DENEY NO :

DENEY NO: 5
DENEY NO : 5
DENEYİN ADI : ZENER DİYOTLA GERİLİM REGÜLASYONU
DENEYİN AMACI :
Zener Diyodun gerilim stabilizasyonu özelliğini öğrenmek.
TEORİK BİLGİ :
Zener diyot genellikle ters polarizasyon altında kullanılır ve bu esnada gerilim
stabilizasyonu (regülasyonu) yapıp gerilimi sabit tutar. Sabit tuttukları gerilim değerleri
zener diyotlar üzerinde yazılıdır. Değişik gerilimlerde zener diyotlar bulunduğundan
yerine göre bunlardan biri kullanılır. Doğru polarizasyonda ise kristal diyodlar gibi
çalışır.
Iz
Iz
Rs
P
Vin
Dz
+
Vz
(a)
(b)
Şekil 5.1 Zener diyotun ileri yönde polarlandırılması
Şekil 5.1’de olduğu gibi zener diyodu doğru polarize yapacak bir devre kurup, sabit DC
giriş gerilimini sıfırdan itibaren P potansiyometresi yardımı ile arttıralım. Artan gerilime
bağlı olarak zener diyot üzerinde Şekil 5.1a’da görüldüğü gibi artan bir akım geçmeye
başlar. Bu durum ileri yönde polarizasyon eğrisinden rahatlıkla görülebilir. Yani zener
diyot ileri yönde polarizasyonda iken aynen kristal diyot gibi çalışır. Gerilimi sabit
tutması söz konusu değildir. Gerilimi sabit tutabilmesi için diyotlara göre ters yönde
polarlandırılması gerekir. Şekil 5.2’de bu durum görülmektedir.
Vz
8,2V 6,2V
4,7V
P
-
Rs
+
Vin
Iz
+
Vz
Dz
Iz
(a)
(b)
Şekil 5.2 Zener diyodun ters yönde polarlandırılması
33
-
RL
DENEY NO: 5
Zener diyodu ters yönde polarlandırmak için ya zener diyodun yada gerilim kaynağı
uçlarının ters çevrilmesi gerekir. Şekil 5.2’ye dikkat edilirse, gerilim uçları ters
çevrilerek zener diyod ters yönde polarize yapılmıştır. Şimdi ileri polarizasyondaki
işlemleri tekrarlayarak zenerin çalışmasını inceleyelim.
Bu arada ters yönde polarizasyon eğrilerine bakarsanız 4.7V, 6.2V, 9.1V olmak üzere
üç tane zener diyod karakteristik eğrileri bulunmaktadır. Bunlardan 4,7V’luk zenerin
eğrisini takip edelim. Yani devremizdeki zener 4,7V’luk bir zener diyod olsun. P
potansiyometresi yardımıyla sabit DC gerilim kaynağını sıfırdan itibaren arttıralım,
zener diyod üzerindeki gerilim değeri 4,7V oluncaya kadar zener diyot uygulanan
gerilime büyük bir direnç gösterir. Buna bağlı olarak ta zener diyottan çok küçük
değerde akım geçer. Bu durumda zener diyot kesimdedir.
Zener diyot üzerine düşen gerilim değeri 4,7V olduğunda zener direnci düşer ve zener
diyotun iletime geçmesiyle üzerinden normal bir akım geçişi olur. Bu andan itibaren
zener diyot üzerine düşen gerilim P potansiyometresi yardımıyla arttırılırsa Zener
Gerilimi denilen 4.7V üzerindeki gerilimler zenere seri bağlı olan gerilim sınırlayıcı
direnç üzerine düşer.
Örneğin DC gerilim Potansiyometre ile 6V’a ayarlandığında; Seri Rs direnci üzerine
düşen gerilim VRs = VDC-Vz = 6 – 4,7 = 1,3 Volt olacaktır. Görüldüğü gibi zener
üzerindeki gerilim sabitken, zener geriliminin üstündeki gerilimler zenere seri bağlı Rs
direnci üzerine düşmektedir. Dolayısıyla zenere paralel bağlı olan R L yükü üzerindeki
gerilimde 4,7V olarak sabit kalır. Burada Rs direnci sayesinde zener diyod korunmuş
olacaktır.
KULLANILAN ELEMANLAR :









0…12V ayarlı DC Güç Kaynağı
Avometre(2 adet)
Zener Diyot ZD 6,2V
Zener Diyot ZD 8,2V
Direnç 100 (2adet)
Direnç 2K
Direnç 1K
Direnç 500
Direnç 200
DENEY DEVRESİ :
R1
+
100
1
3
Vin
V
2
Dz
Dz
6,2V
8,2V
V
R2
Vo
-
Şekil 5.3 Zener diyotlu gerilim stabilizasyonu deney devresi
34
DENEY NO: 5
İŞLEM BASAMAKLARI :
1. Şekil 5.3’deki devrede R2’yi kullanmadan 1 nolu uç ile 2 nolu ucu kısa devre
ediniz.
2. Tablo 5.1’de verilen değerleri kullanarak Vin giriş gerilimini ayarlayınız. Buna
karşılık çıkıştaki Vo gerilimini ölçünüz. Sonuçları yazınız.
Tablo 5.1 6,2 V’luk zener diyot için giriş gerilimlerine karşılık çıkış gerilimleri
5
Vin (V)
6
7
8
9
10
11
12
Vo (V)
3. Giriş gerilimi Vin’in bir fonksiyonu olarak çıkış gerilimi Vo’un grafiğini Şekil 5.4
üzerine çiziniz.
V o (V)
8
7
6
5
4
3
3
4
6
5
7
8
Vin(V)
10
9
Şekil 5.4 8.2V’luk zener diyodun çıkış gerilimi grafiği
4. 1 nolu uç ile 3 nolu ucu kısa devre ediniz. 6,2V’luk zener diyot için Tablo 2’de
verilen değerleri kullanarak Vin giriş gerilimini ayarlayınız. Buna karşılık çıkıştaki Vo
gerilimini ölçünüz. Sonuçları yazınız.(Giriş gerilimi Vin’in bir fonksiyonu olarak çıkış
gerilimi Vo’un grafiğini çiziniz).
Tablo 5.2 8,2 V’luk zener diyot için giriş gerilimlerine karşılık çıkış gerilimleri
Vin(V)
3
4
5
6
Vout(V)
35
7
8
9
10
DENEY NO: 5
V o (V)
8
7
6
5
4
3
3
4
5
6
7
8
9
Vin(V)
10
Şekil 5.5 6.2V’luk zenerde çıkış gerilimi grafiği
5. 6,2V’luk zener kullanarak girişi Vin=12V gerilimine ayarlayınız. Çıkışa Tablo
5.3’de verilen değerlere göre çeşitli yükler bağlayınız ve çıkış gerilimini ölçünüz.
Sonuçları yazınız.
Tablo 5.3 Yük direncinin değişimine karşılık çıkış gerilimi
RL() (R2)
200
500
1K
2K
Vout(V)
6. Sabit giriş geriliminde uygulanan yükün fonksiyonu olarak çıkış geriliminin
grafiğini Şekil 5.6 üzerine çiziniz.
Şekil 5.6 Sabit giriş geriliminde yük değişimine göre çıkış gerilimi
36
DENEY NO: 5
7. Zener diyotlu stabilizasyon devresinin çalışmadaki davranışını açıklayınız.
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
SONUÇ :
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
37