlerle ve frekanslarda çalışılabilmektedir. Bazı uygulamalarda, aynı gövdede iki varyabl kondansatör kullanılır. Bunlardan birinin roto- ru, statordan uzaklaştırılırken diğerinin rotoru ters bir çalışma şekli ile statoruna yaklaşır. Varyabl kondansatörün kullanılma alanları:  Radyo alıcıları (Plakaları çok yakın ve küçüktür.)  Radyo vericileri  Büyük güçlü ve yüksek frekans üreticileri (Plakalar arası 2,5 cm 'dir.) Trimer Kondansatörler Kapasite değeri tornavida ile değiştirilebilen ayarlı kondansatörlerdir. Trimer kondan- satörlerde ayar vidasına bağlı derece dönebilen levhalar ile yüzey alanı değiştirilmesiyle kapasite değeri azaltılıp çoğaltılabilir. Trimer kondansatörlerin boyutları ve kapasite değerle- ri küçüktür. Bu çeşit kondansatörler FM verici, telsiz vb. devrelerde kullanılır. Resim Trimer kondansatör sembolü 29 Resim SMD trimer kondansatör Rakamlarla Kondansatör Değerinin Okunması Kondansatörlerin kapasite değerleri ve çalışma voltajları arttıkça gövde boyutları da artar. Gövde boyutu yeterli olduğunda kondansatörün kapasite değeri ve çalışma voltajı kon- dansatör üzerine yazılır. Küçük gövdeli kondansatörlerde ise bazı kısaltmalar kullanılırak bu değerler kodlanmıştır. Kapasite değerlerinin kodlanması için rakamlar ya da renkler kullanı- labilir.  Kondansatörlerin rakamlar ile kodlanması Rakamlar ile yapılan kodlamalarda bazı kısaltmalardan yararlanılır. Örneğin sıfır yeri- ne yalnızca . konur. Tolerans değerleri de harfler ile gösterilir. Bu durumda; B : % 0,1 C : % 0,25 D : % 0,5 F:%1 G:%2 J:%5 K : % 10 M : % 20 Örnekler: p68 kodu = 0,68 pikofarad 15 kodu = 15 pikofarad kodu = pikofarad kodu = pikofarad kodu = pikofarad kodu = pikofarad kodu = pikofarad 1n kodu = 1 nanofarad 1n2 kodu = 1,2 nanofarad 33 n kodu = 33 nanofarad , kodu = 0, mikrofarad ,05 kodu = 0,05 mikrofarad 30  Kondansatörlerin renk bandları ile kodlanması Kondansatörlerin kapasite, voltaj ve tolerans değerleri renk bantları ile kodlanırken di- rençlerde olduğu gibi tam bir standardizasyon olmadığından değişik şekillerde yapılan kod- lamalar ile karşılaşılabilir. Kondansatörlerin renk kodlarının rakamsal karşılığı bulunurken renkler yukarıdan aşağıya ya da soldan sağa doğru okunur. Bulunan değerler pikofarad cin- sindendir. Üç renk bandı ile yapılan kodlama: Bu şekilde yapılan kodlamalarda ilk iki bant bi- rinci ve ikinci sayı, üçüncü bant ise çarpandır. Dört renk bandı ile yapılan kodlama: İlk iki renk birinci ve ikinci sayı, üçüncü renk çarpan, dördüncü renk ise tolerans değerini belirtir. Beş renk bandı ile yapılan kodlama: İlk iki renk birinci ve ikinci sayı, üçüncü renk çarpan, dördüncü renk tolerans, beşinci renk ise çalışma voltajını belirtir. Altı renk bandı ile yapılan kodlama: İlk iki renk birinci ve ikinci sayı, üçüncü renk çarpan, dördüncü renk tolerans, beşinci renk çalışma voltajı ve altıncı renk de sıcaklık katsa- yısını belirtir. Resim Kondansatör renk kodları Örnek: Resim ’teki kondansatörün renkleri sırasıyla mavi, kırmızı, kahverengi, kahverengi, kırmızı ise bu renklerin anlamı nedir? ÇözümX = pF %1 = Tolerans Volt değerindedir. Avometre ile Sağlamlık Kontrolünün Yapılması Kondansatörün sağlamlık kontrolü analog avometre ile ohm kademesinde yapılır. İlk önce kondansatörün iki ucu kısa devre edilir daha sonra avometre ohm kademesine alınır. Avometrenin kırmızı ucu kondansatörün eksi ucuna, siyah ucu ise kondansatörün artı ucuna bağlanmalıdır. Sağlam kondansatörde ibre önce sapar sonra tekrar geri döner. Küçük değerli kondansatörlerde sapma ve geri gelme hızlı, büyük değerli kondansatörlerde ise daha yavaş- tır. Kapasitemetre ile Kondansatörün Değerinin Ölçülmesi Bu konuya “ LCRmetre ile Sağlamlık Kontrolünün Yapılması” başlığı altında de- ğinilecektir. LCRmetre ile Sağlamlık Kontrolünün Yapılması LCRmetre ile kondansatör değeri ölçülür. Kondansatörün üzrindeki değer ile LCRmetreden okunan değer aynı ise kondansatör sağlamdır. Farklı bir değer okunursa kon- dansatör bozuktur. 32 Kondansatörlerin Bağlantıları Kondasatörlerde dirençler gibi seri, paralel, karışık olmak üzere üç şekilde bağlanır. Seri Bağlantı Resim ’teki gibi kondansatörlerin art arda bağlanmasına seri bağlantı denir. Top- lam kapasite kondansatörlerin terslerinin toplamının tersine eşittir. Kondansatörler seri bağ- lanırken zıt kutuplar birbirine bağlanmalıdır. Resim Kondansatörlerin seri bağlanması 1/CAB = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 CAB =(C1xC2)/(C1+C2)(Sadece iki kondansatör için geçerlidir.) Örnek: Resim ’teki devrede C1=10µF, C2=20µF C3=1µF CAB nedir? Çözüm: 1/CAB = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 1/ CAB = 1/10µF + 1/20µF + 1/1µF (Paydalar 20µF eşitlenir.) 1/ CAB = 2/20µF + 1/20µF + 20/20µF 1/ CAB = 23/20µF CAB =20µF/23=0,86µF Paralel Bağlantı Resim Kondansatörlerin paralel bağlanması 33 Kondansatör Resim ’teki gibi ardı ardına bağlandığında paralel bağlanmış olur. Eş değer kapasite ise hepsinin aritmetik olarak toplanması ile bulunur. Kondansatörler paralel bağlanırken aynı kutuplar birbirine bağlanmalıdır. CAB = C1+C2+C3 Örnek: Resim ’deki devrede C1=10µF, C2=µF C3=1µF CAB nedir? Çözüm: CAB = C1+C2+C3 CAB =10µF +µF +1µF CAB =µF Karışık Bağlantı Resim ’daki gibi kondansatörlerin seri ve paralel bağlanmasına karışık bağlantı denir. Önce paralel bağlı olan kondansatörlerin eş değeri hesaplanıp seri kondansatörlerle toplanır. Resim Kondansatörlerin karışık bağlanması Örnek: Resim ’daki devrede C1=10µF, C2=10µF C3=10µF CAB nedir? Çözüm: CAB = C1 + (C2 x C3)/(C2+C3) CAB = 10µF + (10µF x10µF)/( 10µF +10µF) CAB = 10µF + (µF)2/20µF CAB = 10µF + 5µF CAB =15µF 34 UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ Kondansatörlerin yapısını, çeşitlerini, renk kodlarını tanıyarak kondansatörleri analog ve dijital ölçü aletleriyle ölçünüz ve istenen özellikte kondansatör seçimi yapınız. İşlem Basamakları Öneriler  Üzerinde renk kodları olan veya rakam  Okulunuz malzeme deposundan bu bulunan birkaç tane kondansatör alınız. kondansatörleri edinebilirsiniz.  Renk kodlarını okuyarak kondansatörün  Resim ve Çizelge ’deki tablo değerini, toleransını ve gerilimini tespit yardımı ile kondansatörün değerini ve ediniz. Üzerinde rakam varsa bu rakam- toleransını tespit edebilirsiniz. ları okuyarak kondansatörün değerini be- lirleyiniz.  Bu uygulamayı farklı kondansatörlerle üçer defa yapınız. 35 KONTROL LİSTESİ Bu faaliyet kapsamında aşağıda listelenen davranışlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) işareti koyarak kendinizi değer- lendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1 Kondansatörün tipini belirleyebiliyor musunuz? 2 Kondansatörün gerilim değerini belirleyebiliyor musunuz? 3 Kondansatörün kapasite değerini belirleyebiliyor musunuz? 4 Katalog bilgilerini okuyabiliyor musunuz? 5 Devre için uygun kondansatörü seçebiliyor musunuz. DEĞERLENDİRME Değerlendirme sonunda “Hayır” şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız “Evet” ise “Ölçme ve Değerlendirme”ye geçiniz. 36 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği işaretleyiniz. 1. Kondansatör için aşağıda verilen ifadelerin hangisi yanlıştır? A) Elektrik enerjisini depo eder. B) İki yalıtkan arasında bir iletken bulunur. C) Birimi faraddır. D) Paralel bağlı kondansatörlerde toplam sığa, kapasitelerin aritmetik toplamına eşittir. 2. Seri bağlı 6µF ve 3µF iki kondansatörün toplamı nedir? A) 1µF B) 2µF C) 3µF D) 4µF 3. Kâğıt kondansatörler hangi gerilim değeri arasında çalışır? A) VV B) VV C) VV D) VV 4. Plastik kondansatörler hangi maddeden yapılmaz? A) Polyester B) Polipropilen C) Poliüreten D) Polistren 5. Aşağıdakilerden hangisi kutuplu kondansatördür? A) Mika B) Elektrolitik C) Seramik D) Kâğıtlı 6. Üzerinde yazan kondansatörün değeri kaçtır? A) µF B) nF C) 1nF D) 0,1µF 37 7. Üzerinde 1 n8 yazan kondansatörün değeri kaçtır? A) 18 µF B) nF C) 18 nF D) 18 µF 8. Üzerinde p22 yazan kondansatörün değeri kaçtır? A) 22 pF B) pF C) 0,22 pF D) 0, pF 9. Üzerinde kırmızı, mavi, kahverengi, kırmızı, sarı renkle bulunan kondansatörün değeri nedir? A) 26 pF, %1, V B) pF, %2, V C) 26 nF, %1, V D) pF, %1, V DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Ce- vaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 38 ÖĞRENME FAALİYETİ–3 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ–3 Bobinlerin yapısını ve çeşitlerini tanıyarak analog ve dijital ölçü aletleriyle bunları öl- çebilecek ve istenen özellikte bobin seçimini yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA  Bobinlerin kullanıldığı yerleri araştırınız. 