12. Sınıf Fizik · 4. Ünite: Madde ve Doğası
Yarı İletkenler
Telefonunun işlemcisinde milyarlarca küçük anahtar, ekranında binlerce ışık yayan nokta, şarj aletinde ise akımı tek yöne çeviren küçük bir parça vardır. Hepsinin ortak noktası yarı iletken malzemelerdir. Bu konuda yarı iletkenin ne olduğunu, diyot ve transistörün devre simgelerini ve ne işe yaradıklarını öğrenir, yarı iletkenlerin günlük hayattaki önemini kaynakları sorgulayarak değerlendirirsin.
Kazanımlar
- FİZ.12.4.4. Yarı iletkenleri iletken ve yalıtkanlardan ayırarak tanımlar; sıcaklığın iletkenliğe etkisini karşılaştırır.
- FİZ.12.4.4. Diyodun devre simgesini tanır; ileri ve ters bağlamada akımın geçip geçmediğini yorumlar.
- FİZ.12.4.4. Transistörün devre simgesini ve uçlarını tanır; anahtar ve yükselteç işlevlerini ayırt eder.
- FİZ.12.4.4. LED, güneş pili, işlemci gibi yarı iletken uygulamalarının hangi elemana dayandığını belirler.
- FİZ.12.4.4. Yarı iletkenlerle ilgili toplanan bilgilerin doğruluğunu değerlendirir ve kullanım alanları ile önemine yönelik çıkarım yapar.
Konu anlatımı
Bağlam: Küçücük parçalar, büyük değişim
İletken, yalıtkan ve yarı iletken
Diyot: akımı tek yöne çeviren eleman
Transistör: küçük sinyal, büyük kontrol
Kullanım alanları ve önemi
Bilgiyi sorgulama: Okuduğuna hemen inanma
Çözümlü örnekler
Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları
Özet ve bağlantılar
Anahtar terimler
- Yarı iletken
- İletkenliği iletken ile yalıtkan arasında olan ve sıcaklık ya da katkıyla kontrol edilebilen madde (silisyum, germanyum).
- Katkılama
- Yarı iletken kristale çok az miktarda başka atom ekleyerek iletkenliğini ayarlama.
- Diyot
- Akımı yalnızca bir yönde geçiren iki uçlu yarı iletken devre elemanı; simgesi üçgen ve çizgidir.
- Doğrultma
- Diyotla alternatif akımın tek yönlü akıma çevrilmesi.
- LED
- İleri yönde akım geçince ışık yayan diyot.
- Transistör
- Beyzine gelen küçük sinyalle kolektör–emitör arasındaki büyük akımı kontrol eden üç uçlu yarı iletken eleman.
- Anahtar işlevi
- Transistörün beyz sinyaline göre devreyi tam açık (iletimde) ya da kapalı yapması.
- Yükselteç
- Zayıf bir giriş sinyalini aynı biçimli ve daha büyük bir çıkış sinyaline çeviren devre.
- Entegre devre (çip)
- Çok sayıda transistör ve diyodun tek bir yarı iletken parça üzerinde birleştirilmesiyle oluşan devre.
Örnek soru
Aşağıdaki maddelerden hangisi yarı iletken olarak sınıflandırılır?
- Bakır
- Silisyum
- Cam
- Alüminyum
- Kauçuk
Doğru cevap: B
Çözüm
1. İletkenlik bakımından bakır ve alüminyum metaldir, yani iyi iletkendir.
2. Cam ve kauçuk akımı pratikte geçirmez, yani yalıtkandır.
3. Silisyumun iletkenliği iletken ile yalıtkan arasındadır ve sıcaklıkla ya da katkıyla kontrol edilebilir.
Cevap: B (Silisyum). Germanyum da öteki tipik yarı iletkendir. Çeldirici olarak cam ve kauçuk "yarım yarım iletir" sanılabilir, oysa onlar yalıtkandır.