1N4007, UF4007, 1N5819 Farkı: Hangi Diyot Nerede?

1N4007 1000 V’a dayanan standart bir doğrultucu diyottur ve 50 Hz şebeke doğrultmada kullanılır. UF4007 aynı gerilim ve akım sınıfının hızlı toparlanan türüdür, anahtarlamalı güç kaynaklarında tercih edilir. 1N5819 ise 40 V’luk bir Schottky diyottur: ileri gerilim düşümü 1N4007’nin yaklaşık yarısı kadardır, ama yüksek gerilime dayanmaz. Üçü de 1 A’lik ve aynı DO-41 kılıfındadır; bu yüzden karta fiziksel olarak uyarlar, elektriksel olarak her zaman birbirinin yerini tutmazlar.

Bu yazı, tamir masasında en sık sorulan soruya cevap veriyor: elimdeki diyot, karttaki bozuk diyodun yerine takılır mı? Cevap üç parametreye bağlıdır: ters gerilim dayanımı, ters toparlanma süresi ve ileri gerilim düşümü. Dördüncü olarak küçük sinyal diyodu 1N4148’i de karşılaştırmaya ekledik, çünkü görünüşü farklı olsa da aynı karışıklığın parçasıdır.

Diyot çeşitleri: dört tür, dört ayrı iş

Bir diyot akımı anottan katoda doğru geçirir, ters yönde tutar. Türleri birbirinden ayıran, bu işi hangi gerilimde, hangi hızda ve ne kadar kayıpla yaptığıdır.

• Standart doğrultucu diyot (1N4007): Yüksek ters gerilime dayanır, yavaş kapanır. Şebeke frekansındaki doğrultma işleri içindir.
• Hızlı toparlanmalı diyot (UF4007): Yapısı standart diyoda benzer, ancak iletimden kesime onlarca nanosaniyede geçer. Karşılığında ileri gerilim düşümü artar.
• Schottky diyot (1N5819): Metal ile yarı iletkenin birleşiminden oluşur. İleri gerilim düşümü düşüktür ve hızlı anahtarlar; ters gerilim dayanımı düşük, ters kaçak akımı yüksektir.
• Sinyal diyodu (1N4148): Çok küçük kapasiteli, çok hızlı ve küçük akımlı bir diyottur. Güç taşımaz, sinyal ve lojik devrelerinde çalışır.

Karşılaştırma tablosu: 1N4007, UF4007, 1N5819, 1N4148W

Aşağıdaki değerler, yazının sonunda bağlantısı verilen datasheet’lerden alınmıştır. Aynı parça numarası farklı üreticilerde küçük farklarla verilebilir; kendi parçanızın datasheet’ine bakmayı alışkanlık edinin.

Tablodaki parçalar: 1N4007, UF4007, 1N5819 ve 1N4148W-7-F. Dört diyotta da gövdedeki bant katot ucunu gösterir.

Ters toparlanma süresi (trr) neden önemli?

Ters toparlanma süresi, iletimdeki bir diyodun uçlarındaki gerilim ters döndüğünde akımı kesmesi için geçen süredir. Diyot bu süre boyunca ters yönde de akım geçirir. Yani kısa bir an için diyot gibi davranmaz, kısa devreye yakın bir yol olur.

50 Hz şebekede bir periyot 20 ms sürer. Bu ölçekte toparlanma süresinin payı ihmal edilir, 1N4007 işini sorunsuz yapar. 1N4007’nin datasheet’inde t_rr değeri hiç verilmez; standart toparlanmalı doğrultucular bu amaçla tasarlanmaz ve hızlı diyotlara göre çok daha yavaş kapanır.

Anahtarlamalı bir güç kaynağında durum değişir. 100 kHz’te bir periyot 10 µs’dir. UF4007’nin en çok 70 ns’lik toparlanma süresi bu periyodun yüzde 0,7’sidir. Yavaş bir diyot ise her periyotta ters akım geçirir; bu akım hem diyodu hem de anahtarlama transistörünü ısıtır.

Schottky diyotlarda iletim farklı bir mekanizmayla olur, bu yüzden 1N5819 datasheet’inde t_rr yerine hızlı anahtarlama özelliği ve eklem kapasitesi (tipik 110 pF) yer alır.