3. BOBİNLER Tanımı, İşlevi ve Yapısı Genellikle nüve adı verilen dayanıklı yalıtkan üzerine izoleli iletken tellerin sarmal bir şekilde yan yana ve üst üste sarılmasıyla elde edilen devre elemanına bobin denir. L harfi ile gösterilir ve birimi Henry (H)’dir (Resim ). Resim Bobin Bobinler, çeşitli ölçü ve görünümdeki parçalar üzerine sarılır. Bu parçalara mandren adı verilir. Yine bobinlerde ise mandren içerisinde sabit veya hareketli bir parça daha bulu- nur. Bobinin mandreni içerisinde bulunan parçaya ise nüve denir. Mandren ve nüve kulla- nılmadan yapılmış bobinler de mevcuttur. Bu tür bobinler hava nüveli bobinler olarak tanım- lanır. Bobin telinin her bir sarımına spir denir. Bobinler elektrik akımına direnç gösterir. Üzerinden geçen akım nedeniyle elektro- manyetik bir alan ve akım ile gerilim arasında faz farkı oluşturulur. Bu özelliklerden dolayı bobinler kullanıldıkları devrelerde elektromanyetik etki ve faz farkı meydana getirir. Bobinler DC ve AC devrelerde kullanılabilir. DC gerilim ile çalışmada bobin üzerin- den sabit bir manyetik alan meydana gelir. Bu durumda bobin direnç gibi davranır. Bobinin DC’deki direnci, sarımda kullanılan telin direnci kadardır. Bobine AC gerilim uygulandığında ise üzerinden geçen akım değişimine bağlı olarak değişken bir manyetik alan oluşur. Bobinin alternatif akım değişimlerine karşı gösterdiği zorluğa endüktans ve alternatif akımda gösterdiği direnç değerine ise endüktif reaktans denir. 39 Çeşitleri Sabit ve ayarlı olmak üzere iki tip bobin vardır. Sabit Bobinler Hava nüveli, ferit nüveli, demir nüveli, smd (yüzey montajlı) bobinler olmak üzere dört çeşit sabit bobin bulunmaktadır. Hava Nüveli Bobinler Resim Hava nüveli bobin sembolü Resim Hava nüveli bobin Nüve olarak hava kullanılır. Sembolü Resim ’de verilmiştir. Yüksek frekanslı dev- relerde, geneliklle AM-FM alıcı ve vericilerde, bant geçiren filtre devrelerinde, test cihazla- rında kullanılır. Oldukça küçük endüktans değerine sahip üretilir (13 nH nH). Omik dirençleri oldukça küçüktür (Resim ). 40 Ferit Nüveli Bobinler Resim Ferit nüveli bobin sembolü Pirinç, polyester veya demir tozundan yapılmış nüve üzerine sarılır. Bu tip bobinlerin endüktansı genellikle µH seviyelerindedir. Güç bobini olarak kullanılan türlerinin endüktansı mH seviyesindedir. Yüksek frekanslı devrelerde, radyo alıcı-vericilerinde kullanılır. Resim Ferit nüveli bobin Ferit nüveli dolu ve hava oluklu olmasına göre ayrıca iki türü vardır. İçi dolu ferit nü- veli bobinler büyük, orta ve küçük ebatlı olarak üretilir. Toleransları % 15 ve DC’deki direnç değeri 0, Ω - Ω arasında değişir. 20 mA ile 4 A arasında çalışacak şekilde üretilir. Anahtarlamalı mod güç kaynaklarında, SCR ve triyak kontrolerinde kullanılır. Endüktanları 1µH ile mH arasında değişir. Küçük ebatlı ferit nüveli bobinlerin endüktans değeri renk kodu ile okunur. Diğerlerinde harf ve rakam kodlaması vardır. Daha çok düşük güç devrele- rinde kullanılır. İçi oyulmuş silindir şeklindeki ferit nüveli bobinler Resim ’da gösterilmiştir. Güç kaynaklarında, bataryaları şarj etmede, filtre ve jeneratör devrelerinde kullanılır. 20 mA ile 27 A arasında çalışacak şekilde üretilir. Yüksek güçlü devrelerde kullanılabilir. Ferit nüve polyolefin maddesinden oluşmuştur. 41 Resim Ferit nüveli bobin Toroidal nüveli bobinler (Resim ), anahtarlamalı tip güç kaynaklarında, radyo fre- kans devreleri gibi yüksek frekanslı devrelerinde kullanılır. Endüktansları 1µH ile 1H ara- sında değişebilir. DC dirençleri ortalama 0,Ω’dur. 25WW güce sahiptir. Resim Toroidal nüveli bobin Demir Nüveli Bobinler Resim Demir nüveli bobin sembolü 42 Resim Demir nüveli bobin Birer yüzeyleri yalıtılmış ince demir sacların art arda birbirlerine yapıştırılmasıyla elde edilen nüvedir ve bobin bu nüvenin üzerine sarılır. Düşük frekanslarda kullanılır. Bunlara örnek transformatörler verilebilir (Resim ). SMD Bobinler Çok katmanlı elektronik devre kartlarına yüzey temaslı olarak monte edilmeye uygun yapıda üretilmiş bobinlerdir. Boyutları diğer bobinlere göre çok daha küçüktür. Sayısal sis- temlerde sıkça kullanılır. Farklı kılıf modellerinde üretilir. Üzerine değeri rakam, harf veya renkler ile kodlanır. Resim SMD toroid demir nüveli bobin 43 Ayarlı Bobinler Resim Ayarlı bobin sembolü Resim Ayarlı bobin sembolü Nüvenin mandren içindeki hareketi ile endüktif dirençleri değişebilen bobinlerdir. Nü- ve mandren içerisine girdikçe değer artar. Dışarıya çıktıkça değer azalır. Endüktans değeri bir tornavida yardımıyla nüvenin aşağıya yukarıya hareket ettirilmesi suretiyle değiştirilir. Alıcı ve verici devrelerinde kullanılan muayyen denilen malzemeler bu özelliktedir. Ayarlı bobinler endüktansları, yatay ve dikey ayarlanabilir şekilde, dış yüzeyi kılıflı veya kılıfsız olmak üzere ikiye ayrılır. Çoğunlukla dört pinli olmalarına rağmen beş pinli olanları da bu- lunmaktadır. LCRmetre ile Endüktans Ölçümü Bobinlerin endüktansları LCRmetre cihazlarının endüktans (L) kademesinde ölçülür. LCR metrenin komütatör anahtarı endüktans ölçme konumuna getirilir. Ölçüme küçük endüktans değerli kademeden başlanması daha uygundur. Eğer bobin endüktansı büyükse ve sonuç olarak ekranda değer okunmuyorsa kademe bir basamak yukarı çıkartılabilir. Bu işle- me ekranda uygun endüktans değeri okunana kadar devam edilir. Bobinlerde kutup yönü olmadığından propların bobine istenen yönde paralel olarak bağlanması yeterlidir. 44 UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ Bobinlerin yapısını ve çeşitlerini tanıyarak analog ve dijital ölçü aletleriyle ölçünüz ve istenen özellikte bobin seçiniz. İşlem Basamakları Öneriler  1 mm2 kesitinde bobin, ferit nüve ve  Okulunuz malzeme deposundan bu kalem edininiz. malzemeleri edinebilirsiniz.  Kalem ve ferit nüve üzerine 10 spir sara-  Bobinleri yan yana sıkı bir şekilde sar- rak uçlarını kesiniz. malısınız. Bobin uçlarındaki emayeyi ise bir çakı yardımı ile kazıyabilirsiniz.  LCRmetre ile her iki bobininde  İki endüktans arasındaki farkı ve hangi- endüktanslarını ölçünüz. sinin neden büyük olduğunu öğrendiği- niz bilgiler ile yorumlayınız. 45 KONTROL LİSTESİ Bu faaliyet kapsamında aşağıda listelenen davranışlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) işareti koyarak kendinizi değer- lendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1 Bobinin tipini belirleyebiliyor musunuz? 2 Bobinin endüktansını belirleyebiliyor musunuz? 3 Bobin kataloglarını okuyabiliyor musunuz? 4 Uygun bobini belirleyebiliyor musunuz. DEĞERLENDİRME Değerlendirme sonunda “Hayır” şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız “Evet” ise “Ölçme ve Değerlendirme”ye geçiniz. 46 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıda boş bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlış ise Y yazınız. 1. ( ) Bobinin mandreni içerisinde bulunan parçaya nüve denir. 2. ( ) Bobinler sadece AC devrelerde kullanılabilir. 3. ( ) Torodial nüveli bobinler, anahtarlamalı tip güç kaynaklarında, radyo frekans dev- releri gibi yüksek frekanslı devrelerinde kullanılır. 4. ( ) Bobinlerin endüktansları LCRmetre ile ölçülür. 5. ( ) Ferit nüveli bobinler, çok katmanlı elektronik devre kartlarına yüzey temaslı ola- rak monte edilmeye uygun yapıda üretilmiş bobinlerdir. DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Ce- vaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 47 ÖĞRENME FAALİYETİ–4 ÖĞRENME FAALİYETİ–4 AMAÇ Diyotların yapısını ve çeşitlerini tanıyarak analog ve dijital ölçü aletleriyle ölçümünü yapabilecek, devrede kullanabilecek ve istenen özellikte diyot seçimi yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA  İletken, yalıtkan ve yarı iletken maddeleri araştırınız.  P ve N tipi maddelerin özeliklerini araştırınız.  Diyot çeşitlerini ve devrede hangi amaçlarla kullanıldıklarını araştırınız. 4. TEMEL YARI İLETKEN ELEMANLAR, DİYOTLAR İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken Maddeler Resim Atom kesiti Yeryüzündeki bütün maddeler, atomlardan oluşmuştur. Atom ise ortada bir çekirdek ve bunun etrafındaki değişik yörüngelerde hareket eden elektronlardan oluşmaktadır (Resim ). Elektronlar, negatif elektrik yüküne sahiptir. Bir etkime yolu ile atomdan ayrılan elekt- 48 ronların bir devre içerisindeki hareketi, elektrik akımını oluşturur. Elektronların her madde içerisindeki hareketi aynı değildir. Resim Yalıtkan, yarı iletken, iletken enerji bantları Elektron hareketine göre maddeler üçe ayrılır: İletkenler, yalıtkanlar ve yarı iletkenler. Resim ’de bu maddelerin enerji bantları görülmektedir. İletkenliğin sağlanması için bu enerji bandının aşılması gerekmektedir.  İletkenlerin başlıca özellikleri:   Elektrik akımını iyi iletir. Atomların dış yörüngesindeki elektronlar atoma zayıf olarak bağlıdır. Isı, ışık ve elektriksel etki altında kolaylıkla atomdan ayrılır.   Dış yörüngedeki elektronlara valans elektron denir.  Metaller, bazı sıvı ve gazlar iletken olarak kullanılır.  Metaller, sıvı ve gazlara göre daha iyi iletkendir. Metaller de iyi iletken ve kötü iletken olarak kendi aralarında gruplara ay-  rılır. Atomları 1 valans elektronlu olan metaller, iyi iletkendir. Buna örnek ola-  rak altın, gümüş, bakır gösterilebilir. Bakır tam saf olarak elde edilmediğinden altın ve gümüşe göre biraz daha kötü iletken olmasına rağmen, ucuz ve bol olduğundan en çok kullanılan  metaldir. Atomlarında 2 ve 3 valans elektronu olan demir (2 dış elektronlu) ve alüminyum (3 dış elektronlu) iyi birer iletken olmamasına ve bakıra karşı daha az mukavemetli olmasına rağmen ucuz ve bol olduğu için geçmiş yıllarda kablo olarak kullanılmıştır. 49  Yalıtkanların başlıca özelikleri:   Elektrik akımını iletmeyen maddelerdir. Bunlara örnek olarak cam, mika, kâğıt, kauçuk, lastik ve plastik maddeler  gösterilebilir.  Elektronları atomlarına sıkı olarak bağlıdır. Bu maddelerin dış yörüngedeki elektron sayıları 8 ve 8 'e yakın sayıda olduğundan atomdan uzaklaştırılmaları zor olmaktadır.  