Yarıiletken Elemanlar

... konulu sunumlar: "Yarıiletken Elemanlar"— Sunum transkripti:

1 Yarıiletken Elemanlar
Fizikte Özel Konular Sunu 3

2 Diyot Bir yönde akıma karşı çok yüksek direnç gösterirken, diğer yöndeki akıma karşı ise az direnç gösteren yarıiletken devre elemanıdır. Sibop veya tek yönlü turnike ile analoji kurulabilir. İki terminali vardır, anot (+) ve katot (-). Doğrultmaç, algılayıcı, anahtar devrelerinde Lamba diyot, metal diyot, yarı iletken diyot

3 Lamba Diyot Isıtılan katottan (termoiyonik ışıma) fırlayan elektronlar anot tarafından çekilir ve bu sayede tek yönlü akım elde edilir. Doğrultmaç ve algılayıcı Ömrünü tamamlamıştır, Kullanılmamaktadırlar.

4 Metal Diyot Bakır oksitli diyotlar ölçü aletleri ve telekominikasyon devreleri gibi küçük gerilim ve küçük güçle çalışan devrelerde Selenyum diyotlar birkaç kilowatt a kadar çıkan güçlü devrelerde kullanılır.

5 Yarıiletken Diyot PN Yüzey birleşmeli diyotlar

6 Ters Bağlı Diyot Ters bağlı pil gibi davranarak arada nötr bölge oluşturur buda direncin artmasını sağlar.

7 Kullanım Amaçlarına Göre Diyotlar
Kristal Diyot: AC gerilimin doğrultulmasında ve elektronik devrelerin kısa devre ye karşı korunmasında kullanılır. Zener Diyot: Kristal diyotla aynı özellikte çalışır ancak belirli bir ters gerilimden sonrada çalışmaya başlar. Bu gerilime zener gerilimi denir. Örneğin -10 V zener, 10 V luk ters gerilimle çalışmaya başlar demektir. Mak Cye kadar çalışırlar.

8 Kullanım Amaçlarına Göre Diyotlar
3. Tünel Diyot: Fazla katkılı germanyum elementinden yapılır.Ktkılama maddesi olarak, galyum, arsenik, berilyum, altın kullanılabilir.Mikro dalga, osilatör, yükselteçli devrelerde kullanılır.

9 Kullanım Amaçlarına Göre Diyotlar
4. Işık yayan diyotlar: LED: Bilgisayar optik farelerin altındaki ışıklardır. Uçları arasına doğru yönde gerilim uygulandığında ışık yayan lifsiz (flamansız) lambalardır. Kızıl Ötesi Diyot: Uzaktan kumandalarda kullanılan insan gözünün göremeyeceği frekansta ışık yayan diyotlardır.

10 Kullanım Amaçlarına Göre Diyotlar
5. Foto Diyot: elektronik alarm düzeneklerinde, elektronik flaşlarda, ışık ölçüm cihazlarında, ışık algılayıcılarda kullanılır. Işık enerjisi ile iletişime geçen diyotlardır. 6. Yarıiletken Lazer Diyot: Fiber optik kablolarla bilgi iletiminde, gece görüş sistemlerinde, mesafe ölçmede, haberleşme sistemlerinde, tıbbi cihazlarda, barkod okuyucularda kullanılırlar.

11 Transistör İki P-tipi yarıiletken arasına bir N-tipi (PNP), yada iki N-tipi arasına bir P tipi yarıiletken (NPN) madde eklenmesi ile oluşan devre elemanıdır. Küçük akım ve gerilim değişiklikleri ile devreden geçen büyük akım ve gerilimi kontrol eden devre elemanıdır. Analoji: Vananın akan suyu denetlemesi

12 Transistör Taban, yayıcı ve toplayıcı olmak üzere üç ayaktan oluşur.
Taban: Kalınlığı yayıcı ve toplayıcıya göre daha azdır. PNP tipinde negatif, NPN tipinde pozitif uca bağlanır. Yayıcı: Akım taşıyıcıların harekete başladığı düz kutuplama geriliminde çalışan bölgedir. PNP tipinde pozitif, NPN tipinde negatif gerilim bağlanır. Toplayıcı: Akım taşıyıcıların toplandığı ters kutuplama geriliminde çalışan bölgedir. PNP tipinde negatif, NPN tipinde pozitif gerilim uygulanır.