Hangi diyot nerede kullanılır?

1N4007: şebeke doğrultma

230 V şebekenin tepe değeri 230 × 1,414 ≈ 325 V’tur. Kondansatör filtreli yarım dalga doğrultucuda diyot, ters yarı periyotta şebeke tepe gerilimi ile dolu kondansatörün toplamını görür: yaklaşık 650 V. 1N4007’nin 1000 V’luk dayanımı bu yüzden güvenli bir pay bırakır. Aynı ailenin 400 V’luk üyesi 1N4004 ise bu devrede yetersiz kalır. Datasheet ayrıca kapasitif yükte akımın yüzde 20 düşürülmesini ister; kondansatör filtreli bu devrede 1N4007 için sınır 0,8 A olur.

UF4007: yüksek frekans ve yüksek gerilim

Anahtarlamalı kaynakların yüksek gerilimli çıkış doğrultucularında ve trafo primerindeki sönümleme devrelerinde hem yüksek ters gerilim hem hız gerekir. UF4007 bu iki koşulu birlikte karşılar.

1N5819: düşük gerilim, düşük kayıp

Düşürücü (buck) dönüştürücülerde serbest geçiş diyodu, anahtar kesimdeyken (akım geçirmediği sürede) bobin akımını taşır. Diyodun gördüğü ters gerilim giriş gerilimi kadardır. 12 V ve 24 V girişli devrelerde 1N5819’un 40 V’luk dayanımı yeterlidir ve düşük V_F doğrudan verime yansır. Ters bağlantı korumasında ve lineer regülatör girişinde de aynı nedenle seçilir.

1N4148: sinyal ve küçük bobinler

Lojik seviyeli sinyallerde, kırpma devrelerinde ve küçük röle bobinlerinin sönümlenmesinde kullanılır. Bobin akımı diyodun akım sınırının altında olmalıdır: 1N4148W sürekli 300 mA taşır.

Örnek hesap: diyot ne kadar ısınır?

İletimdeki bir diyodun üzerindeki güç kaybı, ileri gerilim düşümü ile akımın çarpımıdır: P = V_F × I_F. Datasheet’lerdeki en yüksek V_F değerleriyle 1 A için sonuç şöyledir:

• 1N5819: 0,6 V × 1 A = 0,6 W
• 1N4007: 1,1 V × 1 A = 1,1 W
• UF4007: 1,7 V × 1 A = 1,7 W

Sıcaklık artışını kabaca görmek için bu gücü datasheet’teki tipik ısıl dirençle çarpın. 1N5819 için 0,6 W × 50 °C/W = 30 °C artış çıkar. UF4007 için 1,7 W × 60 °C/W = 102 °C eder; 25 °C ortamda eklem 127 °C’ye yaklaşır ve 150 °C sınırına az pay kalır. Bu kaba bir tahmindir: ısıl direnç değerleri belirli bakır alanları için verilir ve kart üzerindeki bakır küçükse artış daha da yüksek olur. Sonuç, bir diyodu sürekli 1 A sınırında çalıştırmamak gerektiğini gösterir.

Schottky diyodun bedeli ters kaçak akımdır. 1N5819, 40 V ters gerilimde 25 °C’de en çok 1 mA, 100 °C’de en çok 10 mA sızdırır. İkinci durumda yalnızca kaçak akımın kaybı 40 V × 10 mA = 0,4 W’tır. 1N4007’de aynı sıcaklıkta kaçak akım en çok 50 µA’dır.

Yerine kullanım kuralları

Multimetreyle ölçüm: türü nasıl anlarsınız?

1. Diyodun en az bir ucunu karttan ayırın. Kart üzerinde paralel elemanlar ölçümü yanıltır.
2. Multimetreyi diyot kademesine alın. Kırmızı probu anoda, siyah probu katoda (bantlı uç) değdirin.
3. Silisyum diyotlarda (1N4007, UF4007, 1N4148) ekranda genellikle 0,5 ile 0,7 V arası bir değer görürsünüz. Schottky diyot belirgin biçimde daha düşük, çoğunlukla 0,15 ile 0,3 V arası okunur.
4. Probları ters çevirin. Sağlam diyotta multimetre açık devre gösterir.
5. İki yönde de sıfıra yakın değer kısa devre, iki yönde de açık devre kopuk diyot demektir.

