Yarı İletken
Yarı iletken, bazı durumlarda elektriği ileten ancak diğer durumlarda iletmeyen bir malzemedir. Bakır veya gümüş gibi iyi elektrik iletkenleri, elektriğin içlerinden kolayca akmasına izin verir. Kauçuk veya plastik gibi elektrik akışını engelleyen malzemelere yalıtkan denir. İzolatörler genellikle insanları elektrik çarpmasından korumak için kullanılır. Adından da anlaşılacağı gibi, bir yarı iletken bir iletken kadar iyi iletken değildir. Silikon en çok kullanılan yarı iletkendir, ancak galyum arsenit de kullanılır.
Yarı iletkenin kristal kafesine (ızgarasına) farklı atomların eklenmesiyle n-tipi ve p-tipi yarı iletkenler oluşturarak iletkenliğini değiştirir. Silikon en önemli ticari yarı iletkendir, ancak diğer birçok yarı iletken de kullanılmaktadır. Küçük amplifikatörler olan transistörler haline getirilebilirler. Transistörler bilgisayarlarda, cep telefonlarında, dijital ses çalarlarda ve diğer birçok elektronik cihazda kullanılır.
Diğer katılar gibi, yarı iletkenlerdeki elektronlar da yalnızca malzemenin atom çekirdeğine sıkıca bağlı elektronlara karşılık gelen temel durum enerjisi ile bir elektronun malzemeden tamamen kaçması için gereken enerji olan serbest elektron enerjisi arasındaki belirli bantlar (yani enerji seviyeleri aralıkları) içinde enerjiye sahip olabilirler.
Yarı iletken tabanlı elektronik bileşenler
Tarih
Yarı iletkenler 1830'lu yılların başlarında laboratuvarlarda inceleniyordu. 1833 yılında Michael Faraday gümüş sülfür ile deneyler yapıyordu. Malzeme ısıtıldıkça elektriği daha iyi ilettiğini keşfetti. Bu, bakırın davranışının tam tersiydi. Bakır ısıtıldığında daha az elektrik iletir. Diğer bazı ilk deneyciler yarı iletkenlerin diğer özelliklerini keşfettiler. 1947'de New Jersey'deki Bell Laboratuarlarında transistör icat edildi. Bu, günümüzde neredeyse tüm elektronik cihazlara güç sağlayan entegre devrelerin geliştirilmesine yol açtı.
Yarı iletken katkılama
Doping
Doping, elektriksel özelliklerini değiştirmek için saf bir yarı iletkene küçük bir safsızlık ekleme işlemidir. Hafif ve orta derecede katkılı yarı iletkenler ekstrinsik olarak adlandırılır. Bir yarı iletkenden çok bir iletken gibi davranacak kadar yüksek seviyelere katkılanmış bir yarı iletken dejenere olarak adlandırılır. Yarı iletkenlerin çoğu silikon kristallerinden yapılır. Saf silisyumun çok az kullanımı vardır ancak katkılı silisyum çoğu yarı iletkenin temelini oluşturur. Silikon Vadisi, adını orada bulunan çok sayıda yarı iletken startup şirketinden almıştır.
Günümüzde yarı iletkenler
Günümüzde yarı iletkenler çok geniş bir alanda kullanılmaktadır. Yarı iletkenler neredeyse her elektronik cihazda bulunabilir. Masaüstü bilgisayarlar, internet, tablet cihazlar, akıllı telefonlar, hepsi yarı iletkenler olmadan mümkün olmazdı. Yarı iletkenler az miktarda voltajla çok hassas anahtarlar haline getirilebilir. Yarı iletkenin ihtiyaç duymadığı voltaj, cihazdaki diğer elektrikli bileşenlere gönderilebilir. Yarı iletkenler ayrıca çok küçük hale getirilebilir ve birçoğu oldukça küçük bir devreye sığabilir. Bu kadar küçük yapılabildikleri için, günümüzde elektrikli cihazlar işlem gücünden ödün vermeden ince ve hafif yapılabilmektedir. Yarı iletken sektöründeki hakim şirketlerden bazıları Intel Corporation, Samsung Electronics, TSMC, Qualcomm ve Micron Technology'dir.
İlgili sayfalar
- Diyot
- Transistör
- Işık yayan diyot
- N-tipi Yarı İletken
- Entegre devre
Sorular ve Yanıtlar
S: Yarı iletken nedir?
C: Yarı iletken, bazı durumlarda elektriği ileten ancak diğer durumlarda iletmeyen bir malzemedir. Bakır veya gümüş gibi iyi elektrik iletkenleri kadar iyi iletmez ve kauçuk veya plastik gibi yalıtkanlar gibi elektrik akışını engellemez.
S: N-tipi ve p-tipi yarı iletkenler nelerdir?
C: N-tipi ve p-tipi yarı iletkenler, yarı iletkenin kristal kafesine (ızgarasına) farklı atomlar eklenerek oluşturulur ve bu da iletkenliğini değiştirir.
S: Silikon ne için kullanılır?
C: Silikon en önemli ticari yarı iletkendir ve bilgisayarlarda, cep telefonlarında, dijital ses çalarlarda ve diğer birçok elektronik cihazda kullanılan küçük amplifikatörler olan transistörlere dönüştürülebilir.
S: Yarı iletken olarak başka hangi malzemeler kullanılır?
C: Silikonun yanı sıra galyum arsenit de yarı iletken olarak kullanılmaktadır.
S: Elektronlar katı bir malzemede nasıl davranır?
C: Katı malzemelerdeki elektronlar, malzemenin atom çekirdeğine sıkıca bağlı elektronlara karşılık gelen temel durum enerjisi ile bir elektronun malzemeden tamamen kaçması için gereken enerji olan serbest elektron enerjisi arasındaki belirli bantlar (yani enerji seviyeleri aralıkları) içinde enerjiye sahip olabilirler.
S: İzolatörler neden insanları elektrik çarpmasından korumak için sıklıkla kullanılır?
C: İzolatörler elektrik akışını engeller, böylece elektrik akımının içlerinden geçmesini önleyerek insanları elektrik çarpmasından korumak için kullanılabilirler.
S: Transistörler nasıl çalışır?
C: Transistörler, bir giriş sinyalini alan ve başlangıçta girilenden daha yüksek bir seviyede çıkış vermeden önce onu yükselten küçük amplifikatörler olarak hareket eder.
