Shockley (Dört Bölgeli) Diyot Nedir? |
ElektrikPort Akademi

Shockley diyot, ismini William Shockley'den alan '4 bölgeli diyot' olarak da adlandırılan bir güç elektroniği elemanıdır. Bu yazımızda shockley diyotun yapısına, çalışma prensibine, gerilim-akım öz eğrilerine ve kullanım alanlarına değineceğiz.

A- A+

07.01.2016 tarihli yazı 22830 kez okunmuştur.

Shockley Diyotun Yapısı

Shockley diyot, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi 4 yarı iletkenin birleşmesinden oluşur. Bu yüzden 4 bölgeli diyot olarak da anılır. Shockley diyotlar yapı olarak tetikleme ucu bulunmayan tristörlere (SCR'lere) benzerler. Anot ve katot olmak üzere iki adet bacağı mevcuttur. Shockley diyotlar doğru polarlama altında çalışırlar fakat doğru polarlama altında çalışırken de belirbi bir V_B gerilimine ulaşıncaya kadar diyot ters polarlanmış normal bir P-N jonksiyonlu diyot gibi davanır.

► İlginizi Çekebilir: Diyot Nedir? 1. Bölüm | ElektrikPort Akademi

Diyotun yapısında anot-katot arasında toplam 3 adet P-N jonksiyonu vardır. Bu jonksiyonlar kırmızı ile yazılmış J3, J2 ve J1 jonksiyonlarıdır. Her bir jonksiyon diyot gibi davranır. Yukarıda verilen şematik yapı aşağıda verilen shockley diyotun transistör eşdeğerine dönüştürüldüğünde anoda bağlı bir PNP ve katoda bağlı bir NPN transistör yapısına sahip olduğu görülmektedir. Bu eşdeğer devrede PNP transistörün bazı NPN transistörün kolektörüne, NPN transistörün bazı PNP transistörün kolektörüne bağlanmıştır.

► İlginizi Çekebilir: IGBT Nedir? | ElektrikPort Akademi

Shockley Diyotun Çalışma Prensibi

Shockley Diyot'ta anot akımı transistörlerin kollektör akımlarının toplamına eşittir. Diyotun iki ucundaki gerilim diyotun iletime geçmesi için gerekli olan gerilime ulaştığında yukarıdaki ilk şekilde görülen katot bölgesinde bulunan elektronlar 2 bölgesine, 2 bölgesinde bulunan delikler de 1 bölgesine geçerler. 2 bölgesine geçen elektronlar J1 jonksiyonuna erişir. J2 jonksiyonu, anot gerilimi pozitif olduğundan tıkama yönünde kutuplanmıştır. 1'den 2'ye geçen elektronlar, 2 bölgesi içinde azınlık taşıyıcı niteliğindedirler ve J2 jonksiyonundan kolayca geçerek 3 bölgesine geçerler. Bu elektronlar, J3 jonksiyonu iletim yönünde kutuplandığından 4 bölgesine ulaşırlar. Anot olan 4 bölgesinde hareket eden delikler, J3 iletim yönünde kutuplandığından 3 bölgesine difüzyonlar geçerler. Delikler 3 bölgesi içerisinde azınlık taşıyıcı niteliğindedirler. J2 tıkama yönünde kutuplandığından delikler kolayca 2 bölgesine geçerler ve J1 iletim yönünde kutuplandığı için katot bölgesi olan 1'e geçerler ve bu şekilde diyot iletime geçmiş olur.

Shockley Diyotun Öz Eğrisi

PNP ve NPN transistörleri birbirlerini sürdüklerinden akım, anot-katot arası gerilim küçülse de artmaya devam eder. Aşağıdaki grafikte diyotun uçları arasındaki gerilim azalsa da diyotun hala iletimde olabileceği görülmektedir. Gerilimin belirli bir miktar azaldıktan sonra tekrar artmaya başlar. Gerilimde tekrar artışın başladığı bu noktaya tutma gerilimi (Vk) denir. Yani bu gerilimde diyotun iletimde olması sağlanmaktadır. Grafikte diyotun iletimde olduğu bölge on-state bölgesidir. Anot akımının maksimum değerine bu bölgede ulaşılır.

Shockley Diyotun Kullanım Alanları

Shockley diyotlar tristörlerin tetikleme devrelerinde, hafıza devrelerinde, zamanlama devrelerinde ve darbe jeneratörlerinde kullanılırlar. Buralarda kullanılmalarının asıl nedeni ise shockley diyotlar belirli bir gerilimin üzerindeki gerilim değerlerini geçirmezler yani bir nevi gerilim koruma özellikleri vardır.