ELK273 Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin Temelleri Ders 9-Yarıiletkenler. Yard.Doç.Dr. Ahmet Özkurt

Benzer belgeler
Valans elektronları kimyasal reaksiyona ve malzemenin yapısına katkı sağlar.

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-5 AKTİF DEVRE ELEMANLARI Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

BJT (Bipolar Junction Transistor) :

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

Temel Elektrik Elektronik. Seri Paralel Devrelere Örnekler

DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler;

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

Yarım Dalga Doğrultma

1. Yarı İletken Diyotlar Konunun Özeti

Enerji Band Diyagramları

Mesleki Terminoloji-1

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜÇ ELEKTRONİĞİ 2. HAFTA

AKHİSAR CUMHURİYET MESLEKİ VE TEKNİK ANADOLU LİSESİ YARI İLETKENLER

DENEY 6 TUNGSTEN FİTİLLİ AMPUL VE YARIİLETKEN DİYOT

Fotovoltaik Teknoloji

Elektronik cihazların yapımında en çok kullanılan üç yarıiletken şunlardır,

Mesleki Terminoloji-1

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

DERS NOTLARI. Yard. Doç. Dr. Namık AKÇAY İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

Ders 2- Temel Elektriksel Büyüklükler

ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

8. FET İN İNCELENMESİ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1. DİYOT ve UYGULAMALARI

GÜÇ ELEKTRONİĞİNDE KULLANILAN ANAHTARLAMA ELEMANLARININ İNCELENMESİ

Elektrik akımı ve etkileri Elektrik alanı ve etkileri Manyetik alan ve etkileri

DENEY 3: DOĞRULTUCU DEVRELER Deneyin Amacı

Şekil 1.1. Hidrojen atomu

Ölçme Kontrol ve Otomasyon Sistemleri 1

DENEY 2: DĠYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERĠ

T.C. MALTEPE ÜNİVERSİTESİ Elektronik Mühendisliği Bölümü. ELK232 Elektronik Devre Elemanları

Yarı İletkenler ve Temel Mantıksal (Lojik) Yapılar. Bilgisayar Mühendisliğine Giriş 1

Elektronik-I. Yrd. Doç. Dr. Özlem POLAT

ÜNİTE 5 KLASİK SORU VE CEVAPLARI (TEMEL ELEKTRONİK) Transformatörün tanımını yapınız. Alternatif akımın frekansını değiştirmeden, gerilimini

DENEY 2: DİYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERİ

6. Bölüm: Alan Etkili Transistörler. Doç. Dr. Ersan KABALCI

DENEY 1 DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

12. Ders Yarıiletkenlerin Elektronik Özellikleri

(BJT) NPN PNP

DENEY 3 : TRANSİSTÖR KARAKTERİSTİKLERİ. Amaç : Bipolar Transistörlerin çalışmasını teorik ve pratik olarak öğrenmek.

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Atomlar, dış yörüngedeki elektron sayısını "tamamlamak" üzere, aşağıdaki iki yoldan biri ile bileşik oluştururlar:

EEME 210 ELEKTRONİK LABORATUARI

ELEKTRONİK-1 DERSİ LABORATUVARI DENEY 1: Diyot Karakteristikleri Deneyleri (PN Jonksiyon)

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ TEMEL ELEKTRONİK KAVRAMLARI

MOSFET. MOSFET 'lerin Yapısı

Bu deneyde alan etkili transistörlerin DC ve AC akım-gerilim karakteristikleri incelenecektir.

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

BÖLÜM X OSİLATÖRLER. e b Yükselteç. Be o Geri Besleme. Şekil 10.1 Yükselteçlerde geri besleme

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI YENİLİK VE EĞİTİM TEKNOLOJİLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ. Sınav Hizmetleri Daire Başkanlığı

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

TEMEL ELEKTRİK-ELEKTRONİK DERSİ SORU BANKASI

Deney 3: Diyotlar ve Diyot Uygulamaları. Amaç: Araç ve Malzeme: Teori:

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR

ELK273 Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin Temelleri Ders 8- AC Devreler. Yard.Doç.Dr. Ahmet Özkurt.

