Wat is het verschil tussen een geleider en een halfgeleider?

Het is bekend dat in een stof geplaatst in een elektrisch veld, wanneer blootgesteld aan de krachten van dit veld, een beweging van vrije elektronen of ionen in de richting van de veldkrachten wordt gevormd. Met andere woorden, er treedt elektrische stroom op in de substantie.

De eigenschap die bepaalt of een stof elektrische stroom kan geleiden, wordt 'elektrische geleidbaarheid' genoemd. De elektrische geleidbaarheid is rechtstreeks afhankelijk van de concentratie van geladen deeltjes: hoe hoger de concentratie, hoe hoger de elektrische geleidbaarheid.

Volgens deze eigenschap zijn alle stoffen onderverdeeld in 3 types:

  1. Guides.
  2. Diëlektrica.
  3. Semiconductors.

Beschrijving van de geleiders

Geleiders hebben de hoogste elektrische geleidbaarheid van alle soorten stoffen. Alle geleiders zijn onderverdeeld in twee grote subgroepen:

  • Metalen (koper, aluminium, zilver) en hun legeringen.
  • Elektrolyten (waterige oplossing van zout, zuur).

In de stoffen van de eerste subgroep kunnen alleen elektronen bewegen, omdat hun binding met de atoomkernen zwak is en ze daarom eenvoudigweg van elkaar worden gescheiden. Aangezien in metalen het optreden van stroom geassocieerd is met de beweging van vrije elektronen, wordt het type elektrische geleiding daarin elektronische genoemd.

Parallelle aansluiting van geleiders

Van de geleiders van de eerste subgroep wordt gebruikt in de wikkelingen van elektrische machines, hoogspanningslijnen, draden. Het is belangrijk op te merken dat de elektrische geleidbaarheid van metalen wordt beïnvloed door de zuiverheid en de afwezigheid van onzuiverheden.

Elektrische stroombeweging

In stoffen van de tweede subgroep desintegreert het molecuul in een positief en negatief ion wanneer een oplossing wordt toegepast. De ionen bewegen als gevolg van het elektrische veld. Dan, wanneer de stroom door de elektrolyt loopt, worden de ionen afgezet op de elektrode, die afdaalt in de elektrolyt. Het proces waarbij een stof wordt vrijgegeven uit een elektrolyt onder invloed van een elektrische stroom wordt elektrolyse genoemd. Het proces van elektrolyse wordt meestal toegepast, bijvoorbeeld wanneer een non-ferrometaal wordt geëxtraheerd uit een oplossing van de verbinding, of wanneer het metaal wordt gecoat met een beschermende laag van andere metalen.

Diëlektrische beschrijving

Diëlektrica worden ook elektrische isolerende stoffen genoemd.

Alle elektrisch isolerende stoffen hebben de volgende classificatie:

  • Afhankelijk van de aggregatietoestand kunnen diëlektrica vloeibaar, vast en gasvormig zijn.
  • Afhankelijk van de productiemethode - natuurlijk en synthetisch.
  • Afhankelijk van de chemische samenstelling - organisch en anorganisch.
  • Afhankelijk van de structuur van de moleculen - neutraal en polair.

Deze omvatten gas (lucht, stikstof, gas), minerale olie, rubber en keramiek. Deze stoffen worden gekenmerkt door hun vermogen om te polariseren in een elektrisch veld . Polarisatie is de vorming van ladingen op het oppervlak van een stof met verschillende tekens.

Diëlektrisch voorbeeld

Diëlektrica bevatten een klein aantal vrije elektronen, terwijl de elektronen een sterke binding met de atoomkernen hebben en zich er slechts zelden van losmaken. Dit betekent dat deze stoffen niet in staat zijn stroom te geleiden.

Deze eigenschap is zeer nuttig bij de productie van producten die worden gebruikt bij de bescherming tegen elektrische stroom: diëlektrische handschoenen, matten, laarzen, isolatoren voor elektrische apparatuur, enz.

Over halfgeleiders

Een halfgeleider werkt als een tussenstof tussen een geleider en een diëlektricum . De meest prominente vertegenwoordigers van dit type stoffen zijn silicium, germanium, selenium. Bovendien worden elementen van de vierde groep van het periodieke tabel Dmitry Ivanovich Mendelejev meestal aan deze stoffen toegewezen.

Halfgeleiders: silicium, germanium, selenium

Halfgeleiders hebben een extra "gat" geleidbaarheid, naast elektronische geleidbaarheid. Dit type geleidbaarheid is afhankelijk van een aantal omgevingsfactoren, waaronder licht, temperatuur, elektrische en magnetische velden.

Deze stoffen hebben zwakke covalente bindingen. Bij blootstelling aan een van de externe factoren wordt de binding vernietigd, waarna de vorming van vrije elektronen optreedt. In dit geval blijft, wanneer het elektron is losgemaakt, een vrij "gat" in de covalente binding. Vrije "gaten" trekken aangrenzende elektronen aan en daarom kan deze actie voor onbepaalde tijd worden uitgevoerd.

Om de geleidbaarheid van halfgeleiders te vergroten door verschillende verontreinigingen te introduceren. Deze techniek wordt veel gebruikt in industriële elektronica: in diodes, transistors, thyristors. Laten we in meer detail de belangrijkste verschillen bekijken tussen geleiders en halfgeleiders.

Wat is het verschil tussen een geleider en een halfgeleider?

Het belangrijkste verschil tussen een geleider en een halfgeleider is het vermogen om elektrische stroom te geleiden. De geleider is veel hoger.

Wanneer de temperatuur stijgt, neemt ook de geleidbaarheid van de halfgeleiders toe; de geleiding van geleiders met toenemende wordt minder.

In zuivere geleiders, onder normale omstandigheden, komt een veel groter aantal elektronen vrij tijdens het passeren van stroom dan in halfgeleiders. Tegelijkertijd vermindert de toevoeging van onzuiverheden de geleidbaarheid van de geleiders, maar verhoogt het geleidingsvermogen van halfgeleiders.

Aanbevolen

Atsipol of Maksilak - verschillen en wat is beter om te nemen
2019
Wat is beter om een ​​Ford Kuga of Volkswagen Tiguan te kopen - vergelijkingsauto's
2019
Fiat Ducato en Ford Transit: een vergelijking van auto's en die beter is
2019