Yarı iletken Nedir

0
1038
yarı iletken nedir

Merhaba arkadaşlar bugün sizlere yarı iletken nedir ve bazı yarı iletken maddeleri tanıyacağız. Germanyum (Ge) ilk yarı iletkenlerden biridir; silisyum (Si) ise en yaygın olarak kullanılan yarı iletkendir; galyum arsenür (GaAs) ve indiyum fosfür (İnP) mikroelektronik alanında daha sonra ortaya çıkan yarı i­letkenlerdir. Tüm bu elementler veya element alaşımları yarı iletkendir; yani iletkenlikleri (veya bunun tersi olan özgül direnç) oda sıcaklığında, bir yandan yalıtkanların iletkenli­ğiyle iletkenlerin iletkenliği arasında yer alan ve öte yandan bilinen metallerin iletkenliğinin aksine, üstel bir yasa uyarınca sıcaklıkla artma özelliği gösteren katılardır.

Yarı iletken Maddeler

Şekil 1 de germanyum elementinin özelliklerini gösteriyor. Simgesi(Ge), atom numarası 32, atom ağırlığı 72,64, maddenin hali katı, rengi ise grimsidir.

Yarı iletkenlerin davranışının açıklanması, bunları oluşturan kimyasal elementlerin elektron yapısına dayanır. Bu nedenle bunların tümü, elementlerin periyodik sınıflandırma tablo­sunda küçük bir bölümde toplanmıştır: silisyum ile ger­manyum periyodik tablonun dördüncü kolonunda yer alır, yani atomların her biri, bir kimyasal bağa katılabilecek dört elektron içerir. Aynı durum üçüncü kolonun element ala­şımlarıyla (galyum, indiyum) beşinci kolonun element ala­şımlarında da (arsenik, fosfor) gözlemlenir.

yarı iletken

silisyum
Şekil 2

Bu yapı dolayısıyla, bir kristal içinde her atom dörtyüzlü bir kompleks oluşturacak şekilde yerleşmiş komşu dört atomla çevrilidir ve dört elektronu (değerlik diye adlandırılır) da bağların içinde yer alır. Anlatılan bu kalıplaşmış sistem, mutlak sıfırın yakınında ve karanlıkta bir yarı iletkenin sistemidir. Bütün elektronlar atom çekir­deklerine bağlı olduğundan iletkenliği sıfırdır.

Şekil 2 de silisyum elementinin özelliklerini gösteriyor. Simgesi(Si), atom numarası 14, atom ağırlığı 28,085, maddenin hali katı, rengi ise koyu gridir.

Sıcaklık yükseldiğinde, ısıl çalkalanma değerlik elektron­larından birinin kaçmasına yol açabilir; bu elektron, arka­sında delik diye adlandırılan kullanılabilir bir boşluk bırakarak, kristal içinde serbestçe dolaş­maya başlar. Komşu atomlardan birine bağlı bir elektron da, arkasında yeni bir boşluk bı­rakarak bu deliği doldurabilir ve bu böyle sürüp gider. Elektronların yer değiştirmesi deliklerin yer değiştirmesinin tersine gerçekleşir. Has iletim olarak adlandırılan bu iletkenlik oda sıcaklığında oldukça kü­çüktür, ama başka etkenler bunun değerini artırabilir: elektrik alanının, manyetik alanın, ışığın (fotoelektrik olayı) etkisi ve özellikle kristal içindeki ya­bancı atomların varlığı. Çok az sayıda yabancı atom (yaklaşık olarak milyonda bir) kristalin, dış etkili iletim denen iletken­liğini tümüyle değiştirmeye yeterlidir. Periyodik sınıflandırma tablosunun beşinci kolonundaki bir element, mesela fosfor, si­lisyum kristalindeki bir atomun yerini alırsa, elektronlarından dördü komşu silisyumlara bağlanacaktır. Fazlalık elektron arkasında pozitif bir fosfor iyonu bırakarak kolaylıkla elektrik iletimine katılabilir. Bu tür verici atomların elektrik ile­timine katılması, denk düşen delikler oluşturmadan elektron dolaşımına yol açar: bu durumda yarı iletken n tipindedir (nega­tif) .

Katkılama atomu, mesela bor, periyodik sınıflandırma tablosunun üçüncü kolonuna aitse, kristal içinde bir elektron eksikliği (delik) oluşturur. Bu alıcı atomdan dolayı iletim, delikler aracılığıyla yapılır: bu durumda yarı iletken p tipindedir(pozitif).

Paylaşır mısınız?
Önceki İçerikBasınçlı Su Reaktörü Çalışma Prensibi
Sonraki İçerikKatıların Bant Teorisi
Elif Yaldız
Merhaba ben Elif Yaldız, bir süre Türkiye de Elektrik ve Elektronik Mühendisliği üzerine eğitim aldıktan sonra, hayat serüvenime yurt dışında Enerji Sistemleri Mühendisliği üzerine devam ettirmeye karar verdim. Burada sizlerle bilgi alış verişinde bulunmaktan memnuniyet duyuyorum.

Düşünceleriniz Nedir?