Yarı iletken bir kristal örneğinin elektriksel özdirencinin () sıcaklığa () bağlı değişim grafiği aşağıda verilmiştir. Kristal, oda sıcaklığında () belirli bir tip (n-ti\pi veya p-ti\pi) katkılama içermektedir. Grafikteki üç farklı bölge (I, II, III); dondurma (freeze-out), ekstrinsik (katkı baskın) ve intrinsik (öz) bölgeleri temsil etmektedir.nnBuna göre, kristalin davranışıyla ilgili yapılan aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?
Şıklar
III. bölgede sıcaklık arttıkça özdirencin artmasının temel nedeni, örgü titreşimlerinin (fononlar) yük taşıyıcılarının hareketliliğini (mobilite) kısıtlamasıdır.
II. bölge 'intrinsik' bölge olup, bu aralıkta iletkenlik sadece valans bandından iletim bandına geçen elektronlar tarafından belirlenir.
I. bölgede sıcaklık arttıkça özdirencin azalması, katkı atomlarının iyonize olmaya başlamasıyla (taşıyıcı yoğunluğunun artması) açıklanır.
Kristaldeki katkı konsantrasyonu artırılırsa, II. bölgenin genişliği azalır ve III. bölge daha düşük sıcaklıklarda başlar.
III. bölge 'dondurma' bölgesidir ve bu bölgede yük taşıyıcıları atomik safsızlıklara hapsolmuş durumdadır.
Çözüm Açıklaması
Yarı iletkenlerde düşük sıcaklıklarda (I. Bölge - Freeze-out), termal enerji katkı atomlarını iyonize etmeye yetmez. Sıcaklık arttıkça bu atomlar iyonize olur, taşıyıcı sayısı artar ve özdirenç düşer. II. Bölge 'ekstrinsik' bölgedir; burada tüm katkılar iyonize olmuştur, taşıyıcı sayısı sabittir ancak artan sıcaklıkla mobilite (hareketlilik) azaldığı için özdirenç hafifçe artabilir. III. Bölge ise 'intrinsik' bölgedir; sıcaklık o kadar yüksektir ki valans bandından iletim bandına doğrudan geçişler katkı etkisini bastırır ve özdirenç hızla düşer. A şıkkı yanlıştır çünkü III. bölgede özdirenç artmaz, aksine eksponansiyel azalır. B ve E şıkları bölge tanımlarını karıştırmıştır. D şıkkı yanlıştır; katkı artarsa intrinsik bölgeye geçiş daha yüksek sıcaklıklarda olur.
Video Çözüm
AI ile video çözüm oluştur
İnteraktif Çözüm
Adım adım, sesli ve animasyonlu çözüm. Quiz ile kendini test et!