Ağustos 2009 | Sayı : 5
      Transistör ve Sayısal Elektronik Ağustos 2009 | Sayı : 5

Günümüzde bilişim ve iletişim teknolojilerinin gösterdiği gelişim olağanüstüdür. Temelleri ise maddenin elektriksel yapısına dayanmaktadır. En temel olarak pozitif yüklü taneciklere sahip çekirdek yapı etrafında dönen negatif yüklü elektronlar arasındaki ilişki ile açıklanabilecek elektriksel olaylar günümüzde elektromanyetik dalgalarla uydu haberleşmesinden savaş teknolojilerine, bilişim teknolojilerinden akıllı sistemlere kadar birçok alanın gelişmesine ve bilgi paylaşımının insanlık tarihi boyunca görülmemiş düzeylere ulaşmasına sebep olmuştur. Çağımıza bilgi çağı (information age) denilmesinin sebebi de budur. Bilginin paylaşım hızının artması yeni bilgilerin doğmasını çabuklaştırmış ve bu da teknolojiye müthiş bir ivme kazandırmıştır.

Bugün dünyanın öbür ucundaki bir akrabamıza istediğimiz anda ulaşabilmemizin altında yatan teknoloji nedir ya da bu yazının İstanbul’un neresinde hangi tarihte nasıl yazıldığının bir önemi olmamaksızın çok sayıda insanla paylaşılabilmesini mümkün kılan teknoloji? Bu başlangıç noktasını aslında istediğimiz kadar geriye götürebiliriz. Zira tarih öncesi devirlerde yaşayan atalarımız taşlardan uygun biçimde silahlar üretmeselerdi belki bugün insanlık tarihinden bahsedemezdik. Fakat olayı o kadar geriye götürmek yerine gelin elektrik akımının keşfedilmiş olduğunu ve Edison’un da ampulü icat etmiş olduğunu düşünüp insanların geceleri de kitap okuyabildiği dönemlere gelelim. Evet, Maxwell ile maceraya başlayabiliriz. Maxwell’ den önce manyetizma ayrı bir yerde elektrik ayrı bir yerde durmaktaydı. Fakat Maxwell (yaptığı şey sadece denklemlerle oynamak da olsa ) iki ayrı kavramı birleştirerek bugün iletişim teknolojisinin altında yatan bilimsel gerçeği ispat etti. Değişen elektrik alanların değişen manyetik alanları ve aynı şekilde değişen manyetik alanların değişen elektrik alanları yarattığı gerçeği ile boşlukta birbirini yaratan ve ilerleyen elektromanyetik dalga kavramına sebep oldu. Böylelikle dünyadan 40 bin kilometre uzaktaki bir uydudan sinyal almamız ve onunla haberleşmemiz mümkün oldu. 1900’de vakum tüpleri ile başlayan elektronik çağı ise 1940’larda yarıiletken fiziğindeki çalışmalardan sonra transistör ile hız kazandı. 1970’lerde ise binlerce transistörlü entegre yapıların üretimi ile dijital dünya gözlerini açmış oldu. Sonraki gelişim süreci ise çok daha hızlı oldu. Çünkü bilgisayarlar devreye girmişti. Yine binlerce (günümüzde milyarlarca) transistörden oluşan bilgisayarlar ile bilgi paylaşımı ve günümüz teknolojisi gelişimini ivmelenerek sürdürmektedir.


Şimdi yukarıdaki kısa özete baktığımızda günümüz teknolojisinin hızlı gelişmesinin ve bilgi paylaşımının altında yatan en önemli keşfin transistör olduğunu rahatlıkla görebiliriz. Transistör ve sayısal elektronik günümüz iletişim çağını yaratan temellerdir.

Transistörün moleküler yapısı ve satırlarca formüllerle zor açıklanan akım gerilim ilişkilerini yazıp yazının sıkıcı olmasını istemediğimden bu noktalara değinmeyeceğim. Bilişim çağında iletişimi sağlayan sayısal elemanların hepsi transistörlerle yapılmıştır. En başında bilgisayar (parça ayırmaksızın tüm dijital yapılar), modem, televizyon, radyo vs. Bu sıralama uzar gider. Bilginin gerilim var ya da yok şeklinde ikili ifadesi sayısal yapılar ile sağlanmaktadır ve sayısal sistemlerin hepsinde de transistör vardır. Transistörün bu kadar yaygın olarak kullanılması bu elemanın verimliliğini de şüphesiz önemli bir hale getirmektedir.

