- yarı iletken nedir?
- Yarı iletken uygulamaları
- Yarı iletken türleri
- Yarı iletken malzeme örnekleri
- iletken malzemeler
- Yalıtım malzemeleri
Elektrik yarı iletkeninin ne olduğunu, çeşitlerini, uygulamalarını ve örneklerini açıklıyoruz. Ayrıca iletken ve yalıtkan malzemeler.
yarı iletken nedir?
Yarı iletkenler, bulundukları fiziksel koşullara bağlı olarak elektrik iletkenleri veya elektrik yalıtkanları olarak hareket edebilen malzemelerdir. Bu koşullar genellikle şunları içerir: hava sıcaklığı ve Baskı yapmak, radyasyon insidansı veya yoğunluğu Elektrik alanı veya manyetik alan malzemenin tabi olduğu.
Yarı iletkenler şunlardan oluşur: kimyasal elementler kendi aralarında çok çeşitlidir, aslında bu ülkeler dışındaki bölgelerden gelmektedir. Periyodik tablo, ancak kendilerine özel elektriksel özelliklerini veren belirli kimyasal özellikleri paylaşırlar (genellikle dört değerlidirler). Şu anda, özellikle endüstride en yaygın olarak kullanılan yarı iletken silikondur (Si). elektronik ve bilgi işlem.
Yalıtkan malzemelerle birlikte, yarı iletkenler 1727'de İngiliz fizikçi ve doğa bilimci Stephen Gray (1666-1736) tarafından keşfedildi, ancak davranışlarını ve özelliklerini tanımlayan yasalar çok daha sonra, 1821'de ünlü Alman fizikçi Georg Simon tarafından tanımlandı. (1789-1854).
Yarı iletken uygulamaları
Yarı iletkenler özellikle elektronik endüstrisinde faydalıdır, çünkü akımın sürülmesine ve modüle edilmesine izin verirler. elektrik akımı Gerekli desenlere göre. Bu nedenle, alışıldıkları olağandır:
- transistörler
- Entegre devreler
- Elektrik diyotları
- optik sensörler
- Katı hal lazerleri
- Elektrikli sürücü modülatörleri (bir elektro gitar amfisi gibi)
Yarı iletken türleri
Yarı iletkenler, bulundukları fiziksel ortama verdikleri tepkiye bağlı olarak iki farklı tipte olabilir:
İç yarı iletkenler
Tek tipten oluşurlar atomlar, ayarlandı moleküller tetrahedral (yani, 4 değerlikli dört atom) ve atomları kovalent bağlar.
Bu kimyasal konfigürasyon hareket ücretsiz elektronlar sıcaklıktaki bir artış hariç, molekülün etrafında: daha sonra elektronlar Enerji mevcut ve "zıpla", pozitif bir yük olarak çevrilen boş bir alan bırakarak, bu da yeni elektronları çekecek. Bu işleme rekombinasyon denir ve miktarı sıcaklık Bunun için gerekli olan, söz konusu kimyasal elemente bağlıdır.
dışsal yarı iletkenler
Bu malzemeler, bir doping işlemine izin verir, yani, atomik konfigürasyonlarına bazı tür safsızlıkların dahil edilmesine izin verirler. Beş değerlikli veya üç değerlikli olabilen bu safsızlıklara bağlı olarak yarı iletken malzemeler ikiye ayrılır:
- N-tipi dış yarı iletkenler (vericiler). Bu tür malzemelerde, elektronların sayısı, serbest yükün (pozitif yükün "boşlukları") deliklerinden veya taşıyıcılarından daha fazladır. Malzemeye potansiyel bir fark uygulandığında, serbest elektronlar malzemenin soluna ve delikler daha sonra sağa doğru hareket eder. Delikler en sağa ulaştığında, dış devreden gelen elektronlar yarı iletkene girer ve elektrik akımı iletimi gerçekleşir.
- Dışsal P tipi yarı iletkenler (alıcılar). Bu malzemelerde, eklenen safsızlık, mevcut elektronları artırmak yerine delikleri arttırır.Bu nedenle, elektronlar için kullanılabilirlikten daha fazla bir talep olduğundan ve bir elektronun gitmesi gereken her boş "alan" hizmet verdiğinden, eklenen alıcı malzemeden bahsediyoruz. akımın geçişini kolaylaştırmak için.
Yarı iletken malzeme örnekleri
En yaygın ve kullanılan yarı iletkenler sanayi şunlardır:
- Silikon (Si)
- Germanyum (Ge), genellikle alaşımlar silikon
- Galyum Arsenid (GaAs)
- Kükürt
- Oksijen
- Kadmiyum
- Selenyum
- Hintli
- Periyodik tablonun 12 ve 13. gruplarından elementlerin, sırasıyla 16 ve 15. gruplardan elementlerle kombinasyonundan elde edilen diğer kimyasal maddeler.
iletken malzemeler
Elektriksel iletkenlik özellikleri değişen yarı iletkenlerin aksine, iletken malzemeler her zaman iletkenliği iletmeye hazırdır. elektrikatomlarının elektronik konfigürasyonu nedeniyle. Bu iletkenlik dalgalanabilir ve ortamın fiziksel durumundan bir dereceye kadar etkilenebilir. elektrik iletkenliği mutlak değildir.
İletken malzeme örnekleri, bunların büyük çoğunluğudur. metaller (demir, cıva, bakır, alüminyum vb.) ve Suçlu.
Yalıtım malzemeleri
Son olarak, yalıtkan malzemeler, elektriğin iletimine direnen yani geçişini engelleyen malzemelerdir. elektronlar ve bu nedenle, kendilerini elektrikten korumak, serbest bir seyir izlemesini veya kısa devre yapmasını önlemek için faydalıdırlar. İzolatörler ayrıca yüzde yüz verimli bir şekilde yalıtmazlar, Üzerinde enerjinin o kadar yoğun olduğu bir limite (arıza voltajı) sahiptirler ki, yalıtkan olarak durumlarını koruyamazlar ve bu nedenle en azından belirli bir derecede elektrik akımını iletirler.
Yalıtım malzemelerine örnekler: plastik, seramik, cam, ahşap ve kağıt.