İçsel ve Dışsal Yarı İletken
Modern elektroniğin bir tür malzemeye, yarı iletkenlere dayanması dikkat çekicidir. Yarı iletkenler, iletkenler ve yalıtkanlar arasında bir ara iletkenliğe sahip malzemelerdir. Yarı iletken malzemeler, 1940'larda yarı iletken diyot ve transistörün icadından önce bile elektronikte kullanılıyordu, ancak bundan sonra yarı iletkenler elektronik alanında geniş uygulama alanı buldu. 1958'de Texas aletlerinden Jack Kilby tarafından entegre devrenin icadı, elektronik alanında yarı iletkenlerin kullanımını benzeri görülmemiş bir düzeye çıkardı.
Doğal olarak yarı iletkenler, ücretsiz yük taşıyıcıları nedeniyle iletkenlik özelliğine sahiptir. Doğal olarak yarı iletken özelliklerini gösteren bir malzeme olan böyle bir yarı iletken, içsel bir yarı iletken olarak bilinir. Gelişmiş elektronik bileşenlerin geliştirilmesi için yarı iletkenler, yarı iletken malzemedeki yük taşıyıcılarının sayısını artıran malzemeler veya elemanlar eklenerek daha fazla iletkenlikle çalışacak şekilde geliştirildi. Böyle bir yarı iletken, dışsal bir yarı iletken olarak bilinir.
İçsel Yarı İletkenler hakkında daha fazla bilgi
Herhangi bir malzemenin iletkenliği, termal ajitasyon tarafından iletim bandına salınan elektronlardan kaynaklanır. İç yarı iletkenler durumunda, serbest bırakılan elektronların sayısı metallerdekinden nispeten daha düşüktür, ancak yalıtkanlardakinden daha fazladır. Bu, malzeme boyunca çok sınırlı bir akım iletkenliğine izin verir. Malzemenin sıcaklığı arttırıldığında, iletim bandına daha fazla elektron girer ve dolayısıyla yarı iletkenin iletkenliği de artar. Bir yarı iletkende iki tür yük taşıyıcı vardır, değerlik bandına salınan elektronlar ve daha yaygın olarak delikler olarak bilinen boş orbitaller. İçsel bir yarı iletkendeki delik ve elektron sayısı eşittir. Hem delikler hem de elektronlar akım akışına katkıda bulunur. Bir potansiyel farkı uygulandığında elektronlar daha yüksek potansiyele doğru hareket eder ve delikler daha düşük potansiyele doğru hareket eder.
Yarı iletken görevi gören birçok malzeme vardır ve bazıları element, bazıları ise bileşiktir. Silisyum ve Germanyum yarı iletken özelliklere sahip elementlerdir, Galyum Arsenid ise bir bileşiktir. Galyum Arsenit, Alüminyum Fosfit ve Galyum Nitrür gibi genellikle grup IV'teki elementler ve grup III ve V'deki elementlerden bileşikler, içsel yarı iletken özellikleri gösterir.
Dışsal Yarı İletkenler hakkında daha fazla bilgi
Farklı elementler eklenerek yarı iletken özellikleri daha fazla akım iletmek için iyileştirilebilir. Ekleme işlemi doping olarak bilinirken, eklenen malzeme safsızlıklar olarak bilinir. Kirlilik, malzeme içindeki yük taşıyıcılarının sayısını artırarak daha iyi iletkenlik sağlar. Sağlanan taşıyıcıya bağlı olarak, safsızlıklar alıcı ve verici olarak sınıflandırılır. Donörler, kafes içinde bağlanmamış elektronları olan malzemelerdir ve alıcılar, kafes içinde delikler bırakan malzemelerdir. IV. grup yarı iletkenler için III. grup elementler Bor, Alüminyum alıcı, V. grup elementler Fosfor ve arsenik donör görevi görür. II-V grubu bileşik yarı iletkenler için Selenyum, Telluryum verici görevi görürken Berilyum, Çinko ve Kadmiyum alıcı görevi görür.
Bir dizi alıcı atom safsızlık olarak eklenirse, deliklerin sayısı artar ve malzeme öncekinden daha fazla pozitif yük taşıyıcısına sahiptir. Bu nedenle, alıcı safsızlığı ile katkılanmış yarı iletken, Pozitif tip veya P Tipi Yarı İletken olarak adlandırılır. Aynı şekilde, malzemeyi fazla elektron bırakan donör safsızlığı ile katkılanmış bir yarı iletken, Negatif tip veya N-Tipi yarı iletken olarak adlandırılır.
Yarı iletkenler, farklı tipte diyotlar, transistörler ve ilgili bileşenleri üretmek için kullanılır. Lazerler, Fotovoltaik hücreler (Güneş pilleri) ve foto dedektörler de yarı iletkenler kullanır.
İçsel ve Dışsal Yarı İletkenler arasındaki fark nedir?
