Yarı iletken

english semiconductor

özet

  • yarı iletken malzemeden yapılmış bir iletken
  • elektrik iletkenliği bir metal ve bir yalıtkanın arasında bir ara madde olan germanyum veya silisyum gibi bir madde, iletkenliği sıcaklıkla ve safsızlıkların varlığında artar.

genel bakış

Bir yarıiletken malzeme, bir iletkenin - bakır, altın vb. - ve cam gibi bir yalıtkanınki arasında bir elektrik iletkenlik değerine sahiptir. Sıcaklık arttıkça dirençleri azalır, bu da bir metalin karşısındaki davranışlardır. Bunların iletken özellikleri, kristal yapıya kasten kontrollü kirliliklerin ("doping") sokulmasıyla faydalı şekillerde değiştirilebilir. Aynı kristalde iki farklı katkılı bölgenin bulunduğu yerde, yarı iletken bir bağlantı oluşturulur. Bu kavşaklarda elektron, iyon ve elektron delikleri içeren yük taşıyıcıların davranışı diyotların, transistörlerin ve tüm modern elektroniklerin temelidir.
Yarı iletken cihazlar, akımın diğerinden daha kolay geçişi, değişken direnç ve ışık veya ısıya karşı duyarlılık gibi bir dizi kullanışlı özellik gösterebilir. Yarı iletken malzemenin elektriksel özellikleri dopingle veya elektrik alanlarının veya ışığın uygulanmasıyla modifiye edilebildiğinden, yarı iletkenlerden yapılmış cihazlar amplifikasyon, anahtarlama ve enerji dönüşümü için kullanılabilir.
Silikonun iletkenliği az miktarda pentavalan (antimon, fosfor veya arsenik) veya trivalent (boron, galyum, indiyum) atomları (~ 10'luk kısım) ekleyerek artırılır. Bu işlem doping olarak bilinir ve ortaya çıkan yarı iletkenler katkılı veya ekstrinsik yarı iletkenler olarak bilinir.
Yarıiletkenin özelliklerinin modern olarak anlaşılması, bir kristal kafes içinde yük taşıyıcıların hareketini açıklamak için kuantum fiziğine dayanır. Doping, kristal içindeki yük taşıyıcıların sayısını büyük ölçüde artırır. Katkılı bir yarı iletken çoğunlukla serbest delikler içerdiğinde "p-tipi" olarak adlandırılır ve çoğunlukla serbest elektronlar içerdiğinde "n-tipi" olarak bilinir. Elektronik cihazlarda kullanılan yarı iletken malzemeler, p ve n tipi katkı maddelerinin konsantrasyonunu ve bölgelerini kontrol etmek için kesin koşullar altında katkılanır. Tek bir yarı iletken kristal birçok p ve n tipi bölgeye sahip olabilir; Bu bölgeler arasındaki p --- n bağlantıları, kullanışlı elektronik davranıştan sorumludur.
Bazı saf elementler ve birçok bileşik yarıiletken özellikleri gösterse de, silikon, germanyum ve galyum bileşikleri elektronik cihazlarda en çok kullanılanlardır. Metalloidlerin periyodik tabloda yer aldığı "metaloid merdiven" e yakın elemanlar genellikle yarı iletkenler olarak kullanılır.
Yarı iletken malzemelerin bazı özellikleri 19. yüzyılın ortalarında ve 20. yüzyılın ilk on yılları boyunca gözlenmiştir. Elektronikteki yarı iletkenlerin ilk pratik uygulaması, erken radyo alıcılarında yaygın olarak kullanılan ilkel yarı iletken diyot olan kedinin çırpıcı detektörünün 1904 gelişmesiydi. Kuantum fiziğindeki gelişmeler, 1947'de transistörün gelişmesine ve 1958'de entegre devreye izin verdi.
İngilizce'de yarı iletken. Oda sıcaklığında elektrik iletkenliği olan bir katı madde için bir genel terim, bir iletken ve bir yalıtkan arasında yaklaşık 10 (- /) 1 (0 /) ila 10 3 Ω (- /) 1 · cm (- /) 1 ) bir ara değere sahiptir. . Metalin elektriksel iletkenliği artan sıcaklıkla azalırken, yarı iletkenin elektriksel iletkenliği mutlak 0 derecedir ve artan sıcaklıkla hızla artar. Germanyum ve silikon gibi iç yarı iletkenlerde, kovalent bağa katılan elektronların bir kısmı, serbest elektronlar haline gelmek için termal enerjiden kaçar, bundan sonra delikler kalır ve her ikisi de elektrik iletimi üretmek için elektrik alanı tarafından hareket ettirilir. Sıcaklık yükseldiğinde, elektriksel iletkenlik artar, çünkü termal enerji artar ve elektronlar kaçar. Bir intrinsik yarı iletken, eser miktarda safsızlık katkılı olduğunda, bir safsızlık yarı iletken olarak adlandırılır. Trivalent boron veya galyum (bir alıcı olarak adlandırılır) eklendiğinde, kovalent bağın elektronları, delikleri (p-tipi yarı iletken), pentavalent üretmek için yetersizdir. Arsenik veya antimon (donör) eklendiğinde, elektronlar aşırı hale gelir ve serbest elektronlar oluşur (n) -tip yarıiletken). Bir yarı iletkendeki serbest elektronların ve deliklerin hareketi bir elektrik alanı tarafından kontrol edilebildiğinden, bir vakum tüpü ile aynı şekilde kullanılabilir ve sıcak katot ve vakum gerektirmediğinden, kompaktlık gibi birçok avantajı vardır. ve dayanıklılık, yaygın olarak vakum tüpleri yerine diyotlar ve transistörler gibi elektronik parçalara uygulanır. Işık enerjisini emen ve elektron ve delik üreten yarıiletkenler, fotovoltaik hücreler ve güneş hücreleri için kullanılır. → pn eklemi / IC / LSI
→ İlgili ürünler n-tipi yarı iletken | taşıyıcı | silikon (silikon) | serbest elektron | Shin-Etsu Chemical Co, Ltd | iletkenler | özel seramikler | doping | Japonya-ABD yarı iletken sözleşmesi | yeni karbon | yüksek teknoloji kirliliği | ışık yayan diyot | yarı iletken entegre devre | p tipi yarı iletken | iletken olmayan | organik klor bileşiği | organik yarıiletken