İletken ve Yalıtkan Maddeler
Yeryüzündeki bütün maddeler, atom ‘lar dan oluşmuştur.
Atom ise ortada bir çekirdek ve bunun etrafındaki değişik yörüngelerde hareket eden elektronlardan oluşmaktadır.
Elektronlar, negatif elektrik yüküne sahiptirler.
Bir etkime yolu ile atomdan ayrılan elektronların bir devre içerisindeki hareketi, elektrik akımını oluşturur.
Elektronların her madde içerisindeki hareketi aynı değildir.
Elektron hareketine göre maddeler üçe ayrılır:
– İletkenler
– Yalıtkanlar
– Yarı iletkenler
İletkenler
İletkenlerin başlıca özellikleri:
Elektrik akımını iyi iletirler.
– Atomların dış yörüngesindeki elektronlar atoma zayıf olarak bağlıdır. Isı, ışık ve elektriksel etki altında kolaylıkla atomdan ayrılırlar.
– Dış yörüngedeki elektronlara Valans Elektron denir.
– Metaller, bazı sıvı ve gazlar iletken olarak kullanılır.
– Metaller, sıvı ve gazlara göre daha iyi iletkendir.
– Metaller de, iyi iletken ve kötü iletken olarak kendi aralarında gruplara ayrılır.
– Atomları 1 valans elektronlu olan metaller, iyi iletkendir. Buna örnek olarak, altın, gümüş, bakır gösterilebilir.
– Bakır tam saf olarak elde edilmediğinden, altın ve gümüşe göre biraz daha kötü iletken olmasına rağmen, ucuz ve bol olduğundan, en çok kullanılan metaldir.
– Atomlarında 2 ve 3 valans elektronu olan demir (2 dış elektronlu) ve alüminyum (3 dış elektronlu) iyi birer iletken olmamasına rağmen, ucuz ve bol olduğu için geçmiş yıllarda kablo olarak kullanılmıştır.
Yalıtkanlar
Elektrik akımını iletmeyen maddelerdir.
Bunlara örnek olarak cam, mika, kağıt, kauçuk, lastik ve plastik maddeler gösterilebilir.
Elektronları atomlarına sıkı olarak bağlıdır.
Bu maddelerin dış yörüngedeki elektron sayıları 8 ve 8 ‘e yakın sayıda olduğundan atomdan uzaklaştırılmaları zor olmaktadır.
Yarı İletkenler
Yarı iletkenlerin başlıca şu özellikleri vardır:
– İletkenlik bakımından iletkenler ile yalıtkanlar arasında yer alırlar.
– Normal halde yalıtkandırlar.
– Ancak ısı, ışık ve magnetik etki altında bırakıldığında veya gerilim uygulandığında bir miktar valans elektronu serbest hale geçer, yani iletkenlik özelliği kazanır.
– Bu şekilde iletkenlik özelliği kazanması geçici olup, dış etki kalkınca elektronlar tekrar atomlarına dönerler.
– Tabiatta basit eleman halinde bulunduğu gibi laboratuarda bileşik eleman halinde de elde edilir.
– Yarı iletkenler kristal yapıya sahiptirler. Yani atomları kübik kafes sistemi denilen belirli bir düzende sıralanmıştır.
– Bu tür yarı iletkenler, yukarıda belirtildiği gibi ısı, ışık, etkisi ve gerilim uygulanması ile belirli oranda iletken hale geçirildiği gibi, içlerine bazı özel maddeler katılarak ta iletkenlikleri arttırılmaktadır.
– Katkı maddeleriyle iletkenlikleri arttırılan yarı iletkenlerin elektronikte ayrı bir yeri vardır. Bunun nedeni Tablo 2.1 ‘de görüldüğü gibi, elektronik devre elemanlarının üretiminde kullanılmalarıdır.
Elektroniğin iki temel elemanı olan diyot ve transistörlerin üretiminde kullanılan germanyum (Ge) ve silikon (Si) yarı iletkenleri gelecek bölümde daha geniş olarak incelenecektir.
