Yarı iletkenler, iletkenler (metaller gibi) ve yalıtkanlar (seramik gibi) arasında bir ara elektrik iletkenliğine sahip malzemelerdir. Yarı iletkenler, modern elektronikte mikroişlemciler, transistörler ve diğer elektronik cihazların temeli olarak hizmet eden temel bileşenlerdir.
Bu yazıda, özellikleri, türleri ve uygulamaları dahil olmak üzere yarı iletkenlerin temellerini keşfedeceğiz.
yarı iletkenlerin özellikleri
Yarı iletkenlerin elektriksel iletkenliği, yarı iletken malzemeye kasıtlı olarak safsızlıklar ekleme işlemi olan doping ile kontrol edilebilir. En yaygın iki katkı maddesi bor ve fosfordur. Bor, p tipi bir katkı maddesidir, yani pozitif yük taşıyıcılı (delik) bir yarı iletken oluştururken, fosfor n tipi bir katkılayıcıdır, yani negatif yük taşıyıcılı (elektron) bir yarı iletken oluşturur.
Yarı iletkenler ayrıca bir elektronu valans bandından (bir atoma bağlı olduğu yer) iletim bandına (serbest hareket ettiği ve elektriği ilettiği yer) taşımak için gereken enerji olan bir bant aralığına sahiptir. Bu bant aralığı, yarı iletkendeki bir elektronu uyarmak ve bir akım akışı oluşturmak için gereken minimum enerjiyi belirler.
yarı iletken türleri
İki ana yarı iletken türü vardır: içsel ve dışsal.
İçsel yarı iletkenler, kasıtlı katkılama içermeyen saf yarı iletkenlerdir. İçsel yarı iletkenler sınırlı bir iletkenliğe sahiptir ve oda sıcaklığında elektriği yalnızca safsızlıklar veya diğer dış etkenler varlığında iletebilir. Silikon ve germanyum ortak iç yarı iletkenlerdir.
Dışsal yarı iletkenler, elektriksel iletkenliklerini artırmak için safsızlıklarla karıştırılır. En yaygın dışsal yarı iletkenler, n tipi ve p tipi yarı iletkenlerdir.
Yarı iletken uygulamaları
Yarı iletkenler, modern elektroniğin temelidir ve aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalara sahiptir:
- Mikroişlemciler: Mikroişlemciler, modern bilgisayarların beynidir ve elektrik akışını kontrol etmek için yarı iletkenlere dayanan milyonlarca transistörden oluşur.
- Transistörler: Transistörler, elektron akışını kontrol etmek için yarı iletkenler kullanan elektronik anahtarlardır. Transistörler, amplifikatörler, osilatörler ve dijital devreler dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalarda kullanılır.
- Güneş pilleri: Güneş pilleri, ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletkenlerden oluşur. Güneş pilleri, elektrik üretmek için güneş panellerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
- Işık yayan diyotlar (LED’ler): LED’ler, bir akım uygulandığında ışık yayan yarı iletkenlerdir. LED’ler, aydınlatma, ekranlar ve iletişim dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır.
- Sensörler: Yarı iletkenler, sıcaklık, basınç veya diğer çevresel faktörlerdeki değişiklikleri algılamak için sensörler olarak kullanılabilir.
Yarı iletkenler, mikroişlemciler, transistörler ve diğer elektronik cihazların temelini oluşturan modern elektroniğin önemli bir bileşenidir. Yarı iletkenler, elektriksel iletkenliklerinin kontrol edilmesini sağlayan ve iletkenliklerini artırmak için katkılanabilecek benzersiz özelliklere sahiptir. Yarı iletkenler için geniş uygulama yelpazesi, modern teknolojideki çok yönlülüğünün ve öneminin bir kanıtıdır.