Yarı iletkenlerde elektrik akımlarını destekleyen iki farklı ve büyük ölçüde bağımsız yük taşıyıcı grubu mevcuttur. Bir kovalent bağdan kaçan hareketli elektronlar, tıpkı bir iletkendeki serbest elektronlar gibi hareket eden negatif yük taşıyıcılarıdır.

Diğer yük taşıyıcı, bir değerlik elektronunun bir kovalent bağdan kaçtığı yerde kalan boşluktur. Kaçan elektron nedeniyle, kopan bağ pozitif yüklü bir bölgedir. Delik hareket edebilir, çünkü yakındaki bir bağdaki değerlik elektronu boşluğu doldurabilir ve böylece deliğin ters yönde hareket etmesine neden olabilir.

için daha az enerji harcar. değerlik elektronu, bir bağdan kaçmak yerine bu şekilde bir tam bağdan kopmuş bir bağa hareket eder. Bu nedenle, delik malzeme boyunca hareket edebilir. Uygulamada, deliklerin hareketliliği, serbest elektronların hareketliliğinin yaklaşık üçte biri kadardır.

Aynı elektronların yaptığı gibi deliklerin de birbirini ittiği düşünülebilir. Deliklerin taşınması işlemi gösterilmektedir. Şimdiye kadar, deliklerin sayısı iletim elektronlarının sayısına eşittir, çünkü bunların her biri kopmuş bir kovalent bağın sonucudur. Bununla birlikte, yarı iletken kristaller, yarı iletkene çok az miktarda safsızlık veya katkı maddesi eklenerek delikler veya elektronlar açısından zenginleştirilebilir.

Bir fosfor veya arsenik atomunun 5 değerlik elektronu vardır; bir bor veya alüminyum atomu 3’e sahiptir. Her iki türden atomlar silikon kafesle bütünleştiğinde, malzemenin elektriksel özelliklerine katkıları baskın hale gelir.

Örneğin, her bir fosfor atomunun beş değerlik elektronundan biri anında serbest kalır. (Herhangi bir kovalent bağ için gerekli değildir.) Elektron daha sonra yarı iletken boyunca iletken bir elektron olarak hareket eder. Saf olmayan atom geride hareketsiz, pozitif bir yük olarak kalır. Bu atom, hareketli delikler grubuna bir katkıda bulunmadan, iletken elektronlar grubuna bir tane bağışladı. Bu safsızlık şekline donör denir.

Benzer şekilde, her bir bor atomunun kovalent açığı, karşılığında bir delik kabul eden bir silikon komşusu tarafından hemen kapatılır. Safsızlık atomu a, tek bir hareketli delik üretir ve safsızlık biçimine alıcı denir. Bu Özetle, yarı iletkenler, zıt yüklü iki yük taşıyıcı grubunun, deliklerin ve elektronların bağımsız hareketinin bir sonucu olarak elektriği iletirler.

Üç şekilde oluşturulabilirler:

• valans elektronlarının termal hareketlerinin bir sonucu olarak kovalent bağların çok küçük bir bölümü kırılır; bu, eşit sayıda elektron ve deliğe katkıda bulunur;
• donör safsızlık atomları yalnızca elektronlara (ve göz ardı edebileceğimiz hareketsiz deliklere) katkıda bulunur;
• alıcı safsızlık atomları yalnızca deliklere (ve göz ardı edebileceğimiz hareketsiz elektronlara) katkıda bulunur.

Kafesteki silikon atomlarının saf olmayan atomlarla değiştirilmesi işlemine doping denir. Donör katkılı yarı iletkenlerin n-tipi olduğu söylenir, çünkü bunlarda fazla negatif yüklü taşıyıcı vardır, alıcılarla katkılı yarı iletkenlerin ise pozitif yüklü taşıyıcı fazlasına sahip oldukları için p-tipi olduğu söylenir.

Doping, safsızlık elementini erimiş silikona ekleyerek ve sonucun soğumasına ve kristalleşmesine izin verilerek veya katkı maddesinin, tüm kristal o kadar çok titreştiğinde, yüksek sıcaklıklarda kristal katının yüzeyinden buhar olarak difüze edilerek yapılabilir. kristali çok fazla bozmadan bir konuma sallayın. Doping ne kadar ağırsa, iletkenlik o kadar iyidir. Jargonda ağır katkılı malzeme n+- veya p+ şeklinde yazılır.

