Bir yarı iletken, onu bilgisayarlar ve diğer elektronik cihazlar için temel olarak uygun kılan belirli elektriksel özelliklere sahip bir maddedir. Genellikle belirli koşullar altında elektriği ileten ancak diğer koşullar altında iletmeyen katı bir kimyasal element veya bileşiktir. Bu, onları elektrik akımını ve günlük yaşamda kullanılan elektrikli cihazları kontrol etmek için ideal bir ortam haline getirir.
Elektriği iletebilen maddeye iletken, elektriği iletmeyen maddeye ise yalıtkan denir. Yarı iletkenler, bir iletken ile bir yalıtkan arasında yer alan özelliklere sahiptir. Bir diyot, bir entegre devre (IC) ve bir transistör yarı iletkenlerden yapılmıştır.
İletkenlik, bir kontrol elektroduna uygulanan akıma veya gerilime bağlı olarak veya kızılötesi (IR), görünür ışık, ultraviyole veya X-ışını radyasyonunun yoğunluğuna bağlı olarak değişebilir. Bir yarı iletkenin spesifik özellikleri, ona eklenen safsızlıklara – sözde dopantlara – bağlıdır.
Yarı iletkenler nasıl çalışır?
Çoğu yarı iletken, farklı malzemelerden oluşan kristallerden oluşur. Yarı iletkenlerin nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için atomları ve elektronların atomda nasıl düzenlendiğini anlamak gerekir. Elektronlar kendilerini kabuk adı verilen katmanlarda bir atom içinde düzenlerler. Atomun en dış kabuğuna değerlik kabuğu denir.
Bu değerlik kabuğundaki elektronlar, komşu atomlarla bağ oluşturanlardır. Bu tür bağlara kovalent bağ denir. Çoğu iletken, değerlik kabuğunda yalnızca bir elektrona sahiptir. Öte yandan yarı iletkenlerin değerlik kabuğunda genellikle dört elektron bulunur.
Bununla birlikte, yakınlarda aynı değerliğe sahip atomlar varsa, elektronlar diğer atomların değerlik elektronlarıyla birleşebilir. Bu olduğunda, atomlar kendilerini kristal yapılar halinde düzenlerler. Çoğu yarı iletken, başta silikon kristalleri olmak üzere bu tür kristallerden yapılır.
n ve p yarı iletkenler arasındaki fark nedir?
Bir n-tipi yarı iletken, bir teldeki akımın iletilmesine benzer şekilde, akımı öncelikle negatif yüklü elektronlar şeklinde iletir. Bir p-tipi yarı iletken, akımı esas olarak delikler adı verilen elektron eksiklikleri şeklinde iletir. Bir deliğin, bir elektronun yüküne eşit ve zıt yönde pozitif bir elektrik yükü vardır. Yarı iletken bir malzemede akım, elektronların mevcut akışının tersi yönde delikler şeklinde akar.
Elemental yarı iletkenler arasında antimon, arsenik, bor, karbon, germanyum, selenyum, silikon, kükürt ve tellür bulunur. Silikon, bunların en iyi bilinenidir ve çoğu IC’nin temelini oluşturur.
Yaygın yarı iletken bileşikler arasında galyum arsenit, indiyum antimonid ve çoğu metalin oksitleri bulunur. Galyum arsenit (GaAs), zayıf sinyaller için düşük gürültülü, yüksek kazançlı yükseltme cihazlarında da yaygın olarak bulunur.
Yarı iletken bir cihaz, hacminin yüz katı olmasına rağmen orijinal vakum tüpünün işlevini üstlenebilir. Bir mikroişlemci çipi gibi, tek bir IC, büyük bir binayı dolduracak ve kendi enerji üretim tesisini gerektirecek bir dizi vakum tüpünün işini yapabilir.
Yarı iletken çip nedir?
İletken ile yalıtkan arasında yarı iletken bir madde bulunur. Elektronik cihaz ve sistemlerdeki elektrik akışını izler ve kontrol eder. Bu nedenle, bilgisayar bileşenleri ve katı hal bellekleri de dahil olmak üzere çeşitli elektronik cihazlar için üretilen elektronik çiplerin popüler bir bileşenidir.
RF yarı iletken nedir?
Bir radyo frekansı (RF) yarı iletkeni, elektronik ekipmandaki akımı açmak veya düzeltmek için kullanılan bir cihazdır. HF yarı iletkenler, yaklaşık 3 KHz ila 300 GHz arasındaki yüksek frekans spektrumunda çalışır.
Yarı iletken optik amplifikatör nedir?
Bir yarı iletken optik amplifikatör (SOA), yarı iletkenlerde ışığı yükselten bir elementtir. SOA’lar, veri merkezleri arasındaki iletişim için kullanılan optik alıcı-verici modüllerinde bulunabilir.
Bu senaryoda SOA, Ethernet iletişimi için gereken optik sinyali yükseltir. Bu yaklaşım, iletim kayıplarını telafi etmeye yardımcı olur.
İç ve dış yarı iletken arasındaki fark nedir?
İç ve dış yarı iletkenler arasındaki temel fark, şekilleridir. Örneğin içsel yarı iletkenler saftır ve yalnızca bir tür malzemeden oluşur. Onlara hiçbir safsızlık eklenmez.
Buna karşılık, dışsal yarı iletkenler saf değildir. Dışsal yarı iletkenler, özelliklerini değiştirmek için başka maddelerin eklendiği birkaç iç yarı iletkenden oluşur. Bu maddeler genellikle üç değerlikli veya beş değerlikli safsızlıkları katıştırır.
Fabless yarı iletken nedir?
Fabless terimi, donanım ve yarı iletken yongaları tasarlayan, üreten ve satan ancak kendi silikon gofretlerini veya yongalarını yapmayan şirketleri ifade eder. Bunun yerine, üretimi bir dökümhaneye veya başka bir üretim tesisine yaptırırlar.