tümleşik devreler ve sayısal sistemler

TÜMLEŞİK DEVRELER
Kuartzdan yapılmış küçük bir silikon disk
üzerinde 3 elektronik bileşenden meydana gelir.
Daha sonra yarı
iletken küçük bir
yonga (çip) üzerine
pek çok parçayı
yerleştirerek
oluşturulmuştur.
TÜMLEŞİK DEVRELER
Çip olarak da adlandırılan tümleşik
devreler çeşitli büyüklük ve
şekillerdedir.Çok yaygın kullanılanları
8,14 veya 16 çift bacağa sahiptirler.
TÜMLEŞİK DEVRELER
Tümleşik devreler çok sayıda aktif ve pasif
elemanlardan oluşturulmuş kullanımı ve çalışma
biçimi özel olan devrelerdir.
pasif devre elemanları
kondansatörler
dirençler
indüktör(bobin)
Pasif Devre Elemanları
Enerjiye ihtiyaç duymayan , tek tip maddeden yapılmış devre
elemanlarıdır.
Dirençler; elektrik akımının akışına
direnç gösteren, bu esnada Ohm
kanununa göre uçları arasında
gerilim düşümüne sebep olan devre
elemanıdır
Kondansatör elektronların
kutuplanarak elektriksel yükü
elektrik alanın içerisinde
depolayabilme özelliklerinden
faydalanılarak, bir yalıtkan
malzemenin iki metal tabaka
arasına yerleştirilmesiyle
oluşturulan
temel elektrik ve elektronik devre
elemanıdır
Pasif Devre Elemanları
İndüktör (bobin) : İçinden
elektrik akımı geçebilen
yalıtılmış tel ile bu telin sarılı
bulunduğu silindirden oluşan
aygıttır
Kondansatörler akımın ani azalışını, indüktörler ise akımın ani
artışını engellerler.
TÜMLEŞİK DEVRELER
aktif devre elemanları
En az 2 veya daha fazla elementten üretilen
çalışabilmeleri ve beklenen özelliklerinin yerine
getirebilmeleri için enerjiye ihtiyaç duyan
devre elemanlarıdır.
Transistör ve diyotlar bunlara örnektir.
Tümleşik devreler tüm bu saydığımız devre
elemanlarının bir arada kullanılmasıyla az yer kaplayarak
birçok elektronik cihazlarda bulunmaktadır
Entegre devre yapımında nanoteknoloji kullanılır. 1
nanometre, metrenin milyarda biridir. Bu boyuta 5 ila 10
atom dizilebilir.
Transistör+Diyot+Direnç+…… = Tümleşik Devre
TÜMLEŞİK DEVRELERİN
AVANTAJLARI
Az yer kaplarlar
Hafiftirler
Az güç harcarlar
Maliyetleri düşüktür
Çalışırken az ısı oluştururlar
Arıza olasılıkları azdır
TÜMLEŞİK DEVRELERİN SINIRLILIKLARI
Yüksek akımlı devrelerde kullanılmaz ( akımın
ısı etkisi devre elemanlarını bozabilir)
Yüksek voltajlı devrelerde kullanılmaz (devre
elemanları arasındaki yalıtkanı delme etkisi
nedeniyle)
Tamir edilemezler
Oluşumu uzun zaman ve çaba sarf
ettiği için muhafaza
edilmek zorundadır
TOPLUMUMUZDA TÜMLEŞİK
DEVRELER
Günümüzde entegre devreler oyuncaklardan
trafik ışıklarına kadar her alanda
kullanılmaktadır. Melodili bir doğum günü
kartında kullanılan mikro işlemci, 1970'lerdeki
büyük bilgisayarlardan daha fazla işlem yapma
kapasitesine sahiptir.
Trafik ışıklarındaki devre şeması
SAYISAL (DİJİTAL) SİSTEMLER
Bilim, teknoloji, ticaret ve benzeri bir çok alan büyüklükler ile
ilgilenmektedir. Bu alanların ilgilendiği büyüklükler; ölçülebilme,
görüntülenebilme, kaydedilebilme, aritmetik olarak hesaplanabilme, vb.
