Yarı İletken Nedir? Yarı İletken Nasıl Olur, Yarı İletken Hakkında, Anlatım

Yarı İletken


Elektrik iletkenliği bakımından, iletken ile yalıtkan arasında kalan maddelerdir
Normal durumda yalıtkan olan bu maddeler ısı, ışık, manyetik etki veya elektriksel gerilim gibi dış etkiler uygulandığında bir miktar değerlik elektronlarını serbest hale geçirerek iletken duruma gelirler Uygulanan bu dış etki veya etkiler ortadan kaldırıldığında ise yalıtkan duruma geri dönerler Bu özellik elektronik alanında yoğun olarak kullanılmalarını sağlamıştır
Yarı iletkenlerin değerlik yörüngelerinde dört elektron bulunur Bu yüzden yarı iletkenler iletkenlerle yalıtkanlar arasında yer almaktadır Elektronik elemanlarda en yaygın olarak kullanılan yarı iletkenler germanyum ve silisyum elementleridir
Tüm yarı iletkenler son yörüngelerindeki atom sayısını sekize çıkarma çabasındadırlar Bu nedenle saf bir germanyum elementinde komşu atomlar son yörüngelerindeki elektronları kovalent bağ ile birleştirerek ortak kullanırlar Atomlar arasındaki bu kovalent bağ germanyum elementine kristal özelliğini kazandırır Silisyum da özellik olarak germanyum ile hemen hemen aynıdır
Yarı iletkenli elektronik devre elemanlarında daha çok silisyum kullanılır Silisyum ve germanyum devre elemanı üretiminde saf olarak kullanılmaz Bu maddelere katkı katılarak değerlik bandı enerji seviyesi yukarıya veya iletkenlik bandı enerji seviyesi aşağıya çekilir Değerlik bandının yukarı çekildiği yarı iletkenlere P tipi yarı iletken, iletkenlik bandının aşağıya çekildiği yarı iletkenlere ise N tipi yarı iletken denir P tipi yarı iletkende yüklü boşluk derişimi, N tipi yarı iletkende ise elektron derişimi göreli olarak daha yüksektir
Yarı iletkenler germanyum, silisyum, selenyum gibi elementler olabildiği gibi; bakır oksit, galyum arsenid, indiyum fosfür, kurşun sülfür gibi bileşikler de olabilir


alıntı

Yarı İletken Diyotlar Yarı iletken diyotları, P ve N tipi germanyum veya Silikon yarı iletken kristallerinin bazı işlemler uygulanarak bir araya getirilmesiyle elde edilen diyotlardır Hem elektrikte hemde elektronikte kullanılmaktadır Şekil 33 'te tipik bir örnek olarak kuvvetli akımda kullanılan bir silikon diyot verilmiştir
Tablo 31 'de metal ve yarı iletken diyotlarına ait bazı değerler verilmektedir


Tablo 31 - Bazı metal ve yarı iletken diyotlarının karakteristik değerleri


Diyotlar arasında bir kıyaslama yapabilmek için Şekil 34 'te bazılarının karakteristik eğrileri verilmiştir



Şekil 34 - Bazı diyotların karakteristik eğrileri


alıntı

Yarı İletkenler

Elektrik akımının bir değere kadar akmasına izin vermeyen bu değerden sonra sonsuz küçük direnç gösteren maddelerdir
Yarı iletkenler periyodik cetvelde 3 ve 5 gruba girerler Bu demektir ki son yörüngelerinde elektron alıcılığı veya vericiliği iletkenden fazla yalıtkandan daha azdır

İletkenler: Pt, Ni, Au, Cu, Al, Fe
Yalıtkan: Ebonit, Cam, Tahta, Su
Yarı iletkenler: S, Ge, Br, Al, In(indiyum)



Kısmen Dolu bant ile iletkenlik şeridi çakışmışsa iletken olurlar




DB ile BŞ birbirine yaklaştığı zaman iletken hale gelir
Eğer yarı iletkenlere belirli bir gerilim uygulanırsa YAE yok edilir ve bağlama şeridi ile iletkenlik bandı bitişir ve iletkenleşir

alıntı

N Tipi Yarı İletken :
Arsenik maddesinin atomlarının valans yörüngelerinde 5 adet elektron bulunur Silisyum ile arsenik maddeleri birleştrildiğinde, arsenik ile silisyum atomlarının kurdukları kovalent bağdan arsenik atomunun 1 elektronu açıkta kalır Aşağıdaki şekilde açıkta kalan elektronu görebilirsiniz Bu sayede birleşimde milyonlarca elektron serbest kalmış olur Bu da birleşime "Negatif Madde" özelliği kazandırır N tipi madde bir gerilim kaynağına bağlandığında üzerindeki serbest elektronlar kaynağın negatif kutbundan itilip pozitif kutbundan çekilirler ne gerilim kaynağının negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru bir elektron akışı başlar



P Tipi Yarı İletken :
Bor maddesininde valans yörüngesinde 3 adet elektron bulunmaktadır Silisyum maddesine bor maddesi enjekte edildiğinde atomların kurduğu kovalent bağlardan bir elektronluk eksiklik kalır Bu eksikliğe "Oyuk" adı verilir Bu elektron eksikliği, karışıma "Pozitif Madde" özelliği kazandırır P tipi maddeye bir gerilim kaynağı bağlandığında kaynağın negatif kutbundaki elektronlar p tipi maddeki oyukları doldurarak kaynağın pozitif kutbuna doğru ilerlerler Elektronlar pozitif kutba doğru ilerlerken oyuklarda elektronlerın ters yönünde hareket etmiş olurlar Bu kaynağın pozitif kutbundan negatif kutbuna doğru bir oyuk hareketi sağlar



Azınlık ve Çoğunluk Taşıyıcılar :
Silisyum ve germanyum maddeleri tamamiyle saf olarak elde edilememektedir Yani maddenin içinde, son yörüngesinde 5 ve 3 elektron bulunduran atomlar mevcuttur Bu da P tipi maddede elektron, N tipi maddede oyuk oluşmasına sebep olur Fakat P tipi maddede istek dışı bulunan oyuk sayısı, istek dışı bulunan elektron sayısından fazladır Aynı şekilde N tipi maddede de istek dışı bulunan elektron sayısı istek dışı bulunan oyuk sayısından fazladır İşte bu fazla olan oyuk ve elektronlara "Çoğunluk Taşıyıcılar" az olan oyuk ve elektronlara da"Azınlık Taşıyıcılar" denir Azınlık taşıyıcılar yarı iletkenli elektronik devre elemenlarında sızıntı akımına neden olur İçeriğinde çok sayıda yarı iletkenli devre elemanı bulunduran entegrelerde fazladan gereksiz akım çekimine yol açar ve bu da elemanın ısınmasına, hatta zarar görmesine neden olur



alıntı