Sayfa 28

Bunlara kısaca değinmek gerekirse; 1) Boyutları büyüktü ve kırılması kolay bir madde olan camdan imal ediliyorlardı, bu ise portatiflik olasılığını ortadan kaldırıyordu. 2) Güç sarfiyatı fazlaydı, eleman üzerinde harcanan gücün büyük bir kısmı ısı enerjisi olarak açığa çıkıyordu. 3) Çalışma gerilimi yüksek olduğu için akü ya da batarya türü cihazlarla çalıştırılması zordu. 4) Bir müddet çalışan lambaların katotları oksitleniyor ve yaydığı elektron miktarı azalıyordu, bu sürenin devamında ise katot tamamen elektron yaymaz hale geliyordu. 5) Yukarıda yazılı dezavantajlar maliyeti çok etkiliyordu. Fakat bütün bu dezavantajların yanında audio (ses frekansı) devrelerinde gösterdiği yüksek performans ve düşük geçiş distorsiyonu karakteristiği sebebiyle günümüzde dahi aranan bir hi-fi ses kalitesine sahip elemanlar yapılabiliyordu. Yarı iletken teknolojisi geliştikten sonra bunların devre elemanı yapmaya uygun olanları aranmaya başlandı. Uzun süre araştırma ve incelemeler sonucu silisyum ve germanyum üzerinde odaklanılıyordu, bu elementlerin teknik verileri eleman yapmaya uygundu. Dış yörüngelerinde 4 valans (serbest) elektron bulunan bu elementlere son yörüngesinde 5 valans elektronu bulunan arsenik, antimuan ya da fosfor gibi bir element atomları difüzyon yoluyla çok az miktarda karıştırılır. Böylece silisyum ya da germanyumun 4 serbest elektronuyla difüzyon elementinin 4 serbest elektronu kristal bir yapı kurar ve difüzyon elementinin açıkta kalan 1 elektronu yapıda taşıyıcı görevi yapar yani elektrik akımını bir uçtan diğer uca taşır. Bu tür yapıya N tipi yarı geçirgen yapı denir. Aynı şekilde son yörüngesinde 4 valans elektronu bulunduran silisyum ya da germanyumun son yörüngesinde 3 valans elektronu bulunan indiyum veya benzeri uygun bir difüzyon elementi ile oluşturduğu kristal yapı sonucu ana elementle difüzyon elementinin 3'er valans elektronu eşleşir. Ana elementin açıkta kalan 1 elektronunun bir bağ daha yapabilmesi için ana element atomunun bir elektron daha alması gerekir. Bu yapı içindeki elektron eksikliği elektron almaya hazır bir kuyu ya da oyuk olarak yorumlanabilir. Bu yapıya da P tipi yapı denir ve elektronlar yapı içinde oyuktan oyuğa aktarılarak iletilir. 3.1.) Diyotlar: Yukarıda anlattığınız N ve P maddelerinin özel yöntemlerle birleştirilmesi sonucu tek yönde akım iletme özelliğine sahip bir diyot yapılmış olunur. Şimdi isterseniz uçlarına gerilim uygulanan bir diyotun akımı nasıl tek (doğru) yönde ilettiğini inceleyelim.

ANOT

*

Şekil-i&

3.1.A) Ters polarizasyon (ters kutuplama):

Şekil-17 Ters polarizasyon

Şekil 17'de görüldüğü üzere diyodun katoduna, anoduna göre pozitif bir gerilim uyguladığımız zaman diyodu ters polarize etmiş oluruz ve oluşan ters gerilim seti diyottan akım geçmesini engeller. N bölgesindeki serbest elektronlar kaynağın pozitif (+) ucuna doğru hareket ederler ve birleşme yüzeyinin N maddesi tarafındaki yüzeyi pozitif yük bakımından zenginleşir. P bölgesindeki oyuklar ise kaynağın negatif (-) ucuna doğru hareket ederler ve birleşme yüzeyinin P maddesi tarafındaki yüzeyi elektron bakımından zenginleşir. Birleşme yüzeyindeki ters gerilim seti elektronların (+), oyukların (-) kutba doğru çekilmesi sonucu uygulanan gerilimle orantılı olarak artar. Diyodun sahip olduğu ters gerilim değeri aşılırsa diyot tahrip olur.

3.1.B) Doğru polarizasyon (iletim yönünden kutuplama): Şekil 18'de görüldüğü üzere diyodun katoduna, anoduna göre daha negatif bir gerilim uyguladığımız zaman diyodu iletim yönünden kutuplaşmış oluruz ve oluşan oyuk-

"elektron konfigürasyonu (organize sistemi)"

Şekil-19 Doğru polarizasyon

diyottan bir akımı akmasını sağlar yani diyottan akım geçer. Not: Ters polarizasyon durumunda da diyottan mikroamper düzeyinde bir akım geçer, eğer hassas bir ölçü aletine sahipseniz bu akımı ölçebilirsiniz. Bildiğiniz gibi elektrik akımının yönü (+)'dan (-)'ye doğru, elektron akımının yönü ise (-)'den (+)'ya doğrudur. Biraz sonra yapacağım açıklamalarda önce bu teoriyi kullanacak sonra da kanıtlayacağım. Elektron akımının bilindiği şekilde (-)'den (+)'ya doğru olduğunu kabul edelim. Gerilim kaynağının negatif ucundan çıkan elektronlar N maddesindeki serbest elektronları ileterek ters gerilim seti olmayan normal bir ortamdan elektronlar kaynağın pozitif ucu tarafından çekilirler. Böylece elektron akımı dolayısıyla elektrik akımı sağlanmış olur. Şimdiye kadar bu teoriyi kullandık, bundan sonra ise kanıtlayacağız. Aslında çoktan kanıtladık bile, doğru polarizasyonda diyodun akım ilettiğini biliyoruz, eğer elektron akımı (+)'dan (-)'ye doğru olsaydı (zaten negatif yüklü olan elektronlar pozitif kutuptan kurtulamazdı) pozitif kutuptan çıkınca P maddesinde kendisini pozitif kutuba geri iten diğer elektronlar ile karşılaşacaktı. Bunu atlatırsa N-P birleşme bölgesindeki elektronlar tarafından geri itilecekti, farzedelim bunu da atlattı, bu elektronların negatif kutba ulaşması imkansızdır çünkü kendisinden defalarca fazla negatif yüke sahip negatif kutup biz ayrı dünyaların elektronlarıyız diyerek büyük bir kuvvetle bu elektronları itecektir.

Evet arkadaşlar bu aylık da bu kadar. Bu ay fazla teoriye kaçtığımın farkında olmakla birlikte sıkılmadığınızı umuyorum. Gelecek sayıya kadar hoşçakalın!