Shockley Diyot Nedir? Nasıl Çalışır? Özellikleri Nelerdir?

Shockley diyot, 4 yarı iletkenin birleşmesinden oluşan bir diyot türüdür. Bu yüzden Shockley diyot, dört bölgeli diyot veya dört tabaka diyot olarak da bilinir. Shockley diyot, 1950’li yılların sonlarına doğru, Shockley Semiconductor Laboratory tarafından üretilmiş ve pazarlanmıştır.

Shockley diyotun mucidi, William Bradford Shockley’dir. Bu diyot, tristör ailesinden ilk cihazdı. Dolayısıyla bu diyot, TRIAC, DIAC ve SCR gibi başka tür tristörlerin oluşturulmasına yardımcı olur. Dört katmanlı bir yarı iletken diyottur ve bağlantısı kesilmiş bir kapı içeren bir tristöre eşdeğerdir. Anot ve katot olmak üzere iki bacağı bulunan Shockley diyotun işlevi, herhangi bir tetikleme girişi hariç normal bir diyot ile aynıdır. Bu diyotlar, “açık” veya “kapalı” gibi iki koşul içerdiği için bir tristör olarak sınıflandırılır.

Shockley diyotun negatif direnç özelliği vardır, bu da cihazın terminalleri arasındaki voltaj artışlarında, boyunca elektrik akımının azalacağı anlamına gelir.

Shockley Diyotun Yapısı​

Shockley diyot, bir PNPN Bağlantısı oluşturmak için 4 katman bağlantısına ihtiyaç duyar. Bu diyotun iki transistörün eşdeğer devresi aşağıda gösterilmiştir. Bu devrede, ‘T1’ transistörünün kollektör terminali, T2 transistörünün taban terminaline bağlanır.

J1 bağlantısı, T1 transistörünün emitör-taban (EB) bağlantısında oluşturulabilir, J2 bağlantısı, T1 ve T2 arasındaki taban-toplayıcı (BC) bağlantısında oluşturulabilir. J3 bağlantısı, T2 transistörünün BE bağlantısında oluşturulabilir.

Dört katman, dâhili olarak iki içerir. Dolayısıyla, J1, T1 transistörünün EB bağlantısıdır ve J2 bağlantısı, T1 & T2 transistörünün ortak bağlı BC’sidir ve T2 transistörünün BE bağlantısı J3’tür.

Bu diyot ileri taraflı olarak çalıştırıldığında, J1 ve J3 gibi her iki bağlantı da ileri taraflıdır ve J2 bağlantısı ters taraflıdır. Benzer şekilde, J1 ve J3 ters taraflı olarak bağlandığında ve J2 ileri taraflı olduğunda cihaz bu modda çalışmaya başlayacaktır. Bununla birlikte, diyot ters yönlü modda çalıştırıldığında ve voltaj arıza voltajının üzerine çıktığında diyot hasar görür. Dolayısıyla bu diyot sadece ileri taraflı modda çalıştırılır.

Shockley Diyotun Özellikleri​

Shockley diyotun, gerilim-akım karakteristiği belirtir grafik aşağıdaki gibidir. Shockley diyot, iletken ve iletken olmayan iki çalışma koşuluna sahiptir. İletken olmayan durumda, diyot, ihmal edilebilir akım yoluyla daha düşük bir hatta çalışır ve voltaj, aşırı voltaj veya anahtarlama voltajının kesilmesinden daha azdır.

Voltaj, kırılma voltajını aşmaya çalışırsa, cihaz bozulur ve noktalı çizgi boyunca açık durum veya iletken durum yönünde geçiş yapar. Burada noktalı çizgi, kararsız, durumu gösterir, eğer noktalı çizgiler kısa sürülüyse geçici bir durum olarak değerlendirilir.

Cihaz, noktalı çizgi üzerindeyse, iki kararlı çalışma koşulu arasında geçiş yaptığı için kısa bir süre bu durumda kalır. Açık durumda veya iletken durumda, cihaz daha yüksek hatta çalışabilir. Cihazdaki akım tutma akımından (Ih) yüksekse, o zaman üzerindeki voltaj diz voltajından (VK) biraz daha yüksektir. Akım tutma akımı seviyesinin altına düştüğünde, cihaz noktalı çizgiden kapalı duruma veya iletken olmayan duruma geri döner.

Shockley Diyotun Avantajları​

Shockley diyotun avantajları aşağıdaki gibidir.

• Anahtarlama hızı yüksektir.
• İki transistörü birbirine bağlayan ortak terminal sayesinde bir transistöre göre daha fazla performans gösterebilir.
• Açık duruma kilitlenir.
• İleri voltaj düşüşü düşük olduğu için güç kaybı da düşüktür.
• Ters voltaj kolayca bloke edilebilir.
• Aşırı akımdan bir sigorta ile korunabilir.

Shockley Diyotun Dezavantajları​

Shockley diyotun dezavantajları aşağıdaki gibidir.

• Dört yarı iletken malzeme katmanı kullandığı için yapımı biraz zordur.
• Sadece tek yönde iletir.
• Hız etkisi nedeniyle aniden “açık” konuma gelebilir.
• Kapatmak basit değildir.
• Herhangi bir kontrol terminali içermez.
• İleri arıza voltajının üzerinde herhangi bir kontrol yoktur.

Shockley Diyotun Kullanım Alanları​

Shockley diyotun kullanım alanları şunlardır.

• Shockley diyot, bir SCR’yi açmak için devreler içinde bir tetik anahtarı olarak kullanılabilir.
• Gevşeme osilatörlerinde kullanılabilir.

Shockley diyot, bir anahtar görevi yaptığı için Shockley diyotun kullanım alanları bu diyota bakış açısıyla ilgilidir diyebiliriz.

Shockley diyot, çok yüksek direnç sağlar ve ileri voltaj, kesme voltajına kıyasla daha düşük olduğunda pratik olarak akım iletmez. Benzer şekilde, bu diyot, voltaj kırılma değerinin üzerine çıktığında çok daha az direnç sağlar.