Yarı İletken maddelerin özellikleri:  İletkenlik bakımından iletkenler ile yalıtkanlar arasında yer alır.   Normal hâlde yalıtkandır. Ancak ısı, ışık ve magnetik etki altında bırakıldığında veya gerilim uygu- landığında bir miktar valans elektronu serbest hâle geçer, yani iletkenlik  özelliği kazanır. Bu şekilde iletkenlik özelliği kazanması geçici olup dış etki kalkınca  elektronlar tekrar atomlarına döner. Tabiatta basit eleman hâlinde bulunduğu gibi laboratuvarda bileşik ele-  man hâlinde de elde edilir. Yarı iletkenler kristal yapıya sahiptir. Yani atomları kübik kafes sistemi  denilen belirli bir düzende sıralanmıştır. Bu tür yarı iletkenler, yukarıda belirtildiği gibi ısı, ışık, etkisi ve gerilim uygulanması ile belirli oranda iletken hâle geçirildiği gibi, içlerine bazı  özel maddeler katılarak da iletkenlikleri artırılmaktadır. Katkı maddeleriyle iletkenlikleri artırılan yarı iletkenlerin elektronikte ay- rı bir yeri vardır. Bunun nedeni Çizelge 'de görüldüğü gibi elektronik devre elemanlarının üretiminde kullanılmalarıdır. Elektroniğin iki temel elemanı olan diyot ve transistörlerin üretiminde kullanılan ger- manyum (Ge) ve silikon (Si) yarı iletkenleri gelecek bölümde daha geniş olarak incelenecek- tir. ADI KULLANILMA YERİ Germanyum (Ge) (Basit eleman) Diyot, transistör, entegre, devre Silikon (Si) (Basit eleman) Diyot, transistör, entegre, devre Selenyum (Se) (Basit eleman) Diyot Bakır oksit (kuproksit) (CuO) (Bileşik eleman) Diyot Galliyum Arsenid (Ga As) (Bileşik eleman) Tünel diyot, laser, fotodiyot, LED Indiyum Fosfur (In P) (Bileşik eleman) Diyot, transistör Kurşun Sülfür (Pb S) (Bileşik eleman) Güneş pili (Fotosel) Çizelge Elektronikte yararlanılan yarı iletkenler ve kullanılma yerleri 50 Resim Silisyum ve germanyum atomu P ve N tipi Yarı İletkenler Resim Oyuğun oluşması Bor maddesinin de valans yörüngesinde 3 adet elektron bulunmaktadır. Silisyum maddesine bor maddesi enjekte edildiğinde atomların kurduğu kovalent bağlardan bir elekt- ronluk eksiklik kalır. Bu eksikliğe oyuk adı verilir (Resim ). Bu elektron eksikliği, karı- şıma pozitif madde özelliği kazandırır. P tipi maddeye bir gerilim kaynağı bağlandığında kaynağın negatif kutbundaki elektronlar p tipi maddeki oyukları doldurarak kaynağın pozitif kutbuna doğru ilerler. Elektronlar pozitif kutba doğru ilerlerken oyuklarda elektronlerın ters yönünde hareket etmiş olur. Bu kaynağın pozitif kutbundan negatif kutbuna doğru bir oyuk hareketi sağlar. 51 Resim Oyuğun oluşması Arsenik maddesinin atomlarının valans yörüngelerinde 5 adet elektron bulunur. Silis- yum ile arsenik maddeleri birleştrildiğinde arsenik ile silisyum atomlarının kurdukları kovalent bağdan arsenik atomunun 1 elektronu açıkta kalır. Yukarıda Resim ’te açıkta kalan elektronu görebilirsiniz. Bu sayede birleşimde milyonlarca elektron serbest kalmış olur. Bu da birleşime negatif madde özelliği kazandırır. N tipi madde bir gerilim kaynağına bağlandığında üzerindeki serbest elektronlar kaynağın negatif kutbundan itilip pozitif kut- bundan çekilirler ve gerilim kaynağının negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru bir elektron akışı başlar. P ve N tipi Yarı İletkenlerde Elektron ve Oyuk Hareketi Resim Elektron hareketi N tipi yarı iletken kristaline gerilim uygulandığında, kristal içerisindeki serbest elekt- ronlar, Resim 'da görüldüğü gibi gerilim kaynağının pozitif kutbunun çekme kuvveti ve negatif kutbunun da itme kuvveti etkisiyle kaynağın pozitif (+) kutbuna doğru akar. Bu ara- da, kaynağın negatif (-) kutbundan çıkan elektronlar da kristale doğru hareket eder. 52 Resim Oyuk hareketi Pozitif elektrik yükü (oyuk) bir elektron gibi hareket etmemektedir. Ancak anlatım ko- laylığı bakımından hareket ettiği kabul edilmiştir. Katkı maddesi yokken Ge ve Si atomları- nın kovalan bağlarını kırarak bir elektronunu almak çok zor olduğu hâlde, katkı maddesi bu işlemi kolaylaştırmaktadır. Gerilim uygulandığında akım iletimi sağlanmaktadır. P tipi bir kristale gerilim kaynağı bağlandığında Resim ’deki gelişmeler olmaktadır. 1. Durum: Kaynağın pozitif kutbuna yakın bulunan ve bir elektronunu katkı maddesi- ne vererek "+" elektrik yüklü hâle gelmiş olan Ge ve Si atomu, kaynağında çekme kuvveti yardımıyla bir sonraki atomun kovalan bağını kırarak 1 elektronunu alır. Ancak dengesi bozulmuş olan atom bu elektronu sıkı tutamayacağından, kaynağın pozitif kutbunun çekme kuvveti etkisine kapılan elektron atomdan ayrılarak kaynağa doğru hareket eder. 2. Durum: Bir elektronunu kaybeden ikinci atom da ondan sonraki atomun elektronu- nu alır. 3. Durum: Böylece elektron bir atomdan diğerine geçecek ve son atom da kaybettiği elektronu kaynağın negatif kutbundan alacaktır. 4. Durum: Tekrar birinci duruma dönülmekte ve olay devam etmektedir. Sıra ile bir elektronu kaybeden her bir atom, pozitif elektrik yüklü hâle geldiğinden pozitif elektron yükü (oyuk) hareket ediyormuş gibi olmaktadır. Her ne kadar pozitif elektrik yükü, yani bu yükü taşıyan atom, elektron gibi bir noktadan kalkıp diğerine doğru hareket edemese de, art arda oluşan "+" elektrik yüklü atomlar, "+" elektrik yükünün (oyuğun) hare- ket ettiği görüntüsünü vermektedir. Böyle bir açıklama şekli, diyotların ve transistörlerin çalışma prensibini daha kısa yoldan anlatımını sağlamaktadır. Elektronların atomdan atoma geçişi, hareket hızını düşürdüğünden P tipi kristaldeki akım hızı N tipine göre daha yavaştır. 53 P-N Yüzey Birleşmesi Polarmasız P-N Yüzey Birleşmesi Resim Polarmasız p-n yüzey birleşmesi Resim ’den takip edilirse N tipi kristalin birleşme yüzeyine yakın kısmındaki ser- best elektronlar, P tipi kristaldeki pozitif (+) elektrik yüklerinin, yani pozitif elektrik yüklü atomların, çekme kuvveti etkisiyle birleşme yüzeyini geçerek bu yüzeye yakın atomlardaki elektron boşluklarını doldurur. Ve kovalan bağ kurarak P kristali içerisinde nötr (etkimesiz) bir bölge oluşturur. N tipi kristalin belirli bir bölümündeki elektronların tamamı P tipi krista- le geçtiğinden, N tarafında da nötr bir bölge oluşur. P kristali nötr bölgesinin gerisinde kalan pozitif elektrik yüklü atomların çekme kuvveti, N tipi kristalin nötr bölgesinin öbür tarafında kalmış olan elektronları çekmeye yetmeyeceğinden belirli bir geçişten sonra elektron akışı duracaktır. Sonuçta, birleşme yüzeyinin (jonksiyonun) iki tarafında hareketli elektriksel yükü bu- lunmayan bir boşluk bölgesi oluşur. Polarmalı P-N Yüzey Birleşmesi Gerilim uygulanmış olan diyoda, polarmalı diyot funduszeue.infoılan işleme de, diyodun po- larılması denir. "Polarma"nın Türkçe karşılığı "kutuplandırma"dır. Yani, gerilim kaynağının "+" ve "-" kutuplarının bağlanmasıdır. Gerilim kaynağının bağlanış şekline göre polarma şu iki şekilde olur:  Doğru polarma  Ters polarma Doğru Polarma Gerilim kaynağının akım akıtacak yönde bağlanmasına, doğru polarma denir. Doğru polarmada, Resim 'da görüldüğü gibi; gerilim kaynağının pozitif (+) kutbu, diyodun ano- duna (P bölgesi), negatif (-) kutbu, diyodun katoduna (N bölgesi) bağlanır. Diyodun uçları arasındaki gerilim için de "polarma" veya "polarizasyon" gerilimi deyimleri kullanılır. 54 Resim Doğru polarma Resim ’dan da anlaşılacağı gibi doğru yönde polarılmış diyotta, N bölgesindeki serbest elektronlar, gerilim kaynağının negatif kutbu tarafından itilir, pozitif kutbu tarafından çekilir. Benzer şekilde, P bölgesi pozitif elektrik yükleri de kaynağın pozitif kutbu tarafından itilir, negatif kutbu tarafından çekilir. Bu sırada, pozitif elektrik yüklerinin tersi yönde hare- ket eden elektronlar da, P bölgesinden çıkarak kaynağın pozitif (+) kutbuna doğru akar. P bölgesinden kaynağa giden her elektrona karşılık, kaynağın negatif kutbundan çıkan bir elektron da N bölgesine gelir. Böylece devrede bir akım doğar. Ters Polarma Resim Ters polarma Resim 'da görüldüğü gibi gerilim kaynağının negatif (-) ucu, diyodun anoduna (P tarafına) yani + ucuna; gerilim kaynağının pozitif (+) ucu ise diyodun katot (N) yani - ucuna gelecek şekilde bağlantı yapılırsa diyot çok büyük bir direnç gösterecek ve akım akışına engel olacaktır. Ancak çok küçük bir kaçak akım akar. Bu hâlde diyot ters polarmalıdır veya ters bağlantılıdır denir. Büyük direnç yönüne de diyodun ters yönü adı verilmektedir. 