T.C. AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ EEM207/ GEEM207 ELEKTRONİK-I LABORATUVARI DENEY RAPORU

Bir iletken katı malzemenin en önemli elektriksel özelliklerinden birisi, elektrik akımını kolaylıkla iletmesidir. Ohm kanunu, akım I- veya yükün

Bölüm 1 Diyot Karakteristikleri

Elektronik-I Laboratuvarı 1. Deney Raporu. Figure 1: Diyot

1) Standart tristör: Ağır sanayi cihazlarında AC ve DC de Hz,4000V,1000A

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Yarıiletken Malzemeler EEE

Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi * Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Anabilim Dalı * Elektronik Laboratuarı I

Dirençler üzerlerinden geçen akıma zorluk gösteren devre elemanlarıdır. Devre uygulamalarında dirençler, akım sınırlayıcı, gerilim düşürücü, devre

Adapazarı Meslek Yüksekokulu Analog Elektronik

1. Kristal Diyot 2. Zener Diyot 3. Tünel Diyot 4. Iºýk Yayan Diyot (Led) 5. Foto Diyot 6. Ayarlanabilir Kapasiteli Diyot (Varaktör - Varikap)

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

Şekil Sönümün Tesiri

4/26/2016. Bölüm 7: Elektriksel Özellikler. Malzemelerin Elektriksel Özellikleri. Elektron hareketliliği İletkenlik Enerji bant yapıları

ATOM, İLETKEN, YALITKAN VE YARIİLETKENLER

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MAKİNE FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ DERSİ. Proje Adı : IŞIĞA DÖNEN KAFA PROJESİ

DENEY 1:JFET TRANSİSTÖR VE KARAKTERİSTİKLERİ

Hazırlayan: Tugay ARSLAN

2. Bölüm: Diyot Uygulamaları. Doç. Dr. Ersan KABALCI

FET Transistörün Bayaslanması

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Diyotlu Doğrultucu Uygulamaları

AC-DC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü 7. Hafta. Aysuhan OZANSOY

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

Elektrik Mühendisliğinin Temelleri-I EEM 113

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

DENEY 1: DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

Multivibratörler. Monastable (Tek Kararlı) Multivibratör

Geçmiş yıllardaki vize sorularından örnekler

Transistörler yarıiletken teknolojisiyle üretilmiş, azınlık-çoğunluk yük taşıyıcılara sahip solidstate elektronik devre elemanlarıdır.

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜÇ ELEKTRONİĞİ 3. HAFTA

ÜNİTE 4 TEST SORU BANKASI (TEMEL ELEKTRONİK) TRANSİSTÖRÜN TANIMI Transistörlerin çalışması için, beyz ve emiterin... kollektörün ise...

DENEY 3 DİYOT DOĞRULTUCU DEVRELERİ

ÜNİTE 4 KLASİK SORU VE CEVAPLARI (TEMEL ELEKTRONİK)

BÖLÜM III YARIİLETKEN ESASLARI

Bipolar Transistörlerin çalışmasını teorik ve pratik olarak öğrenmek.

MOSFET:METAL-OXIDE FIELD EFFECT TRANSISTOR METAL-OKSİT ALAN ETKİLİ TRANZİSTOR. Hafta 11

BMT104 ELEKTRONİK DEVRELER DERSİ LABORATUVAR UYGULAMALARI

Transkript:

ELK273 Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin Temelleri Ders 9Yarıiletkenler www.howstuffworks.com http://www.omems.redstone.army.mil/documents/electronics/transistors/t1/01x%20cf351%20d01%20semiconductor%20diodes.ppt https://nanohub.org/resources/2096/download/transistor.ppt Yard.Doç.Dr. Ahmet Özkurt Ahmet.ozkurt@deu.edu.tr http://ahmetozkurt.net

Giriş Yarıiletkener günlük hayatımızda kullandığımız tüm elektriksel cihazlar içinde kullanılan entegre devrelerin temel yapılarıdır. Mikroişlemciler, her türlü iletişim sistemleri yapıtaşı olarak transistörleri kullanır. Günümüzde birçok yarıiletken entegre devre silikon kullanır.

İletken Yalıtkan Yarıiletken İletken; En dış ya da valans bandında zayıf bağlı elektronları vardır ve küçük bir enerji uygulandığında bu elektronlar atomdan koparılabilir. Yalıtkan; En dış ya da valans bandındaki elektronlar sıkı bağlıdır ve elektronlar atomdan kolayca kopmaz.. Semiconductor; En dış ya da valans bandında en az 4 electronu vardır. İletken ya da yalıtkan değildir. Saf durumda iletken ile yalıtkan arasında elektriksel iletim yapar.

N P N P Kovalent Bağ; 4 elektronunu diğer atomlarla paylaşır ve saf kristal yapısı oluşturur Pentavalent Katlkılama; Elektronu fazla atomlar eklenir N tip yarıiletken oluşturur Trivalent Katkılama; Elktronu az olan atomlar. eklenir P tipi yarıiletken oluşturur

N Tipi Yarıiletken: N Elektronu fazla a Negatif yüklüdür. Çoğunluk taşıyıcıları Elektronlardır. N N N N N

P Type Material; Elektronu azdır ve Pozitif yüklüdür. Çoğunluk taşıyıcıları is Deşiklerdir. P P P P P P P P

Silisyum Diyot Diyot en basit yarıiletken elemandır. Akımı bir yönde geçirir diğer yönd geçirmez.

