Der Hauptunterschied zwischen Leiterhalbleitern und Isolatoren besteht darin, dass Leiter eine hohe elektrische Leitfähigkeit und Halbleiter eine mittlere Leitfähigkeit aufweisen, während Isolatoren eine vernachlässigbare Leitfähigkeit aufweisen.
Leiter, Halbleiter und Isolatoren sind drei Kategorien, denen wir je nach elektrischer Leitfähigkeit jedes Material zuordnen können.
Was ist ein Dirigent?
Ein Leiter oder elektrischer Leiter ist ein Gegenstand in der Elektrotechnik, bei dem der Ladungsfluss in eine oder mehrere Richtungen zugelassen ist. Mit anderen Worten, Leitermaterialien können einen elektrischen Strom durch sich selbst leiten. Die häufigsten elektrischen Leiter sind Metalle und metallische Gegenstände. In diesen Materialien werden elektrische Ströme durch den Fluss von negativ geladenen Elektronen, positiv geladenen Löchern und manchmal durch das Vorhandensein von positiven und negativen Ionen erzeugt.
Wichtiger noch: Wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, ist es nicht notwendig, dass ein geladenes Teilchen von einem Ort, an dem der Strom erzeugt wird, zu dem Ort wandert, an dem der Stromverbrauch stattfindet. Hier neigen die geladenen Teilchen dazu, ihrem Nachbarn eine begrenzte Energiemenge zuzuschieben, und dies tritt als Kettenreaktion zwischen den benachbarten Teilchen auf, bei der Teilchen am Ende der Kette die Energie in das Verbraucherobjekt schieben. Daher können wir eine langkettige Impulsübertragung zwischen beweglichen Ladungsträgern beobachten.
Abbildung 01: Elektrischer Leiter
Betrachtet man die beiden wichtigen Fakten Widerstand und Leitwert eines Leiters, so hängt der Widerstand von der Zusammensetzung des Materials und dessen Abmessungen ab, während der Leitwert vom Widerstand abhängt. Darüber hinaus hat auch die Temperatur des Leiters einen großen Einfluss darauf. Nicht nur Metalle, sondern auch andere Formen von Leitern, darunter Elektrolyte, Halbleiter, Supraleiter, Plasmazustände und einige nichtmetallische Leiter, einschließlich Graphit.
Was ist ein Halbleiter?
Halbleiter sind Materialien mit einer elektrischen Leitfähigkeit, die zwischen der Leitfähigkeit von Leitern und Isolatoren liegt. Noch wichtiger ist, dass der spezifische Widerstand dieser Materialien bei einer Erhöhung der Temperatur tendenziell abfällt. Darüber hinaus können wir die Leitfähigkeit von Halbleitern verändern, indem wir Verunreinigungen in die Kristallstruktur des Materials einführen (der Vorgang wird als „Dotieren“bezeichnet). Daher können wir diese Materialien für verschiedene Anwendungen mit großer Bedeutung verwenden.
Zwei Regionen mit unterschiedlich dotierten Strukturen, die in derselben Kristallstruktur vorkommen, erzeugen einen Halbleiterübergang. Diese Übergänge dienen als Grundlage für das Verh alten von Ladungsträgern in Dioden, Transistoren und anderer moderner Elektronik.
Einige gängige Beispiele für Halbleitermaterialien sind Silizium, Germanium, Galliumarsenid und Halbmetalle. Die gebräuchlichsten Materialien, die für die Halbleiterbildung verwendet werden, umfassen Laserdioden und Solarzellen. Integrierte Sch altungen für Mikrowellenfrequenzen usw. sind Silizium und Germanium.
Abbildung 02: Halbleiter – Silizium
Nach dem Dotierungsvorgang steigt die Zahl der Ladungsträger in der Kristallstruktur rapide an. Es können freie Löcher oder freie Elektronen im Halbleiter vorhanden sein, die zur Leitfähigkeit beitragen. Wenn das Material mehr freie Löcher hat, dann nennen wir es einen „p-Typ“-Halbleiter, und wenn es freie Elektronen gibt, dann gehört es zum „n-Typ“. Während des Dotierungsprozesses können wir Materialien wie fünfwertige chemische Elemente, einschließlich Antimon, Phosphor oder Arsen, oder dreiwertige Atome wie Bor, Gallium und Indium hinzufügen. Außerdem können wir die Leitfähigkeit von Halbleitern auch durch Temperaturerhöhung erhöhen.
Was ist ein Isolator?
Isolatoren sind Materialien, die keinen frei fließenden elektrischen Strom führen können. Dies liegt daran, dass die Atome dieser Art von Material Elektronen haben, die fest an Atome gebunden sind und sich nicht leicht bewegen können. Wenn man die Eigenschaft des spezifischen Widerstands betrachtet, ist der spezifische Widerstand im Vergleich zu Leitern und Halbleitern sehr hoch. Nichtmetalle sind die häufigsten Beispiele für Isolatoren.
Es gibt jedoch keine perfekten Isolatoren, da sie eine kleine Anzahl mobiler Ladungen enth alten, die elektrischen Strom führen können. Außerdem neigen alle Isolatoren dazu, elektrisch leitfähig zu werden, wenn eine ausreichende Spannung an das Material angelegt wird, was die Elektronen von den Atomen abreißen kann. Es ist die Durchbruchspannung des Isolators.
Es gibt verschiedene Anwendungen von Isolatoren, einschließlich der Herstellung von elektrischen Geräten, um elektrische Leiter zu stützen und zu trennen, ohne dass der Strom durch sie hindurchfließen kann. Außerdem wird üblicherweise eine flexible Beschichtung eines Isolators für elektrische Drähte und Kabel verwendet, um isolierte Drähte herzustellen. Dies liegt daran, dass die Drähte, die sich berühren können, auch Querverbindungen, Kurzschlüsse und Brandgefahren erzeugen.
Was ist der Unterschied zwischen Leiter, Halbleiter und Isolator?
Leiter, Halbleiter und Isolatoren sind drei Kategorien, denen wir je nach elektrischer Leitfähigkeit jedes Material zuordnen können. Der Hauptunterschied zwischen Leiterhalbleiter und Isolator besteht darin, dass Leiter eine hohe elektrische Leitfähigkeit und Halbleiter eine mittlere Leitfähigkeit aufweisen, während Isolatoren eine vernachlässigbare Leitfähigkeit aufweisen.
Die folgende Tabelle listet die Unterschiede zwischen Leiterhalbleiter und Isolator zum direkten Vergleich auf.
Zusammenfassung – Leiter vs. Halbleiter vs. Isolator
Leiter, Halbleiter und Isolatoren sind drei Kategorien, denen wir je nach elektrischer Leitfähigkeit jedes Material zuordnen können. Der Hauptunterschied zwischen Leiterhalbleiter und Isolator besteht darin, dass Leiter eine hohe elektrische Leitfähigkeit und Halbleiter eine mittlere Leitfähigkeit aufweisen, während Isolatoren eine vernachlässigbare Leitfähigkeit aufweisen.