13 Transistör Türleri NPN tipi PNP tipi

14 Transistörün Kutuplanması
NPN tipi transistörün düz kutuplanması PNP tipi transistörün düz kutuplanması

15 Güneş Pilleri (Fotovoltaik Pil, Kolektör)
Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren yarıiletken malzemelerdir. Tercih edilme sebepleri: İletim hattına ihtiyaç duymazlar Modüler yapıda olup hemen kurulabilirler. İhtiyaca göre güçleri artırılıp azaltılabilir. Yakıt desteğine ve herhangi bir bakıma ihtiyaç duymazlar. Çevre dostudurlar, ses ve gürültü kirliliği oluşturmazlar. Mekanik olarak hareketli parçalar olmadığından aşınmazlar ve uzun ömürlüdürler. Hafif ve portatiftirler, kolay taşınabilirler. Doğrudan güneş ışığına ihtiyaç duymazlar, bulutlu havada elektrik akımı üretebilirler.

16 Güneş Pillerinin Kullanım Alanları
Telekomünikasyon, Haberleşme, Ulaşım Petrol boru hatlarının katodik (metal koruma metodu) korunması Hava gözlem istasyonları Bina içi yada dışı aydınlatma Dağ evleri yada yerleşim yerinden uzak yerlerde elektrik sağlama Tarımsal sulama ve su pompalarında Orman gözetleme kuleleri Deniz fenerlerinde İlk yardım, alarm ve güvenlik sistemleri Deprem istasyonları Tekneler ve karavanlarda Hesap makineleri ve sayısal saatlerde

17

18

19 Güneş Pillerinin Dünya’daki ve Türkiye’deki Yeri
Dünyadaki 100 milyon m2 lik kullanımdan 12 milyon m2 si Türkiyedendir. Dünya’da güneş pili kullanan ülkeler: ABD, Japonya, Türkiye, Avustralya, İsrail ve Yunanistan Türkiyede genelde sıcak su sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.

20

21 Güneş Pillerinin Yapısı ve Çalışma İlkesi
Tipik olarak bir fotovoltaik hücre cm2’lik kare bir alana sahip olup, yaklaşık 1 W’lık güç üretir. Yüksek güçler elde edebilmek için birçok fotovoltaik hücre seri ve paralel olarak bağlanır ve büyük bir alana sahip bir modül elde edilir. Bir fotovoltaik güneş paneli ise ihtiyaç olan akım ve gerilimi üretecek şekilde modüllerin seri-paralel kombinasyonlarını içerir.

22 Güneş Pillerinin Yapısı ve Çalışma İlkesi
Güneş pilleri elektronik düzenekler içerisinde kullanılan ve çok küçük boyutlara sahip olan diyotların geniş yüzeylere uygulanmış şeklidir. N tipi veya P tipi diyot kullanılabilir. Güneşten gelen ışık yarıiletken malzeme tarafından emilir, yani ışık yarıiletken malzemeye geçer ve malzemedeki elektron bağlarını zayıflatır.

23 Güneş Pillerinin Yapısı ve Çalışma İlkesi

24 Güneş Pillerinin Yapısı ve Çalışma İlkesi
Güneş ışınlarının emilimi ile bir elektrik akımı meydana gelir. Yarıiletken üzerine koyulan metal toplayıcılar bu elektrik akımını toplarlar. Burada güneş ışığını soğuracak yarı iletken malzemenin yasak enerji aralığı, güneş spektrumu ile uyumlu ve elektrik yüklerinin birbirinden ayrılabilmesine izin verebilecek özellikte olmalıdır.