Examkin

Soru

Zorluk: OrtaYarı İletken Teknolojisi

Yarı iletken malzemelerin elektriksel iletkenliklerinin katkılama yoluyla kontrol edilebilmesi, modern elektroniğin ve mikroçiplerin gelişiminde temel oluşturmuştur. Saf bir yarı iletken kristalin katkılanması ve oluşan p−np-n ekleminin yapısıyla ilgili,

I. Saf silisyum kristali 55 değerlik elektronuna sahip arsenik atomları ile katkılandığında oluşan nn-tipi yarı iletken malzeme, elektriksel olarak nötrdür.
II. Bir p−np-n eklemine doğru kutuplama uygulandığında (p-bölgesine üretecin pozitif kutbu, n-bölgesine ise negatif kutbu bağlandığında), eklemdeki geçiş (engelleme) bölgesinin genişliği azalır.
III. p−np-n eklemi oluşturulduğunda, eklem bölgesinde kendiliğinden oluşan iç elektrik alanın yönü pp-tipi bölgeden nn-tipi bölgeye doğrudur.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. I ve IICevap
  4. D
    I ve III
  5. E
    I, II ve III

Cevap

Doping (katkılama) işlemiyle elde edilen yarı iletken malzemelerin nötr olması ve doğru kutuplamada geçiş bölgesinin daralması doğru ifadelerdir; bu nedenle doğru yanıt I ve II yargılarını içeren seçenektir.
Doping (katkılama) işlemi nötr atomlarla gerçekleştirildiği için oluşan yarı iletken malzemeler elektriksel olarak nötrdür. Doğru kutuplama altında geçiş bölgesinin genişliği azalır ve bu durum akım geçişine imkan tanır. Dolayısıyla katkılanmış malzemenin nötr olduğunu ve doğru kutuplamada geçiş bölgesinin daraldığını belirten ifade doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Katkılanmış yarı iletkenlerin net yük durumunun analiz edilmesi
Katkılama işleminde saf silisyum kristaline eklenen arsenik atomları elektriksel olarak nötrdür. Serbest elektron sayısının artması malzemede net bir elektrik yükü oluşturmaz; proton ve elektron sayıları eşit kalır. Dolayısıyla I. öncül doğrudur.
Katkılanmış n-tipi veya p-tipi yarı iletkenlerin net yüke sahip olduğu yönündeki yaygın kavram yanılgısını düzeltmek.
2
P-n ekleminin doğru kutuplama altındaki davranışının incelenmesi
Doğru kutuplamada (p-bölgesine artı, n-bölgesine eksi kutup bağlandığında) dış elektrik alan, geçiş bölgesindeki iç elektrik alana zıt yönde oluşur. Bu durum engelleme potansiyelini düşürür ve geçiş bölgesinin genişliğini azaltarak akım geçişini kolaylaştırır. Dolayısıyla II. öncül doğrudur.
Diyodun (p-n ekleminin) doğru besleme durumundaki iletim mekanizmasını açıklamak.
3
Eklem bölgesindeki iç elektrik alan yönünün belirlenmesi
Elektronların n-bölgesinden p-bölgesine, oyukların ise p-bölgesinden n-bölgesine difüzyonu sonucu eklemin n tarafında artı yüklü iyonlar, p tarafında ise eksi yüklü iyonlar birikir. Elektrik alan artı yükten eksi yüke doğru olduğundan, iç elektrik alan n-tipi bölgeden p-tipi bölgeye doğrudur. Dolayısıyla III. öncül yanlıştır.
P-n eklemindeki yük dağılımını ve oluşan iç elektrik alanın yönünü doğrulamak.

Anahtar Kavram

Yarı iletken katkılama fiziği, p-n eklemi oluşumu, iç elektrik alan yönü ve eklemin doğru kutuplama altındaki davranışı.
Bu soruyu puanla

Konular

Yarı İletken Teknolojisi

Bu konudan daha fazla soru