Kolleksiyalar

Yarıiletken nədir?

Yarıiletken nədir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Yarımkeçiricilər və yarımkeçirici texnologiya bu günlərdə elektron sənayesinin əksəriyyətinin əsasını təşkil edir. Transistorlar, diodlar, inteqral sxemlər və daha çox cihazın hamısı yarımkeçirici texnologiyaya malikdir. Yarımkeçirici texnologiyanın təmin etdiyi çox böyük bir elastiklik nəticəsində, elektronikanın gündəlik həyatın bir çox sahəsini əlli il əvvəl təsəvvür oluna bilməməsini təmin etdi.

Dirijorlar və Konduktorlar

Elektrik cərəyanı müəyyən bir istiqamətdə bir elektron axını olduqda meydana gəlir. Elektronlar mənfi bir yükə sahib olduqları üçün hərəkətləri, yükün bir nöqtədən digər nöqtəyə axan deməkdir və elektrik cərəyanı budur.

Cari axını təmin etmək üçün elektronların material içərisində sərbəst hərəkət etməsi lazımdır. Bəzi materiallarda elektronlar qəfəs ətrafında sərbəst hərəkət edir, baxmayaraq ki, elektronların sayı və onlar üçün mövcud boşluqlar tarazlaşır, beləliklə material özü yük daşımır. Bu materiallarda elektronlar sərbəst, lakin təsadüfi hərəkət edir. Potensial fərqi dirijorun üstünə qoyaraq elektronlar bir istiqamətə sürüşmək üçün edilə bilər və bu elektrik cərəyanını təşkil edir. Bir çox material elektrik enerjisi keçirə bilər, lakin metallar ən ümumi nümunələri meydana gətirir.

Metallardan fərqli olaraq, bütün elektronların ana molekullarına möhkəm bağlı olduqları və hərəkət etməkdə sərbəst olmadıqları bir çox başqa material var. Buna görə maddəyə bir potensial yerləşdirildikdə çox az elektron hərəkət edə biləcək və çox az və ya heç bir cərəyan axmayacaqdır. Bu maddələrə iletken olmayan və ya izolyator deyilir. Bunlara ən çox plastik, keramika və ağac kimi təbii olaraq meydana gələn bir çox maddə daxildir.

Yarımkeçiricilər

Yarımkeçiricilər nə dirijor, nə də qeyri-keçirici kateqoriyaya aid deyildir. Bunun əvəzinə aralarında düşürlər. Müxtəlif materiallar bu kateqoriyaya aiddir və bunlara silikon, germanium, galyum arsenid və digər müxtəlif maddələr daxildir.

Saf vəziyyətdə silikon kristal qəfəsdə sərbəst elektronları olmayan bir izolyatordur. Ancaq bir yarımkeçirici kimi necə fəaliyyət göstərdiyini anlamaq üçün əvvəlcə təmiz vəziyyətdə silikonun atom quruluşuna baxın. Büllur qəfəsdəki hər molekul, içərisində elektronlar olan üç halqa və ya orbit olan bir nüvədən ibarətdir və hər bir elektron mənfi yükə malikdir. Nüvə neytral və yükü olmayan neytronlardan və müsbət yükə sahib olan protonlardan ibarətdir. Atomda eyni sayda proton və elektron var, buna görə bütün atomun ümumi yükü yoxdur.

Silisyumdakı elektronlar, digər elementlərdə olduğu kimi, hər bir orbitdə ciddi elektron sayı olan halqalarda düzülür. Birinci üzük yalnız ikisini, ikincisi isə səkkizdən ibarət ola bilər. Silikonun üçüncü və xarici halqası dördə malikdir. Xarici qabıqdakı elektronlar, bir kristal qəfəs meydana gətirmək üçün bitişik atomlardan olanları ilə paylaşılır. Bu baş verdikdə, qəfəsdə sərbəst elektronlar olmur və silikon yaxşı bir izolyator olur. Bənzər bir mənzərə germanyum üçün də görünə bilər. Ən daxili orbitdə iki elektron var, sonrakı səkkiz, üçüncüsü 18, xarici biri dörd. Yenə də sərbəst elektronlar olmadan bir kristal qəfəs düzəltmək üçün elektronlarını qonşu atomlarla paylaşır.

Çirkləri

Silisium və ya hər hansı digər yarımkeçiricini qismən keçirici material halına gətirmək üçün materiala çox az miqdarda çirk qatmaq lazımdır. Bu xassələri xeyli dəyişir.