Fakirleşme Bölgesi: P ve n tipi materyaller birleştirildiğinde birleşme bölgesinde elektron ve deşikler birleşir ve iki taraftaki fakirleşme bölgesinin her ki tarafı iyonize olur. P N Eklemi Fakirleşme Bölgesi PN Eklemi

1. N tipine () kutup P tipine () kutup bağlandığında oluşur. 2. Silisyum diyot için 600mV, Germanyum için 100mV aşıldığında akım geçmeye başlar. 3. Diyot idealde kısa devre gibi davranır. I Doğru yönde kutuplama

Ters yönde besleme uygulandığında diyot açık devre gibi davranır yani akımı geçirmez. Eğer ters yöndeki akım çok arttırılırsa kırılma (çığ) durumu yşanır ve ters yönde geçen yüksek akım diyotu yakar. Depletion Region Ters yönde kutuplama

Anod; Katod; P Tipi N tipi

10 VDC 10 VDC 10 VDC 10 VDC A. B. C. D. 1. D1 açık devre 2. D1 is kısa devre

Doğrultucular Alternatif akımı doğru akıma çevirmede kullanılan devrelere doğrultucu adı verilir. Bir güç kaynağının içinde aşağıdaki devreler bulur

Trafo Trafo gücü değiştirmeden gerilim veya akım büyüklüğünü değiştiren devre elemanıdır.

1Yarım dalga doğrultucu 2Tam dalga doğrultucu 3Köprü doğrultucu Doğrultucu Çeşitleri

: Yarım Dalga Doğrultucu Girişe sinusoidal bir gerilim uygulandığında diyot sadece pozitif alternansı geçirir. Negatif alternansta çıkış sıfırdır. Çıkış kondansatörü, gerilimin en büyük değerine kadar şarj olur, gerilim azalmaya başlayınca o da deşarj olmaya başlar. Gerilim artınca yine tepe değerine ulaşır.

Tam Dalga Doğrultucu t1t2 arasında D1 doğru yönde, D2 diyodu ters kutuplanmıştır. Akım a,d,e,c yolunu izler ve ac arasındaki gerilim çıkışta gözlenir. t2t3 arasında D1 ters yönde, D2 diyodu doğru yönde kutuplanmıştır. Akım b,d,e,c yolunu izler ve ac arasında pozitif gerilim çıkışta gözlenir. Çıkışa bir kondansatör bağlanarak daha DCye yakın bir gerilim alınır.

Köprü Doğrultucu t1t2 arasında D1 ve D2 iletimdedir. Akım e,a,c,g,h,d,b,f yolunu izler. t2t3 arasında D3 ve D4 iletimdedir. Akım f,b,c,g,h,d,a,e yolunu izler. ve yük direnci üstünde pozitif gerilim gözlenir.

Transistörler

Tanım Transistörler yarıiletkenlerin iletkenlik özelliklerinin değişmesiyle anahtarlama ve yükseltme işlemleri yapabilen 3 terminalli elektriksel devre elemanlarıdır. Kaynak (Source) Geçit (Gate) Akaç (Drain) http://www.privateline.com/ TelephoneHistory3/History3.html

Önemi Transistörler daha önce kullanılan vakum tüplerinin yerine geçmiştir. Günümüz bilgi çağının vazgeçilmezleri bilgisayar, iphone, cep bilgisayarları ve kullanıcı elektroniği devrelerinde kullanılan entegre devrelerin üretiminde en önemli bileşendir.

1874 Ferdinand Braun doğrultmayı keşfetti Kristaller akımı belli koşullar altında sadece bir yönde geçirir http://en.wikipedia.org/wiki/image:ferdinand_braun.jpg

1883 Edison etkisi ( thermionic emission). Termal titreşim (ısı) etkisiyle metallerden elektron akışı elektronları yüzeyde tutan elektrostatik kuvvetlerin aşar. http://en.wikipedia.org/wiki/image:thomas_edison.jpg

1895 Guglielmo Marconi bir milden daha uzağa radyo dalgası gönderdi http://en.wikipedia.org/wiki/image:marconi.jpg

1895 John Ambrose Fleming vakum tüpü geliştirdi Elektronların boşlukta hareketiyle sinyali değiştiren bir cihaz. Elektronlar sadece bir yönde akarak bir diyot oluşturur. http://concise.britannica.com/ebc/art58608 http://en.wikipedia.org/wiki/image: Diode_vacuum_tube.png

