⚡ Yarıiletken Maddeler
Tanım: Yarıiletken maddeler, elektrik akımına karşı ne iyi bir iletken ne de iyi bir yalıtkan özelliği gösterirler. Elektronik endüstrisinin temelini oluştururlar.
Temel Özellikleri:
- Elektriksel İletkenlik: İletkenler ile yalıtkanlar arasında
- Sıcaklık Etkisi: Sıcaklık arttıkça iletkenlik artar
- Katkılama: Safsızlık eklenerek özellikleri değiştirilebilir
- Işık Hassasiyeti: Işığa maruz kalınca iletkenlik değişir
🔬 Önemli Yarıiletken Elementler
| Element | Sembol | Valans Elektron | Kullanım |
|---|---|---|---|
| Silisyum | Si | 4 | Mikroişlemciler, IC'ler |
| Germanyum | Ge | 4 | İlk transistörler, diodlar |
| Karbon | C | 4 | Grafen, nanotüpler |
⚠️ Kritik Bilgi: Yarıiletken elementler son yörüngelerinde 4 adet valans elektronu bulundururlar. Bu özellik onları yarıiletken yapar.
🔋 Valans Elektronları
Valans Elektronu: Bir atomun en dış yörüngesinde bulunan ve kimyasal bağlara katılabilen elektronlardır.
Valans Elektronlarının Önemi:
- Kimyasal bağ oluşturma yeteneğini belirler
- Elektrik iletkenliğini etkiler
- Yarıiletken özelliğini sağlar (4 valans elektronu)
- Katkılama ile manipüle edilebilir
Valans Elektronu Sayısına Göre Maddeler:
- 1-3 Elektron: İletkenler (Bakır: 1, Alüminyum: 3)
- 4 Elektron: Yarıiletkenler (Si, Ge, C)
- 5-8 Elektron: Yalıtkanlar (Kükürt: 6, Klor: 7)
🔌 Transistörler
Transistör: Yarıiletken malzemelerden yapılmış, elektronik sinyalleri güçlendirebilen veya anahtarlama yapabilen üç uçlu elektronik devre elemanıdır.
Transistör Tipleri:
BJT (Bipolar Junction Transistor)
- Akım kontrollü
- NPN ve PNP tipleri
- Güçlendirme için ideal
- Yüksek güç
FET (Field Effect Transistor)
- Gerilim kontrollü
- MOSFET, JFET çeşitleri
- Dijital devreler için ideal
- Düşük güç tüketimi
Transistör Kullanım Alanları:
- Güçlendirme: Zayıf sinyalleri güçlendirir
- Anahtarlama: Dijital devrelerde açma/kapama
- Osilasyon: Frekans üretimi
- Modülasyon: Sinyal işleme
📜 Transistörlerin Tarihi
🔑 Önemli Tarihler
| Yıl | Olay |
|---|---|
| 1906 | Vakum tüpü (triod) icadı - Lee De Forest |
| 1947 | İlk nokta-temas transistör prototipi |
| 1948 | İlk transistörün duyurusu - Bell Labs |
| 1956 | Nobel Fizik Ödülü - Bardeen, Brattain, Shockley |
| 1958 | İlk entegre devre - Jack Kilby |
| 1960 | MOSFET transistörün icadı |
⭐ 1948 - Transistörün İcadı
Yer: AT&T Bell Laboratuarları, New Jersey, ABD
Geliştiriciler:
- John Bardeen - Teorik fizikçi
- Walter Brattain - Deneysel fizikçi
- William Shockley - Fizikçi, proje lideri
Etki: Elektronik çağının başlangıcı, bilgisayar devrimi
💡 Vakum Tüplerinden Transistörlere
Vakum Tüplerinin Problemleri:
- ❌ Çok büyük boyutlar (hacimli)
- ❌ Yüksek ısı üretimi
- ❌ Yüksek enerji tüketimi
- ❌ Kısa ömür (çabuk bozulma)
- ❌ Pahalı üretim ve bakım
- ❌ Kırılgan yapı
Transistörlerin Avantajları:
- ✅ Çok küçük boyut
- ✅ Düşük ısı üretimi
- ✅ Düşük enerji tüketimi
- ✅ Uzun ömür
- ✅ Ucuz üretim
- ✅ Dayanıklı yapı
- ✅ Anında çalışma (ısınma süresi yok)
Karşılaştırma Örneği:
ENIAC (1945 - Vakum Tüplü):
- 18,000 vakum tüpü
- Ağırlık: 30 ton
- Güç tüketimi: 150 kW
- Alan: 167 m²
Modern İşlemci (Transistörlü):
- Milyarlarca transistör
- Ağırlık: < 50 gram
- Güç tüketimi: < 100 W
- Alan: < 1 cm²
📊 Moore Yasası
Moore Yasası: Intel kurucu ortağı Gordon Moore'un 1965'te öne sürdüğü gözlem: "Bir entegre devredeki transistör sayısı yaklaşık her 2 yılda bir ikiye katlanır."
Transistör Sayısı Artışı:
1971 - Intel 4004: 2,300 transistör
1989 - Intel 80486: 1,180,000 transistör
2000 - Pentium 4: 42,000,000 transistör
2010 - Core i7: 1,170,000,000 transistör
2020 - Apple M1: 16,000,000,000 transistör
✅ Modül 2 Testi - 20 Soru
🎯 Başarı için en az %70 puan almanız gerekir
⏱️ Ortalama süre: 12 dakika
💡 Flashcards - 12 Kart
Kartlara tıklayarak cevapları görebilirsiniz