55 Diyodun Tanımı ve Yapısı Resim Diyot sembolü Diyot, basit olarak tek yönlü akım geçiren yarı iletken, iki uçlu bir devre elemanıdır (Resim ). Bu iki uç anot (A), katot (K) uçlarıdır. Burada anoda artı, katoda eksi uçlar bağlanarak gerilim verilirse diyot doğru polarize olur ve bir akım akmaya başlar. Ters yönde bağlanırsa (anot eksi, katot artı) bir akım geçişi olmaz. Buna ters polarizasyon denir. Ters polarizasyon yöntemi sadece bazı özel diyotlarda uygulanır. Diyotlar genel olarak "D" harfi ile gösterilir. Germanyum ve silisyum tipi maddeler- den yapılmıştır. Germanyum tipi diyotlar anahtarlama ve dedektör olarak kullanılır. İletime geçme gerilimleri 0,,3 V arasıdır. Silisyum tipi diyotlar ise doğrulma devrelerinde (AC’yi DC’ye çevirmek için) kullanılır. İletime geçme gerilimleri 0,,7 V arasıdır. Diyoda ters polarizasyonda zamanla artan bir gerilim verilirse belli bir zaman sonra diyot yanar, delinir veya kısa devre olur. Bundan sonra diyottan çok büyük akım geçmeye başlar. Çeşitleri Diyotların gelişen teknoloji ile beraber çeşitlliği ve kullanımı artmıştır. Modülümüzde sadece kristal diyotlar, zener diyotlar, foto diyotlar ve ışık yayan diyotlar anlatılacaktır. Kristal (Doğrultma Diyotları) Diyotlar Kristal diyotlar genellikle doğrultmaç diyotları olarak anılır ve doğrultmaç devrelerin- de kullanılır. Piyasada en çok kullanılan diyotlardan biri doğrultmaç diyotlardır. Ebatları güçlerine göre değişir. Büyük ebatta yapılanlar büyük güçlüdür. Çok yüksek güçte yapılanla- rın dış muhafazası metal olup soğutucu plakalara monte edilir. Sembolü Resim ’de ve- rilmiştir. Resim Diyot dış görünüşü 56 Germanyum güç diyodunun maksimum çalışma sıcaklığı 75 0C kadardır. Silisyum güç diyotları yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Bu yüzden üzerinden yüksek akım geçirilebilir. Silisyum diyotların maksimum dayanma sıcaklığı 0C civarındadır. Bu yüzden güç diyot- ları soğutucu plaka üzerine monte edilmelidir. Diyotlarda iki şeye dikkat edilmelidir. Aksi takdirde diyot bozulur (Kısa devre olur.). Ters dayanma geriliminin üzerine çıkılmamalıdır. Maksimum taşıma akımından daha fazla akım çekilmemelidir. Aşağıda kristal diyodun karakteristik eğrisi görülmektedir. Resim Diyot karakteristik eğrisi Doğrultucu diyotların yüksek akımlı olanlarına güç diyotları denir. Güç diyotlarının çoğu daha yüksek akım ve sıcaklık değerlerinden dolayı silisyumdan yapılmaktadır. Diyotla- rın akım kapasitesi diyotları paralel bağlayarak ters tepe dayanma gerilimleri ise diyotları seri bağlayarak artırabilir. Güç diyotları oluşan aşırı akım ve ısı nedenlerinden dolayı soğu- tucu üzerine monte edilmektedir. Zener Diyotlar Resim Zener diyot sembolü 57 Zener diyotlar, diyota uygulanan gerilimin belirli değere ulaşması hâlinde, ters yönde akım geçirmesi prensibine göre imal edilmiştir. Zener diyot sembolü Resim ’te gösteril- miştir. Devrede ters polarmalandırılacak şekilde kullanılır. Uçlarına uygulanan gerilim (V), değişse de zener gerilimi (Vz) daima sabit kalır. Bunun için Vgiriş ≥ Vz olmalıdır. Aksi takdirde gerilim Vz’ye ulaşamazsa zener akım geçirmez (Resim ). Resim Zener diyot uygulama devresi Zener bölgesinin özelliği, katkılama oranının değiştirilerek ayarlanmasıdır. Katkılama oranında artış yapılırsa zener potansiyeli düşer. Zener potansiyeli 2,4 V arasında bulunan ve 1/4 ile 50W arasında değişen güç değerine sahip zener diyotlar üretilmektedir. Zener diyot- ların yapısında daha yüksek sıcaklık ve akım kapasitesi nedeniyle genellikle silisyum kulla- nılır. Çalışma ortamı sıcaklığı arttıkça zener gerilimi küçülür. Zener diyotlar uçlarındaki ge- rilimi sabit tutma özelliklerinden dolayı genellikle regüle devrelerinde kullanılır. Zener di- yotlar doğru polarlamalandırılırsa normal diyot gibi çalışır. Zener diyodun karakteristik eğri- si Resim ’da gösterilmektedir. Resim Zener diyot karakteristik eğrisi 58 Foto Diyotlar Resim Foto diyot sembolü Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doğru akım geçiren elemanlardır. Foto diyotlar doğrultmaç diyotlarına benzer. Tek fark Resim ’de görüldü- ğü gibi foto diyotların birleşim yüzeyinin aydınlatılabiliyor olmasıdır. Bu elemanlar devreye ters bağlanır ve ışık ile ters yöndeki sızıntı akımlarının artması suretiyle kontrol yapar. Bu kontrol, ışıkla yarı iletkenin kristal yapısındaki bağların bazı noktalarında kopması sonucu elektron ve oyukların hareketiyle doğan akım ile çoğalmasıyla olur. Resim Foto diyot akım-ışık eğrisi Resim ’de ışığa bağlı olarak foto diyotlardan ters yönde geçen akımın değişim eğ- risi verilmiştir. Foto diyotlarda mercekli kısma gelen ışığa göre katottan anoda doğru akan düşük değerli akım değişir. Geçen akım, ışığın şiddetine bağlı olarak mA ila mA, gerilim ise 0,14 ila 0,15 volt arasında değişmekte olup çok küçüktür. Foto diyotların çalışma hızı son derece yüksektir (yaklaşık 1 nsn. ila 0,2 msn.). Bu hızlı davranışları ve boyutlarının küçük olması sayesinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanılmaktadır. 59 Resim Foto diyodun devreye bağlanışı Foto diyotlar enfraruj ışınlara karşı da duyarlıdır. Bunu sağlamak için diyodun gövde- sindeki alıcı kısmın merceği renkli cam ya da plastikten yapılarak normal ışınların etkide bulunması önlenir. Foto diyotlar, ışık ölçüm aygıtlarında, ışık dedektörlerinde, elektronik alarm düzeneklerinde, elektronik flaşlarda, optokuplörlerde vb. kullanılır. Işık Yayan Diyotlar Işık yayan diyotlar LED’ler ve enfraruj diyotlar olarak iki başlık altında incelenecek- tir. LED’ler Resim LED diyot Işık yayan flamansız yarı iletken (diyot) lambalara LED (light emitting diode, ışık ya- yan diyod, solid state lamp) denir (Resim ). Bu elemanlar çeşitli boyutlarda (,,1- mm vb.) üretilir. mA gibi çok az bir akımla çalıştıklarından ve sarsıntılara daya- nıklı olduklarından her türlü elektronik devrede karşımıza çıkar. Işık, bir yarı iletkende, P tipi madde içine enjekte edilen bir elektronun oyukla birleşmesi ya da N tipi madde içine enjekte edilen bir oyuğun elektronla birleşmesi sonucunda oluşur. Bu olaydaki temel esas, elektronların enerji kaybının ışıma olarak ortaya çıkmasıdır (Resim ). 60 Resim LED diyot iç yapısı LED’lerin yaydığı ışınların renkleri kırmızı, sarı, yeşil, turuncu, mavi, pembe funduszeue.info Bunlardan kırmızı LED en yüksek verimli olan tiptir. Ayrıca LED’ler normal koşullarda yaklaşık saat boyunca ışık verebilir. Led diyodların yapısında kullanılan galyum arsenik (GaAs), galyum arsenik fosfat (GaAsP), galyum fosfat (GaP), çinko, nitrojen vb. gibi maddelere göre ortaya çıkan ışığın rengi de farklı olmaktadır. Yani yarı iletken içine konan elementler LED’in yaydığı ışığın rengini belirlemektedir. Yeşil renk veren LED’lerin içinde nitrojen bulunmaktadır. Nitrojen miktarı artırıldıkça ışık sarı olmaktadır. Kırmızı renk elde etmek için ise çinko ve oksijen kullanılmaktadır. Resim LED devreye bağlanışı Kırmızı LED en az 1,5 - 1,6 volt ile çalışırken turuncu 1,7 volt, sarı 1,8 volt, yeşil 2,2 - 2,4 voltta ışık yaymaya başlar. Yaklaşık 2,5 ile 4 volttan yüksek gerilimler LED’lerde bozu- cu etki yapar. LED’lerde uzun ayak anot, kısa bacak katottur. Yüksek DC gerilimlere bağla- nacak LED’lere seri olarak ön direnç bağlanır. Lede bağlanması gereken direncin değeri: Rseri = (Besleme gerilimi - Led gerilimi)/Led akımı (Pratikte LED akımı 10mA ile 20mA arasında bir değer seçilir.) 61 Resim Analog devre elemanları Üç renkli LED’lerde katot ucu ortak kullanılmak üzere toplam üç bacak bulunur. Bu tür LED’ler şekilde görüldüğü gibi yeşil ve kırmızı olmak üzere iki adet LED birleşiminden oluşsa da yeşil ve kırmızı bir arada kullanıldığında sarı renk de oluşacağından üç renkli LED olarak anılır. A2 A1 K Resim Üç renk LED diyot ayak bağlantısı Şekilde A1 ve A2 uçları anotları ifade ederken, K ise katodu simgeler. Şekle dikkat edilirse üç renkli LED’lerde bacak uzunluğu sıralaması katot, A1 ve A2dir. Bu tür diyotlarda sadece A1 ve K arasına ya da sadece A2 ve K arasına enerji verilebileceği gibi tüm bacaklara aynı anda da verilebilir. A1 ve K arasına enerji uygulandığında kırmızı renk oluşurken A2 ve K arasına enerji uygulandığında yeşil renk oluşur. Bu özelliklerinden dolayı üç renkli LED’ler genellikle kontrol sistemlerinde on/off durumunu belirtmek amacıyla kullanılırlar (Resim ). 62 Enfraruj Diyotlar Galyum arsenit yarı iletken maddeden yapılan, doğru polarma altında çalışarak ışık yayan diyot çeşidine enfraruj diyot denir. Yarı iletkenlere çeşitli maddeler eklenerek insan gözünün göremeyeceği frekanslarda (kızıl ötesi) ışık yayan LED elde edilmiştir. PN birleş- mesiyle elde edilen infrared LED’lere doğru polarma uygulandığında, foton adı verilen birbi- rinden ayrı paketler hâlinde ışık enerjisi yayarlar. Dış görünüm olarak LED diyotlara benze- yen enfraruj diyotlar en çok, uzaktan kumanda (TV, video, müzik seti, otomatik çalıştırılan endüstriyel makineler vb.) sistemlerinde kullanılır. Analog-Dijital Ölçü Aletiyle Diyodun Sağlamlık Kontrolü Avometre Resim ’te gösterilen yarı iletken ölçümleri kademesine alınır. Eğer analog avometre kulanıyorsak ohm (Ω) kademesine alınır. Ölçü aletinin propları diyot uçla- rına değdirilir. Ölçü aletinin değer gösterip göstermediğine bakılır. Uçlar yer değiştirilir ve işlem tekrarlanır. İşlemlerin, sadece birinde ölçü aleti değer gösteriyorsa diyot sağlamdır. Değer gösterdiği durumda, dijital ölçü aletinin (+) probuna bağlı diyot ucu anot, (-) probuna bağlı uç katottur. Analog ölçü aletinde diyot uçları proplara göre tam ters olarak isimlendiri- lir. Ölçü aletinde okunan değer diyodun eşik gerilimidir. Her iki durumda da değer gösteri- yorsa (diyot kısa devre) veya göstermiyorsa (diyot açık devre) bozuktur. Resim Dijital avometre ile diyot sağlamlık kontrolü Analog-Dijital Ölçü Aletleriyle Diyodun Uçlarının Bulunması Avometre Resim ’te gösterilen yarı iletken ölçümleri kademesine alınır. Eğer analog avometre kulanıyorsak ohm (Ω) kademesine alınır. Ölçü aletinin propları diyot uçla- rına değdirilir. Ölçü aletinin değer gösterip göstermediğine bakılır. Uçlar yer değiştirilir ve 63 işlem tekrarlanır. İşlemlerin, sadece birinde ölçü aleti değer gösteriyorsa diyot sağlamdır. Değer gösterdiği durumda, dijital ölçü aletinin (+) probuna bağlı diyot ucu anot, (-) probuna bağlı uç katottur. Diyot Uygulamaları Kristal Diyot Doğru ve Ters Polarma Karakteristiğinin çıkarılması Resim Kristal diyot doğru ve ters polarma karakteristik deneyi İşlem basamakları:  Resim ’daki devreyi kurarak enerji veriniz (Bu devre ile diyodun doğru yön karakteristiği çıkarılır.).  