Ključna razlika između provodničkog poluprovodnika i izolatora je u tome što provodnici pokazuju visoku električnu provodljivost, a poluprovodnici srednju provodljivost, dok izolatori pokazuju zanemarljivu provodljivost.
Provodniki, poluprovodnici i izolatori su tri kategorije u koje možemo kategorizirati bilo koji materijal u zavisnosti od električne provodljivosti.
Šta je dirigent?
Provodnik ili električni provodnik je objekat u elektrotehnici u kojem je dozvoljen protok naelektrisanja u jednom ili više smerova. Drugim riječima, provodnički materijali mogu provoditi električnu struju kroz sebe. Najčešći električni provodnici su metali i metalni predmeti. U ovim materijalima, električne struje nastaju kroz protok negativno nabijenih elektrona, pozitivno nabijenih rupa, a ponekad i zbog prisustva pozitivnih i negativnih jona.
Još važnije, kada električna struja prolazi kroz provodnik, nije neophodno da naelektrisana čestica putuje od mesta gde se struja proizvodi do mesta gde se javlja potrošnja struje. Ovdje nabijene čestice imaju tendenciju da potisnu svog susjeda konačnu količinu energije, a to se događa kao lančana reakcija između susjednih čestica gdje čestice na kraju lanca potiskuju snagu u objekt potrošača. Stoga, možemo promatrati dugolančani prijenos zamaha između mobilnih nosača punjenja.
Slika 01: Električni provodnik
Kada se razmatraju dvije važne činjenice o otporu i provodljivosti u vezi provodnika, otpor ovisi o sastavu materijala i njegovim dimenzijama, dok provodljivost ovisi o otporu. Štaviše, temperatura provodnika takođe ima veliki uticaj na to. Ne samo metali, već mogu postojati i drugi oblici provodnika, koji uključuju elektrolite, poluprovodnike, supravodiče, stanja plazme i neke nemetalne provodnike, uključujući grafit.
Šta je poluprovodnik?
Poluprovodnici su materijali koji imaju vrijednost električne provodljivosti koja pada između provodljivosti provodnika i izolatora. Što je još važnije, otpornost ovih materijala ima tendenciju pada s povećanjem temperature. Osim toga, možemo promijeniti provodljivost poluvodiča uvođenjem nečistoća (proces se naziva “dopiranje”) u kristalnu strukturu materijala. Stoga možemo koristiti ove materijale za razne različite primjene sa velikim značajem.
Dva regiona sa različito dopiranim strukturama koje se javljaju u istoj kristalnoj strukturi stvaraju poluprovodnički spoj. Ovi spojevi služe kao osnova za ponašanje nosilaca naboja u diodama, tranzistorima i drugoj modernoj elektronici.
Neki uobičajeni primjeri poluvodičkih materijala uključuju silicijum, germanijum, galijum arsenid i metaloidne elemente. Najčešći materijali koji se koriste za formiranje poluvodiča su laserske diode, solarne ćelije. Integrisani krugovi mikrotalasne frekvencije, itd., su silicijum i germanijum.
Slika 02: Poluprovodnik – silicij
Nakon procesa dopinga, broj nosilaca naboja u kristalnoj strukturi se brzo povećava. U poluvodiču mogu postojati slobodne rupe ili slobodni elektroni koji pomažu u vodljivosti. Ako materijal ima više slobodnih rupa, onda ga nazivamo poluvodičem “p-tipa”, a ako ima slobodnih elektrona, onda pripada “n-tipu”. Tokom procesa dopinga, možemo dodati materijale kao što su petovalentni hemijski elementi, uključujući antimon, fosfor ili arsen, ili trovalentne atome kao što su bor, galijum i indijum. Osim toga, možemo povećati provodljivost poluprovodnika i povećanjem temperature.
Šta je izolator?
Izolatori su materijali koji ne mogu nositi električnu struju slobodnog protoka. To je zato što atomi ove vrste materijala imaju elektrone koji su čvrsto vezani za atome i ne mogu se lako kretati. Kada se uzme u obzir svojstvo otpornosti, otpornost je veoma visoka u poređenju sa provodnicima i poluprovodnicima. Nemetali su najčešći primjeri izolatora.
Međutim, ne postoje savršeni izolatori jer sadrže mali broj mobilnih punjenja koji mogu nositi električnu struju. Dodatno, svi izolatori imaju tendenciju da postanu električno provodljivi kada je na materijal primijenjen dovoljan napon, koji može otrgnuti elektrone od atoma. To je probojni napon izolatora.
Postoje različite upotrebe izolatora, uključujući proizvodnju električne opreme koja podržava i odvaja električne provodnike bez dopuštanja struji da teče kroz sebe. Nadalje, fleksibilni premaz izolatora se obično koristi za električne žice i kablove za izradu izoliranih žica. To je zato što žice koje se mogu dodirivati stvaraju unakrsnu vezu, kratke spojeve i opasnost od požara.
Koja je razlika između provodničkog poluprovodnika i izolatora?
Provodniki, poluprovodnici i izolatori su tri kategorije u koje možemo kategorizirati bilo koji materijal u zavisnosti od električne provodljivosti. Ključna razlika između provodničkog poluprovodnika i izolatora je u tome što provodnici pokazuju visoku električnu provodljivost, a poluprovodnici srednju provodljivost, dok izolatori pokazuju zanemarljivu provodljivost.
Sljedeća tabela navodi razlike između provodničkog poluprovodnika i izolatora radi usporedbe.
Sažetak – Provodnik vs poluvodič vs izolator
Provodniki, poluprovodnici i izolatori su tri kategorije u koje možemo kategorizirati bilo koji materijal u zavisnosti od električne provodljivosti. Ključna razlika između provodničkog poluprovodnika i izolatora je u tome što provodnici pokazuju visoku električnu provodljivost, a poluprovodnici srednju provodljivost, dok izolatori pokazuju zanemarljivu provodljivost.