Yarı iletken maddeler
Yarı iletken örnek
Yarı iletken elementler
Yarı iletkenlerin özellikleri
Yarı iletken maddeler nelerdir
P ve N tipi yarı iletkenler pdf
Direnç yarı iletken mi
Yarı iletken üretimi

Yarı İletken Bağlantı Noktaları

Şimdi iki farklı bağlantı türünü tartışacağız: np-kavşağı ve alan kaynaklı bağlantı. Bunları ayrı ayrı ele alıyoruz ve sonra bunları bir transistörde birleştiriyoruz.

İlgilendiğimiz yarı iletken cihazlarda çok sayıda np bağlantısı vardır: aynı kristal yapı içinde n-tipi malzemeden p-tipi malzemeye ani bir değişimin olduğu yarı iletken malzeme bölgeleri. Kristalin bir yarısında serbestçe hareket edebilen parçacıklar, diğer yarının içine ve içinde de serbestçe hareket edebilirler: İkisi arasındaki sınırda kristal yapısında herhangi bir kusur yoktur.

Bir n-tipi bloğa ve bir p-tipi silikon bloğa bitişik olduğumuzu farz edelim. Ne olduğunu görün. Akseptör safsızlıkları, delik konsantrasyonunun p-tipi bölgedeki elektron konsantrasyonunu aşmasına neden olur; donör safsızlıkları, elektron konsantrasyonunun n-tipi bölgedeki delik konsantrasyonunu aşmasına neden olur.

Konsantrasyon seviyelerindeki fark, elektronların n-tipinden p-tipi bölgeye dağılması, oysa deliklerin ters yönde yayılmasıdır. Buluştukları yerde birbirlerini yok edebilirler. Bununla birlikte, n-tipi bölgeden dağılan elektronlar, arkalarında artan sayıda pozitif yüklü, hareketsiz fosfor iyonları bırakır; yükleri artık n-tipi malzemede dolaşan elektronlar tarafından dengelenmiyor. Benzer şekilde, p tipi bölgeden uzağa dağılan delikler de geride kalır.

Sonuç olarak, bir elektrostatik potansiyel oluşur; silikon durumunda bu potansiyel kabaca 0,7 volttur. Bununla ilişkili elektrik alan, n-tipinden p-tipine yönlendirilir. (N tipinin pozitif, p tipinin negatif bir yük aldığını unutmayın.)

Böylece, hem deliklerin hem de elektronların yayılma akışına karşı çıkar. Dengede, bu nedenle, np-kavşağı boyunca hiçbir yük taşıyıcı akışı yoktur; Çoğunluk taşıyıcılarının yaygın şekilde yayılması, kendi kendini sınırlayan bir süreç haline geldi. İki bölge arasındaki arayüzde, resimde gösterilen bir taşıyıcı tüketim bölgesi buluyoruz.

Ardından, bu cihaza bir pil bağlamanın etkilerini göz önünde bulundurun. Pilin iki ucunu iki bölgeye bağlayarak bağlantı boyunca bir voltaj uygulayabiliriz. Bağlantıların nasıl yapıldığına bağlı olarak iki deney yapılabilir.

İlk durumda, pilin +’sını n-tipi bölgeye ve pilin -‘sini np-kavşağının p-tipi bölgesine bağlarız. Sonuç olarak, batarya potansiyel bariyerin yüksekliğini arttırır. Bu nedenle, yük taşıyıcıları bağlantıyı geçemez ve neredeyse hiç akım olmaz. Voltaj ters polaritede uygulandığında bağlantının yalıttığını söylüyoruz. Tükenme bölgesi kalınlaşır.

Akü ters şekilde bağlanırsa, akü voltajı potansiyel bariyerin yüksekliğini azaltır. Batarya voltajı 0,7 volt eşiğini (siliyon olarak) aşarsa, potansiyel bariyerdeki azalma, yük taşıyıcıların çoğunlukta oldukları bölgeden diğer bölgeye akışını kabul eder.

Hem elektron hem de delik akışı, pil bağlantılarında taşıyıcıların üretilmesiyle sürdürülür. Pilin + tarafı, tip bölgesinde serbest delikler bırakarak serbest elektronları çeker ve pilin – tarafı, n-tipi bölgeye serbest elektronlar enjekte eder.

The post Yarı İletkenler – Bilgisayar Bilimleri Ödevleri – Bilgisayar Bilimleri Ödev Hazırlatma – Bilgisayar Bilimleri Alanında Tez Yazdırma – Bilgisayar Bilimleri Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).