özelliklere sahiptir. Büyüklükler ile işlem yapıldığı zaman onların sahip
oldukları değerleri etkin ve güvenli olarak ifade etmek büyük bir önem
taşır. Büyüklüklerin sayısal değerlerini ifade etmede, analog ve sayısal
olarak isimlendirilen iki yöntem kullanılır. İfade edilen büyüklüklerin,
taşınabilir fiziksel büyüklüklere, örneğin bir gerilim veya akım şekline
dönüştürülmeleri gerekebilir.
SAYISAL (DİJİTAL) SİSTEMLER
Gerek fiziksel büyüklükleri dönüştürme işleminde, gerekse de
bilginin işlenmesi / iletilmesinde temel olarak analog ve sayısal
(dijital) işaretlerden faydalanılır. Analog ve sayısal işaretler
özelliklerine uygun devrelerde (sistemlerde) işlemlere tabi
tutulduktan sonra, çıkış birimi olarak isimlendirilen
göstergeler yardımıyla insanlar için anlamlı hale getirilir. Bu
durumda karşımıza analog ve sayısal kavramları ve her bir
kavram ile birlikte büyüklük, işaret, gösterge ve sistem
terimleri ortaya çıkmaktadır.
Analog Büyüklük, Analog İşaret, Analog Gösterge
ve Analog Sistem
Sahip oldukları değerler belirli sınırlar içerisinde devamlı olarak
değişen büyüklük, ‘analog büyüklük’ olarak isimlendirilir. Diğer bir
deyişle; sonsuz sayıda ara değer alabilen büyüklük, analog büyüklük
olarak tanımlanır. Fiziksel bir büyüklük bilgi şekline dönüştürülürken,
bilgiyi temsil eden işaret doğrudan doğruya fiziksel büyüklüğün benzeri
ise oluşan işaret ‘analog işaret’ olarak adlandırılır (Şekil 1.1.a). Sürekli
(continuous) işaretler olarak da isimlendirilen analog işaretler bilhassa
ölçü ve ayar tekniğinde kullanılır.
Şekil 1.1. Analog işaret, analog sistem ve analog gösterge
Analog Büyüklük, Analog İşaret, Analog Gösterge
ve Analog Sistem
Giriş ve çıkış işaretleri şekil olarak benzeyen elektronik devreye /
sisteme, ‘analog (lineer-doğrusal) devre’ veya ‘analog sistem’ denir
(Şekil 1.1.b). Analog sisteme en iyi örnek mikrofonlardır.
Mikrofonlarda, konuşma ile oluşan ses basıncıyla orantılı olarak bir
çıkış gerilimi üretilir. Üretilen çıkış geriliminin değeri, girişteki ses
basıncına bağlıdır. Yaygın olarak kullanılan analog sistemlere örnek
olarak, telefon sistemleri, manyetik kasetler ve termostatlar
verilebilir.
Şekil 1.1. Analog işaret, analog sistem ve analog gösterge
Analog Büyüklük, Analog İşaret, Analog Gösterge ve
Analog Sistem
Analog işaretleri giriş bilgisi olarak kullanan analog sistemin çıkışından
elde edilen bilgiler, analog göstergelerde anlamlı hale getirilir.
Büyüklükleri, iki sınır değer arasında çok sayıda ara değerler şeklinde
ifade eden göstergelere, ‘analog gösterge’ denir. Analog bilgilerin
gösterilmesi genelde gösterge içerisinde skala ve ibre ile yapılır.
Otomobildeki hız göstergesi, odadaki termostat analog göstergelerdir.
Bu göstergelerde, otomobildeki hız göstergesinin 0 ile 180 km-saat,
analog ölçü aletindeki skalanın 0 ile 1000V arasında olması gibi, iki sınır
değeri bulunur (Şekil 1.1.c).
