İletken yarı iletken ile yalıtkan arasındaki temel fark, iletkenlerin yüksek bir elektrik iletkenliği göstermesi ve yarı iletkenlerin bir ara iletkenlik göstermesi, yalıtkanların ise ihmal edilebilir bir iletkenlik göstermesidir.
İletkenler, yarı iletkenler ve yalıtkanlar, elektrik iletkenliğine bağlı olarak herhangi bir malzemeyi kategorize edebileceğimiz üç kategoridir.
İletken nedir?
İletken veya elektrik iletkeni, elektrik mühendisliğinde bir veya daha fazla yönde yük akışına izin verilen bir nesnedir. Başka bir deyişle, iletken malzemeler kendi aralarında bir elektrik akımı iletebilirler. En yaygın elektrik iletkenleri metaller ve metalik nesnelerdir. Bu malzemelerde, negatif yüklü elektronların akışı, pozitif yüklü delikler ve bazen de pozitif ve negatif iyonların varlığı nedeniyle elektrik akımları üretilir.
Daha da önemlisi, bir iletkenden elektrik akımı geçtiğinde, yüklü bir parçacığın akımın üretildiği yerden akım tüketiminin gerçekleştiği yere gitmesine gerek yoktur. Burada, yüklü parçacıklar komşularını sınırlı miktarda enerjiyi dürtme eğilimindedir ve bu, zincirin sonundaki parçacıkların gücü tüketici nesnesine ittiği komşu parçacıklar arasında bir zincirleme reaksiyon olarak meydana gelir. Bu nedenle, mobil yük taşıyıcıları arasında uzun zincirli momentum transferini gözlemleyebiliriz.
Şekil 01: Elektrik İletkeni
Bir iletkenle ilgili direnç ve iletkenlik ile ilgili iki önemli gerçek göz önüne alındığında, direnç malzemenin bileşimine ve boyutlarına, iletkenlik ise dirence bağlıdır. Ayrıca iletkenin sıcaklığının da bunda büyük etkisi vardır. Sadece metaller değil, elektrolitler, yarı iletkenler, süper iletkenler, plazma halleri ve grafit de dahil olmak üzere bazı metalik olmayan iletkenleri içeren başka iletken biçimleri de olabilir.
Yarı iletken nedir?
Yarı iletkenler, iletkenlerin ve yalıtkanların iletkenliği arasında kalan bir elektriksel iletkenlik değerine sahip malzemelerdir. Daha da önemlisi, bu malzemelerin direnci, sıcaklığın artması üzerine düşme eğilimindedir. Ek olarak, yarı iletkenlerin iletkenliğini, malzemenin kristal yapısına safsızlıklar (sürece “doping” adı verilir) ekleyerek değiştirebiliriz. Bu nedenle, bu malzemeleri büyük önem taşıyan çeşitli farklı uygulamalar için kullanabiliriz.
Aynı kristal yapıda meydana gelen farklı katkılı yapılara sahip iki bölge bir yarı iletken bağlantı oluşturur. Bu bağlantılar, diyotlarda, transistörlerde ve diğer modern elektroniklerde yük taşıyıcıların davranışı için temel görevi görür.
Yarı iletken malzemelerin bazı yaygın örnekleri arasında silikon, germanyum, galyum arsenit ve metaloid elementler bulunur. Yarı iletken oluşumu için kullanılan en yaygın malzemeler lazer diyotları, güneş pillerini içerir. Mikrodalga frekanslı entegre devreler vb. silikon ve germanyumdur.
Şekil 02: Yarı İletken – Silikon
Doping işleminden sonra kristal yapıdaki yük taşıyıcıların sayısı hızla artar. Yarı iletkende iletkenliğe yardımcı olan serbest delikler veya serbest elektronlar olabilir. Malzemenin daha fazla serbest deliği varsa, buna “p-tipi” yarı iletken diyoruz ve serbest elektronlar varsa, o zaman “n-tipi”ne aittir. Doping işlemi sırasında antimon, fosfor veya arsenik gibi beş değerlikli kimyasal elementler veya bor, galyum ve indiyum gibi üç değerlikli atomlar gibi malzemeler ekleyebiliriz. Ayrıca yarı iletkenlerin iletkenliğini sıcaklığı artırarak da artırabiliriz.
Yalıtkan Nedir?
Yalıtkanlar, serbest akan bir elektrik akımı taşıyamayan malzemelerdir. Bunun nedeni, bu tür malzemelerin atomlarının, atomlara sıkıca bağlı ve kolayca hareket edemeyen elektronlara sahip olmasıdır. Özdirenç özelliği düşünüldüğünde, iletkenlere ve yarı iletkenlere göre özdirenç çok yüksektir. Ametaller yalıtkanların en yaygın örnekleridir.
Ancak, elektrik akımı taşıyabilen az sayıda mobil yük içerdiğinden mükemmel yalıtkanlar yoktur. Ek olarak, malzemeye yeterli miktarda voltaj uygulandığında, tüm yalıtkanlar elektriksel olarak iletken olma eğilimindedir ve bu da elektronları atomlardan koparabilir. İzolatörün arıza gerilimidir.
Akımın kendi içinden geçmesine izin vermeden elektrik iletkenlerini desteklemek ve ayırmak için elektrikli ekipmanların üretimi de dahil olmak üzere yalıtkanların farklı kullanımları vardır. Ayrıca, bir yalıtkanın esnek bir kaplaması genellikle elektrik telleri için ve kablolar yalıtkan teller yapmak için kullanılır. Bunun nedeni, birbirine temas edebilen tellerin çapraz bağlantı, kısa devre ve yangın tehlikesi oluşturmasıdır.
İletken Yarı İletken ile Yalıtkan Arasındaki Fark Nedir?
İletkenler, yarı iletkenler ve yalıtkanlar, elektrik iletkenliğine bağlı olarak herhangi bir malzemeyi kategorize edebileceğimiz üç kategoridir. İletken yarı iletken ve yalıtkan arasındaki temel fark, iletkenlerin yüksek bir elektrik iletkenliği göstermesi ve yarı iletkenlerin bir ara iletkenlik göstermesi, yalıtkanların ise ihmal edilebilir bir iletkenlik göstermesidir.
Aşağıdaki tablo, yan yana karşılaştırma için iletken yarı iletken ve yalıtkan arasındaki farkları listeler.
Özet – İletken ve Yarı İletken ve Yalıtkan
İletkenler, yarı iletkenler ve yalıtkanlar, elektrik iletkenliğine bağlı olarak herhangi bir malzemeyi kategorize edebileceğimiz üç kategoridir. İletken yarı iletken ve yalıtkan arasındaki temel fark, iletkenlerin yüksek elektrik iletkenliği ve yarı iletkenlerin orta iletkenlik göstermesi, yalıtkanların ise ihmal edilebilir bir iletkenlik göstermesidir.