Bu ölçüm Schottky diyodu silisyum diyottan ayırır, ancak 1N4007 ile UF4007’yi ayırmaz. İkisinin farkı hızdadır ve multimetreyle görülmez; gövdedeki yazıyı okumak gerekir. Diyot kademesinin başka elemanlarda nasıl kullanıldığını MOSFET testi yazısında anlattık.

Sık yapılan hatalar

• Anahtarlamalı kaynağa 1N4007 takmak. Kaynak çalışır gibi görünür, diyot ve anahtarlama elemanı ısınır, arıza kısa sürede tekrarlar.
• Schottky diyodu şebeke tarafına takmak. 40 V’luk diyot 325 V tepe geriliminde ilk anda delinir.
• Yalnızca akıma bakmak. Üç diyot da 1 A’liktir; farkı gerilim, hız ve kayıp belirler.
• Kaçak akımı unutmak. Pil yedeklemeli ya da çok düşük akımlı devrelerde Schottky diyodun kaçak akımı, sıcaklık arttıkça hesaba girer.
• Diyodu ters takmak. Bant katottur. Kart üzerindeki baskıda da çizgi katodu gösterir.

Sık sorulan sorular

1N4007 yerine UF4007 kullanılır mı?

Evet, çoğu devrede kullanılır. İkisi de 1000 V ve 1 A’liktir, kılıfları aynıdır. UF4007’nin 1 A’deki ileri gerilimi 1,7 V’a kadar çıkabildiği için yüksek akımda 1N4007’den daha çok ısınır.

UF4007 yerine 1N4007 takılırsa ne olur?

50 Hz’lik bir doğrultucuda sorun çıkmaz. Anahtarlamalı güç kaynağı gibi yüksek frekanslı bir devrede 1N4007 zamanında kapanamaz, her periyotta ters akım geçirir ve aşırı ısınır.

1N5819 yerine 1N4007 kullanılır mı?

Önerilmez. 1N4007’nin 1 A’deki ileri gerilimi 1,1 V, 1N5819’unki 0,6 V’tur; kayıp neredeyse iki katına çıkar. Düşürücü dönüştürücü gibi anahtarlamalı devrelerde 1N4007 ayrıca hız bakımından yetersiz kalır.

1N4001 ile 1N4007 arasındaki fark nedir?

Fark ters gerilim dayanımıdır: 1N4001 50 V, 1N4007 1000 V’a dayanır. Ortalama akım (1 A) ve en yüksek ileri gerilim (1,1 V) ailenin tümünde aynıdır, bu yüzden 1N4007 ailenin diğer üyelerinin yerine takılabilir.

Schottky diyot multimetreyle nasıl anlaşılır?

Diyot kademesinde ileri yönde okunan değer silisyum diyotlardan belirgin biçimde düşüktür. Silisyum diyot genellikle 0,5 ile 0,7 V, Schottky diyot çoğunlukla 0,15 ile 0,3 V arası gösterir.

Sonuç

Bir diyodu değiştirirken sırayla üç soruya bakın: devredeki ters gerilim diyodun dayanımının altında mı, devre şebeke frekansında mı yoksa yüksek frekansta mı çalışıyor, ve ileri gerilim düşümü ısı ya da verim açısından kabul edilebilir mi. Şebeke doğrultmada 1N4007, yüksek frekanslı ve yüksek gerilimli noktalarda UF4007, 40 V altındaki verim öncelikli devrelerde 1N5819, sinyal işlerinde 1N4148 doğru başlangıçtır. Diğer akım ve gerilim sınıfları için tekli doğrultucu diyotlar kategorisine bakabilirsiniz.

Kaynaklar

• MIC, 1N4001 – 1N4007 datasheet
• Hottech, UF4001 – UF4007 datasheet
• MIC, 1N5817 – 1N5819 datasheet
• Diodes Incorporated, BAV16W / 1N4148W datasheet