Examkin

Soru

Zorluk: OrtaYarı İletken Malzemeler ve P-N Eklemi

Yarı iletken malzemelerin birleştirilmesiyle elde edilen p-n ekleminin kutupsuz (herhangi bir dış gerilim uygulanmamış) durumundaki yapısı şematik olarak gösterilmiştir.

Buna göre p-n eklemi ve sınırda oluşan arındırılmış (geçiş) bölge ile ilgili,

I. N bölgesinden p bölgesine difüzyonla geçen serbest elektronların sınır yakınındaki deşiklerle birleşmesi (rekombinasyon) sonucu arındırılmış bölge oluşur.
II. Arındırılmış bölgede oluşan iç elektrik alanın yönü, n bölgesinden p bölgesine doğrudur.
III. P-N eklemine doğru (ileri) yönlü bir dış gerilim uygulandığında arındırılmış bölgenin genişliği artar.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

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

Cevap

Birinci ve ikinci ifadeler doğru, üçüncü ifade ise yanlıştır. N bölgesinden p bölgesine doğru oluşan iç elektrik alan yönü n'den p'ye doğrudur ve doğru kutuplamada arındırılmış bölge genişliği azalır.
N bölgesinden p bölgesine difüzyonla geçen serbest elektronlar, sınır bölgesindeki deşiklerle birleşerek nötrleşir. Bu sınırın n tarafında pozitif yüklü iyonlar, p tarafında ise negatif yüklü iyonlar kalır ve serbest yük taşıyıcısı içermeyen arındırılmış bölge oluşur. Bu bölgedeki iç elektrik alan, pozitif iyonların bulunduğu n bölgesinden negatif iyonların bulunduğu p bölgesine doğrudur. P-N eklemi doğru kutuplandığında (p ucuna pilin artı, n ucuna eksi kutbu bağlandığında) ise arındırılmış bölgenin genişliği artmaz, tam aksine azalarak akım geçişini kolaylaştırır. Dolayısıyla birinci ve ikinci ifadeler doğru iken üçüncü ifade yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Arındırılmış bölgenin oluşum mekanizmasını analiz etmek.
N bölgesindeki serbest elektronların p bölgesine difüzyonu ve eklem sınırındaki deşiklerle birleşmesi sonucunda sınırda serbest taşıyıcı içermeyen arındırılmış bölgenin oluştuğu belirlenir. Bu durumda birinci ifade doğrudur.
P-N eklemi ilk kurulduğunda yük taşıyıcılarının konsantrasyon farkından dolayı difüzyon gerçekleşir.
2
Arındırılmış bölgedeki iç elektrik alanın yönünü belirlemek.
N tarafında kalan pozitif donör iyonlarından p tarafında kalan negatif akseptör iyonlarına doğru (n bölgesinden p bölgesine doğru) bir iç elektrik alan oluştuğu görülür. Bu durumda ikinci ifade doğrudur.
Elektrik alan çizgileri pozitif yüklerden çıkıp negatif yüklere yöneleceği için yönü n bölgesinden p bölgesine doğrudur.
3
Doğru kutuplama (ileri besleme) durumunda arındırılmış bölge genişliğinin nasıl değiştiğini belirlemek.
Doğru kutuplamada uygulanan dış elektrik alan iç elektrik alana zıt yönde olduğundan arındırılmış bölgenin daraldığı (genişliğinin azaldığı) tespit edilir. Bu durumda üçüncü ifade yanlıştır.
Doğru kutuplama, p-n ekleminden akım geçmesini kolaylaştırır; bu da ancak geçiş bölgesindeki potansiyel engelin (arındırılmış bölgenin) küçülmesiyle mümkündür.

Anahtar Kavram

P-N ekleminin yapısı, arındırılmış bölgenin oluşumu ve kutuplanma davranışları.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Yarı İletken Malzemeler ve P-N Eklemi

Bu konudan daha fazla soru