adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat elektron. Untuk mengerti cara kerja alat-alat elektronik maka diperlukan sedikit pemahaman mengenai Sifat Elektron Benda, Kedudukan Elektron dalam Susunan Sebuah Benda dan Susunan Atom.
Sifat Elektron Benda
Pada dasarnya elektron terdapat disetiap benda, baik benda padat, cair atau gas. Berdasarkan sifat elektronnya, benda terbagi menjadi 3 kategori:
- Konduktor: merupakan benda yang mudah menghantarkan muatan listrik, contohnya besi dan tembaga
- Isolator: merupakan benda yang sukar menghantarkan muatan listrik, contohnya plastik dan kayu
- Semi konduktor: merupakan benda yang daya hantar muatan listriknya tidak sebaik konduktor namun lebih baik dari isolator, contohnya transistor dan dioda.
Kedudukan Elektron dalam Susunan Sebuah Benda
- Benda, merupakan sesuatu yang dapat diraba atau dilihat dengan kasat mata.
- Molekul, merupakan bagian terkecil dari benda yang masih dapat dibagi-bagi lagi dan masih tetap mengandung unsur-unsur kimiawi dari bendanya.
- Atom, berasal dari kata atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi, merupakan bagian yang terkecil dari suatu benda yang tidak dapat dibagi lagi. Namun setelah ditemukan gejala radioaktif, anggapan itu tidak dapat dipertahankan lagi. Atom dianggap terdiri dari elektron dan inti atom.
Susunan Atom
Atom terdiri dari inti atom dan elektron yang mengitari inti tersebut. Inti sendiri terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan. Elektron yang mengitari inti bermuatan negatif. Besar muatan proton dan elektron sama, yaitu e = 1,6 x 10
-19 coulomb.
Bahan semi konduktor yang paling banyak dipakai dalam pembuatan alat elektronik adalah silikon (Si). Atom Si terdiri dari inti atom dan 14 elektron yang mengitari inti. Intinya terdiri dari 14 proton dan 14 neutron. 14 elektron yang mengitari inti terbagi dalam 3 kelompok. Kelompok yang terdekat dengan inti terdiri dari 2 elektron, kelompok yang terjauh dari inti terdiri dari 4 elektron, sedangkan kelompok ketiga sebanyak 8 elektron terletak antara kedua kelompok tersebut. Tiap-tiap kelompok juga dinamakan kulit atom. Jadi Si mempunyai 3 kulit atom yang berisi elektron.
Elektron-elektron yang terletak dalam kulit terluar dinamakan elektron valensi. Tenaga elektron yang berada dalam kulit yang terdekat dengan inti adalah terbesar. Tenaga ini disebabkan karena adanya daya tarik menarik antara muatan positif dalam inti dengan muatan negatif elektron.
Tenaga yang berada pada kulit terluar adalah yang paling kecil, oleh karena itu elektron-elektron ini paling mudah lepas dari inti. Apabila terlepas maka elektron ini kemudian bergerak bebas, sehingga dinamakan elektron bebas. Jumlah elektron bebas dalam suatu zat menentukan sifat listriknya. Pergerakan atau perpindahan elektron bebas inilah yang mengakibatkan timbulnya energi listrik.
Bila jumlahnya besar seperti misalnya dalam besi atau logam, maka daya hantar listriknya baik. Zat seperti ini yang kemudian dikenal dengan
bahan konduktor. Dan bila jumlah elektron bebasnya sedikit seperti misalnya dalam kayu, maka zat tersebut sukar menghantarkan listrik atau dikenal dengan
bahan isolator.
Jumlah elektron bebas dalam zat seperti Silikon (Si) dan Germanium (Ge) tidak sebanyak dalam logam tetapi tidak sesedikit dalam isolator, maka daya hantar listriknya pun tidak sebaik logam tetapi lebih baik dari isolator. Zat seperti ini dinamakan
bahan semi konduktor.