1898 Thomson elektronu keşfetti. http://en.wikipedia.org/wiki/image:jjthomson2.jpg

1906 Lee De Forest telefon konuşmalarını uzağa iletebilmek için triod u icat etti. Izgara elektron akışını sınırlayarak ayarlama yapmayı sağlıyordu. Fakat cihaz güvenilir değildi ve çok güç çekiyordu. http://en.wikipedia.org/wiki/image:deforest.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/image:triode_ vacuum_tube.png

1907 Bell telefon patentinin süresi doldu. AT&T (Bell in şirketi) De Forest in triod patentini satın aldı. Kıtalararası telefon iletişimi sağlandı. http://en.wikipedia.org/wiki/image:ale xander_graham_bell22.jpg

1928 MOS transistörle ilgili keşiflerde bulundu. http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/ lilienfeld.htm

1934 Alman fizikçi Dr. Oskar Heil alan etkili transistörün patentini aldı. http://www.precide.ch/eng/eheil/eheil.htm

1936 Bell Lab ın araştırma yöneticisi Mervin Kelly Bell iyi bir yükselteç yapmak için yarıiletken teknolojisine eğilmek gerektiğini düşündü ve bu konuda bir araştırma labı kurdu. http://www.pbs.org/transistor/album1/addlbios/kelly.html

1945 Bill Shockley, Walter Brattain ve John Bardeen. İlk yarıiletken transistörlü yükselteci yaptı http://www.lucent.com/minds/ transistor/history.html

1947 Bardeen ve Brattain nokta etkili transistörü icat etti http://www.lucent.com/minds /transistor/history.html http://www.lucent.com/minds/ transistor/history.html http://www.lucent.com/minds/t ransistor/history.html

1947 cont.

1947 cont. Shockley ilk eklem transistörü icat etti http://www.ecse.rpi.edu/homepages/schubert/unused%20stuff/educational%20resources/ Picture%20First%20junction%20transistor.jpg

1947 cont. NPN transistörler 2 N bölge arasında bir P bölgeisnden oluşur. PNP de 2P arasında bir N bölgesi vardır

1948 Bells Lab transistörü ilan etti. John Pierce adını değişken(geçişgen) direnç anlamında bir isim verdi.

1950 s Sony lisansı satın aldı. 1946 da Sony radyo tamir kiti geliştirdi. 1950 de transistörlü radyo icat edildi. http://www.sony.net/fun/sh/16/h2.html

1955 Shockley Semiconductor firmasının kuruluşu Silikon vadisinin temellerini attı. http://en.wikipedia.org/wiki/image:sjpan.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/image:shockleybldg.jpg

1957 Fairchild Semiconductor kuruldu. http://www.fairchildsemi.com/company/history_1957.html

1958 Jack Kilby, Texas Instruments Entegre devreyi (Integrated Circuit, IC) icat etti Silikon bir kristal üzerine devre kurulmasıyla alan küçülür, daha kolay üretim yapılır. Texas Instruments' first IC

1958 IC http://www.helicon.co.uk/online/datasets/ samples/education/images.htm http://www.ece.uiuc.edu/grad/7reasons/5reputation.html

1968 Bob Noyce, Gordon Moore, Andy Grove, Intel i kurdu http://www.itnews.sk/buxus_dev/images/ 2006/Intel_logo_nove1_velky.jpg http://www.granneman.com/techinfo/ background/history/

Transistör nasıl çalışır? Bir eklem transistörün bazına uygulanan akımın değişmesi kollektör ve emitör arasında geçen akımın miktarını değiştirir. Bu da bir dimmer in çalışmasına benzer.

Anahtar veya yükselteç modunda çalışabilir. Ancak transistör çok daha hızlı çalışır. Silikon ve galyum arsenid gibi yarı iletkenlerden yapılır. http://www.ieicorp.com/consum/dimmer.gif

Transistor Tipleri MOS Metal Oxide Semiconductor FET Field Effect Transistor BJT Bipolar Junction Transistor

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/moore_law_diagram_%282004%29.png

The Transistörlerin Geleceği Moleküler elektronik Karbon nanotüp transistorler Quantum hesaplamalar "Photo: National Research Council of Canada. http://www.nrccnrc.gc.ca/multimedia/picture/ fundamental/nrcnint_moleculartransistor_e.html

Transistorler http://www.bellsystemmemorial.com/belllabs_transistor.html