Silikonun Enerji Bantları Nedir

Silikonun Enerji Bantları Nedir?

Silikon Tanımı

Silikon, bir iletkenden ve yalıtıcıdan arası özelliklere sahip bir yarıiletken olarak tanımlanır, elektronikte kritik öneme sahiptir.

Silikon, bir iletkende olduğundan daha az serbest elektronu, ancak bir yalıtıcıdan daha fazla serbest elektronu olan bir yarıiletken olarak tanımlanır. Bu benzersiz özelliği, silikonun elektronikte yaygın olarak kullanılmasını sağlar. Silikon iki tür enerji bantına sahiptir: iletim bantı ve valans bantı. Valans bantı, valans elektronlarıyla dolu enerji seviyelerinden oluşur. Mutlak sıfır (0oK) sıcaklığında, valans bantı elektronlarla doludur ve akım akışını yoktur.

İletim bantı, katı hal boyunca hareket edebilecek serbest elektronların bulunduğu daha yüksek enerji seviyesi bandıdır. Bu serbest elektronlar, akım akışından sorumludur. İletim bantı ile valans bantı arasındaki enerji boşluğu, yasaklı enerji boşluğu olarak adlandırılır. Bu boşluk, bir malzemenin metal, yalıtıcı veya yarıiletken olup olmadığını belirler.

Yasaklı enerji boşluğunun büyüklüğü, bir katının metal, yalıtıcı veya yarıiletken olup olmadığını belirler. Metallerde bu boşluk yoktur, yalıtkıcılarda büyük bir boşluk vardır, yarıiletkenlerde ise orta düzeyde bir boşluk bulunur. Silikon, 300 K'da 1.2 eV'lik bir yasaklı enerji boşluğuna sahiptir.

Bir silikon kristalinde, atomları birleştiren kovalent bağlar, silikonu elektriksel olarak nötr hale getirir. Bir elektron kovalent bağından ayrıldığında, bir delik bırakır. Sıcaklık arttıkça, daha fazla elektron iletim bantına atlayarak, valans bantında daha fazla delik oluşturur.

Silikonun Enerji Bantları Diyagramı

Silikonun enerji bantları diyagramı, elektronların enerji seviyelerini gösterir. Intrinsik silikonda, Fermi seviyesi enerji boşluğunun ortasındadır. Intrinsik silikona verici atomlarla doygunlaştırılması, onu n-tip yapar ve Fermi seviyesini iletim bantına daha yakın hale getirir. Kabul edici atomlarla doygunlaştırılması, onu p-tip yapar ve Fermi seviyesini valans bantına daha yakın hale getirir.

Intrinsik Silikonun Enerji Bantları Diyagramı

Extrinsik Silikonun Enerji Bantları Diyagramı