Ayarlı güç kaynağını tabloda belirtilen gerilim değerlerine göre değiştirerek her bir kademe için diyot uçlarındaki gerilimi ve bu değere karşılık gelen ampermetrede okuduğunuz akım değerini aşağıdaki tabloya kaydediniz. Güç Kaynağı (V) 0,2 0,4 0,6 0,8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Voltmetre (V) Ampermetre (mA)  Elde ettiğiniz akım ve gerilim değerlerini boş olarak verilen grafiğe taşıyınız. Her bir gerilim değerine karşılık gelen akım değerinin kesiştiği noktayı işaretleyiniz. Sıfırdan başlayarak noktaları birleştirmek suretiyle diyodun doğru yön karakteristiğini çiziniz (grafiğin sağ üst kısmı).  Devredeki diyodun yönünü ters çeviriniz. Ayarlı güç kaynağını tabloda belirtilen gerilim değerine ayarlayarak bu değerlere karşılık gelen diyot üzerindeki voltmetrenin gösterdiği gerilim değerlerini ve ampermetrede okuduğunuz akım değerlerini tabloya kaydediniz (Bu devre ile diyodun doğru yön karakteristiği çıkarılır.). Güç Kaynağı (V) 20 40 60 80 Voltmetre (V) Ampermetre (mA) 64  Elde ettiğiniz akım ve gerilim değerlerini boş olarak verilen grafiğe taşıyınız. Her bir gerilim değerine karşılık gelen akım değerinin kesiştiği noktayı işaretleyiniz. Sıfırdan başlayarak noktaları birleştirmek suretiyle diyodun tes yön karakteristiğini çiziniz (grafiğin sol alt kısmı). Resim Diyodun karaktreristik tablosu Zener Diyot Doğru ve Ters Polarma Karakteristiğinin Çıkarılması Resim Zener diyot doğru ve ters polarma karakteristik deneyi İşlem basamakları:  Resim ’deki devreyi kurarak enerji veriniz (Bu devre ile zener diyodun doğru yön karakteristiği çıkarılır.). 65  Ayarlı güç kaynağını tabloda belirtilen gerilim değerlerine göre değiştirerek her bir kademe için diyot uçlarındaki gerilimi ve bu değere karşılık gelen ampermetrede okuduğunuz akım değerini aşağıdaki tabloya kaydediniz. Güç Kaynağı (V) 0,2 0,4 0,6 0,8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Voltmetre (V) Ampermetre (mA)  Elde ettiğiniz akım ve gerilim değerlerini boş olarak verilen grafiğe taşıyınız. Her bir gerilim değerine karşılık gelen akım değerinin kesiştiği noktayı işaretleyiniz. Sıfırdan başlayarak noktaları birleştirmek suretiyle diyodun doğru yön karakteristiğini çiziniz (grafiğin sağ üst kısmı).  Devredeki zener diyodun yönünü ters çeviriniz. Ayarlı güç kaynağını tabloda belirtilen gerilim değerine ayarlayarak bu değerlere karşılık gelen diyot üzerindeki voltmetrenin gösterdiği gerilim değerlerini ve ampermetrede okuduğunuz akım değerlerini tabloya kaydediniz (Bu devre ile diyodun doğru yön karakteristiği çıkarılır.). Güç Kaynağı (V) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Voltmetre (V) Ampermetre (mA)  Elde ettiğiniz akım ve gerilim değerlerini boş olarak verilen grafiğe taşıyınız. Her bir gerilim değerine karşılık gelen akım değerinin kesiştiği noktayı işaretleyiniz. Sıfırdan başlayarak noktaları birleştirmek suretiyle diyodun tes yön karakteristiğini çiziniz (grafiğin sol alt kısmı). 66 Üç Renkli LED Uygulaması Üç renkli LED’ler genellikle RGB LED olarak isinlendirilmektedir. Resim ’da bir RGB LED uygulaması verilmiştir. DSW1 anahtarı yardımı ile renkler ayrı ayrı görüleceği gibi renklerin karışımı da görülebilir. RGB LED’in ayak bağlantısını yaparken Resim dikkate alınmalıdır. Kesinlikle LED’ler direnç ile kullanılmalıdır. Resim RGB LED uygulaması Resim RGB LED ayak bağlantısı 67 Zener Diyot Uygulaması Resim ’deki devre 12 voltluk DC bir rölenin gerilimini 24 volta çıkarmak için kul- lanılmıştır. Giriş gerilimi sıfırdan başlayarak artırılır. 24 volta geldiğinde zener üzerinden akım akmaya başlar, röle bobini enerjilenir, LED ışık verir. Bu şekilde röle gerilimi artırıl- mış olur. Resim Zener yardımı ile röle geriliminin yükseltilmesi 68 UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ 12 V gerilimde seri bir dirençle LED’in ışık vermesini istenirse ne kadarlık bir direnç bağlanmalıdır (Led gerilimi= 2 V, Led akımı=20mA)? Bulunuz. İşlem Basamakları Öneriler  Ohm Kanunu’ndan direnç değerini belir-  R= (12 V – Led Gerilimi)/Led Akımı leyiniz. R= (12 V – 2)/20 mA R= Ω direnç bağlayınız.  Ω’luk direnç ile LED’i seri bağlaya-  Ω’luk direnç bulunamazsa yakın rak gerilimi uygulayınız. değerli dirençler kullanabilir.  Farklı gerilim değerleri için uygulamayı  LED’leri seri bağlayarak birden fazla tekrarlayınız. LED’i aynı çalıştırabilirsiniz. 69 KONTROL LİSTESİ Bu faaliyet kapsamında aşağıda listelenen davranışlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) işareti koyarak kendinizi değer- lendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1 Diyodun çeşidini belirleyebiliyor musunuz? 2 Diyodun çalışma gerilimini belirleyebiliyor musunuz? 3 Diyodun tipini belirleyebiliyor musunuz? 4 Katalogları okuyabiliyor musunuz? 5 Devre için uygun diyodu seçebiliyor musunuz? DEĞERLENDİRME Değerlendirme sonunda “Hayır” şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız “Evet” ise “Ölçme ve Değerlendirme”ye geçiniz. 70 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği işaretleyiniz. 1. Atomların en dış yörüngedeki elektronlarına ne ad verilir? A) Nötron B) Proton C) Valans D) İletken 2. Son yörüngede atom sayısı 4 olan atomlara ne denir? A) Yarı iletken B) İletken C) Yalıtkan D) Valans 3. Aşağıdaki maddelerin hangisi yarı iletken yapımında kulanılmaz? A) Germanyum B) Demir C) Silisyum D) Selenyum 4. Silisyum maddesine bor maddesi enjekte edildiğinde atomların kurduğu kovalent bağlardan bir elektronluk eksiklik kalır. Bu eksikliğe ne ad verilir? A) Elektron B) Oyuk C) Negatif atom D) Pozitif atom 5. Hangi diyot çeşiti doğultmada kullanılır? A) Kristal diyot B) Zener diyot C) LED D) Foto diyot 6. Zener diyotlar için verilen bilgilerden hangisi yanlıştır? A) Ters polarmada çalışır. B) Gerilimi sabitlemek amacıyla kullanılır. C) Ters polarmada eşik noktası vardır. D) Doğru polarmada kristal diyot gibi çalışır. 71 7. Enfraruj ışınlara karşı duyarlı diyot hangisidir? A) Kristal diyot B) Zener diyot C) LED D) Foto diyot 8. Diyot için verilen ifadelerden hansi yanlıştır? A) Tek yönlü akım iletir. B) Ters polarmada iletken değildir. C) P ve N maddelerinde oluşur. D) Direnci 1Ω’dur. 9. LED’e seri direnç bağlanmasının amacı nedir? A) Akımı sınırlamak B) Isıyı düşürmek C) LED’in daha parlak ışık vermesine sağlamak D) Gerilimi sabitlemek Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doğru akım geçiren eleman hangisidir? A) Kristal diyot B) Zener diyot C) LED D) Foto diyot DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Ce- vaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 72 ÖĞRENME FAALİYETİ–5 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ–5 Transistörlerin yapısını ve çeşitlerini tanıyarak transistörleri analog ve dijital ölçü alet- leriyle ölçebilecek, devrede kullanabilecek ve istenen özellikte transistör seçimini doğru olarak yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA  Transistörlerin hangi amaçla kullanıldığını araştırınız.  Farklı transistörler bularak dış yapılarını karşılaştırınız. 5. TEMEL YARI İLETKEN ELEMANLAR (TRANSİSTÖRLER) Resim İlk transistör Yirminci yüzyılın en önemli buluşlarından biri olarak kabul edilen ve elektronik dev- relerin can damarı olan transistörler, yılında icat edildi. Dünyanın en büyük telefon şirketi olan Bell kuruluşlarının araştırma laboratuvarlarında, Willian Shockley başkanlığında John Bardeen ve Walter Brattain’den oluşan ekip, teknolojide yepyeni bir çığır açan bu bu- luşlarından dolayı, yılında Nobel Ödülü’nü paylaştı. Bardeen ve Brattain, radyo ve telefon sinyallerinin alınmasında, güçlendirilmesinde ve yansıtılmasında kullanılan termiyonik kapaklara karşı bir seçenek bulmak için uğraşıyorlar- dı. Çabuk kırılabilen ve pahalıya mal olan bu lambaların ısınması için belirli bir sürenin geçmesi gerekiyordu. Ayrıca bir hayli de elektrik tüketiyordu. 