Yarı İletken Teknolojisi Ayt Fizik


Kategoriler: Ayt Fizik, Fizik

YARI İLETKEN TEKNOLOJİSİ

Yarı İletken Maddeler

  • Kristal yapıdadır. Atomları kafes biçiminde belirli düzende sıralanmıştır.
  • İletkenlik bakımından iletken ve yalıtkan arasındadır.
  • Normal şartlarda yalıtkandır.
  • Isı, ışık, elektrik ya da manyetik etki ile iletkenlik özelliği kazanır.
  • Hem tabiatta bulunur. Hem de laboratuvar ortamında elde edilebilir.
  • Yarı iletken maddelerin içerisine çok az miktarda uygun atom ilavesi ile P ve N tipi yarı iletkenler elde edilir
  • Değerlik elektron sayısı az ise, bunlar çekirdeğe zayıf bağlıdır. Bu nedenle iletkenlerde az sayıda bulunan değerlik elektronlar serbestçe hareket edebildiklerinden bunlara serbest elektron denir. İletkenlerin iletkenliğini serbest elektronlar sağlar.
  • Germanyum veya silisyum içerisine fosfor veya değerlik elektron sayısı 5 olan atomların ilavesi ile N tipi yarı iletkenler elde edilir.
  • N tipi yarı iletkenlerde akım serbest elektronlar taralından taşınır.
  • Germanyum veya silisyum içerisine fosfor veya değerlik elektron sayısı 3 olan atomların ilavesi ile P tipi yarı iletkenler elde edilir.
  • P tipi yarı iletkenlerde akım elektron boşlukları (deşik) tarafından taşınır.
  • Yarı iletken bir maddeye. elektriksel gerilim gibi bir dış etki uygulandığında bazı değerlik elektronları serbest hale geçer ve iletkenlik özelliği gösterir. Dış etki kalktığında ise elektronlar tekrar atomlarına döner.
  • Yarı iletken maddelere, içlerine bazı katkı maddeleri katılarak iletkenlik özelliği artırılabilir. Bazı yarı iletkenlere katkı maddesi katıldığında iletkenlikleri 100 bin kata kadar artırılabilir.
  • Metallerin iletkenliği sıcaklıkla azalırken. yarı iletkenlerin iletkenliği sıcaklıkla artar
  • Transistör ve diyot gibi elektronik devre elemanlarında yaygın olarak silisyum ve germanyum adlı yarı iletken maddeler kullanılır.

N ve P Tipi Yan iletkenler: Eğer yan iletkene katılan katkı maddesi serbest elektron oluşumuna sebep oluyorsa bu tür yarı iletkenlere N tipi, katkı maddesi deşik oluşturarak elektron eksikliğine sebep oluyorsa bu tür yarı iletkenlere de P tipi yarı iletken denir.

PN Birleşimi (Eklemi)

  • P ve N tipi yarı iletken maddeler kendi başlarına elektrik devre elemanı olarak kullanılmaz. Bu iki tip madde birlikte kullanılır. Buna PN birleşimi ya da PN eklemi denir.
  • PN birleşimi, elektronik devrelerin en temel devre elemanları olan diyot ve transistörlerde kullanılır.

Diyot

  • P ve N tipi yarı iletken maddelerin birleştirilmesiyle elde edilen kristal yapıya diyot ya da doğrultmaç denir.
  • Diyotlar, germanyum ve silisyuma farklı kam maddeleri eklenerek oluşturulan P ve N yarı iletkenlerinin birleştirilmesi ile oluşturulur. Bu oluşuma PN eklemi denir ve diyotun yapısında bu eklem bulunur.
  • P ve N yarı iletkenlerinin birleştirilmesi ile farklı tip diyotlar elde edilebilir.
  • Bir diyot elektrik devrelerinde şekildeki sembolle gösterilir.
  • Diyotun P ucu üretecin pozitif kutbuna, N ucu da üretecin negatif kutbuna bağlandığında, diyot devreye düzgün bağlanmış olur ve bir devre elemanı olarak işlev görür.
  • Diyotun P ucu üretecin negatif kutbuna, N ucu da üretecin pozitif kutbuna bağlandığında, diyot devreye ters bağlanmış olur ve üzerinden akım geçirmez.
  • Diyot devreye ters bağlanır ve normalden fazla gerilim uygulanırsa diyot işlevini yitirir, bozulur.

Transistör

Elektronik devrelerde mikrofon, radyo, teyp, anten gibi elemanlardan gelen sinyalleri yükseltmek, akım ve gerilim kazancı sağlamak amacıyla kullanılan devre elemanına transistör denir.

Devre anahtarı olarak da kullanılan transistör, üzerinden doğru akım geçtiğinde düzgün çalışır.

Transistörler bilgisayar teknolojisinin temelidir.

LED Teknolojisi

  • Üzerinden akım geçtiğinde ışık yayan, yani elektrik enerjisini ışık enerjisine çeviren diyotlara LED denir.
  • Elektronik bir devre elemanıdır.
  • Verdiği ışık rengi gerilimine bağlı olarak değişir.
  • Çok düşük bir gerilimle çalıştığından çok ekonomiktir. Birçoğu bir araya getirilerek çok güçlü ışık elde edilebilir. Bir ampule göre çok daha hızlı yanar ve söner.
  • Bir akkor flamanlı ampulün ömrü yaklaşık 1000 saatken bir LED’in ömrü yaklaşık 500.000 saattir.
  • Tüm bu avantajlarından dolayı LED’ler aydınlatmada, ışıklı tabela ve göstergelerde, müzik aletlerinin ses şiddeti göstergelerinde, araçlarda ve televizyon ekranlarında yaygın olarak kullanılır
  • LED, kızıl ötesi ışık yayan uzaktan kumandalarda kullanılır.

Güneş Pili

Güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren elektronik devrelere Güneş pili ya da fotovoltaik pil denir.

  • Altta kalın P tipi, üstünde ise ince N tipi yarı iletken madde olacak şekilde PN eklemli yarı iletkenlerden yapılır.
  • Güneş ışınları N tabakasına düştüğünde, yüksek frekanslı olanlar soğurulur.
  • Soğurulan ışınların enerjisi elektronlara aktarılır. Elektronun kazandığı bu enerji yük akışı ve elektrik akımını oluşturur.
  • Bir Güneş pili oldukça küçüktür. Bu nedenle “hücre” olarak nitelenir. Çok sayıda hücrenin bir araya getirilmesiyle, kullanım amacına uygun büyüklükte Güneş panelleri elde edilir.
  • Güneş pilleri saatlerde, hesap makinelerinde, sokak ve otoyol aydınlatmalarında, kısmen konutlarda Şehir cereyanın olmadığı yerlerde kullanılmaktadır.
  • Güneş enerjisinin yenilenebilir enerji kaynağı olması Güneş enerjisine yatırımları artmaktadır.

Kum ve Elektronik Devreler : Elektroniğin ana sarf malzemesi yarı iletkenlerdir. En çok kullanılan yarı iletken element ise silisyumdur. Silisyum elementi yer kabuğunun yaklaşık %25’ini oluşturur. Camın da esas bileşeni olan silisyum en çok kumdan elde edilir. Bu nedenle elde edilmesi kolay ve düşük maliyetlidir.




Liselere Giriş Sınavı (LGS)
6 Haziran 2021 Pazar

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
19 Haziran 2021 Cumartesi

Alan Yeterlilik Sınavı (AYT)
20 Haziran 2021 Pazar