Yarı İletken Nedir?

Elektrik iletkenliği bakımından, iletken ile yalıtkan arasında kalan maddelerdir. Normal durumda yalıtkan olan bu maddeler ısı, ışık,...








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.

YARI İLETKEN


Elektriksel iletkenliği, oda sıcaklığında, bir iletkeninkiyle yalıtkanınki arasında olan, iletkenliği sıcaklıkla ya da içindeki yabancı maddelerin derişimiyle birlikte artan madde.





Tipik yarı iletkenler için germanyum ya da silisyum kristalleri örnek gösterilebilir. Düşük sıcaklıklarda dış yörüngelerindeki enerji seviyeleri dolu olduğundan, elektrik iletebilecek serbest elektronları yoktur. Sıcaklık arttığında bazı elektronlar enerji kazanıp boş bulunan iletim bandına atlarlar ve geride valans bandında bir delik bırakırlar. Böylece elektrik akımını taşıyabilecek eşit sayıda elektron ve delik oluşur.


Pratikte bu tür yarı iletkenlere belli bir yabancı madde atomundan (empürite) belli miktarlarda ilâve ederek de değişik türde yarı iletkenler elde edilir. Yabancı madde atomunun valans elektronları yarı iletken atomununkinden fazlaysa, söz konusu yarı iletken bu durumda "verici" olarak bilinir ve elektrik iletici yedek elektronlar sağlayarak n-tipi bir yarı iletken oluşturur. Yabancı madde atomunun valans elektronları daha azsa, söz konusu yarı iletken, başka atomlardan elektron kapar (bu durumda "alıcı" olarak bilinir) ve ardında hareketli artı yük taşıyıcıları olarak görev yapan delikler bırakarak p-tipi yarı iletken oluşturur. Bir n-tipi ve p-tipi yarı iletken bağlantı, doğrultucu olarak görev yapar.


Kendisiyle aynı yönlü bir gerilim uygulandığında delikler bağlantıdan geçerek negatif uca, elektronlar da pozitif uca doğru akarlar ve bağlantı içinden elektrik akımı geçmiş olur. Gerilimin yönü değiştirildiğinde, yük taşıyıcıları bağlantıdan geçmez ve yarı iletkenden de akım geçmemiş olur. p-n bağlantısı üzerine kurulu yarı iletken aygıtlar, örneğin transistörler, 1940 sonlarından başlayarak elektronik alanında devrime yol açmıştır.


Morpa Genel Kültür Ansiklopedisi







  • İletken ve yalıtkan nedir, dirençleri neye bağlıdır?


  • İletken nedir, özellikleri nelerdir?


  • İletken telin elektrik devresindeki rolü nedir?




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 3.3 'te tipik bir örnek olarak kuvvetli akımda kullanılan bir silikon diyot verilmiştir.









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




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.




Bu mesaj 'en iyi cevap' seçilmiştir.
YARI İLETKEN


Elektriksel iletkenliği, oda sıcaklığında, bir iletkeninkiyle yalıtkanınki arasında olan, iletkenliği sıcaklıkla ya da içindeki yabancı maddelerin derişimiyle birlikte artan madde.


Tipik yarı iletkenler için germanyum ya da silisyum kristalleri örnek gösterilebilir. Düşük sıcaklıklarda dış yörüngelerindeki enerji seviyeleri dolu olduğundan, elektrik iletebilecek serbest elektronları yoktur. Sıcaklık arttığında bazı elektronlar enerji kazanıp boş bulunan iletim bandına atlarlar ve geride valans bandında bir delik bırakırlar. Böylece elektrik akımını taşıyabilecek eşit sayıda elektron ve delik oluşur.


Pratikte bu tür yarı iletkenlere belli bir yabancı madde atomundan (empürite) belli miktarlarda ilâve ederek de değişik türde yarı iletkenler elde edilir. Yabancı madde atomunun valans elektronları yarı iletken atomununkinden fazlaysa, söz konusu yarı iletken bu durumda "verici" olarak bilinir ve elektrik iletici yedek elektronlar sağlayarak n-tipi bir yarı iletken oluşturur. Yabancı madde atomunun valans elektronları daha azsa, söz konusu yarı iletken, başka atomlardan elektron kapar (bu durumda "alıcı" olarak bilinir) ve ardında hareketli artı yük taşıyıcıları olarak görev yapan delikler bırakarak p-tipi yarı iletken oluşturur. Bir n-tipi ve p-tipi yarı iletken bağlantı, doğrultucu olarak görev yapar.


Kendisiyle aynı yönlü bir gerilim uygulandığında delikler bağlantıdan geçerek negatif uca, elektronlar da pozitif uca doğru akarlar ve bağlantı içinden elektrik akımı geçmiş olur. Gerilimin yönü değiştirildiğinde, yük taşıyıcıları bağlantıdan geçmez ve yarı iletkenden de akım geçmemiş olur. p-n bağlantısı üzerine kurulu yarı iletken aygıtlar, örneğin transistörler, 1940 sonlarından başlayarak elektronik alanında devrime yol açmıştır.


