1 - Kırpma Devresinde:
Şekil 3.15 'de görüldüğü gibi iki zener diyot ters bağlandığında
basit ve etkili bir kırpma devresi elde edilir.
Örneğin:
Devre girişine tepe değeri 10V olan bir AC gerilim uygulansın
ve kırpma işlemi için, zener gerilimi 5V olan iki Z1,
Z2 zener diyodu kullanılsın.
Şekil 3.15 - İki zener diyotlu tam dalga kırpma devresi
|
AC gerilimin pozitif alternansı başlangıcında Z1
zeneri doğru polarmalı ve iletimde, Z2zeneri
ise ters polarmalı ve kesimde olacaktır.
Giriş gerilimi +5V 'a ulaştığında Z2
'de iletime geçer ve dolayısıyla da çıkış uçları arasında
+5V oluşur. Keza, R direnci üzerindeki gerilim düşümü de 5V
'tur.
AC gerilimin diğer alternansında da Z1
ters polarmalı hale gelir ve bu defa da çıkışta tepesi kırpılmış
5V 'luk negatif alternans oluşur.
R direnci, devreden akacak akımın Zener diyotları bozmayacak
bir değerde kalmasını sağlayacak ve 5V 'luk gerilim düşümü
oluşturacak şekilde seçilmiştir.
2 - Zener Diyodun Gerilim Regülatörü Olarak Kullanılması:
Zener diyottan, çoğunlukla, DC devrelerdeki gerilim regülasyonu
için yararlanılmaktadır. Buradaki regülasyondan amaç, gerilimin
belirli bir değerde sabit tutulmasıdır.
Bunun için zener diyot, şekil 3.16 'da görüldüğü gibi, gerilimi
sabit tutmak istenen devre veya yük direncine paralel ve ters
polarmalı olarak bağlanır.
Diyot uçlarına gelen gerilim, zener değerine ulaştığında
diyot iletime geçer ve uçları arasındaki gerilim sabit kalır.
Örnek:
Şekil 3.16 'da verilmiş olan devrede RL yük direnci
uçları arasındaki VL gerilimi 6.2V 'ta sabit tutulmak
istensin.
Bunu sağlamak için, şekilde görüldüğü gibi RL
'e paralel bağlı zener diyodun ve seri bağlı bir RS
direncinin seçimi gerekir.
Ayrıca, bir de C kondansatörünün paralel bağlanmasında yarar
vardır. Bu kondansatör, gerilim dalgalanmalarını ve başka
devrelerden gelebilecek parazit gerilimlerini önleyici görev
yapar. Değeri, devre geriliminin büyüklüğüne göre, hesaplanır.
Şekildeki bir devre için 30V - 1000µF 'lık bir kondansatör
uygundur.
Burada birinci derecede önemli olan, RS direnci
ile zener diyodun seçimidir.
| 
Şekil 3.16 - Zener diyodun gerilim regülatörü olarak
kullanılması
|
Seri RS direncinin seçimi:
Önce RS direncine karar vermek gerekir;
Kaynak gerilimi: E=V=9V
Yük direnci ve uçları arasındaki gerilim: RL=33
Ohm, VL=6.2V
Bu durumda, zener diyot dikkate alınmadan, VL=6.2V
'u oluşturabilmek için kaç ohm 'luk bir RS direncinin
gerektiği hesaplanmalıdır.
E=IL*RS+VL
ve IL=VL/RL 'dir.
Birinci formüldeki IL yerine, ikinci formüldeki
eşitini yazıp, değerler yerine konulursa :
9=6,2/33*RS+6,2 olur.
Buradan RS çözülürse:
RS=(9-6,2)33/6,2 'den, RS=14.9 = 15 (ohm) olarak
bulunur.
RS=15 Ohm 'luk
direnç bağlandığında, "E" gerilimi 9V 'ta sabit
kaldığı sürece RL yük direnci uçları arasında sürekli
olarak 6.2V oluşacaktır.