Günümüzde iletişim hızı yarıiletken elemanların değişken işaretlere uyum sağlama yetenekleri ile belirlenmektedir. Yapılan çalışmalara rağmen silisyum veya türevi yarıiletken yapıların hızları limit değerlere ulaşmıştır. Artık saat frekansı 3 GHz’den yukarı olan sistemler için transistör geliştirmek zor hale gelmiştir. Paralel işlem teknolojileri ile bu hız artırılmaya çalışılmaktadır.

Transistörün verimliliğini etkileyen diğer önemli faktör ise ortaya çıkan ısıdır. İşlemcilerin soğutulması için bilgisayar sistemlerinde özellikle soğutma sistemleri geliştirilmiştir. Çünkü transistör, içerisinden geçen akım nedeni ile ısınmaktadır. Elektronlar transistör üzerinden akarken molekülleri titreştirmekte (veya sürtünme gibi birtakım enerji absorbsiyonu düşünülebilir) ısı açığa çıkmasına sebep olmaktadır. Bir sistemin verimi ise ısıya dönüşen enerji miktarının sistemin çektiği toplam enerjiye oranıdır. Bu oran 1’e yaklaştıkça sistem performansı yükselir.

 Çağın teknolojisini üzerinde taşıyan eleman olan transistorün elektronik kayıplarının bu kadar fazla olması elemanın, aynı özelliklere sahip daha iyi elemanlarla değiştirilmesi konusunu gündeme getirmiştir. Son günlerde en göze çarpanı ise optik transistörlerdir. Optik transistörler ışık ile tetiklenen transistörlerdir. 

 Bir moleküle ışık gönderilir. Bu ışık molekülün kuantum durumunu değiştirerek daha fazla bir ışının farklı yönde yayılmasını sağlar. Bu çalışma sistemi klasik transistörler ile aynıdır. Akım elemanlarının fotonlar olduğu sistemin ne kadar hızlı olabileceği kuşkusuz ortadadır. Bu yaklaşım bilgisayar sistemlerindeki tüm iletkenlerin ve iletim hatlarının fiber optik olması sonucunu doğuracaktır. Yarıiletkenler yerine fiber teknolojisi ile çok daha hızlı işlemciler elde edilmesi olasıdır. Işık ile tetikleme (anahtarlama) yapılması transistörde elektronun yarattığı ısı problemini de çözecektir. Elektrona göre kütlesiz sayılabilecek fotonların akımı kuşkusuz çok daha az (belki de hiç) ısı yaratmayacaktır. Böyle transistörlerin oluşturduğu sistemlerin çok daha hızlı çalışacağı, böylelikle iletişimin hızlanacağı ve çok büyük bilgilerin çok kısa zamanda birçok farklı noktaya gidebileceği ortamda bilgi üretiminin ve gelişimin de tekrardan ivme kazanacağını düşünmek hayalperestlik sayılmayacaktır. Gelişimin bu kadar hızlı olmasının vereceği sosyal travmalar için ise önemli önlemlerin alınması gerekmektedir.

Daha iyi ve yaşanabilir teknoloji çağı için üretilen teknolojik değerlerin insanlığın faydasına kullanılması önemli bir husustur. Bu hususta üzerimize düşen görevi en iyi şekilde yapacağımıza inanıyorum. Esenlikler…

      Özkan AKGÜL
İ.Ü Elektrik - Elektronik Mühendisliği & Bilgisayar Mühendisliği
Arçelik AR-GE Mühendisi
- Ağustos 2009 -
Editörden... | Muhammed CÜCE Robotlar Nasıl Görebilirler? | Burhan ARAS Gerçek Dünya - Model | Tuba BAŞDEMİR İnternette Yeni Bir Nefes: Wolfram | Alpha | Yusuf Ziya ATALAY Akıllı Projeler | Neslişah ÇELİK …Ve Tanrı Gitarı Yarattı | Erman TEPE Ünlü Virüsler | Cihat GÜZEL Son Teknolojik Gelişmeler | Ilgın UĞUR Siz Kazanın, Dünya Kazansın | Burak KANMAZ Transistör ve Sayısal Elektronik | Özkan AKGÜL E-yayın Kavramı ve Analizi | Muhammed CÜCE Haberleşme Tarihi ve Yeni Nesil Teknolojiler | H. Can ÇOBANOĞLU
« önceki sayfa - 9 - sonraki sayfa »

Ana Sayfa | Künye | Dergimiz | | İletişim
© 2009-2010 Bilisimdergi.Com Tasarım - Kodlama : İU BİLGİSAYAR

Creative Commons License
Bilişim Dergi içeriği  Creative Commons  lisansı ile korunmaktadır.
Kaynak göstermek ve link vermek şartıyla yazılarımızı kullanabilirsiniz.