Morpa Genel Kültür Ansiklopedisi


Yarı iletkenler, elektrik iletiminde yük taşıyıcıların cinsine göre sınıflandırılırlar. Yarı iletkenler ya elektron iletimi ile ya da boşluk iletimi ile iletkenliklerini sağlarlar. Eğer bir yarı iletkenin homosu ile lumosu arasında bir enerji seviyesine sahip olan ve enerji açısından homoya daha yakın olan boş bir orbital sağlanırsa, bu durumda bu dışarıdan madde ilavesi ile sağlanmış boş orbitale yarı iletkenin homo seyiseyinden elektron geçişi olacak ve de yarı iletkende oluşan bu boşluk (elektron eksikliği) elektrik akımının iletilmesine vesile olacak.


Eğer homo ile lumo arasına sağlanan orbital enerji bakımından lumoya daha yakın ve dolu bir orbital ise bu durumda da dolu olan orbitalden lumo seviyesine elektron geçişi olacak ve yarı iletken üzerindeki elektron fazlası, elektrik akımı iletiminde yük taşıyıcı parçacık görevini üstlenecek.


Eğer bir yarı iletken hem n-tipi hem de p-tipi (yukarıda anlatılanların ilki p-tipi ikincisi n- tipi) iletkenliğe sahip olabiliyorsa bu tip yarı iletkenlere ambipolar denir.


Bu değişik davranış, homo lumo arasına elektron sağlamak için konulan maddenin cinsine ya da transistörlerde gate voltaj'ın pozitif ya da negatif olmasına göre belirlenir. Ama tabi ki her yarı iletken bu özelliğe sahip değildir.



YARI İLETKEN sıf. Elektriği tam olarak iletmeyen ve sıcaklık arttıkça özgül direnci azalan metal dışı bir madde için kullanılır.


♦ a. Yarıiletken madde.


—ANSİKL. Bir yarıiletken oluşturmaya yatkın saf bir maddeye “has yarıiletken" denir. Böyle bir madde ne ısı, ne de herhangi bir ışıma etkisi altında olmadığında, kendisini oluşturan atomların çevre elektronları (değerlik elektronları) sadece bu maddenin kristal yapısının kurulmasında işe yararlar Bu elektronların kullanılamaz olması, maddeye büyük bir özgül direnç kazandırır (örneğin lûm'den büyük). Sıcaklık yükselirse, artan ısıl çalkalanma nedeniyle kimi elektronlar kopar ve özgül direnç azalır (örneğin 0,01 Om). Kimi yarıiletkenlerin özgül direnci, ışık, bir elektrik alanı, bir manyetik alan etkisiyle ya da homojen kristal içine dağılmış, farklı türden atomların (katkı atomları) varlığı nedeniyle normal sıcaklıkla da azaltılabilir. Bu yabana atomların her birinin çevre elektronları, katkı atomu türüne göre, o ana kadar saf olan cismin atomlarının her birinin çevre elektronlarından ya daha büyük sayıda, ya da daha az sayıda olabilir. Birinci durumda elektron fazlalığı bir elektrik akımının geçişini sağlayabilir. Yarıiletkenin verici ya da N tipi (elektron fazlalığı negatif bir elektrik yükü Uzandırdığından) olduğundan söz edilir İkinci durumda elektron noksanlığı (delik ya da boşluk) geçici de olsa bir elektron akımının boşlukları doldurarak geçişine olanak verir. Yarıiletkenin alıcı ya da P tipi (elektron noksanlığı pozitif bir elektrik yükü kazandırdığında) olduğundan söz edilir.

Germanyum ve silisyum, kristal ağları içine, çok az oranda, beşdeğerli, komşu bir madde (arsenik, antimon) katılarak N tipi bir yarıiletken elde etmeye olanak veren dörtdeğerli (4 değerlik elektronu) maddelerdir. P tipi bir yarıiletken de aynı şekilde hareket edilerek ancak, üçdeğerli komşu bir madde (galyum, indiyum) katılarak gerçekleştirilir. Biri N tipi öbürü P tipi iki yarıiletken bitiştirilerek (eklem), birinci içindeki fazla elektronların İkincinin boşluklarında dolaşması sağlanır. Oysa, yerini terk eden her elektronun kendisi de bir boşluk bırakır ve elektronların yerdeğiştirme yönüne ters yönde boşlukların yerdeğiştirmesi olduğu söylenebilir. Bu gösterimden anlaşıldığı gibi elektronların hareketliliği N tipi bir yarıiletkende iletimi sağlıyorsa, boşlukların hareketliliği de P tipi bir yarıiletkende iletimi sağlar Boşluklara da, elektronlara olduğu gibi "yük taşıyıcılar" denir. Her ne olursa olsun, dolaşım hep tekyönlü kalır ve diyotta ve tranzistorda kullanılan özellik de budur. Eklemli bir diyodun iki yarıiletken gövdesi içindeı bir elektromotor kuvvet kaynağının üretebildiği elektrik alanı etkisi altında yük taşıyıcıları dolaşır. Bu kuvvet, birleştirmeyi oluşturan iki kristalin her iki tarafında yerleştirilmiş iki iletken elektrot yardımıyla uygulanır.