Şekil 1.1. Analog işaret, analog sistem ve analog gösterge
Sayısal Büyüklük, Sayisal İşaret, Sayısal
Sistem ve Sayısal Gösterge
Yalnızca iki değer alabilen (var-yok, açık-kapalı, vb.) büyüklük,
‘sayısal büyüklük’ olarak isimlendirilir. İki değerlikli büyüklük,
işaret şekline dönüştürülürken yalnızca iki değere sahip işaret
şeklinde gösterilir. Sayısal büyüklüğü göstermek için kullanılan ve
’0′, ’1′ gibi iki değer alabilen işaret, ‘sayısal işaret’ olarak
adlandırılır (Şekil 1.2.a).
Şekil 1.2. Sayısal işaret, sayısal gösterge ve sayısal sistem
Sayısal Büyüklük, Sayisal İşaret, Sayısal
Sistem ve Sayısal Gösterge
Fiziksel büyüklükleri veya bilgileri sayısal işaretlerle (yalnızca 0 ve 1
değerleriyle) ifade ederek işleyen devrelere / sistemlere, ‘sayısal
sistemler’ veya ‘sayısal devreler’ (dijital devreler) denir (Şekil
1.2.b). Sayısal sistemleri oluşturan devreler, genelde elektronik
devreler olmakla birlikte, mekanik, manyetik veya pnömatik olabilir.
Sayısal sistemlere örnek olarak; genel amaçlı sayısal bilgisayarlar,
sayısal telefon santralleri, sayısal voltmetreler, frekans sayıcılar,
trafik ışık kontrol sistemleri, hesap makineleri, sayısal saatler ve
elektronik daktilolar gösterilebilir
Şekil 1.2. Sayısal işaret, sayısal gösterge ve sayısal sistem
Sayısal Büyüklük, Sayisal İşaret, Sayısal
Sistem ve Sayısal Gösterge
Sayısal işaretlerin aldıkları değerleri göstermek için 0-1, L-H
(Low-High) sembolleri kullanılır. Sayısal teknikte kullanılan bu
sembollerin çeşitli fiziksel anlamları olabilir. Sembollerin ifade
ettiği anlamlardan birkaçı Tablo 1.1′de sıralanmaktadır.
Tablo 1.1. ’0′ ve ’1′ değerlerinin ifade edebileceği fiziksel anlamlar.
Sayısal Sistemlerin Avantajları
Sayısal sistemler analog sistemlere göre
pek çok açıdan avantajlıdır:
• Hata oluşma olasılığı daha azdır.
Dolayısıyla, daha güvenilirdir.
• Hata oluştuğunda sezilmesi ve
düzeltilmesi kolaydır.
• Sayısal veriler daha kolay işlenir.
Sayısal Sistemlerin Avantajları
• Verinin saklanması, büyük miktarlarda
bile olsa daha kolaydır.
• Her geçen gün gelişen mikroelektronik
teknolojisi sayesinde daha performanslı
ve daha ekonomik tasarımlar
yapılabilmektedir.
SAYISAL SİSTEMLER-TOPLUM
Basın sektörü bu sistemden oldukça
faydalanmaktadır. Örneğin dijital foto
makineleriyle çekilen görüntüler en kısa
zamanda gazete editörlerinin önüne gelmekte,
değerlendirme kısa sürede yapılarak sayfaya
yerleştirme şansı olmaktadır. Binlerce km
uzaklıktaki muhabirin görüntüsü dakikalar
içinde merkeze ulaşmaktadır.
KAYNAKLAR
http://www.turkpatent.gov.tr/dosyalar/yayinlar/bilgikitapciklari/EntegreDevr
e.pdf
http://tr.wikipedia.org/wiki/T%C3%BCmdevre
http://320volt.com/analog-ve-sayisal-kavramlar/
bilim ve teknoloji 1 kitabı
MERVE HATİPOĞLU
232043-II.ÖĞRETİM-3A
FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETMELİĞİ