Tam iletken malzemeler neden elektronikte kullanılmaz?

Tam iletken malzemeler neden kullanılmıyor? Bakır gibi yarı iletken malzemeler kullanılıyor?

Düzeltme: Kablonun hiç direnç uygulamaması şeklinde tam iletken.

Hiç direnç olmayan bir malzeme keşfedildiğini düşünmüyorum. En azından oda sıcaklığında.

Direnç olmaması demek(imkansız) sonsuz akım demek değil mi?

Materyalleri iletkenliklerine göre 4 farklı bölüme ayırabiliriz: Yalıtkan, yarı iletken, iletken, süper iletken.

Öncelikle şunu belirteyim, iletkenleri de elektronikte kullanıyoruz. Ancak birçok senaryoda yarı iletken kullanmamızın sebebi, yarı iletkenleri manipüle etmenin daha kolay olması. Bu sayede voltajı arttırmak veya kısmak istediğinizde iletkenliğini rahatlıkla değiştirebiliyoruz. Sinyali güçlendiririz, küçültürüz veya akımı açıp kapatmak için bir anahtar ve transistörler yaparız. Mantıksal devre kurmak için yarı iletkenler çok daha uygun.

Düzeltme yaparak eklediğin soruya geçecek olursak, en iyi iletken materyaller bile elektrik taşırken bir miktar enerji kaybına yol açar. İleride yarı iletkenler yerine süper iletkenlere geçiş yaparak bu kaybı azaltmak bilimin hedeflerinden birisi. Ancak süper iletkenlerin en büyük sorunu bu formda kalabilmeleri için aşırı soğuk hava ortamı gerekiyor olması. Henüz oda sıcaklığında işe yarayan bir süper iletkene sahip değiliz. Yakın zamanda Kore'den LK-99 hakkında haberler çıkmıştı fakat diğer laboratuvarlar işe yarayan sonuçlar elde edemediler.

Merhaba. Altın, gümüş ve bakır. Üçü de iletken metaller veya madenlerdir. Altın ve gümüş metali bakırdan daha iyi ısı ve elektrik iletkenidir, ancak fiyat olarak daha pahalıdır, bu yüzden de elektrik endüstrisinde fiyat ve doğada filizleriyle kolayca bulunmasıyla bakır kablolar elektrikte ve elektronik cihazların iç kablolarında iletken olarak kullanılıyor. Kullanım nedeni tercihi ucuzluğu ve doğada daha fazla filizleriyle birlikte bulunmasıdır. Alüminyumun elektrik iletkenliği ve öz-direnci bakıra göre (ısı iletkenliği elektrik iletkenliğine göre daha iyidir ve elektronikte bu nedenle soğutucularda tercih edilir) daha düşük olduğundan kablo iletkeni veya elektrik makineleri bobin sarımlarında daha fazla artmış kesitlerle kullanılması gerekir.

Platin metali de altın ve gümüş gibi çok iyi iletken olup oldukça pahalıdır, bu nedenle sadece platin kontaklarda kontak yüzeyinde ince kaplamalar şeklinde kullanılır. Platin metali bakır gibi kolayca oksitlenemediği için ısınıp devre kesicilerde sorunlara yol açamamış olur. Araçlarda elektronik veya entegreli ateşlemeli uygulamalardan önceki klasik buji ateşlemesinde platin kontaklar çok yaygın kullanılıyordu.

Bakır metali (%99.99 saflıkta iletken olarak elektolitik bakır olarak saflaştırılanı) yarıiletken değil iletken malzemedir, bakır 2 oksit CuO (siyah oksit) yalıtkan oksittir, ancak bakır cüpro- oksit (Cu2O) ile bakırla arayüzünden (bakır-bakır cüpro-oksit arayüzüyle (kiremit kırmızısı renk oksitle) P-N diyot özelliğiyle ayni silisyum, selenyum veya germanyum yarıiletken malzemeler gibi yarıiletken malzeme olur, elektriği yalnızca tek yöne büyük oranda geçirir. Bu nedenle akü şarjında silisyum diyot yerine de kullanılabilir, hatta bazı akücülerde akü şarj işlemlerinde kullanıldığı bile görülmüştür.

Kablo iç iletkeni dışında kalan istisnai kullanımlar: Altın metali oldukça pahalı olmasına rağmen tüm entegrelerin içlerinde, kaliteli PCB' lerin devre yollarında, USB, HDMI veya SCART sinyal kablolarının ara yüzlerinde elektrik iletimini artırıcı ince kaplamalar şeklinde kullanıldığını (Bu sinyal aktarıcı kablolarda bu nedenle satış maliyetinin artması) biliyoruz.

Direncin tümüyle kalktığı ortam ise sadece -273 santigrat derecelerde (mutlak sıfır derecesinde) gerçekleşir, bu derecede tüm metaller sıfır dirençli olup süper iletken olurlar. Onun dışında oda sıcaklığı veya tüm sıradan sıcaklık derecelerinde metallerin tümünün iç direnci (öz-direnci) az veya daha fazla olarak mutlaka bulunur. Ancak mutlak sıfır derecesi veya mutlak Kelvin derecesinde hiç direnç yoktur ve tüm metallerin süper iletkenlik şartı ancak bu çok düşük sıcaklık derecesinde gerçekleşir. Bu düşük sıcaklıklar içinde kalan metalik bağ (kafes) içindeki metallerin çekirdek ve atomlarına dışarıdan uygulanan elektrik akımı bu nedenle hiçbir dirençle karşılaşmadan doğrudan (elektronlarla ve metalik bağdaki çekirdeklerle hiç çarpışmadan) ilerleyebilmiş olur. Kolay gelsin.

Eğer iletim için diyorsanız direnci olabildiğince düşük iletkenler en idealidir. Ama onun fiziksel ya da maddi kaygıdan dolayı ucuz alternatiflerine bakılır her zaman. Mantık işlerinde ise yarı iletkenler bizim şu anki medeniyetimizin temelidir. Onlar kontrol edilebilir komponentlerdir. Normal bir iletken direkt kısadevre mantığıyla elektriği iletir. Yarı iletkende ise elektriği geçir ya da geçirme diye kontrol edebilirsiniz. Hatta daha detaylı uygulamalarda geçireceğiniz miktar da belirlenebilir. Şöyle düşünün. Yarı iletkenler söz dinleyen uşaklarınızdır, iş yaptırırsınız bunlara belirli koşulları sağlayarak. Eline değnek verip vur ya da vurma diyebilirsiniz. Normal bir iletken ise eline değnek geçirmiş bir deli gibidir. Önüne gelene geçirir, bir iş yapmaz. Sizi de dinlemez.

Kamtasya dedi:

Tam iletken malzemeler neden kullanılmıyor? Bakır gibi yarı iletken malzemeler kullanılıyor?

Düzeltme: Kablonun hiç direnç uygulamaması şeklinde tam iletken.

Genişletmek için tıkla...

Bu soruyu ilk bakışta yanlış tarafından anlayarak cevap vermiştim. Tam iletken malzemeler günümüzde Elektrik Mühendisliğinde zaten % 100 oranında kullanılmıyor, elektronik malzemeler de uygulamalarda kısmen kullanıma girmiş durumdadır, ancak elektronikteki yarıiletken esaslı kullanımı % olarak çok daha ağırlıklı olup çok daha fazladır. Elektrik ve Elektronik Mühendisliği iç içe girmiş durumdadır ve zaten bu nedenle Elektronik ve Elektrik Mühendisliği'nin birleştirilip bu konuda tek dal olarak öğrenim verilmesinin bir nedeni de bu olabilir. Kolay gelsin.