Hepimiz suyun davranışları konusunda bilgiye sahibiz. İki su tankı düşünelim ve bu tanklar alt kısımlarından üzerinde bir vana bulunan boruyla birleştirilmiş olsun. Tanklara rastgele miktarda su dolduralım ve vanayı açalım. Tanklardaki su seviyeleri eşitleninceğe kadar borudan su geçecektir. Her iki tankta eşit seviyeye gelmeden, su akışı durmayacak, eşit seviyelere ulaştıklarında ise su akışıda duracaktır. Akan suyun miktarı ve hızı borunun kalınlığına göre değişecektir. Elektrik akımı da benzer davranış gösterecektir. Fakat bu akım elektronlarla oluşacaktır.

PN Bağlantısı (PN Junction)

Bu yazımızda daha önce anlattığım P ve N tipi yarı iletkenleri bir araya getirip, elektronikte çok sık kullanılan PN Bağlantısını (PN Junction) inceleyeceğiz. Bu bağlantı, şekli kullandığımız tüm yarı iletken malzemelerin (diyot, transistor, FET vs...) temel yapısı olup iyi anlaşılmasında fayda vardır.

Aslında yarı iletken üreticileri P ve N tipi yarı iletken maddeleri ayrı ayrı üretip sonra bunları bir şekilde yapıştırmazlar. Peki nasıl yaparlar? Yapılacak yarı iletken maddenin asıl maddesini önce safa yakın bir kristal şeklinde üretirler. Örneğin silikon kullanarak incecik, küçük ve daire şeklinde bir malzeme elde ederler. Sonra karışık kimyasal yöntemler kullanarak bu silikon levhayı bir kısmını N, bir kısmını P, P nin üzerine tekrar N gibi kat kat PN birleşimleri oluştururlar. Bunu yaparken silikon levhanın üzerinde yüzlerce diyot ya da transistör hatta entegre devre yaparlar. Tabi ki bu işlem birkaç satıra sığacak kadar basit olmayıp son derece karışık işlemler gerektirir. Bu kısa bilgiden sonra asıl konumuza dönelim.

Yarıiletkenlerde İletim

Geçen yazıda P ve N tipi yarıiletkenlerin yapısını açıklamaya çalışmıştım. Şimdi de yarıiletkenlerde akım yönünü açıklayacağım. Bir metal ile yarıiletken arasındaki en önemli fark akım taşıyıcıları bakımındandır. Metallerde elektronlar metalin her iki yönünde taşınabilir. Bu nedenle metaller Unipolar olarak adlandırılır. yarıiletkenlerde ise farklı iki taşıyıcı tarafından (Boşluklar veya Elektronlar) taşınır. Bu nedenle yarıiletkenlere Bipolar adı verilir.

N Tipi yarıiletken içinde iletim:

Aşağıdaki şekilde başlangıçta S anahtarı açıktır. yarıiletken, oda sıcaklığında (T=25°C) ısı etkisi ile yaratılan elektron-boşluk çiftlerinin ve donör katkı atomlarının oluşturduğu serbest elektronları içerir. Bu pozitif ve negatif yükler devamlı hareket halinde olup sağa sola yayılırlar.

İletken, Yalıtkan, Yarıiletken

Elektrikle iyi kötü ilgilenen herkesin bildiği gibi iletken, elektrik akımı iletir. Yalıtkan elektrik akımını iletmez. Yarı iletken elektrik akımın ..... Şimdi burada duralım. Yarı iletkenin ne yaptığını anlatmadan önce bir madde nasıl iletken veya yalıtkan olur. Buna bağlı olarak da yarı iletken malzemenin yapısını açıklayacağım.

Bilindiği gibi maddenin yapı taşına ATOM diyoruz. Atomun yapısı nasıldı?