İletken nedir?
Elektrik akımını veya ışığı ileten cisimlerdir. Cisimler :1. İletken veya 2. Yalıtkan olmak üzere ikiye ayrılırlar. Isı, elektrik ve ışık bakımından iletken ve yalıtkan cisimler vardır. Isı, elektrik ve ışıktan birini geçiren cisimlere iletken, geçirmeyenlere de yalıtkan denir. Böyle denilmesinin nedeni, iletkenlerin az ya da çok oranda elektrik ve ısıyı iletme yeteneğine sahip olmalarıdır.
Yapılarda kullanılan elektrik telleri birer iletkendir, iletkenler başlıca katı, sıvı ve gaz halinde olabilirler. Katı bir cisimden geçen elektrik akımı, düzgün bir elektron akışından başka bir şey değildir (elektronlar çekirdek çevresinde bir yük bulutu oluşturan, negatif elektrik yüklü parçacıklardır). Fakat elektronlar her maddede aynı kolaylıkla hareket edemezler, örneğin camda, bakıra göre yüz milyon kere milyar kat daha büyük bir dirençle karşılaşırlar. Başta bakır, gümüş, altın olmak üzere elektriği çok iyi ileten maddeler vardır. Bu özellikleri nedeniyle bu maddeler elektrik kablolarının yapımında kullanılırlar.
Buna karşılık cam, seramik ve plastik malzemelerin çoğu gibi kimi maddeler ise, elektriği hemen hemen hiç iletmediklerinden, yalıtkan olarak kullanılırlar. Orta derecede iletken olan bazı metallere (germanyum ve silisyum gibi) yarı iletkenler adı verilir. Yarı iletkenler elektronik bileşenlerin yapımında kullanılırlar. Çeşitli maddeler arasındaki bu büyük iletkenlik farkları, iletken maddenin içinde yer alan serbest ve hareketli elektron sayısının azlığına ya da çokluğuna bağlıdır.
Söz konusu elektronlara iletkenlik elektronları adı verilir. Atomları çok az sayıda elektronun bağlanmasıyla birbirleriyle birleşen metallerde, milimetre küp başına on milyar kere milyarlarca iletkenlik elektronu vardır. Bunlar iki atom arasındaki boşlukların tümünü dolduran bir tür yoğun bir elektronik gaz oluşturarak, elektrik akımının kolayca iletilmesine neden olurlar. Oysa yalıtkan ve yarı iletkenlerin atomları elektronlarını kendileri için tutmayı ya da en yakın komşu atomlarla değiştirmeyi yeğlerler. Bu nedenle bu maddelerin çok düşük bir iletkenlik göstermelerini doğal Karşılamak gerekir. Bunun neden; atomlar arası kuvvetli bağlardan kurtulabilen elektronların çok az sayıda oluşudur.
Yalıtkan
Yalıtkan maddelerin atomlarının valans yörüngelerinde 8 elektron bulunur. Bu tür yörüngeler doymuş yörünge sınıfına girdiği için elektron alıp verme gibi bir istekleri yoktur. Bu sebeplede elektriği ilemezler. Yalıtkan maddeler iletken maddelerin yalıtımında kullanılır. Yalıtkan maddelere örnek olarak tahta, cam ve plastiği verebiliriz. İsterseniz bu örnekleri arttırabilirsiniz.
Yarı iletken
Aşağıdaki şekilde gördüğünüz gibi yarı iletkenlerin valans yörüngelerinde 4 elektron bulunmaktadır. Bu yüzden yarı iletkenler iletkenlerle yalıtkanlar arasında yer almaktadır. Elektronik elemanlarda en yaygın olarak kullanılan yarı iletkenler Germanyum ve Silisyumdur. Tüm yarı iletkenler son yörüngelerindeki atom sayısını 8 ‘e çıkarma çabasındadırlar. Bu nedenle saf bir germenyum maddesinde komşu atomlar son yörüngelerindeki elektronları Kovalent bağ ile birleştirerek ortak kullanırlar.
Atomlar arasındaki bu kovalent bağ germanyuma kristallik özelliği kazandırır. Silisyum maddeside özellik olarak germanyumla hemen hemen aynıdır. Fakat yarı iletkenli elektronik devre elemanlarında daha çok silisyum kullanılır. Silisyum ve Germanyum devre elemanı üretiminde saf olarak kullanılmaz. Bu maddelere katkı katılarak Pozitif ve Negatif maddeler elde edilir. Pozitif (+) maddelere “P tipi”, Negatif (-) maddelerede “N tipi” maddeler denir.
Katkısız yarı iletkenler
Bu yarı iletkenler saf kristal haldedir. Katışıksız maddedeki valans elektronlar ısı enerjisini emerek kovalent bağların kırılmasına sebep olur ve serbest kalırlar. Yarı iletkenler negatif sıcaklık katsayısına sahiptir ve dirençleri sıcaklık azaldıkça artar. Bu durum sadece yarı iletkenlere özgüdür. İyi bir iletken olmasalarda valans elektronları doğal bir kaynaktan ısı enerjisi emdiğinde mükemmel iletkenlere dönüşürler. Basitçe bu maddelerin sıcaklığı arttıkça iletkenlikleri artar.
Katkılı yarı iletkenler
Katışıksız yarı iletkenlere katkı yapılarak bu maddelerin özellikleri değiştirilir ve katkılı yarı iletkenlere dönüşürler. Bu katkı maddeleri 5 valensli ya da üç valensli maddelerdir. 5 valensliler antimon, fosfor, arsenik vs.'dir. Bunlar 5. grup elementi olup 5 valens elektronları bulunur. Üç valensliler bor, galyum, indiyum vs.'dir. 3. grup elementidirler ve 3 valens elektronları vardır. Bu maddeler, saf maddelere yüzde 1 oranında katılırlar. Böylece 10 milyon atomda 1 atom katkı yapılmış olur. Katkılı yarı iletkenler, saf germanyum veya silisyum gibi maddelere bu tür katkılar yapılarak elde edilir. Eklenen katkı maddesine göre N-tipi ve P-tipi olarak sınıflandırılırlar.
Sözlükte "iletken" ne demek?
İletken kelimesinin ingilizcesi
adj. conductive, conducting, hot