p-n Eklemi Nedir?

p-n Eklemi Nedir?

p-n eklemi, p tipi ve n tipi iki yarıiletkenin biraraya getirilmesi sonucunda oluşan bir diyot türüdür. Diyot aktif bir devre elemanıdır ve dolayısı ile direnç uygulanan potansiyel ile değişir. İdeal bir diyot tek yönde akım geçirir, öyle ki; bir yönde akıma karşı hiç direnç uygulanmazken, diğer yönde sonsuz büyüklükte bir direnç vardır. Ama gerçekte durum ideal koşuldaki gibi değildir; normal koşullarda bir yönde direnç oldukça büyüktür, diğer yönde ise yok denilecek kadar az direnç vardır. Diyotun bu yapısı sonucunda bir yönde akım geçerken, diğer yönde akım geçmez,.

 

p-n eklemi gösterimi Fotoğraf :Vikipedi

Yarıiletken Özellik Nedir?

p-n eklemini anlamak için yarıiletkenlerin çalışma prensipleri bilinmelidir. Dışarıdan ısı, ışık,elektrik enerjiisi gibi bir enerji uygulanmadığında, yarıiletkenler yalıtkan gibi davranırlar. Bir enerji uygulandığında ise yarıiletken materyaller iletken özellik kazanırlar. Yarıiletkenler teknolojide yaygın olarak kullanılırlar; bunun sebebi ise yarıiletkenlerin kontrol edilebilir olmasıdır. Şöyle ki bi cihazda kullanılan yarıiletkeni katkılayarak ya da alaşım oluşturarak iletkenliğini değiştirip, kontrol etmek mümkündür. Öte yandan metaller için böyle bir durum söz konusu değildir. Dolayısı ile yarıiletkenlerin iletkenliğinin kontrol edilebilmesi, teknolojide tercih edilmelerinin temel nedenidir.

p-n Eklemi

p-n eklemi iki farklı yarıiletkenin bir araya getirilmesi ile oluşur. p tipi yarıiletkende iletkenlik boşluklar yardımı ile sağlanır. n tipi yarıiletkenlerde ise iletkenlik elektronlar ile sağlanır. Bir katıda iletkenlik elektronun katı içerisinde iletimi ile sağlanır. Boşluk ise elektronun olmama durumudur. n tipi yarıiletken elde etmek için, periyodik cetvelde bulunan ve valans elektronu 4 olan bir element 5. grupta bulunan ve valans elektronu 5 olan bir element ile katkılandığında 4. ve 5. grup elementleri kovalent bağ yapar ve 4. grup elementi son yörüngesini 8 elektrona (oktet) tamamlar. Katkı atomunun kovalent bağa dahil olmayan 1 elektronu oda sıcaklığında koparak serbest elektron gibi davranır ve iletkenliğe katkı elektrondan gelmiş olur. Bu katkılama sonucunda n tipi yarıiletken elde edilir.

p tipi yarıiletken elde etmek için ise, periyodik cetvelde 4. grupta bulunan bir element 3. gruptaki bir element ile katkılanır. Katkı atomu son yörüngesine bir elektron alır ve bir boşluk oluşur. İletkenliğe katkı boşluk ile sağlanmış olur ve p-tipi yarıiletken elde edilir.

Diyot gösterimi

p tipi yarıiletkende iletkenlik boşluklar ile, n tipi yarıiletkende ise iletkenlik elektronlar ile sağlanır. Dolayısı ile p tipi yarıiletkende boşluk yoğunluğu, n tipi yarıiletkende ise elektron yoğunluğu fazla olur. Boşluk ve elektron yoğunluğu farklı olan bu iki yarıiletken p-n eklemi oluşturmak için biraraya getirildiğinde difüzyon başlar. Difüzyon ile p-tipi yarıiletkendeki boşluklar n-kısmına geçerken, n-tipi yarıiletkendeki elektronlar da p-kısmına geçer. n kısmında elektronların ve p kısmında da boşlukların difüze olması sonucunda n kısmındaki donör atomları pozitif iyon, p kısmındaki akseptör atomları da negatif yüklü iyon olur. p-n ekleminde oluşan bu iyonlar bir iç elektrik alan oluşmasına yol açar.

Eklemde oluşan elektrik alan ve elektron ve boşlukların eklemin diğer kısımlarına geçmesi, taşıyıcılardan arınmış bir bölge oluşturur. Arınmış bölgede taşıyıcı yoktur, ancak arınmış bölgenin p-kısmında negatif yüklü akseptör iyonları ve n-kısmında pozitif yüklü donör iyonları bulunur.

Diyot

p-n Eklemi Nerelerde Kullanılır?

Yukarıda en basit şekli ile çalışma prensibini anlattığımız p-n eklemi aslında bir çok cihazda kullanılmaktadır. p-n eklemleri elektronik uygulamalarında, enerji alanında ve daha birçok teknolojik aygıt yapımında kullanılırlar. p-n eklemleri dedektör, güneş pili yapımında kullanılır. Ayrıca on-off olarak kullanıldığı alanlar da mevcuttur.

Yazan: Elif IŞIK

Yarıiletkenler ve Optoelektronik Uygulamaları – Prof. Dr. Ayşe Erol, Prof. Dr. Naci Balkan

YouTube Kanalımız

Elif Işık (Gümüş Yazar) hakkında 43 makale
17 Eylül 1998 tarihinde İstanbul Kadıköy'de doğdum. Lise eğitimimi Atakent Anadolu Lisesi'nde bitirdikten sonra, İstanbul Üniversitesi Fizik Bölümü'nü kazandım ve 2022 yılında mezun oldum. Şu anda İstanbul Teknik Üniversitesi'nde yüksek lisans yapmaktayım.

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*