Atomlarının xarici halqasında beş elektron olan materialların çirkləri izləri əlavə edilərsə, silikonla elektronları paylaşan kristal qəfəsə daxil olurlar. Xarici halqada bir əlavə elektron olduqları üçün, bir elektron qəfəs ətrafında hərəkət etməkdə sərbəst olur. Bu, material üzərində potensial tətbiq olunarsa, bir cərəyanın axmasına imkan verir. Bu tip materiallarda qəfəsdə elektron artıqlığı olduğundan N tipli yarımkeçirici kimi tanınır. N tipli yarımkeçiricilər yaratmaq üçün tez-tez istifadə olunan tipik çirklər fosforlu və arsenlidir.

Xarici qabığında yalnız üç elektronu olan elementləri kristal qəfəsə yerləşdirmək də mümkündür. Bu zaman silikon dörd elektronunu dörd atomu olan başqa bir atomla bölüşmək istəyir. Nəcasətin yalnız üçü olduğu üçün başqa bir elektron üçün bir boşluq və ya bir çuxur var. Bu tip materiallarda elektron çatışmadığı üçün P tipli material olaraq bilinir. P tipli material üçün istifadə olunan tipik çirklər bor və alüminiumdur.

Deliklər

Elektronların qəfəs ətrafında necə hərəkət edə biləcəyini və bir cərəyan daşıdığını görmək asandır. Ancaq deşiklər üçün bu qədər açıq deyil. Bu, tam bir orbitdən bir elektron gəldiyi yerdə bir çuxur qoyaraq bir çuxuru doldurmaq üçün hərəkət etdikdə olur. Başqa bir orbitdən başqa bir elektron daha sonra yeni çuxuru doldurmaq üçün hərəkət edə bilər. Çuxurların bir istiqamətdə hərəkəti digərindəki elektronların hərəkətinə, dolayısı ilə elektrik cərəyanına uyğundur.

Buradan da elektronların və ya deliklərin yükü və ya elektrik cərəyanını daşıya biləcəyi görülür. Nəticədə, onlar P tipli bir yarımkeçirici və N tipli bir yarımkeçirici üçün elektronlar olan yük daşıyıcıları olan yük daşıyıcıları olaraq bilinirlər.

Xülasə

Yarımkeçiricilərin arxasındakı prinsip kifayət qədər sadə görünə bilər. Lakin bir çox xüsusiyyətlərinin istismar olunmasına uzun illər və təmizlənməsinə qədər daha çox il lazım oldu. Hal-hazırda, yarımkeçiricilərdə istifadə olunan bir çox proses yüksək dərəcədə optimallaşdırılmışdır və inteqral sxemlər kimi komponentlər olduqca inkişaf etmişdir. Bununla birlikdə, yarımkeçiricinin müxtəlif sahələrinin P tipli və N tipli yarımkeçiricilər hazırlamaq üçün doping edilə biləcəyinə inanırlar.

Ümumi yarımkeçirici terminlərin siyahısı

  • Şarj daşıyıcısı - Şarj daşıyıcısı, elektrik yükü daşıyan sərbəst (mobil, əlaqəsiz) bir hissəcikdir. bir elektron və ya bir çuxur.
  • Dirijor - Elektronların sərbəst hərəkət edə biləcəyi və elektrik enerjisinin aça biləcəyi bir material.
  • Elektron - Mənfi yük daşıyan bir atom atom hissəciyi.
  • Dəlik - Yarımkeçirici kristalda bir valent elektronunun olmaması. Bir çuxurun hərəkəti müsbət yükün hərəkətinə bərabərdir, yəni elektronun hərəkətinin əksinə.
  • İzolyator - Elektrik daşımaq üçün pulsuz elektronların olmadığı bir material.
  • Çoxluq daşıyıcısı - Cari daşıyıcılar ya sərbəst elektronlar, ya da artıq olan dəliklər, yəni bir yarımkeçirici materialın müəyyən bir hissəsində çoxluq təşkil edir. Elektronlar N tipli yarımkeçiricidəki əksər daşıyıcılardır və P tipli bir sahədəki deşiklərdir.
  • Azlıq daşıyıcısı - Sərbəst elektronlar və ya yarımkeçirici materialın müəyyən bir sahəsindəki azlıqda olan cərəyanlar.
  • N tipli - Yarımkeçiricinin artıq bir elektron olduğu bir sahə.
  • P tipi - Yarımkeçiricinin həddindən artıq çuxur olduğu bir sahə.
  • Yarımkeçirici - Nə izolyator, nə də orta elektrik keçiriciliyi səviyyəsinə malik olan və ötürülmənin dəliklər və elektronlar vasitəsi ilə həyata keçirildiyi tam ötürücü olmayan bir material.


Videoya baxın: Süperiletken Yapamamak (Iyun 2022).