[-Ana Sayfa-]

SAF OLMAYAN GERMANYUMUN VE SİLİSYUMUN KRİSTAL YAPILARI

Yarı iletkenlere başka madde katıldığı zaman katkılanan bu elementlerin elektriksel özellikleri değişmektedir. Başka bir deyişle, elektronik devrelerin üretilmesinde kullanılan P ve N tipi yarı iletkenler germanyum ya da silisyuma belli oranlarda yabancı madde katılmasıyla oluşturulmaktadır. Son yörüngesinde (valans yörünge) 3 elektron bulunduran maddeler kullanıldığında P tipi bir yarı iletken oluşurken, 5 elektron bulunduran maddeler kullanıldığında ise N tipi yarı iletken elde edilmektedir. Son yörüngesinde üç valans elektronu bulunan maddeler şunlardır: İndiyum, galyum, alüminyum, bor Son yörüngesinde beş valans elektronu bulunan maddeler ise şunlardır: Arsenik, antimuan, fosfor. Animasyon-1'de saf germanyum kristaline arsenik atomunun ilavesi gösterilmiştir.

Animasyon-1

a. N (negatif) tipi yarı iletkenin oluşumu:

Son yörüngesinde 4 elektron bulunduran silisyum ya da germanyumun içine (yaklaşık olarak 100 milyonda 1 oranında), son yörüngesinde 5 elektron bulunduran arsenik (ya da fosfor, antimuan) maddesi karıştırılırsa, arseniğin 4 elektronu komşu elektronlarla kovalent bağ yapar. Bir elektron ise boşta kalır. Animasyon-2'de temsili olarak saf silisyum kristaline arsenik atomu ilave edilerek N-tipi maddenin elde edilmesi gösterilmiştir. Serbest hâle geçen beşinci arsenik elektronu, kristal yapıdaki madde içinde dolaşır. İşte elektron yönünden zengin olan bu karışıma N tipi yarı iletken denir. Kristal yapı içine katılan 5 elektronlu madde bir elektronunu yitirdiği için elektriksel olarak pozitif (+) yüklü iyon duruma geçer. Bu elektriksel durum basit olarak gösterilirken, çekirdek (+) yüklü, serbest hâlde dolaşan elektronlar ise (-) yüklü olarak ifade edilir. N tipi yarı iletkenin oluşturulmasında kullanılan maddeler elektron çoğalmasına neden olduklarından, bunlara verici (donör) adı verilir. N tipi yarı iletken hâline gelmiş olan maddenin serbest hâle geçmiş elektronları çok olduğu için bunlara çoğunluk taşıyıcılar denir. Yani, N tipi maddede elektrik akımının taşınması işinde çoğunluk olan elektronlar görev yapar.

Animasyon-2

b. P (pozitif) tipi yarı iletkenin oluşumu:

Son yörüngesinde 4 elektronu bulunan silisyum ya da germanyumun içine (yaklaşık 100 milyonda 1 oranında) son yörüngesinde 3 elektron bulunan indiyum (ya da galyum, bor , alüminyum) karıştırılırsa, indiyumun 3 elektronu komşu elektronlarla kovalent bağ yapar. Animasyon-3'de silisyum atomuna galyum ilave edilmesiyle P-tipi yarıiletkenin elde edilmesi gösterilmiştir. İşte elektron yönünden fakir olan bu karışım elektriksel olarak pozitif yüklü iyon kabul edilir. Elektrona ihtiyaç olan yer bir oyuk (hole, delik, boşluk) ile ifade edilir ve bu pozitif yüklü kabul edilir. Çünkü oyuk her an elektron çekmeye uygun durumdadır. Oyuk yönünden zengin olan bu tip karışıma da P tipi madde denir. P tipi maddenin durumu basitçe gösterileceği zaman, çekirdek eksi (-) yüklü, oyuklar ise artı (+) yüklü olarak ifade edilir. P tipi yarı iletkenin oluşumunda kullanılan maddeler (indiyum, galyum, bor) elektron azalmasına neden olduklarından, bunlara alıcı (akseptor) adı verilir.

Animasyon-3

[-Ana Sayfa-]