Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir.

Transkript

1 TEMEL ELEKTRONİK Elektronik: Maddelerde bulunan atomların son yörüngelerinde dolaşan eksi yüklü elektronların hareketleriyle çeşitli işlemleri yapma bilimine elektronik adı verilir. KISA ATOM BİLGİSİ Maddenin özelliklerini taşıyan en küçük parçasına ATOM denir. Atom bir çekirdek ve onun etrafında helezonlar çizerek dönen elektronlardan oluşur. Çekirdek içinde pozitif yüklü protonlar ve yüksüz nötronlar bulunur. Elektronlar( e ) ise negatif yüklüdür. En dış yörüngede bulunan e lara valans e da denilir. Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir. İLETKEN Eğer valans(son) yörüngesinde e var ise bu atomlar kararlı duruma geçmek için e larını çok çabuk verirler. Bunlar iletken madde olarak sınıflandırılır. Örnek: Bakır atomu, çekirdeğinde 29 proton, 34 nötron bulunur.

2 Son yörüngedeki bu tek e çok az bir enerji ile kopar ve kristal yapıda akım taşıyıcı olarak görev yapar. Tüm metaller iletkendir. İnsan vücudu iletkendir. Saf su yalıtkan, şekerli su yalıtkan, tuzlu-mineralli su ise iletkendir. Toprak içinde su olduğu için iletkendir. En iyi iletkenler gümüş, bakır, altın, alüminyum vb.dir. YALITKAN Son yörüngelerindeki e sayısı ve 8 olan elementlere yalıtkan denir. Bu maddelerden e koparmak çok zordur, çok enerji gerektirir. Fakat hiçbir yalıtkan mükemmel değildir. Aşırı gerilim veya enerji altında e kopar ise delinme olayı yani iletken duruma geçme oluşur. Örnek: Şimşek ve yıldırım gibi doğa olayları. Yalıtkan Örnekleri: Cam, mika, hava, PVC, kauçuk YARIİLETKEN Atomlarının valans yörüngesindeki e sayısı 4 olan elementlere yarıiletken denir. Silikon, germanyum örnek olarak verilebilir.

3 YARIİLETKEN DEVRE ELEMANLARI Yarıiletkenlerin direnci iletkenler ile yalıtkanlar arasında bir yerdedir. Diyot, transistör ve entegre devre elemanları yapımında en çok silikon kullanılır. Bileşikler de yarıiletken durumda olabilir. Örneğin Bakır oksit, Çinko oksit, Galyum-Arsenik (GaAs) gibi. Germanyum ve silisyum doğada cevher halinde bulunurlar, yani saf değildirler. İlk önce bunlar saflaştırılır. Yarıiletkene başka madde, yabancı madde (doping) katıldığı zaman bu maddelerin elektriksel özellikleri değişmektedir. Yani P ve N tipi yarı iletkenler germanyum ya da silisyumun içine belli oranlarda yabancı madde katılması ile elde edilir. N-TİPİ YARIİLETKEN Son yörüngesinde 4 e bulunduran saf silikonun içine yaklaşık 100 milyonda 1 oranında, son yörüngesinde 5 e bulunduran arsenik (fosfor, antimon, vb.) maddesi karıştırılırsa arsenik atomunun 4 elektronu komşu elektronlarla bağ yapar (kovalent bağ). 1 e boşta kalır. Boşta kalan, serbest kalan bu 5. Arsenik elektronu kristal yapıdaki madde içinde dolaşır. İşte e yönünden zengin olan bu karışıma N tipi yarıiletken denir. N(negatif) tipi maddede elektrik akımının taşınması işinde bu fazla elektronlar görev yapar. P-TİPİ YARIİLETKEN Son yörüngesinde 4 e u bulunan silikonun içine yaklaşık 100 milyonda 1 oranında son yörüngesinde 3 e u bulunan Bor (Galyum, Alüminyum, vb.) karıştırılırsa Borun 3 e u komşu elektronlarla bağ yapar. Silikonun 1 e u ise bağ yapacak Bor elektronu bulamaz ve dışarıdan e kapmaya istekli hale gelir.

4 İşte e yönünden fakir olan bu karışım elektriksel olarak pozitif yüklü iyon kabul edilir. Elektrona ihtiyaç olan yer bir oyuk ile ifade edilir. N ve P TİPİ MADDELER TEK BAŞLARINA KULLANILDIKLARINDA NORMAL BİR İLETKENDEN HİÇ FARKLARI YOKTUR. YANİ TEK KULLANILDIKLARINDA BİR İŞE YARAMAZ. P-N BİRLEŞİMİ VE DİYOTUN ÜRETİLMESİ Eğer bir silikon parçası alınır ve onun yarısına 3 valans elektronlu katkı maddesi eklenir, daha sonra diğer yarısına da 5 valans elektronlu katkı maddesi eklenirse P-N birleşimi elde edilir. DİYOTLAR

5 Germanyumdan yapılan diyotlardan akım geçirildiğinde üzerlerinden yaklaşık 0,2-0,3 volt gerilim düşümü, Silisyumdan yapılmış diyotlarda 0,6-0,7 volt gerilim düşümü olur. a-polarmasız P-N birleşimi (enerji uygulanmıyor) P ve N tipi iki madde birleştirildiği zaman birleşim yüzeyinin yakınında bulunan elektron ve oyuklar birbirlerini nötr ederler. Yaklaşık 1 µikron kalınlığında yüksüz-nötr bölge oluşur. Bu engel bölge e ve oyuklar arasına set oluşturur. b-doğru polarma (Diyota doğru yönde akım uygulama) S anahtarı kapatıldığında üretecin (-) ucundan gelen elektronlar N tipi maddedeki serbest e ları, üretecin (+) ucundan gelen oyuklar P tipi maddedeki (+) yükleri birleşim yüzeyine doğru iterler. Elektronlar oyuklara doğru hareket ederler. Gerilim setti aşılır. Yük akışı, akım geçişi üreteç devrede olduğu müddetçe devam eder. c-ters Polarma Anahtar kapatılınca üretecin (-) ucu P tipi maddenin oyuklarını çeker, üretecin (+) ucu ise N tipi maddenin elektronlarını kendine çeker. Birleşme yüzeyinde e ve oyuk kalmaz. Ters polarizasyonda diyot akım geçirmez.(sızıntı akımları saylanmaz.)

6 Diyotlar ok istikametinde akım geçirirler, diğer yöne hayır. Anottan katoda akım geçirirler, yaldızlı yöne doğru akım geçirirler, diğer yöne hayır. DİYOTUN I-V (AKIM-GERİLİM) KARAKTERİ