73 Ekip ilk transistörü, ince bir germanyum tabakasından yaptı. Noel’inden iki gün önce bu transistör bir radyo devresine takıldı ve Brattain, defterine şu satırları yazdı : "Bu devre gerçekten işe yarıyor. Çünkü ses düzeyinde hissedilir bir yükselme sağlandı." Transistör, tıpkı lamba gibi, ses sinyalini güçlendiriyordu. Ama hem boyut olarak çok daha küçüktü hem de daha az enerjiye ihtiyaç duyuyordu. Önceleri küçücük bir aygıtın o koca lambaların yerini alabileceğine pek az kimse inandı. Ama Shockley ve ekibi, dört yıl içinde büyük gelişmeler sağladı. yılında transistör orijinal boyutunun onda birine indirildi ve çok daha güçlendi. ’de yılda 30 milyon transistör üretilebilecek aşamaya gelindi. Bu alanda gelişmeler yine de sürdürüldü. Bilim adamları, germanyum tabakası yerine, çok daha büyük sıcaklıklara dayanabilen silis- yum kullanmaya başladılar. Akımı saniyenin milyonda biri kadar kısa bir zamanda ilete- bilen transistörler imal edildi. Bunların sayesinde cep tipi hesap makineleri, dijital saatler yapıldı. Radyo ve TV alıcılarındaki lambaların yerini de transistörler aldı. Eğer bu küçük harika aygıtlar olmasaydı, uydu haberleşmeleri, uzay araçları ve ayın insan tarafından fethi de mümkün olmayacaktı. BJT Transistörler Resim PNP ve NPN transistör sembolü Transistör imalatında kullanılan yarı iletkenler, birbirlerine yüzey birleşimli olarak üretilmektedir. Bu nedenle “bipolar jonksiyon transistör” olarak adlandırılır. Bipolar transistörler de PNP ve NPN olarak iki tiptir. PNP tipinde base negatif emiter ve kollektör pozitif kristal yapısındadır. NPN tipinde ise base pozitif, emiter ve kollektör negatif kristal yapısındadır. İletimde olması için base, emittere göre daha pozitif olmalıdır. Buradaki geri- lim farkı (silisyum) - (germanyum) volt veya daha fazla olmalıdır. PNP ve NPN Tipi Transistörlerin Yapısı Transistörün temel yapısı Resim ’te gösterilmiştir. BJT transistörler katkılandırıl- mış P ve N tipi malzeme kullanılarak üretilir. Transistörler NPN ve PNP olmak üzere iki temel yapıda üretilir. NPN transistörde 2 adet N tipi yarı iletken madde arasına 1 adet P tipi yarı iletken madde konur. PNP tipi transistor de ise 2 adet P tipi yarı iletken madde arasına 1 adet N tipi yarı iletken madde konur. Dolayısıyla transistör 3 adet katmana veya terminale sahiptir. Transistörün her bir terminaline işlevlerinden ötürü; emiter (emitter), beyz (base) ve kolektör (collector) adları verilir. Bu terminaller; genelde E, B ve C harfleri ile sembolize edilir.   Emetör bölgesi (Yayıcı): Akım taşıyıcıların harekete başladığı bölge Beyz bölgesi (Taban): Transistörün çalışmasını etkileyen bölge 74  Kollektör bölgesi (Toplayıcı): Akım taşıyıcıların toplandığı bölge Bu bölgelere irtibatlandırılan bağlantı iletkenleri de elektrot, ayak veya bağlantı ucu olarak tanımlanır. Resim PNP ve NPN transistörün iç yapısı PNP ve NPN Tipi Transistörlerin Doğru ve Ters Yönde Polarmalandırması (Öngerilimleme) Transistörün çalışmasını sağlayacak şekilde, emiter, beyz ve kollektörünün belirli de- ğerdeki ve işaretteki (±), DC gerilim ile beslenmesine transistörün kutuplanması (kutuplandı- rılması) denir. N Tipi transistörün polarmalandırılması: NPN transistör iki diyodun yan yana gelmesi şeklinde düşünülür:  "NP" Emiter - Beyz diyodu  "PN" Beyz - Kollektör diyodu 75 Resim PNP ve NPN polarmalandırılması NPN veya PNP transistörü çalıştırabilmek için Resim ’te görüldüğü gibi polarmalandırmalıdır.  Emiter - Beyz diyodu, doğru polarmalandırılır.  Beyz - Kollektör diyodu ise ters polarmalandırılır. PNP ve NPN Tipi Transistörlerde Akım ve Gerilim Yönleri PNP ve NPN transistörlerin akım ve gerilim yönleri Resim ’te verilmiştir. IE akımı, IC+IB’ye eşittir. Akım yönü artıdan eksiye doğrudur. Gerilim yönleri ise bir önceki bölümde- ki öngerilimlendirmeye göre yapılmalıdır. Resim PNP ve NPN tipi transistörlerde akım ve gerilim yönleri 76 Transistörlerin Yükselteç Olarak Kullanılması Resim ’da akım ve gerilim gerilim yönleri verilmiştir. Burada; IB: Beyz akımı, IC: Kollektör akımı, IE: Emiter akımı, VBE: Beyz-emiter arasındaki gerilim, VCB: Kollektör-beyz arasındaki gerilim, VCE: Kollektör-emiter arasındaki gerilimi gösterir. Resim Transistörlerde akım ve gerilim kazancı Akım Kazancı Kollektör akımının beyakımına oranı β(Beta)’yı verir. β aynı zamanda transistörün akım kazancı olarak da isimlendirilir. Katologlarda genelikle hFE olarak sembolize edilir, birimi yoktur. Akım kazancı arasında değişir. Kollektör akımın emiter akımına oranlanmasıda α (alfa)’yı verir. β = hFE= IC/IB α = IC/IE Örnek 1: IB akımı 10mA, IC akımı mA ise β nedir? Çözüm: β = hFE= IC/IB β = hFE= mA/20 mA β = hFE=40 Örnek 2: Resim ’deki devre için VCE gerilimini hesaplayınız (β=, VBE=0,7V). 77 Resim Örnek 2’nin devresi Çözüm IB = (VBB-VBE)/RB IB = (,7)/10 kΩ = 0,43 mA IC = β . IB IC = . 0,43 mA = 64,5 mA VCE= VCC-(RC . IC) VCE= ( Ω . 64,5 mA) = 3,55 V Gerilim Kazancı Transistörler yükselteç olarak kullanıldığında gerilim kazancı hesaplanır. Av ile göste- rilir. Çıkış geriliminin giriş gerilimine oranı ile bulunur. Resim ’de devre için gerilim kazancı formülleri aşağıda verilmiştir. Transistörün kollektör emiter arasındaki direnci r’e ile gösterilir. VB = IE . r’e VC = IC . RC yaklaşık IE . RC Av = VC / VB Av = (IE . RC) / ( IE . r’e) Av = RC / r’e VOUT= VIN . AV Örnek: Resim ’deki devre için, 78  Gerilim kazancını hesaplayınız (RC = 1 kΩ, r’e = 50Ω).  Giriş gerilimi mV ise çıkış gerilimi kaç volttur. Resim Transistörde gerilim kazancı Çözüm Av = RC / r’e Av = 1 kΩ / 50Ω Av = 20 VOUT = VIN . AV VOUT = mV . 20 VOUT = 2 volt 79 Transistörlerin Çalışma Kararlılığını Etkileyen Faktörler Bir transistöre kararlı bir çalışma yaptırabilmek için öncelikle karakteristik değerlerine uygun bir devre düzeni kurmak gerekir. Bunu için de daha önceden belirtilmiş olduğu gibi, katalog değerlerine ve karakteristik eğrilerinde verilen bilgilere uyulmalıdır.  Transistörün kararlı çalışmasını etkileyen faktörler:  Sıcaklık Aşırı ısınan transistörün çalışma dengesi bozulur, gücü düşer. Daha da çok ısınırsa ya- nar. Isınan transistörlerde elektron sayısı anormal artacaktır. Bu artış nedeniylede belirli giriş değerleri için alınması gereken çıkış değerleri değişir. Bu da kararlı çalışmayı önler. Daha çok ısınma hâlinde ise kristal yapı bozulur. Bu durumda transistörün yanmasına neden olur. Isınma transistörün kendi çalışmasından kaynaklandığı gibi sıcak bir ortamda bulunma- sından dolayı da olabilir.  Frekans Her transistör, her frekansta çalışmaz. Bu konuda yine katalog bilgilere bakmak gere- kir. Örneğin: NPN transistörler, PNP transistörlere göre yüksek frekanslarda çalışmaya daha uygundur. Nedeni de NPN transistörlerde elektrik yükü taşıyıcıları elektronlardır. PNP transistörlerde ise taşıyıcılar pozitif elektrik yükleridir. Elektronlar, pozitif elektrik yüklerine göre çok daha hızlı ve serbest hareket edebildiklerinden yüksek frekanslar için NPN transistörler daha uygundur.  Limitsel karakteristik değerleri Her transistörün ayrı çalışma değerleri vardır. Bu çalışma değerlerinden bazılarının kesinlikle aşılmaması gerekir. Bunlara, "limitsel karakteristik" denir. Limitsel karakteristik değerleri şöyle sıralanır:  Maksimum kollektör gerilimi  Maksimum kollektör akımı  Maksimum dayanma gücü  Maksimum kollektör  Beyz jonksiyon sıcaklığı  Maksimum çalışma (kesim) frekansı Limitsel değerler gerek birbirlerine, gerekse de giriş değerlerine bağlıdır. Yukarıda sı- ralanan maksimum değerlerin ne olmasının gerektiği transistör kataloglarından ve karakteris- tik eğrilerinden saptanır.  Polarma yönü Polarma gerilimini uygularken ters polarma bağlantısı yapmamaya özellikle dikkat edilmelidir. Böyle bir durumda, transistör çalışmayacağı gibi normalden fazla uygulanacak olan ters polarma gerilimleri jonksiyon diyotlarının delinmesine yani kristal yapının bozul- masına neden olacaktır.  Aşırı toz ve kirlenme Transistörlerin toza karşı ve özelliklede metalik işlemlerin yapıldığı ortamlarda çok iyi korunması gerekir. Aşırı toz ve kirlenme elektrotlar arası yalıtkanlığı zayıflatacağından ka- çak akımların artmasına neden olacaktır. Bu da transistörün kararlı çalışmasını engelleyecek- 80 tir. Eğer metal ve karbon (kömür) tozlarıyla karışık bir tozlanma varsa transistör elektrotları- nın kısa devre olma ihtimalide mevcuttur. Tozlu ortamda çalıştırılması zorunlu olan transistörlerin ve bütün elektronik devrelerin toza karşı iyi korunmaları gerekir. Zaman zaman devrenin enerjisi kesilerek yumuşak bir fırça ile aspiratör tozları temizlenmelidir. Tozlardan arındırma işlemi, elektrik süpürgesiyle kesinlikle yapılmamalıdır. Zira yapışkan tozlar daha da çok yapışarak kirliliği artırır, buradan kalkan  tozlar diğer cihaz ve devrelere konarak başka devrelerin de tozlanmasına neden olur. Nem Transistörler ve bütün elektronik devreler, neme karşı çok iyi korunmalıdır. Gerek su buharı, gerekse de bazı yağ ve boya buharları, elektrotlar arasında kısa devre yapabileceği gibi tozların da yapışıp yoğunlaşmasına neden olur, cihazların kararlı çalışmasını engeller.  Sarsıntı Sarsıntılı ortamda kullanılan cihazlarda, daima bağlantıların kopması ihtimali vardır. Aşırı sarsıntı, iç gerilmeleri artıracağından kristal yapının bozulması da mümkündür. Sarsıntılı ortamlarda çalıştırılacak cihazlara üreticiler tarafından özel sarsıntı testi uygulanır. Bu gibi çalıştırmalarda, üreticisinden sarsıntı testleri hakkında bilgi almak gerekir.  Elektriksel ve magnetik alan etkisi Gerek elektriksel alan gerekse de magnetik alan serbest elektronların artmasına ve on- ların yönlerinin sapmasına neden olur. Bu da kararlı çalışmayı önler. Bu gibi ortamlarda kullanılacak cihazlar faraday kafesiyle ve anti magnetik koruyucularla korunmalıdır.  Işın etkisi Röntgen ışınları, lazer ve benzeri çok yüksek frekanslı ışınlar kararlı çalışmayı etkiler. Bu gibi yerlerde kullanılacak cihazlar özel koruma altına alınmalıdır.  