1.
elektriksel bakımdan ne tam iletken ne de tam yalıtkan olan bir elemente, bir başka elementin eklenmesiyle oluşturulan yarı iletken türü.
bunun için özellikle kullanılan en yaygın yarı iletken, silikondur. nasıl yapıldığını anlatmadan önce ufak ön bilgiler vereyim.
değerlik elektronu dediğimiz bir kavram var. diğer başlığa gidip okumaya üşenenler için kısaca tanımlamak gerekirse; bir atom çekirdeğinin etrafında dolanan elektronların en dış kabukta bulunanları için kullanılan bir terimdir. bu elektronlar çekirdeğe en zayıf şekilde bağlı olan elektronlar olduğundan, atomdan koparılması en kolay olan ya da atomun başka atomlarla bağ yapmasında kullanılan elektronlar da bunlardır. bunlara valans elektronu da denir. elementin iletkenliğini belirleyen şey, valans elektronlarının sayısıdır.
silikonun 4 adet valans elektronu bulunur. atomun son kabuğunda en fazla 8 elektron bulunabileceğinden, silikonun son kabuğu yarı dolu ya da yarı boştur diyebiliriz. bu nedenle silikonun iletkenliği de ortalama bir seviyededir; ne çok iyi bir iletkendir ne de yalıtkandır.
silikona yüksek sıcaklık altında "katışıklık" adı verilen bir işlemle farklı bir element eklenebilir. doping adı da verilen bu süreç 2 şekilde yapılabilir. burada tabii ki sadece p tipi olanı anlatacağım.
silikona, valans elektron sayısı 3 olan bir başka element eklenir. örneğin bor elementi... silikon ve borun 3'er valans elektronu birbiriyle bağ yaparken, silikonun 1 valans elektronu açıkta kalır. bu durum ortamda oyuk ya da delik adı da verilen bir boşluk oluşturur. herhangi bir elektron bu boşluğu dolduracak şekilde katışık malzemenin valans bandına geçiş yapabilir ama bu kez bırakıp geldiği yerde bir boşluk oluşur. elektronların bu boşluklara kayması atom içerisinde bir hareket, dolayısıyla artan bir iletkenlik durumu oluşturur.
boşluklar pozitif yüklü parçacıklar gibi davrandığından bu malzemeye pozitif kelimesinin baş harfinden esinlenerek p tipi yarı iletken adı verilmiştir.
diğer doping süreci için (bkz: n tipi yarı iletken)
aşağıda, bahsettiğim olayı daha rahat anlamanızı sağlayacak bir görsel var:
görselin kaynağı
bunun için özellikle kullanılan en yaygın yarı iletken, silikondur. nasıl yapıldığını anlatmadan önce ufak ön bilgiler vereyim.
değerlik elektronu dediğimiz bir kavram var. diğer başlığa gidip okumaya üşenenler için kısaca tanımlamak gerekirse; bir atom çekirdeğinin etrafında dolanan elektronların en dış kabukta bulunanları için kullanılan bir terimdir. bu elektronlar çekirdeğe en zayıf şekilde bağlı olan elektronlar olduğundan, atomdan koparılması en kolay olan ya da atomun başka atomlarla bağ yapmasında kullanılan elektronlar da bunlardır. bunlara valans elektronu da denir. elementin iletkenliğini belirleyen şey, valans elektronlarının sayısıdır.
silikonun 4 adet valans elektronu bulunur. atomun son kabuğunda en fazla 8 elektron bulunabileceğinden, silikonun son kabuğu yarı dolu ya da yarı boştur diyebiliriz. bu nedenle silikonun iletkenliği de ortalama bir seviyededir; ne çok iyi bir iletkendir ne de yalıtkandır.
silikona yüksek sıcaklık altında "katışıklık" adı verilen bir işlemle farklı bir element eklenebilir. doping adı da verilen bu süreç 2 şekilde yapılabilir. burada tabii ki sadece p tipi olanı anlatacağım.
silikona, valans elektron sayısı 3 olan bir başka element eklenir. örneğin bor elementi... silikon ve borun 3'er valans elektronu birbiriyle bağ yaparken, silikonun 1 valans elektronu açıkta kalır. bu durum ortamda oyuk ya da delik adı da verilen bir boşluk oluşturur. herhangi bir elektron bu boşluğu dolduracak şekilde katışık malzemenin valans bandına geçiş yapabilir ama bu kez bırakıp geldiği yerde bir boşluk oluşur. elektronların bu boşluklara kayması atom içerisinde bir hareket, dolayısıyla artan bir iletkenlik durumu oluşturur.
boşluklar pozitif yüklü parçacıklar gibi davrandığından bu malzemeye pozitif kelimesinin baş harfinden esinlenerek p tipi yarı iletken adı verilmiştir.
diğer doping süreci için (bkz: n tipi yarı iletken)
aşağıda, bahsettiğim olayı daha rahat anlamanızı sağlayacak bir görsel var:
görselin kaynağı
devamını gör...
2.
diyotun anot tarafına denk gelir.
devamını gör...
4.
saf silisyumun içine bor yerine fosfor enjekte edilirse bu kez "n -tip" yarıiletken meydana gelir. çünkü borda bir elektron eksikken fosforda bir elektron fazladır. n tipi yarı iletkenle p tipi iletkeni sandviç gibi birbirine "yapıştırırsak" bir p -n "birleşimi" = junction elde ederiz. tabi yapıştırma mecazidir. silisyum üzerinde ya yan yana ya alt üst şeklinde üretim sırasında bir bölüm p bir bölüm n olacak şekilde katkılama yapılır.
yan yana gelen bu iki yarı iletken malzemenin ortak yüzünde n-taraftaki fazla elektronlar p tarafa, p taraftaki fazla hole'ler de n tarafa geçer ve "depletion" tabakası adı altında bir tabaka oluşur. işte nur topu gibi yarı iletken bir diyotunuz oldu.
p tabakasını alta, n tabakasını üste koyup, n tabakasını inceltirseniz, bunun üzerine düşen ışık ışınları bir elektrik akımı oluşturur. buyrun cıncık gibi bir güneş piliniz oldu.
yan yana gelen bu iki yarı iletken malzemenin ortak yüzünde n-taraftaki fazla elektronlar p tarafa, p taraftaki fazla hole'ler de n tarafa geçer ve "depletion" tabakası adı altında bir tabaka oluşur. işte nur topu gibi yarı iletken bir diyotunuz oldu.
p tabakasını alta, n tabakasını üste koyup, n tabakasını inceltirseniz, bunun üzerine düşen ışık ışınları bir elektrik akımı oluşturur. buyrun cıncık gibi bir güneş piliniz oldu.
devamını gör...