"E" geriliminin büyümesi halinde, A-B noktaları
arasındaki VA-B
gerilimi de 6.2V 'u aşacağından, 6.2V 'luk bir ZENER diyot
kullanıldığında, RL uçları arasındaki gerilim sabit
kalacaktır. Ancak, yalnızca gerilime göre karar vermek yeterli
değildir.
Bu durumda nasıl bir zener diyot kullanılmalıdır?
Zener diyodun seçimi:
Zener gerilimi 6.2V olan bir zener diyot RL direncine
paralel bağlandığında VL=6.2V 'ta sabit kalır.
Ancak, E giriş geriliminin büyümesi sırasında zener diyottan
akacak olan akımın, diyodun dayanabileceği "maksimum
ters yön zener akımından" (IZM) büyük olması
gerekir. Zener diyot buna göre seçilmelidir.
6.2V 'luk olup ta değişik IZM akımlı olan zener
diyotlar vardır.
Örneğin:
Aşağıdaki tabloda, bir firma tarafından üretilen, 6.2V 'luk
zenerlere ait IZM akımı ve güç değerleri verilmiştir.
| Zener Maksimum akımı
(IZM) (mA) |
33 |
60 |
146 |
1460 |
7300 |
| Zener Gücü (W) |
0.25 |
0.4 |
1 |
10 |
50 |
Bu zenerler den hangisinin seçileceğine karar vermeden önce
yük direncinden geçecek akımı bilmek gerekir:
Şekil 3.16 'daki devrenin yük direncinden geçen akım aşağıdaki
gibi olur.
IL=VL/RL = 6.2/33 = 0.188A
= 188mA
E geriliminin büyümesi halinde oluşacak devre akımının 188mA
'in üstündeki miktarı zener diyottan akacaktır.
Örneğin:
E geriliminin ulaştığı maksimum gerilim; E = 12.2V olsun.
Zener diyottan geçecek olan akımın değeri şu olacaktır:
Kirchoff kanununa göre:
12.2 = It*RS+6.2 (It devreden
akan toplam akımdır.)
RS = 15 yerine konarak It çözülürse;
It = 1.22-6.2/15 = 6/15 'den It
= 0,4A = 400mA olur.
Bu 400mA 'den 188mA 'i RL yük direncinden geçeceğine
göre;
Zener diyottan geçecek olan IZ akımı: IZ
= 400-188 = 212mA 'dir.
Bu değer, yukarıdaki tabloya göre:
10W 'lık zenerin maksimum akımı olan 1460mA 'den küçük, 1W
'lık zenerin maksimum akımı olan 146mA 'den büyüktür.
Böyle bir durumda 10W 'lık zener kullanılacaktır.
Aslında, 212mA 'lik zener için 1460mA 'lik zener kullanmakta
doğru değildir. Daha uygun bir zener seçimi için başka üretici
listelerine de bakmak gerekir.
3 - Ölçü Aletlerinin Korunmasında Zener Diyot
Döner çerçeveli ölçü aletlerinin korunmasında, zener diyot
şekil 3.17 'deki gibi paralel bağlanır. Bu halde zener gerilimi,
voltmetre skalasının son değerine eşittir. Ölçülen gerilim
zener gerilimini aşınca diyot ters yönde iletken hale geçerek
ölçü aletinin zarar görmesini engeller. Ayar olanağı sağlamak
için birde potansiyometre kullanılabilir.
Şekil 3.17 - Döner çerçeveli ölçü aletinin zener diyot
ile korunması |
4 - Rölenin Belirli Bir Gerilimde Çalıştırılmasında Zener
Diyot
Şekil 3.18 'deki gibi zener diyot, röleye seri ve ters yönde
bağlanmıştır. Röle, ancak uygulanan gerilimin, Zener gerilimi
ile röle üzerinde oluşacak gerilim düşümü toplamını aşmasından
sonra çalışmaktadır.
| 
Şekil 3.18 - Ancak zener gerilimi üstünde çalışabilen
röle devresi
|
