Elektroniğin temelini oluşturan yari iletkenleri açiklamadan önce madde ile ilgili temel bilgileri öğrenmek gerekir. Bilindiği gibi bütün maddeler atomlardan oluşmuştur. Beş duyu organimizla çevreyi incelediğimizde çok sayida değişik özellikli madde görürüz. Örneğin, su, cam, bakir, demir, hava gibi.
a- Madde
Dünyada bulunan 10^5 çeşit maddenin (element) tümü atomlarin birleşiminden oluşmuştur. Bunlar "kati", "sivi" ve "gaz" halinde bulunurlar. Elektrik akimini iletme durumlarina göre ise maddeler üçe ayrilir: "iletken", "yalitkan" ve "yari iletken". Elektronik devrelerin büyük çoğunluğu katilarin iletkenliği temeline dayanilarak yapilir. Bir maddenin elektriği iletme orani, maddenin serbest elektron üretme yeteneğine bağlidir.
b- Atom
Yapilan deneyler, atomun tek bir "bütün" olmadiğini, daha küçük parçalardan oluştuğunu göstermiştir. Atom, merkezindeki arti yüklü ve yüksüz parçaciklardan oluşan ağir çekirdeğiyle küçük bir güneş sistemi gibidir.
Çekirdekdeki parçaciklara "proton" ve "nötron" adi verilir. Çekirdeğin çevresinde ise eksi yüklü "elektron"lar vardir. şekil 2.1 ve 2.2.'de atomun yapisi gösterilmiştir. Atom, "bölünemez" anlamindadir. Başka bir deyişle, maddelerin bölünemeyen en küçük yapi taşlarina atom denir. Bu küçük zerrecik, ortada bir çekirdek ve çekirdeğin çevresinde dönen elektronlardan oluşmuştur. Elektronlar çekirdek çevresine dağilmiş en çok 7 yörünge üzerinde hareket ederler. Eksi (-) yüklü olan elektronlar yörüngelerinin bulunduğu yari çapa orantili olarak potansiyel ve kinetik enerjiye sahiptirler.
Atomlarda çekirdeğe en yakın yörüngedeki elektronların enerji seviyeleri en düşüktür. Çekirdekten uzaklaştıkça enerji seviyeleri artar. Elementler içinde en basit yapıya sahip olan madde hidrojen atomudur. (şekil 2.3). Bu atom ortada bir çekirdek ile onun etrafındaki yörüngede dönen bir elektrondan oluşmuştur. Atomların çekirdeğinde bulunan protonlar elektriksel bakımdan (+) yüklü, nötronlar ise yüksüzdür. Nötronların elektriksel ve kimyasal etkileşimlerde işlevi (etkisi) yoktur. Atomdaki elektronlar K, L, M, N, O, P, Q kabuklarında dağılmış olup, elektrik akımını taşıyan elektronlar en son kabuktakilerdir. Bir maddenin elektriksel olaylarının oluştuğu son kabukta bulunan elektronlarına valans elektronları adı verilmektedir.
c- Elektrik yükü
Bir atom, elektron kaybettiğinde pozitif yüklü hale geçer. (şekil 2.4-b.) Eğer dışarıdan bir elektron alımı söz konusu olursa negatif yüklü duruma geçer. (şekil 2.4-c.) Atomların artı ya da eksi yüklü olması durumuna "şarjlı olma" da denilir. Eğer herhangi bir atom şarjlı durumdaysa buna, "iyon" adı verilir. Atomlar, fazla olan elektronlarını verip nötr (yüksüz) hale geçmek isterler. Yani, üzerlerindeki fazla elektronları ilk fırsatta komşu bir atoma vermeye çalışırlar. Bu özellik aynı adlı kutupların birbirini itmesi, zıt kutupların birbirini çekmesi özelliğinden kaynaklanmaktadır.
d- İyon
Atomların elektriksel açıdan dengesiz haline "iyon" denir. şöyleki, dış etkilerle atomun son yörüngesinde bulunan elektronun biri alınırsa elektriksel denge bozularak atom, artı yüklü iyon durumuna geçer. Şayet dengedeki bir atomun son yörüngesine bir elektron girecek olursa atom eksi yüklü iyon durumuna geçer. şekil 2.4-a-b-c'ye bakınız.
e- Molekül
Bir kaç maddenin birleşiminden oluşmuş yeni maddenin en küçük parçacığına molekül denir.
Örneğin, suyun oluşumu için 1 oksijen atomuyla 2 hidrojen atomu gerekir. Bakır sülfat molekülünde ise "1 bakır atomuyla, 1 kükürt atomu ve 4 oksijen atomu vardır. ışte bu birleşimlerin en küçük yapı taşı moleküldür. şekil 2.5'de molekül modeli örnekleri verilmiştir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder