IEEE ODTÜ
HANDE ÖZTÜRK
G ÜN E? P?LL ER?N?N
Ç AL I? MA P R E NS ?B ?
P - N KAV ? A? I
V E
BILTEK 2010-2011
e?it, N tipinde pozitif enerji seviyeleri ile
elektron say?lar? e?ittir. PN eklem olu?tu?unda, N tipindeki ço?unluk ta??y?c?s? olan elektronlar, P tipine do?ru ak?m olu?tururlar. Bu
olay her iki tarafta da yük dengesi olu?ana
kadar devam eder.
yörüngesinde 5 elektron oldu?u için, fosforun
fazla olan tek elektronu kristal yap?ya bir elektron verir. Bu nedenle 5. grup elementlerine
"verici" ya da "N tipi" katk? maddesi denir. P
tipi silisyum elde etmek içinse, eriyi?e 3. gruptan bir element (alüminyum, indiyum, bor gibi)
eklenir. Bu elementlerin son yörüngesinde 3
elektron oldu?u için kristalde bir elektron eksikli?i olu?ur, bu elektron yoklu?una bo?luk ya
da delik denir ve pozitif yük ta??d??? varsay?l?r.
Bu tür maddelere de "P tipi" ya da "al?c?" katk?
maddeleri denir. P ya da N tipi ana malzemenin içerisine gerekli katk? maddelerinin kat?lmas?yla yar?iletken eklemler olu?turulur. N tipi
yar?iletkende elektronlar, P tipi yar?iletkende
delikler ço?unluk ta??y?c?s?d?r. P ve N tipi yar?iletkenler bir araya gelmeden önce, her iki
madde de elektriksel bak?mdan nötrdür. Yani P
tipinde negatif enerji seviyeleri ile delik say?lar?
KISACA:
Yar?-iletken maddelerin güne? pili olarak
kullan?labilmeleri için n ya da p tipi katk?lanmalar? gereklidir. Katk?lama, saf yar?-iletken eriyik
içerisine istenilen katk? maddelerinin kontrollü
olarak eklenmesiyle yap?l?r. Elde edilen yar?iletkenin n ya da p tipi olmas? katk? maddesine
ba?l?d?r. En yayg?n güne? pili maddesi olarak
kullan?lan silisyumdan N tipi silisyum elde etmek için, silisyum eriyi?ine periyodik cetvelin
5. grubundan bir element, örne?in fosfor eklenir. Silisyumun d?? yörüngesinde 4, fosforun d??
ze olmu? atomlar, kristal içinde, yönü N’den
P’ye do?ru olan bir elektrik alan meydana
getirirler. Bu elektrik alan?, sadece s?n?r çizgisinin yak?n kom?ulu?unu kapsar ve s?n?rdan
uzak d?? bölgelere ula?amaz. Elektronlar s?n?r? geçtikçe alan?n ?iddeti artmakta, arkadan
gelen elektronlar?n geçi?i giderek zorla?maktad?r. Çünkü, elektronlar için elektrik alan?
yönünde hareket etmek, yerçekimi kuvvetiyle bir benzetme yap?lacak olursa, yoku? yukar? t?rmanmak gibidir. Sonuç olarak, s?n?r?n
öte taraf?na belli bir miktar elektron geçtikten ve s?n?r civar?ndaki elektrik alan? belli bir
?iddete eri?tikten sonra, elektron geçi?i durur.
Böylece N tipi bölgedeki atomlar (+), P tipi
bölgedeki atomlar (-) olarak iyonla?m?? olur.
Bunlar, kristal içinde sabit yük merkezleri
olu?tururlar. Kav?a??n her iki yüzünde iyoni-
Yar?-iletken maddelerin
güne? pili olarak kullan?labilmeleri için n ya da p
tipi katk?lanmalar? gereklidir.
En yayg?n güne? pili
maddesi olarak kullan?lan silisyumdan N tipi
silisyum elde etmek için,
silisyum eriyi?ine periyodik cetvelin 5. grubundan bir element, örne?in
fosfor eklenir.
12
N-bölgesindeki serbest elektronlar?n hepsi
de?il, sadece küçük bir orana kar??l?k gelen
baz?lar?, p-bölgesindeki deliklerden baz?lar?y-