p-n KAVŞAKLARININ ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİ

KATKILI YARI İLETKENLERDE

                                                                        ELEKTRİK İLETKENLİĞİ

            En mükemmel yöntemlerle temizlenmiş bir Si veya Ge örneğinde yabancı atomların (kir atomları) konsantrasyonu yüz milyonda bir mertebesine kadar indirilebilmektedir. Bu saflıkta bir Si kristalinin cm3 de yine de   N = N_A .(2.33/14). 10 ^-11 = 10¹²  yabancı atom bulunuyor demektir. Bu yabancı atomların hepsinin 5 değerli bir elementten kaynaklandığını ve oda sıcaklığında bunların hepsinin iyonlaşmış olduğunu düşünürsek cm³ başına 10¹² elektron kristalin iletkenliğine katkıda bulunabilecek demektir. Bu sayıyı, mutlak saflıkta bir Si krtistalinin oda sıcaklığındaki elektron sayısı ile karşılaştırmak ilginç olacaktır.

            m_e* = 0.2 m_e   E_F = E_y/2   E_y = 1,14 eV   alarak ,

bulunur. Görülüyor ki 5 değerli yabancı elementlerin, oda sıcaklığında kristale verdiği serbest elektron  sayısı, asal iletkenlik elektronları sayısından yakalaşık 10⁴ defa fazla olmaktadır. Bu sonuç, oda sıcaklığında, asal yarı iletkenlik gösterebilecek saflıkta bir silisyumun yapılmasının hemen hemen olanaksız olduğunu göstermektedir.

Şekil 1. Si kristali içinde bir fosfor kir atomu.

            Elektron valens bandından iletkenlik bandına çıkarken terk ettiği yer, bir negatif yük azaldığı için, pozitif yüklü bir parçacık gibi davranır. Elektronun valens bandını terk ettikten sonra geride bıraktığı ve tamamen elektron benzeri davranış gösteren ve elektron kütlesine eşit kütleye sahip bu pozitif boşluğa elektron boşluğu (elektron hole, deşik) denir. Komşu atomların valens veya daha iç seviyelerindeki elektronlar bu elektron boşluğuna geçiş yapabilirler. Böylece bu kez onların geldiği enerji düzeyinde bir elektron boşluğu oluşur. Bu davranış, elektron boşluğunun hareket etmesi olarak yorumlanabileceğinden, yarı iletkenlerde iletkenlik bandına sıçrayan elektronlar yanında, valens bandındaki elektron boşlukları da iletkenliğe katkıda bulunur. Dolayısıyla yarı iletkenlerdeki elektrik iletkenliğinin iki bileşeni vardır ve toplam iletkenlik bu iki bileşenin toplanmsı ile bulunur.

Elektriksel iletkenlik = Elektron iletkenliği + Boşluk iletkenliği

alternatif bir gerilimi yükseltici veya düşürücü olarak kullanılan ve elektromagnetizma yasalarına göre çalışan bir elektrik makinasıdır. Esası karşılıklı kuplaj devreleri ve karşılıklı indüksiyon (irkitim) olaylarına dayanır. Bir transformatörde oluşan magnetik akıların isimleri ve etki yönleri Şekil 1 de gösterilmiştir.

Katod ışınlı tüp elektron üretebilen ve ince bir demet halinde odaklanabilen bir vakum tüpüdür. Bu demet ışıma yapan bir fluoresan ekran üzerine düşer ve ışıldama oluşturur. Diğer yandan odaklanmış demetin şiddeti ve pozisyonu istenilen biçimde değiştirilebilir. Böylece kontrol sistemine gelen elektrik sinyalleri elektron demeti aracılığı ile fluoresan ekran üzerinde görüntü biçimine dönüştürülür.

             Bir Katod Işınlı Tüp (KIT) (Cathode Ray Tube (CRT)) ,

            İçi vakum yapılmış  cam tüp

            Elektron üreten ve bunu bir demet haline getiren elekktron tabancası

            Ekran üzerinde elektron demetini hareket ettirecek demet saptırma sistemi

            Elektron demetinin sapması sonucu ışıldayacak fluoresan ekran

ana parçalarından oluşur.

Şekil 1. (a) daki devrede demir simit üzerine bir sargı yerleştirilmiştir. Sargıdan geçirilen akım demir çekirdeği magnetize edebilmektedir. Devreden geçen akım şiddeti R reostası ile, akımın yönü de S anahtarı ile değiştirilebilmektedir.

            Başlangıçta magnetik alanın yönü +x ekseni yönünde pozitif olacak şekilde akım kaynağının polaritesi belirlenir ve R reostası maksimumu konuma getirilerek devreden minumum akım geçmesi sağlanır. Bu durumda devrede oluşturulan akı da minimumdur. Devreden geçen akım yavaş yavaş arttırılarak magnetik alan şiddetinin giderek artması sağlanırken magnetik akı yoğunlukları saptanır. Bu eylem sırasında eğrinin (oa) kolu elde edilir. B satürasyona

                               Şekil 1. (a)- Magnetik histeresizin incelenmesi için devre.

                                                  (b)- Magnetik histeresiz çevrimi.