Die sleutelverskil tussen geleier-halfgeleier en -isolator is dat geleiers 'n hoë elektriese geleidingsvermoë toon en halfgeleiers 'n intermediêre geleidingsvermoë toon, terwyl isolators 'n weglaatbare geleidingsvermoë toon.
Geleiers, halfgeleiers en isolators is drie kategorieë waarin ons enige materiaal kan kategoriseer afhangende van die elektriese geleidingsvermoë.
Wat is 'n dirigent?
'n Geleier of elektriese geleier is 'n voorwerp in elektriese ingenieurswese waarin die vloei van lading in een of meer rigtings toegelaat word. Met ander woorde, geleiermateriale kan 'n elektriese stroom deur hulself gelei. Die mees algemene elektriese geleiers is metale en metaalvoorwerpe. In hierdie materiale word elektriese strome opgewek deur die vloei van negatief gelaaide elektrone, positief gelaaide gate, en soms as gevolg van die teenwoordigheid van positiewe en negatiewe ione.
Belangriker nog, wanneer 'n elektriese stroom deur 'n geleier gaan, is dit nie nodig dat 'n gelaaide deeltjie van 'n plek waar die stroom geproduseer word na die plek waar die stroomverbruik plaasvind, beweeg nie. Hier is die gelaaide deeltjies geneig om hul buurman 'n eindige hoeveelheid energie te stoot, en dit vind plaas as 'n kettingreaksie tussen die naburige deeltjies waar deeltjies aan die einde van die ketting die krag in die verbruikersvoorwerp instoot. Daarom kan ons langketting-momentumoordrag tussen mobiele ladingdraers waarneem.
Figuur 01: Elektriese Geleier
Wanneer die twee belangrike feite oor weerstand en geleiding met betrekking tot 'n geleier oorweeg word, hang die weerstand af van die samestelling van die materiaal en sy afmetings, terwyl die geleiding van die weerstand afhang. Boonop het die temperatuur van die geleier ook 'n groot impak hierop. Nie net metale nie, maar daar kan ook ander vorme van geleiers wees, wat elektroliete, halfgeleiers, supergeleiers, plasmatoestande en sommige nie-metaalgeleiers, insluitend grafiet, insluit.
Wat is 'n halfgeleier?
Halfgeleiers is materiale met 'n elektriese geleidingswaarde wat tussen die geleidingsvermoë van geleiers en isolators val. Nog belangriker, die weerstand van hierdie materiale is geneig om te daal wanneer die temperatuur verhoog word. Daarbenewens kan ons die geleidingsvermoë van halfgeleiers verander deur onsuiwerhede (die proses word "doping" genoem) in die kristalstruktuur van die materiaal in te voer. Daarom kan ons hierdie materiaal vir verskeie verskillende toepassings met groot belang gebruik.
Twee streke met verskillend gedoteerde strukture wat in dieselfde kristalstruktuur voorkom, skep 'n halfgeleieraansluiting. Hierdie aansluitings dien as die basis vir die gedrag van ladingdraers in diodes, transistors en ander moderne elektronika.
Sommige algemene voorbeelde van halfgeleiermateriale sluit silikon, germanium, galliumarsenied en metalloïede elemente in. Die mees algemene materiale wat vir halfgeleiervorming gebruik word, behels laserdiodes, sonselle. Mikrogolffrekwensie geïntegreerde stroombane, ens., is silikon en germanium.
Figuur 02: Halfgeleier – Silikon
Na die dopingproses neem die aantal ladingdraers in die kristalstruktuur vinnig toe. Daar kan vrye gate of vrye elektrone in die halfgeleier wees wat met geleiding help. As die materiaal meer vrye gate het, noem ons dit 'n "p-tipe" halfgeleier, en as daar vrye elektrone is, dan behoort dit aan die "n-tipe". Tydens die dopingproses kan ons materiale soos vyfwaardige chemiese elemente byvoeg, insluitend antimoon, fosfor of arseen, of driewaardige atome soos boor, gallium en indium. Daarbenewens kan ons die geleidingsvermoë van halfgeleiers ook verhoog deur die temperatuur te verhoog.
Wat is 'n isolator?
Isolators is materiale wat nie 'n vryvloeiende elektriese stroom kan dra nie. Dit is omdat die atome van hierdie tipe materiaal elektrone het wat dig aan atome gebind is en nie maklik kan beweeg nie. Wanneer die eienskap van weerstand oorweeg word, is weerstand baie hoog in vergelyking met geleiers en halfgeleiers. Niemetale is die algemeenste voorbeelde van isoleerders.
Daar is egter geen perfekte isoleerders nie, want dit bevat klein getalle mobiele ladings wat 'n elektriese stroom kan dra. Daarbenewens is al die isolators geneig om elektries geleidend te word wanneer daar 'n voldoende hoeveelheid spanning op die materiaal toegepas word, wat die elektrone van die atome kan wegskeur. Dit is die afbreekspanning van die isolator.
Daar is verskillende gebruike van isolators, insluitend die vervaardiging van elektriese toerusting om elektriese geleiers te ondersteun en te skei sonder om die stroom deur hulself te laat vloei. Verder word 'n buigsame laag van 'n isolator gewoonlik gebruik vir elektriese drade en kabels om geïsoleerde drade te maak. Dit is omdat die drade wat aan mekaar kan raak 'n kruisverbinding, kortsluitings en brandgevaar ook veroorsaak.
Wat is die verskil tussen geleierhalfgeleier en isolator?
Geleiers, halfgeleiers en isolators is drie kategorieë waarin ons enige materiaal kan kategoriseer afhangende van die elektriese geleidingsvermoë. Die belangrikste verskil tussen geleier-halfgeleier en -isolator is dat geleiers 'n hoë elektriese geleidingsvermoë toon en halfgeleiers 'n tussengeleiding toon, terwyl isolators 'n weglaatbare geleidingsvermoë toon.
Die volgende tabel lys die verskille tussen geleier-halfgeleier en isolator vir sy-aan-sy-vergelyking.
Opsomming – Geleier vs Halfgeleier vs Insulator
Geleiers, halfgeleiers en isolators is drie kategorieë waarin ons enige materiaal kan kategoriseer afhangende van die elektriese geleidingsvermoë. Die sleutelverskil tussen geleier-halfgeleier en -isolator is dat geleiers 'n hoë elektriese geleidingsvermoë toon en halfgeleiers 'n intermediêre geleidingsvermoë toon, terwyl isolators 'n weglaatbare geleidingsvermoë toon.