Kötü lehim (soğuk lehim) Transistörün ve bütün elektronik devre elemanlarının çok ustaca lehimlenmesi gerekir. Soğuk lehim, dışarıdan bakıldığında cihazı lehimliymiş gibi gösterir. Soğuk lehim, elektrik- sel iletimin iyi olmamasına neden olacağından bütün bir sistemin kararlı çalışmasını engelle- yecektir. Bu tür arızaların bulunması da çok zordur. Ayrıca aşırı ısıtılarak lehim yapılması da devre elemanlarını bozar. Belirli bir lehim pratiği olmayanların transistör ve benzeri elektro- nik devre elemanlarının lehimini yapmaması gerekir. Transistörün Anahtarlama Elemanı Olarak Çalıştırılması Sayıcılar (counters), bilgisayarlar (computers), ateşleme devreleri (trigger circuit) gibi bir kısım devrenin çok hızlı çalışması (on) ve sukunete geçmesi (off) gerekebilir. Bu gibi hâllerde çok hassas bir anahtarlama yapılması gerekir. Bu devrelerde, transistörden anahtar olarak yararlanılmaktadır. Transistör ile nano saniyelik yani saniyelik (sn.) bir çalışma hızı sağlanmaktadır. Transistörün açık olduğu durum (Cutoff), kapalı olduğu durum (Doyum-Saturation) olarak isimlendirilir. Transistörün doyum hâlinde çalışması, kısa bir an için taşıyabileceği maksimum akımda görev yapması demektir (Resim ). 81 Resim Transistörün anahtarlama elemanı olarak çalıştırılması Katalog Kullanarak Transistörlerin Bilgilerinin ve Karşılıkları- nın Bulunması Bir transistör hakkında bilgi edinmek gerektiğinde üzerindeki ve katalogdaki bilgiler- den yararlanılır. Daha geniş bilgi içinde, üretici firmadan yayınlanan tanıtım kitabına bakıl- ması gerekir. Resim ’da BC transistörünün katolog bilgileri (DataSheet) verilmiştir. Bu transistörün yerine başka bir transistör kullanılması için yerine kullanılacak transistör bilgilerinin bu katolog bilgileri ile aynı olması gerekir. Değerlerin küçük olması problem oluşturacağı gibi büyük olması da problem oluşturabilir. Transistör hangi amaçla kullanılıyor ise özellikle o parametreler dikkate alımalıdır. 82 Resim BC Transistörünün katolog bilgileri Transistörlerin Üzerindeki Harflerin ve Rakamların Okunması Transistörlerin kodlanmasında birtakım harf ve rakamlar kullanılmaktadır. AC, BF, 2N, 2SC, MPSA13 vb. gibi birçok transistör sayabiliriz. Kodlamada kullanılan bu harf ve rakamlar rastgele değil, uluslararası standartlara göredir ve anlamlıdır. Günümüzde kabul edilen ve kullanılan başlıca 4 tip standart kodlama vardır. Bir- çok üretici firma bu kodlamalara uyarak transistör üretimi yapar ve tüketime sunar. Yaygın olarak kullanılan standart kodlamalar aşağıda verilmiştir:  Avrupa Pro-electron Standardı (Pro-electron)  Amerikan Jedec Standardı (EIA-jedec)  Japon (JIS)  Firma Standartları 83  Avrupa Standardı (Pro-Electron Standardı) Avrupa ülkelerinde bulunan transistör üreticilerinin genellikle kullandıkları bir kodla- ma türüdür. Bu kodlama türünde üreticiler transistörleri; AC, AD, BC, BU, BDX ve benzeri şekilde kodlar. Kodlamada genel kural, önce iki veya üç harf sonra ra- kamlar gelir. Kullanılan her bir harf anlamlıdır ve anlamları aşağıda ayrıntılı olarak açıklan- mıştır. İlk harf: Avrupa (Pro Electron) standardına göre kodlamada kullanılan ilk harf, transistörün yapım malzemesini belirtmektedir. Germanyumdan yapılan transistörlerde kod- lama A harfi ile başlar. Örneğin AC, AD, AF vb. kodlanan transistörler german- yumdan yapılmıştır. Silisyumdan yapılan transistörlerde ise kodlama B harfi ile başlar. BC, BD, BF vb. kodlanan transistörler silisyumdan yapılmıştır. İkinci harf: Transistörlerin kodlanmasında kullanılan ikinci harf Avrupa Standardına göre, transistörün kullanım alanlarını belirtir. Örnek kodlamalar aşağıda verilmiştir. AC: Avrupa (Pro Electron) Standardına göre, düşük güçlü alçak frekans transistörüdür. Germanyumdan yapılmıştır. AC, AC, AC, AC gibi. BC: Avrupa (Pro Electron) Standardına göre, düşük güçlü alçak frekans transistörüdür ve silisyumdan yapılmıştır. BC, BC gibi. Üçüncü harf: Avrupa (Pro Electron) standardında bazı transistörlerin kodlanmasında üçüncü bir harf kullanılır. Üçüncü harf, ilk iki harfte belirtilen özellikler aynı kalmak koşu- luyla o transistörün endüstriyel amaçla özel yapıldığını belirtir. BCW, BCX56, BFX47, BFR43, BDY, BCZ, BUT11A, BUZ22 gibi.  Amerikan (Jedec) Standardı Amerikan yapımı transistörler 2N ifadesi ile başlayan kodlar ile isimlendirilmişlerdir. Bu kodlarda; Birinci rakam : Elemanın cinsini gösterir. Birinci harf : Transistörün yapım malzemesini belirtir. Son rakamlar : Tipini ve kullanma yerini gösterir. Örneğin 2N’teki 2 rakamı transistör olduğunu, N harfi transistörün silisyumdan yapıldığını ve imalat seri numaralarını belirtir.  Japon Standardı Japon yapımı transistörler 2S ifadesi ile başlayan kodlar ile isimlendirilmişlerdir. Bu kodlarda; Birinci rakam : Elemanın cinsini gösterir. Birinci harf : Transistörün yapım malzemesini belirtir. İkinci harf : Tipini ve kullanma yerini gösterir. 84 Örneğin 2SC’de 2 rakamı elamanın transistör olduğunu, S harfi transistorün silis- yumdan yapıldığını, C harfi NPN tipi yüksek frekans transistörü olduğunu ve imalat seri numaralarını belirtir. SMD (Yüzey Montajlı) Transistörler Yüzey montajlı transistörler genelikle çok yer kaplamadığı için tercih edilir. Tüm güç- leri mevcuttur. Soğutucu, yüksek güçlü olanların üzerine yapıştırılır ya da bakır plaket soğu- tucu olarak kullanılır (Resim ). Resim SMD Transistörler Analog ve Dijital Ölçü Aletleriyle Transistörün Sağlamlık Kontrolunun Yapılması Transistörün sağlamlık kontrolünün yapılabilmesi için aşağıdaki işlem basamakları adım adım takip edilmelidir. Resim Transistörün sağlamlık kontrolü 85  İşlem basamakları   Ölçümünü yapacağınız transistörün ayaklarını rastgele numaralandırınız. Dijital avometreyi diyot konumuna (veya analog avometreyi X l konumuna)  alınız. Aşağıda anlatıldığı gibi verilen tabloları doldurunuz. Önce eksi probu 1 nu.lı ayağa tutunuz. Artı probu 2 nu.lı ayağa değdirerek ekranda okuduğunuz değeri tabloya kaydediniz. Eksi probu ayırmadan artı probu 2. ayaktan alıp 3. ayağa değdirerek okuduğunuz değeri tabloya kaydediniz. Eksi probu 2. ayağa tutunuz. Artı probu 1. ve 3. ayaklara değdiriniz. Eksi probu 3. ayağa, artı probu önce 1. sonra 2. ayağa değdiriniz. Her defasında okuduğunuz değeri tablodaki ilgili yere kaydediniz. Propların yeri- ni değiştirerek işlemleri tekrarlayınız (Resim ). Okunan iki değer tabloda dikey ya da yatay olarak kesiştiğinde hangi satır ya da sütu- na geliyorsa orası beyz, yüksek değer emiter, düşük değer kolektördür. Eğer bir ya da hiç değer okunamıyor, okunan değerler çapraz çıkmışsa ve ayaklar arasında kısa devre varsa transistör bozuktur.  Tabloda elde ettiğiniz değerlere göre transistörün ayak isimlerini ve tipini Resim ’deki tablonun altında belirtilen yerlere yazınız.  Diğer transistörler için de yukarıdaki işlemleri tekrarlayınız. Resim Transistörün sağlamlık kontrolü tablosu 86 Örnekler Resim Örnek ölçüm tabloları Analog ve Dijital Ölçü Aletleriyle Transistörün Uçlarının Bu- lunması Analog ölçü aleti X1 kademesine veya dijital ölçü aleti diyot kademesine alınır. Proplardan biri herhangi bir ayakta sabit tutulurken diğer prop ayrı ayrı boştaki diğer ayağa değdirilir. Sağlam bir transistörde prop bir uçta sabit iken, diğer prop her iki ayağa ayrı ayrı değdirildiğinde değer göstermelidir. Değer okunmuyorsa sabit ucu tespit etmek amacıyla ölçüm ayakları değiştirilerek işlemler tekrarlanır. Değer gösterdiği andaki sabit uç beyz, yüksek değer okunan uç emiter (Resim A), ve az değerlikli ayak ise kolektördür (Resim C). Resim C-D’de ise ölçü aleti açık devre göstermektedir. İbre hiç sapmamalı ya da sonsuz değer göstermelidir. 87 Resim Transistörlerün uçlarının bulunması LDR ve Transistör ile Bir Rölenin Kumanda Edilmesi Resim ’te verilen devrede LDR’nin bağlanış şekline göre ışık geldiğinde çalış- maktadır. 10 k’luk trimpot ile gelen ışığın şiddeti ayarlanabilir. LDR’nin üzerine ışık düşme- diği zaman direnci yüksektir. T1 transistörünün beyz polarması 10 kΩ’luk trimpot üzerinden negatif potansiyelde tutulur. Dolayısı ile bu transistör kesimdedir. T2 transistörü 2,2 kΩ’luk direnç üzerinden pozitif beyz polarması alır ve iletimdedir. T3 transistörü ise, T2 iletimde olduğu için beyz polarması alamaz, yalıtkandır. LDR, üzerine ışık geldiği anda direnci düşer ve T1 transistörü pozitif polarma sağlar. T1 iletime geçer. T2’yi kesime götürür. Bu anda T3 de iletime geçerek röle kontaklarını çeker ve bağlı bulunan cihazı çalıştırır. 88 Resim LDR ve Transistör ile bir rölenin kumanda edilmesi Darlington Bağlantı ile Bir DC Motorun Çalıştırılması Uygu- laması Transistörlerin Resim ’daki gibi kolektörleri ortak art arda bağlanmasına “darlington bağlantı” denir. Toplam akım kazancı iki transistörün betasının çarpımına eşittir. Bu yüzden yüksek akım kazancı istenen devrelerde tercih edilir. Resim ’daki devrede potansiyometre Q1 transistörün beyz akımını ayarlar, Q1 transistörü de Q2 transistörünü sürer, motor akım kazancı oranınca dönmeye başlar. Böylelikle motorun hız kontrolü yapıl- mış olur. Diyot ile zıt EMK’nin transistörü bozması engellenir. Q2 transistör mutlaka soğu- tucuya bağlanarak soğutulmalıdır. TIP31C ile 3 ampere kadar motorlar sürülebilir. Resim Darlington bağlantı ile bir DC motorun çalıştırılması uygulaması 89 UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ Transistörlerin yapısını ve çeşitlerini tanıyarak transistörü analog ve dijital ölçü aletleriyle ölçebilecek, devrede kullanabilecek ve istenen özellikte transistör seçimi yapabileceksiniz. İşlem Basamakları Öneriler  Ölçümünü yapacağınız transistörün ayaklarını  Ölçüceğiniz elemanın transistör rastgele numaralandırınız. olduğunu mutlaka önceden öğ- renmelisiniz. Malzemelerin kılıf- larına bakarak transistör olduğuna hemen karar vermeyiniz.  