Görüntüleme Teknolojileri Fiziklebaris

Görüntüleme ve Yarı İletken Teknolojileri Hocalara geldik

Yarı İletken Maddelerin Genel Özellikleri
Yarı iletken teknolojisi, yarı iletkenlerin özelliklerinin araştırılmasında ve bu özelliklerin kullanılarak cihaz ve sistemlerin geliştirilmesinde önemli bir yer tutmaktadır. Isı enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çevirmek ile ilgili çabalar, yarı iletkenlerin özelliklerinin araştırılmasını öne çıkarmıştır. Bilgiye ulaşılmasını ve bilginin oluşturulmasını sağlayan, bilişim teknolojilerinin sürekli gelişip değişmesinde yarı iletken teknolojisinin önemli bir yeri vardır. Ayrıca yarı iletken maddeler elektroniğin vazgeçilmez malzemeleri arasındadır. Elektronik cihazlar, her geçen gün daha hızlı, daha küçük ve daha düşük maliyetli olmaktadır (Görsel 6.16: a, b). Yarı iletken teknolojisi havacılık, savunma ve sağlık alanından bilgi- sayar, uydu ve televizyon sistemlerine kadar birçok alanda kullanılmaktadır.

Yarı İletkenler
Elektrik iletkenliği bakımından iletken ile yalıtkan arasında kalan maddelere yarı iletken maddeler denir. Normal durumda yalıtkan olan bu maddelere ısı, ışık, elektriksel gerilim ya da manyetik etki gibi dış etkiler uygulandığında iletken hâle geçer. Uygulanan bu dış etkiler kaldırıldığında ise tekrar yalıtkan duruma döner. Yarı iletkenler bu özelliklerinden dolayı elektroniğin ve teknolojinin gelişiminde önemli bir yere sahiptir. Silisyum, germanyum ve bazı organik bileşikler yarı iletken maddelere örnek verilebilir. Yarı iletken maddelerin içerisine çok az miktarda uygun atom katılmasıyla elektriksel özellikleri önemli ölçüde değiştirilir. Bu şekilde N tipi ve P tipi yarı iletkenler elde edilir. Germanyum veya silisyum kristalleri içerisine fosfor veya değerlik elektron sayısı 5 olan katkı maddelerinin katılmasıyla N tipi yarı iletkenler elde edilir. N tipi yarı iletkenlerde akım taşıyıcıları serbest elektronlardır. Germanyum veya silisyum kristalleri içerisine alüminyum gibi değerlik elektron sayısı 3 olan katkı maddelerinin katılmasıyla P tipi yarı iletkenler elde edilir. Bu durumda germanyum ve silisyum atomlarının atomik yörüngelerinde elektron boşluğu oluşur ve elektrik akımı bu boşluklar sayesinde taşınır.

Yarı İletken Malzemelerin Teknolojideki Önemi
P ve N tipi yarı iletken malzemeler birlikte kullanıldığında elektronik endüstrisinde farklı işlevleri olan devre elemanları oluşturulur. P ve N ikili kullanıldığında diyotu, üçlü kullanıldığında transistörleri oluşturur.

Diyot
Diyot, akımın bir yönde akmasına izin veren yarı iletken elektronik devre elemanıdır. Diyotlara aynı zamanda doğrultmaç da denir. Diyotlar, germanyum ve silisyuma farklı katkı maddeleri eklenerek oluşturulan P ve N yarı iletkenlerinden elde edilir. P ve N ikilisi birleştiğinde PN eklemi oluşur ve diyotun yapısında bu eklem bulunur. P ve N yarı iletken malzemeleri ile farklı tip diyotlar elde edilir. Oluşturulan farklı tipteki diyotlar genel olarak aynı temel prensipte çalışır. Elektronik devre elemanı olan devrede Şekil 6.4’teki gibi simgelerle gösterilir.

Transistör Nedir?
Transistör, akımı ya da gerilimi yükseltme özelliğine sahip akımın geçip geçmemesi yönüyle anahtarlama görevi yapan yarı iletken malzemelerden meydana gelmiş elektronik devre elemanıdır. Çok az enerji harcayan transistörlerin üretimi kolay ve maliyeti düşüktür. Teknolojinin en önemli devre elemanlarından olan transistörler, bilgisayar teknolojisinin temelinde yer alır. Her geçen gün kullanım alanları artan transistörler, günlük hayatın vazgeçilmezi olan cep telefonları, bilgisayarlar ve tüm elektronik devrelerde kullanılmaktadır. Elektrik sinyallerini yükselten elektronik devreler olan amplifikatörlerde (Görsel 6.19: a) ve araç antenlerinden (Görsel 6.19: b) kullanılan transistörler sayesinde düşük elektrik sinyalleri yükseltilerek daha güçlü hâle getirilir.

LED (Light Emitting Diode-Işık Yayan Diyot) Teknolojisi
Gelişen teknolojiyle birlikte insanoğlunun enerjiye olan ihtiyacı giderek artmaktadır. Doğal kaynakların sınırlı olması üretilen enerjinin doğal dengeye karşı tehdit oluşturması, gelecek kuşaklara yaşanabilir bir dünya bırakma düşüncesi, yaşanması muhtemel sorunların bugünden giderilmesini gerekli kılmıştır. Elektrik enerjisi tüketiminde önemli bir paya sahip olan aydınlatma, enerji üretimi açısından üzerinde durulması gereken bir noktadır. Aydınlatma denildiğinde LED’ler akla gelmektedir. Işık yayan diyot olarak adlandırılan ve elektrik enerjisini ışık enerjisine dönüştüren yarı iletken devre elamanlarına LED denir. LED’ler diğer aydınlatma sistemlerine göre daha uzun ömürlü, daha sağlam, küçük boyutlu olmaları ve imalat maliyetlerinin de daha düşük olması sebebiyle tercih edilmektedir. LED’ler hesap makinelerinde, ışıklı panolarda (Görsel 6.20: a), genel amaçlı aydınlatmalarda (Görsel 6.20: b) uzaktan kumandalarda (Görsel 6.20: c), TV, bilgisayar, cep telefonu ekranlarında ve kızılötesi ışık yayan aletlerde kullanılmaktadır.