Kaynağın negatif kutbuna bağlanmış elektrot (katot) ilgili olduğu kristali elektronca besler: diğer kristale bitişik olan karşıt elektrot (anot), katottan çıkan ve alanla yönlendirilen elektronları toplar.

(iki) eklemli tranzistorda, üç yarıiletken kristali, N—P—N ya da P—N—P düzeninde "sandviç" biçiminde yerleştirilmiştir Bu yerleştirme bütüneı özellikle yükseltici nitelikler verir. MOS tranzistoru (metal-oksit -silisyum) gibi başka düzenlemeler, ince bir oksit tabakası ile yalıtılmış metal bir elektrot yardımıyla, aynı tip iki yarıiletken kristal arasından geçen elektron akımının şiddeti üzerine etki etmeyi sağlar.

Elektrik alanı gibi, manyetik alan da yük taşıyıcılannı harekete geçirir ve bir yarıiletkende elektrik akımını değiştirmeyi sağlar (Hail olayı). Nihayet, bir yarıiletkenin ayırtedici özellikleri ışıkla etkilenebilir; böylece fotokondüktanslar ve fotodiyotlar gerçekleştirilir IV. grubun doğal elementlerinin (Ge ve Si) yanı sıra, GaAs ve GaAlAs gibi III., V. grupların ve ZnTe gibi II., VI, grupların yarıiletken bileşikleri* sayılabilir.


—Camc. Yarıiletken camlar iki kategoride sınıflandırılır: içlerinde vanadyum oksit ya da geçiş elementlerinin oksitleri bulunan oksitlerden oluşmuş camlar, ve içlerinde, periyodik sınıflandırma tablosunun dördüncü ya da beşinci kolonları elementleriyle (silisyum, germanyum, arsenik, antimon) bileşmiş ya da bileşmemiş, en az bir tane kükürt grubu (kükürt, selenyum, tellür) elementi ya da element alaşımından oluşmuş camlar. Bu camların yarıiletkenliğinin kaynağı henüz tam olarak anlaşılmış değildir ve kristal yarıiletkenlerin kaynağından çok farklıdır. Kristal tipi yarıiletkenlerin özellikleri bunların içine katılan eser miktardaki başka elementlerce belirlenirken, camsı yaniletkenlerin özellikleri (intrensek tiptekiler) camın içinde ortaya çıkan bölgesel yapı ve ikincil değerlik değişikliklerine bağlı gözükmektedir.

Kaynak: Büyük Larousse





  • İletken ve yalıtkan nedir, dirençleri neye bağlıdır?


  • İletken nedir, özellikleri nelerdir?


  • İletken telin elektrik devresindeki rolü nedir?


 

YORUMLAR

Ad

Anlamı Nedir?,22,Biyoloji Konu Anlatımı,25,Cilt Bakımı,82,Coğrafya Ders Anlatımı,978,Genel,46,Güzel Sözler,16075,Music,1,Ne Nedir?,32164,Resimli Sözler,4111,Saç Sağlığı,119,Sağlık Bilgileri,1596,Soru-Cevap,10236,Sports,1,Tarih Konu Anlatımı,5,Teknoloji,36,Türk Dili ve Edebiyatı Konu Anlatımı,2,
ltr
item
Ders Kitapları Konu Anlatımı: Yarı İletken Nedir?
Yarı İletken Nedir?
Ders Kitapları Konu Anlatımı
http://ders-kitabi.blogspot.com/2017/05/yar-iletken-nedir.html
http://ders-kitabi.blogspot.com/
http://ders-kitabi.blogspot.com/
http://ders-kitabi.blogspot.com/2017/05/yar-iletken-nedir.html
true
5083728687963487478
UTF-8
Tüm Yazılar Yüklendi hiçbir mesaj bulunamadı HEPSİNİ GÖR Devamı Cevap Cevabı iptal Silmek Cevabı iptal Home SAYFALARI POST Hepsini gör SİZİN İÇİN ÖNERİLEN ETİKET ARŞİV SEARCH Tüm Mesajlar İsteğinizle eşleşme bulunamadı Ana Sayfaya Dön Pazar Pazartesi Salı Çarşamba Perşembe Cuma Cumartesi Pazar Mon Tue Wed Thu Fri Sat January February March April May June July August September October November December Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Şu anda... 1 dakika önce $$1$$ minutes ago 1 saat önce $$1$$ hours ago Dün $$1$$ days ago $$1$$ weeks ago more than 5 weeks ago İzleyiciler Takip et THIS PREMIUM CONTENT IS LOCKED STEP 1: Share to a social network STEP 2: Click the link on your social network Tüm Kodunu Kopyala Tüm Kodunu Seç Tüm kodlar panonuza kopyalanmıştır. Kodları / metinleri kopyalayamıyor, kopyalamak için lütfen [CTRL] + [C] tuşlarına (veya Mac ile CMD + C'ye) basınız Table of Content