Dijital avometreyi diyot konumuna (veya  Ölçü aletiniz analog ise mutlaka analog avometreyi X l konumuna) alınız. sıfır ayarı yaptıktan sonra ölçme- ye başlayınız.  Aşağıda anlatıldığı gibi Resim ’de verilen  Doğru ölçüm yapıp yapmadığını- tabloyu doldurunuz. zı katolog bilgilerinden faydala- Önce eksi probu 1 nu.lı ayağa tutunuz. Artı probu 2 narak kontrol ediniz. nu.lı ayağa değdirerek ekranda okuduğunuz değeri tabloya kaydediniz. Eksi probu ayırmadan artı probu 2. ayaktan alıp 3. ayağa değdirerek okudu- ğunuz değeri tabloya kaydediniz. Eksi probu 2. ayağa tutunuz. Artı probu 1. ve 3. ayaklara değdi- riniz. Eksi probu 3. ayağa, artı probu önce 1. sonra 2. ayağa değdiriniz. Her defasında okuduğunuz değeri tablodaki ilgili yere kaydediniz. Propları yer değiştirerek işlemleri tekrarlayınız (Resim 90  Okunan iki değer tabloda dikey ya da yatay olarak kesiştiğinde hangi satır ya da sü- tuna geliyorsa orası beyz, yüksek değer emiter, düşük değer kolektördür. Eğer bir ya da hiç de- ğer okunamıyorsa, okunan değerler çapraz çıkmışsa, ayaklar arasında kısa devre varsa transistör bozuktur.  Tabloda elde ettiğiniz değerlere göre  Ölçüm pratiğinizi artırarak bir transistörün ayak isimlerini ve tipini Resim süre sonra tablo çizmeden de öl- ’deki tablonun altında belirtilen yerlere ya- çüm yapabiliyor olmalısınız. zınız. 91 KONTROL LİSTESİ Bu faaliyet kapsamında aşağıda listelenen davranışlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) işareti koyarak kendinizi değer- lendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1 Transistörün çeşidini belirleyebiliyor musunuz? 2 Transistörün çalışma gerilimini belirleyebiliyor musunuz? 3 Transistörün tipini belirleyebiliyor musunuz? 4 Katalog bilgilerini okuyabiliyor musunuz? 5 Devreye uygun transistörü seçebiliyor musunuz? DEĞERLENDİRME Değerlendirme sonunda “Hayır” şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız “Evet” ise “Ölçme ve Değerlendirme”ye geçiniz. 92 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği işaretleyiniz. 1. Silisyum transistörlerin iletime geçmesi için kaç volt gereklidir? A) 0,3 V B) 0,5 V C) 0,7 V D) 0,9 V 2. Aşağıdakilerden hangisi transistörün ayak isimlerinden değildir? A) Beyz B) Geyt C) Emiter D) Kolektör 3. Transistörün çalışması için gerekli besleme yönü hangi şıkta doğru verilmiştir? A) B-C arası ve B-E arası doğru yönde kutuplanır. B) B-C arası ters, B-E arası doğru yönde kutuplanır. C) B-C arası doğru, B-E arası ters kutuplanır. D) B-C arası ve B-E arası ters kutuplanır. 4. Bir transistörlü devrede Ic=mA ve Ib=10mA ise Ie akımı ne kadardır? A) 10 mA B) 20 mA C) mA D) mA 5. Bir transistörün betası ve beyz akımı 1 mA ise emiter akımı Ie ne kadardır? A) 1 mA B) 2 mA C) mA D) mA 6. Bir transistörün Av=5 ve Vin=2 Volt ise Vout=? A) 1 V B) 2 V C) 5 V D) 10 V 7. r’e hangi anlama gelir? A) Akım kazancı B) Gerilim kazancı C) Kollektör-emiter arası direnci D) Beyz-emiter arası direnci 93 8. Aşağıdaki faktörlerden hangisi transistörün kararlı çalışmasını engellemez? A) Sıcaklık B) Frekans C) Nem D) Fiyat 9. Aşağıdaki transistör kodlarından hangisi japon kodudur? A) 2S B) BD C) AC D) 2N Transistörün kolektör – emiter arasında ölçü aletinde hangi değer okunmalıdır? A) Kısa devre B) Açık devre C) 0,7 Volt D) 0,2 Volt DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Ce- vaplarınızın tümü doğru ise “Modül Değerlendirme”ye geçiniz. 94 MODÜL DEĞERLENDİRME MODÜL DEĞERLENDİRME Aşağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği işaretleyiniz. 1. Paralel bağlı 20kΩ ve 5kΩ dirençlerin eş değeri nedir? A) 1 kΩ B) 2 kΩ C) 3 kΩ D) 4 kΩ 2. Aşağıdakilerden hangisi LDR için doğrudur? A) Isındıkça direnci düşer. B) Isındıkça direnci artar. C) Işıkla direnci düşer. D) Işıkla direnci artar 3. Kırmızı-mavi-kırmızı direncinin değeri nedir? A) Ω B) 2,6 k Ω C) 26 Ω D) Ω 4. Kondansatör için aşağıda verilen ifadelerin hangisi yanlıştır? A) Elektrik enerjisini depo eder. B) İki yalıtkan arasında bir iletken bulunur. C) Birimi faraddır. D) Paralel bağlı kondansatörlerde toplam sığa, kapasitelerin aritmetik toplamına eşit- tir. 5. Aşağıdakilerden hangisi kutuplu kondansatördür? A) Mika B) Elektrolitik C) Seramik D) Kâğıtlı 6. Bobinin mandreni içerisinde bulunan parçaya ne denir? A) Kömür B) Bakır C) Nüve D) Karkas 7. Aşağıdaki maddelerin hangisi yarı iletken yapımında kullanılmaz? A) Germanyum B) Demir C) Silisyum D) Selenyum 95 8. Hangi diyot çeşidi doğrultmada kullanılır? A) Kristal diyot B) Zener diyot C) LED D) Foto diyot 9. Bir transistörün betası ve beyz akımı 1 mA ise emiter akımı Ie ne kadardır? A) 15 mA B) 30 mA C) mA D) mA Bir transistörün Av=10 ve Vin=1 Volt ise Vout=? A) 1 V B) 2 V C) 5 V D) 10 V DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Ce- vaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki modüle geçmek için öğretmeninize başvurunuz.  BEREKET Metin, Atölye ve Laboratuvar 1, Mavi Kitaplar, İzmir, 99

Varistör, uçlarına veya pinlerine uygulanan voltaja bağlı olarak elektrik direncini değiştiren elektronik bir bileşendir. Jeneratörlerde farklı varistör türleri vardır. Bu nedenle her bir varistör tipi için yapılan testlerin; uygulanacak voltaj aralığında, okumalarda ve megger uçlarını yerleştirme biçiminde farklılıklar olduğu dikkate alınmalıdır. Varistör ne işe yarar diye merak ediyorsanız, bir elektrik şebekesinde veya bir güç kaynağında olası dalgalanmalara karşı koruma sağlayan bir eleman olduğu söylenebilir. Çünkü güç kaynaklarındaki yarı iletkenler aslında güç dalgalanmalarına karşı çok hassastır.

Varistör Nasıl Çalışır?

Bir varistör nasıl çalışır diye sorulduğunda daha iyi anlamak için zıt kutuplara bağlı bir çift Zener diyotu gibi olduğu düşünülebilir. Belli bir voltajın altında direnç yüksek olduğu için akım düşüktür. Gerilim arttığında direnç azalır veya akım artar. Başlangıçta normal çalışırken varistörün direnci çok yüksektir, bu nedenle bir devre içinde ve nominalden daha düşük voltajlar için pratikte açık anahtar gibi davranan bir elemandır.

Varistör nominalden daha büyük bir gerilime maruz kaldığında kısa devrede (kapalı anahtar) devre içinde bir eleman gibi davranarak direnci hızla çok düşük bir değere düşürür. Neredeyse hiç direnci olmadığı için tüm devre akımı pratik olarak varistörden geçer ve aşırı gerilimden zarar görebilecek diğer devre bileşenlerinden geçmesini önler. Varistörler aşırı gerilimlere karşı koruma sağlar. 9V gerilimde çalışan bir devreniz varsa varistör, bu gerilimin herhangi bir nedenle aşılması durumunda devrenin elemanlarını korumalıdır. Peki varistör nerelerde kullanılır?

Varistör Nerelerde Kullanılır?

Varistörler, diyotunkine benzer bir karakteristik eğriye sahip elektronik bileşenlerdir. Genellikle devreleri voltaj değişimlerine karşı korumak için kullanılırlar. Bunları bir kapı veya görüntülü kapı giriş devresine dahil etmek, güç kaynağı düzensizliklerinin hassas bileşenlere zarar vermesini önler. Devrelerin en hassas bileşenlerini, diğerlerinin yanı sıra yıldırım, anahtarlama ve elektriksel gürültünün neden olabileceği voltaj veya akım yükselmelerindeki ani değişimlere karşı korumak için kullanılır.

Nitelikleri nedeniyle, bu cihazlar özellikle yıldırım veya endüktif yüklerin kesintiye uğramasından kaynaklanma gibi yüksek enerjili darbeli bozulmaların bastırılması için tercih edilir. Ayrıca, kaynaktaki bozulmaları ve dış kaynaklı bozulmaları bastırdığı için elektronik bir röledeki bir tristörün korunmasında da iyi çalışırlar. Günlük hayattaki kullanım alanları şu şekilde sıralanabilir:

• Voltajı düşük panolar
• Yüksek gerilimli güç şeritleri
• Elektronik gereçlerin korunması
• Güç kaynaklarının korunması
• Telefon gibi iletişim hatlarının korunması

Varistör Nasıl Bağlanır?

Okurların bir diğer merak ettiği konu da ” varistör nasıl bağlanır” sorusudur. Varistöre uygulanan voltaj, nominal veya kenetleme voltajından daha az olduğunda bir varistör, bir direnç yerine bir kapasitör görevi görür. AC devrelerinde bir varistör kullanıldığında frekans önemli bir rol oynar. AC devrelerinde varistör iletken olmayan kaçak bölgesinde çalıştığında varistörün kapasitansı cihaz gövdesinin direncini etkiler. Bu anlamda bir varistör, voltaja karşı duyarlı alıcı devreler arasına AC voltajı ile paralel bir şekilde bağlanır. Varistör kelimesi, İngilizce’deki değişken direnç kelimesinden türetilmiştir. Varistör sembolü ise genellikle VDR ( Voltage DependentResistor) kısaltması şeklindedir.

Varistör Sağlamlık Testi

Varistör sağlamlık testi için dikkat edilmesi gereken bazı detaylar mevcuttur. Orta derecede bir aşırı gerilimden zarar gören varistör genellikle kısa devre yapar. Bir multimetre ile direncini ölçerken görüntülenen değer çok düşük olacaktır. Varistör açık veya kısa devre yapmış olsun hemen değiştirilmelidir. Aksi takdirde varistör çalışır durumdadır.

Normalde varistörün nominal voltajı 9V'dan biraz daha yüksek olmalıdır. Varistör her hareket ettiğinde yüksek bir akıma maruz kalır, bu da birkaç kez korumaya çalıştıktan sonra genellikle bozulduğu anlamına gelir. Bu nedenle her zaman sigortalı bir seri devre içinde çalışmanız tavsiye edilir. Varistör arızalanırsa ve aşırı gerilim varsa sigorta atar. Çoğu zaman yanmış bir sigorta, arkasında yanmış bir varistör olduğu içindir. Her ikisinin de değiştirilmesi gerekir.