İletken, Yalıtkan Ve Yarı İletkenler

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletkenler
İletken, Yalıtkan ve Yarı İletkenler

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 21 '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
Tablo 21 - Elektronikte yararlanılan yarı iletkenler ve kullanılma yerleri
ADI

KULLANILMA YERİ
Germanyum (Ge) (Basit eleman)
Diyot, transistör, entegre, devre
Silikon (Si) (Basit eleman)
Diyot, transistör, entegre, devre
Selenyum (Se) (Basit eleman)
Diyot
Bakır oksit (kuproksit) (CuO) (Bileşik eleman)
Diyot
Galliyum Arsenid (Ga As) (Bileşik eleman)
Tünel diyot, laser, fotodiyot, led
Indiyum Fosfur (In P) (Bileşik eleman)
Diyot, transistör
Kurşun Sülfür (Pb S) (Bileşik eleman)
Güneş pili (Fotosel)

Not:

Germanyum ve silikon periyodik tabloda yer alan iki elementtir
Çoğu ülke periyodik tabloyu kendi dillerinde hazırlamaktadır
Ülkemizde ise, bazı terimler gelişmiş ülke dillerinden alınarak Türkçe 'ye uyarlama yoluna gidilmiştir
Germanyum adı, en çok kullanılan, İngilizce, Almanca ve Fransızca dillerinde "Germanium" olarak yazılmakta ve "germanyum" olarak okunmaktadır Türkçe 'ye de "germanyum" olarak alınmış ve herkesçe de benimsenmiştir
Silikon 'da durum farklıdır
Silikon yabancı dillerde şöyle yazılmakta ve okunmaktadır:

İngilizce 'de; Silicon (Silikon)
Almanca 'da; Silikon (silikon)
Fransızca 'da; Silicium (silisyum)
Türkçe de ise yararlanılan yabancı kaynaktan esinlenerek kimilerince silikon, kimilerince de silisyum denmiştir

Elektrikle çarpılmak için akımın vücuttan geçerek + ve - kutuplar arasındaki devreyi tamamlaması gerekir Pil, batarya, ve akümülatörler doğru akım üretirler Doğru akım 20-30 volttan sonra çarpılma hissi vermekte ancak tahribat yapmamaktadır Pil ve oto aküsü ile çarpılmak olası değildir 30 volt üstü doğru akım (DC) kaynakları tehlikelidir
Evde kullanılan elektrik alternatif akım (AC) tipindedir Alternatif akım, 15 volt üstünde çarpılma hissi verir, tahribat yapmaz 20 volt üstü tehlikeli sayılabilir Elektriğe temas eden noktalar arası mesafe kısa ise arada kalan doku şiddetle ısınır ve yanar Yanık, elektrik akımının kuvvetine bağlı olarak artar

Alternatif akım, kalp üzerinden geçecek olursa, kalbin sinirsel ileti sistemini bozar, kalp durur

Allternatif akımla çarpılma çok kolaydır Prizdeki aktif kutba değildiğinde, vücut devreyi tamamlamak için yere basan ayakları kullanır

Su, elektrik akımını iyi iletir Kuruyken iletken olmayan tahta, plastik gibi maddeler ıslanınca iletken olurlar

Yıldırım, doğal elektrik kaynaklarıdır Yıldırım havadaki durağan elektriğin bir ark ile boşalması demektir Bu nedenle çocukların yağışlı ve fırtınalı havalarda uçurtma uçurmaları tehlikelidir Çünkü ıslanan uçurtma ipi iletken hale gelir ve elektrik, ipi elle tutan kişi üzerine boşalabilir

Ülkemizde yerleşim alanları üstünden geçen ve zaman zaman evlerin çok yakınlarına kadar gelen yüksek gerilim hatları başka bir tehlike kaynağıdır Bu gibi yerlerde televizyon antenlerin düzeltilmesi için dama çıkılması başlı başına ayrı bir tehlikedir Çocukların uçurtmalarını almak için bir sopayla tellere dokunmaya kalkışmaları ölümle sonuçlanan kazalara yol açmaktadır Bu hatlara 20 m den daha yakına gelmek son derece tehlikelidir

Elektrik çarpmalarına karşı alınması gereken önlemler

*Saç kurutucusunu ve elektrikli ısıtıcıyı banyo küvetinin ve lavabonun yakınlarına koymayın

*Islak ortamda elektrikli cihaz çalıştırmayın Banyoda saç kurutucusu kullanmayın

*Prizlere emniyet kapağı takın

*Evde topraklı priz kullanın

*Yuvasından çıkmış, telleri açıkta kalmış prizleri tamir ettirin

*Sigortaları tel sararak yenilemeyin, orjinal malzeme kullanın

*Elektrikli cihazları fişe takmadan önce kapalı olduklarına emin olun

*Elektrikli ev aletlerini kullanım talimatlarına uygun kullanın

*Sigortayı kapatmadan elektrikle ilgili hiçbir iş yapmayın

*Evi uzunca bir süre terk edecekseniz sigortaları kapatın

*Ekmek kızartma aletini kahvaltı masasına almayın İçinde sıkışan dilimi çatal, bıçak gibi nesnelerle kurcalamayın

*Sıcak ütüyü kablosunun üstüne koymayın

*Elektrikle uğraşırken kalın lastik tabanlı ayakkabı giyin

Elektrik çarpmalarında yapılması gerekenler

*Elektriği kesmek için sigortaları kullanın

*Lastik tabanlı ayakkabı giyin, kuru bir lastik eldiven takın

*Elektrik akımını iletmeyecek kuru bir cismin üzerine çıkın

*Elektrik çarpan kişinin yakınındaki kablo gibi iletkenleri, yalıtkan bir çubukla uzaklaştırın

*Hastayı giysilerinden çekerek bölgeden uzaklaştırın

*Elektrik çarpan kişiye kalın lastik tabanlı ayakkabınız yoksa dokunmayın

*Sigortaları kapatmadan yaralıya temas etmeyin

*Çıplak elle çarpılmış kişiye dokunmayın