Diferența cheie dintre semiconductorul conductor și izolator este că conductorii prezintă o conductivitate electrică ridicată, iar semiconductorii prezintă o conductivitate intermediară, în timp ce izolatorii prezintă o conductivitate neglijabilă.
Conductorii, semiconductorii și izolatorii sunt trei categorii în care putem clasifica orice material în funcție de conductibilitatea electrică.
Ce este un dirijor?
Un conductor sau conductor electric este un obiect din inginerie electrică în care fluxul de sarcină este permis în una sau mai multe direcții. Cu alte cuvinte, materialele conductoare pot conduce un curent electric prin ele însele. Cei mai frecventi conductori electrici sunt metalele si obiectele metalice. În aceste materiale, curenții electrici sunt generați prin fluxul de electroni încărcați negativ, găuri încărcate pozitiv și, uneori, datorită prezenței ionilor pozitivi și negativi.
Mai important, atunci când un curent electric trece printr-un conductor, nu este necesar ca o particulă încărcată să călătorească de la un loc unde este produs curentul la locul în care are loc consumul de curent. Aici, particulele încărcate au tendința de a împinge vecinul lor cu o cantitate finită de energie, iar aceasta are loc ca o reacție în lanț între particulele vecine, unde particulele de la capătul lanțului împing puterea în obiectul consumator. Prin urmare, putem observa transferul de impuls pe lanț lung între purtătorii de taxe mobile.
Figura 01: Conductor electric
Când luăm în considerare cele două fapte importante despre rezistență și conductanță referitoare la un conductor, rezistența depinde de compoziția materialului și de dimensiunile acestuia, în timp ce conductanța depinde de rezistență. Mai mult decât atât, temperatura conductorului are, de asemenea, un impact mare asupra acestui lucru. Nu numai metale, ci pot exista și alte forme de conductori, care includ electroliți, semiconductori, supraconductori, stări de plasmă și unii conductori nemetalici, inclusiv grafitul.
Ce este un semiconductor?
Semiconductorii sunt materiale care au o valoare a conductibilității electrice care se încadrează între conductivitatea conductorilor și a izolatorilor. Mai important, rezistivitatea acestor materiale tinde să scadă la creșterea temperaturii. În plus, putem modifica conductivitatea semiconductorilor prin introducerea de impurități (procesul se numește „doping”) în structura cristalină a materialului. Prin urmare, putem folosi aceste materiale pentru diverse aplicații diferite, cu mare importanță.
Două regiuni cu structuri dopate diferit care apar în aceeași structură cristalină creează o joncțiune semiconductoare. Aceste joncțiuni acționează ca bază pentru comportamentul purtătorilor de sarcină în diode, tranzistoare și alte electronice moderne.
Unele exemple comune de materiale semiconductoare includ siliciu, germaniu, arseniură de galiu și elemente metaloide. Cele mai comune materiale care sunt utilizate pentru formarea semiconductoarelor implică diode laser, celule solare. Circuitele integrate de frecvență cu microunde etc. sunt siliciu și germaniu.
Figura 02: Semiconductor – Siliciu
După procesul de dopaj, numărul purtătorilor de sarcină din structura cristalină crește rapid. Pot exista găuri libere sau electroni liberi în semiconductor care ajută la conductivitate. Dacă materialul are mai multe găuri libere, atunci îl numim semiconductor „de tip p”, iar dacă există electroni liberi, atunci aparține „tipului n”. În timpul procesului de dopaj, putem adăuga materiale precum elemente chimice pentavalente, inclusiv antimoniu, fosfor sau arsen, sau atomi trivalenți precum bor, galiu și indiu. În plus, putem crește conductivitatea semiconductorilor și prin creșterea temperaturii.
Ce este un izolator?
Izolatoarele sunt materiale care nu pot transporta un curent electric care curge liber. Acest lucru se datorează faptului că atomii acestui tip de material au electroni care sunt strâns legați de atomi și nu se pot mișca cu ușurință. Când luăm în considerare proprietatea rezistivității, rezistivitatea este foarte mare în comparație cu conductorii și semiconductorii. Nemetalicele sunt cele mai comune exemple de izolatori.
Cu toate acestea, nu există izolatori perfecti, deoarece conțin un număr mic de sarcini mobile care pot transporta un curent electric. În plus, toți izolatorii tind să devină conductori electric atunci când există o cantitate suficientă de tensiune aplicată materialului, care poate rupe electronii de la atomi. Este tensiunea de avarie a izolatorului.
Există diferite utilizări ale izolatorilor, inclusiv producția de echipamente electrice pentru a susține și a separa conductorii electrici fără a permite curentului să treacă prin ei înșiși. În plus, o acoperire flexibilă a unui izolator este de obicei utilizată pentru firele electrice și cablurile pentru a face fire izolate. Acest lucru se datorează faptului că firele care se pot atinge între ele produc o conexiune încrucișată, scurtcircuite și pericole de incendiu.
Care este diferența dintre semiconductor și izolator?
Conductorii, semiconductorii și izolatorii sunt trei categorii în care putem clasifica orice material în funcție de conductibilitatea electrică. Diferența cheie dintre semiconductorul conductor și izolator este că conductorii prezintă o conductivitate electrică ridicată, iar semiconductorii prezintă o conductivitate intermediară, în timp ce izolatorii prezintă o conductivitate neglijabilă.
Următorul tabel listează diferențele dintre semiconductorul conductor și izolator pentru o comparație una lângă alta.
Rezumat – Conductor vs Semiconductor vs Izolator
Conductorii, semiconductorii și izolatorii sunt trei categorii în care putem clasifica orice material în funcție de conductibilitatea electrică. Diferența cheie dintre semiconductorul conductor și izolator este că conductorii prezintă o conductivitate electrică ridicată, iar semiconductorii prezintă o conductivitate intermediară, în timp ce izolatorii prezintă o conductivitate neglijabilă.
