ÝLETKEN, YARI ÝLETKEN VE YALITKANLAR

Ýletkenler :

Bir maddenin iletkenliðini belirleyen en önemli faktör, atomlarýnýn son yörüngesindeki elektron sayýsýdýr. Bu son yörüngeye "Valans Yörünge" üzerinde bulunan elektronlara da "Valans Elektron" denir. Valans elektronlar atom çekirdeðine zayýf olarak baðlýdýr. Valans yörüngesindeki elektron sayýsý 4 'den büyük olan maddeler yalýtkan 4 'den küçük olan maddeler de iletkendir. Örneðin bakýr atomunun son yörüngesinde sadece bir elektron bulunmaktadýr. Bu da bakýrýn iletken olduðunu belirler. Bakýrýn iki ucuna bir eletrik enerjisi uygulandýðýnda bakýrdaki valans elektronlar güç kaynaðýnýn pozitif kutbuna doðru hareket eder. Bakýr elektrik iletiminde yaygýn olarak kullanýlmaktadýr. Sebebi ise maliyetinin düþük olmasý ve iyi bir iletken olmasýdýr. En iyi iletken altýn, daha sonra gümüþtür. Fakat bunlarýn maaliyetinin yüksek olmasý nedeniyle elektrik iletiminde kullanýlmamaktadýr.

Yalýtkanlar :

Yalýtkan maddelerin atomlarýnýn valans yörüngelerinde 8 elektron bulunur. Bu tür yörüngeler doymuþ yörünge sýnýfýna girdiði için elektron alýp verme gibi bir istekleri yoktur. Bu sebeplede elektriði ilemezler. Yalýtkan maddeler iletken maddelerin yalýtýmýnda kullanýlýr. Yalýtkan maddelere örnek olarak tahta, cam ve plastiði verebiliriz. Ýsterseniz bu örnekleri arttýrabilirsiniz.

Yarý Ýletkenler :

Aþaðýdaki þekilde gördüðünüz gibi yarý iletkenlerin valans yörüngelerinde 4 elektron bulunmaktadýr. Bu yüzden yarý iletkenler iletkenlerle yalýtkanlar arasýnda yer almaktadýr. Elektronik elemanlarda en yaygýn olarak kullanýlan yarý iletkenler Germanyum ve Silisyumdur. Tüm yarý iletkenler son yörüngelerindeki atom sayýsýný 8 'e çýkarma çabasýndadýrlar. Bu nedenle saf bir germenyum maddesinde komþu atomlar son yörüngelerindeki elektronlarý Kovalent bað ile birleþtirerek ortak kullanýrlar. Aþaðýdaki þekilde Kovalent baðý görebilirsiniz. Atomlar arasýndaki bu kovalent bað germanyuma kristallik özelliði kazandýrýr. Silisyum maddeside özellik olarak germanyumla hemen hemen aynýdýr. Fakat yarý iletkenli elektronik devre elemanlarýnda daha çok silisyum kullanýlýr. Silisyum ve Germanyum devre elemaný üretiminde saf olarak kullanýlmaz. Bu maddelere katký katýlarak Pozitif ve Negatif maddeler elde edilir. Pozitif (+) maddelere "P tipi", Negatif (-) maddelerede "N tipi" maddeler denir.

N Tipi Yarý Ýletken :

Arsenik maddesinin atomlarýnýn valans yörüngelerinde 5 adet elektron bulunur. Silisyum ile arsenik maddeleri birleþtrildiðinde, arsenik ile silisyum atomlarýnýn kurduklarý kovalent baðdan arsenik atomunun 1 elektronu açýkta kalýr. Aþaðýdaki þekilde açýkta kalan elektronu görebilirsiniz. Bu sayede birleþimde milyonlarca elektron serbest kalmýþ olur. Bu da birleþime "Negatif Madde" özelliði kazandýrýr. N tipi madde bir gerilim kaynaðýna baðlandýðýnda üzerindeki serbest elektronlar kaynaðýn negatif kutbundan itilip pozitif kutbundan çekilirler ne gerilim kaynaðýnýn negatif kutbundan pozitif kutbuna doðru bir elektron akýþý baþlar.

P Tipi Yarý Ýletken :

Bor maddesininde valans yörüngesinde 3 adet elektron bulunmaktadýr. Silisyum maddesine bor maddesi enjekte edildiðinde atomlarýn kurduðu kovalent baðlardan bir elektronluk eksiklik kalýr. Bu eksikliðe "Oyuk" adý verilir. Bu elektron eksikliði, karýþýma "Pozitif Madde" özelliði kazandýrýr. P tipi maddeye bir gerilim kaynaðý baðlandýðýnda kaynaðýn negatif kutbundaki elektronlar p tipi maddeki oyuklarý doldurarak kaynaðýn pozitif kutbuna doðru ilerlerler. Elektronlar pozitif kutba doðru ilerlerken oyuklarda elektronlerýn ters yönünde hareket etmiþ olurlar. Bu kaynaðýn pozitif kutbundan negatif kutbuna doðru bir oyuk hareketi saðlar.

Azýnlýk ve Çoðunluk Taþýyýcýlar :

Silisyum ve germanyum maddeleri tamamiyle saf olarak elde edilememektedir. Yani maddenin içinde, son yörüngesinde 5 ve 3 elektron bulunduran atomlar mevcuttur. Bu da P tipi maddede elektron, N tipi maddede oyuk oluþmasýna sebep olur. Fakat P tipi maddede istek dýþý bulunan oyuk sayýsý, istek dýþý bulunan elektron sayýsýndan fazladýr. Ayný þekilde N tipi maddede de istek dýþý bulunan elektron sayýsý istek dýþý bulunan oyuk sayýsýndan fazladýr. Ýþte bu fazla olan oyuk ve elektronlara "Çoðunluk Taþýyýcýlar" az olan oyuk ve elektronlara da"Azýnlýk Taþýyýcýlar" denir. Azýnlýk taþýyýcýlar yarý iletkenli elektronik devre elemenlarýnda sýzýntý akýmýna neden olur. Ýçeriðinde çok sayýda yarý iletkenli devre elemaný bulunduran entegrelerde fazladan gereksiz akým çekimine yol açar ve bu da elemanýn ýsýnmasýna, hatta zarar görmesine neden olur.