Yarı iletken
Yarı İletkenler

Yarı iletkenler belirgin elektriksel özellikleri olan kristal veya amorf katılardır. Tipik direnç materyallerinden yüksek bir direnç göstermelerine rağmen, dirençleri yalıtkanlar kadar yüksek değildir. Metallerin tam tersine; dirençleri, sıcaklık arttıkça azalır. Son olarak; istenirse, iletkenlik özellikleri saflıkları “doping” adı verilen yöntem ile bozularak kolaylıkla değiştirilebilir. Doping yöntemi yarı-iletkenin direncini düşürürken aynı zamanda katkılı yarı-iletkenin farklı düzeyde katkı yapılmış noktaları arasında da yarı iletken birleşme noktaları oluşmasına da olanak sağlar. Elektronlar, iyonlar ve elektron oyukları gibi yük taşıyıcıların bu birleşme noktalarındaki davranışları diyotların, transistörlerin ve diğer tüm modern elektronik parçaların temellerini oluşturur.
Yarı iletken cihazlar; akımın bir yönde daha kolay ilerlemesi, değiştirilebilir direnç ve ışığa-sıcaklığa duyarlılık gibi kullanışlı özelliklere sahiptir. Yarı iletken materyallerin elektriksel özellikleri; doping yöntemi kullanılarak, elektrik alan veya ışık uygulanarak değiştirilebildiğinden ötürü yarı iletkenlerden üretilen aletler devrede yükseltici, anahtar veya enerji dönüşüm elemanları olarak kullanılabilir.
Yarı iletkenlerin özellikleri ile ilgili modern bilgi birikimi ve yük taşıyıcılarının kristal kafes yapısındaki hareketlerinin açıklanması temelde kuantum fiziğine dayanır. Doping, kristal içindeki yük taşıyıcılarının sayısını etkili bir biçimde artırır. Katkılı bir kristal, eğer çoğunlukla serbest oyuklar içeriyorsa p-tipi kristal olarak adlandırılırken eğer çoğunlukla serbest elektronlar içeriyorsa n-tipi kristal olarak adlandırılır. Elektronik cihazlarda kullanılan yarı iletken malzemeler, p ve n tipi katkı maddelerinin yoğunluğunun dikkatlice kontrol edilebilmesi için kesin koşullar altında doping işlemine tabi tutulurlar. Bir tek yarı iletken kristali birden fazla n veya p tipi alana sahip olabilir ve bu alanlar arasında oluşan p-n bağlantıları yarı iletkenlerin kullanışlı elektronik özelliklerinin oluşmasını sağlar.
Birçok bileşik ve saf element de yarı-iletken özellikleri göstermesine karşın silikon, germanyum veya galyumun bileşikleri elektronik cihazlarda en yaygın olarak kullanılanlardır. Periyodik cetvelin yarı-metaller merdiveni de denilen bölgesinde yer alan elementler de genelde yarı iletkenler olarak kullanılırlar.
Yarı iletkenlerin birçok özelliği 19. yüzyılın ortalarında ve 20. yüzyılın başlarında keşfedilmiştir. Yarı iletkenlerin ilk pratik uygulaması 1904 yılında geliştirilen ve radyo alıcılarında yaygın olarak kullanılan Cat's Whisker detektörüdür. Kuantum fiziğindeki gelişmeler sırayla 1947 yılında transistörün ve 1958 yılında da entegre devrelerin geliştirilmesini sağlamıştır.
Küresel yarı iletken pazarı uzunca bir süreden beri hareketlidir. Çip üretimi için kullanılacak endüstri tesisleri milyar dolarları bulan yatırımlar gerektirmektedir. Arz ve talepteki periyodik dalgalanmalar, fiyatlarda ve kâr payında önemli oynamalara sebep olmaktadır.
Yarı iletkenler germanyum, silisyum, selenyum gibi elementler olabildiği gibi; bakır oksit, galyum arsenid, indiyum fosfür, kurşun sülfür gibi bileşikler de olabilir.
Yarı iletken devre elemanları şu şekildedir:
Diyot
Zener Diyot
Tünel Diyot
Varikap diyot
Şotki (Schottky) Diyot
Led Diyot
İnfraruj Led
Foto Diyot
Optokuplörler
Transistör
IGBT