Nøgleforskellen mellem lederhalvleder og isolator er, at ledere udviser en høj elektrisk ledningsevne, og halvledere viser en mellemledende ledningsevne, hvorimod isolatorer viser en ubetydelig ledningsevne.
Ledere, halvledere og isolatorer er tre kategorier, som vi kan kategorisere ethvert materiale i afhængigt af den elektriske ledningsevne.
Hvad er en dirigent?
En leder eller elektrisk leder er et objekt i elektroteknik, hvor ladningsstrømmen i en eller flere retninger er tilladt. Med andre ord kan ledermaterialer lede en elektrisk strøm gennem sig selv. De mest almindelige elektriske ledere er metaller og metalliske genstande. I disse materialer genereres elektriske strømme gennem strømmen af negativt ladede elektroner, positivt ladede huller og nogle gange på grund af tilstedeværelsen af positive og negative ioner.
Vigtigere er det, at når en elektrisk strøm passerer gennem en leder, er det ikke nødvendigt for en ladet partikel at rejse fra et sted, hvor strømmen produceres, til det sted, hvor strømforbruget forekommer. Her har de ladede partikler en tendens til at nudge deres nabo en endelig mængde energi, og dette sker som en kædereaktion mellem nabopartiklerne, hvor partikler for enden af kæden skubber strømmen ind i forbrugerobjektet. Derfor kan vi observere langkædet momentumoverførsel mellem mobilladningsselskaber.
Figur 01: Elektrisk leder
Når man betragter de to vigtige fakta om modstand og konduktans vedrørende en leder, afhænger modstanden af materialets sammensætning og dets dimensioner, hvorimod konduktansen afhænger af modstanden. Desuden har lederens temperatur også stor indflydelse på dette. Ikke kun metaller, men der kan også være andre former for ledere, som omfatter elektrolytter, halvledere, superledere, plasmatilstande og nogle ikke-metalliske ledere, herunder grafit.
Hvad er en halvleder?
Halvledere er materialer med en elektrisk ledningsevneværdi, der falder mellem ledningsevnen af ledere og isolatorer. Endnu vigtigere er det, at disse materialers resistivitet har en tendens til at falde ved at øge temperaturen. Derudover kan vi ændre ledningsevnen af halvledere ved at indføre urenheder (processen kaldes "doping") til materialets krystalstruktur. Derfor kan vi bruge disse materialer til forskellige applikationer med stor betydning.
To regioner med forskelligt dopede strukturer, der forekommer i den samme krystalstruktur, skaber en halvlederforbindelse. Disse samlinger fungerer som grundlag for opførsel af ladningsbærere i dioder, transistorer og anden moderne elektronik.
Nogle almindelige eksempler på halvledermaterialer omfatter silicium, germanium, galliumarsenid og metalloidelementer. De mest almindelige materialer, der bruges til halvlederdannelse, involverer laserdioder, solceller. Mikrobølgefrekvens integrerede kredsløb osv. er silicium og germanium.
Figur 02: Halvleder – Silicon
Efter dopingprocessen stiger antallet af ladningsbærere i krystalstrukturen hurtigt. Der kan være frie huller eller frie elektroner i halvlederen, der hjælper med ledningsevnen. Hvis materialet har flere frie huller, så kalder vi det en "p-type" halvleder, og hvis der er frie elektroner, så hører det til "n-typen". Under dopingprocessen kan vi tilføje materialer såsom pentavalente kemiske grundstoffer, herunder antimon, fosfor eller arsen, eller trivalente atomer såsom bor, gallium og indium. Derudover kan vi øge ledningsevnen af halvledere også ved at øge temperaturen.
Hvad er en isolator?
Isolatorer er materialer, der ikke kan bære en fritflydende elektrisk strøm. Dette skyldes, at atomerne i denne type materiale har elektroner, der er tæt bundet til atomer og ikke let kan bevæge sig. Når man overvejer egenskaben ved resistivitet, er resistiviteten meget høj sammenlignet med ledere og halvledere. Ikke-metaller er de mest almindelige eksempler på isolatorer.
Der er dog ingen perfekte isolatorer, fordi de indeholder et lille antal mobilladninger, der kan bære en elektrisk strøm. Derudover har alle isolatorer en tendens til at blive elektrisk ledende, når der er en tilstrækkelig mængde spænding på materialet, hvilket kan rive elektronerne væk fra atomerne. Det er isolatorens gennembrudsspænding.
Der er forskellige anvendelser af isolatorer, herunder produktion af elektrisk udstyr til at understøtte og adskille elektriske ledere uden at lade strømmen strømme gennem sig selv. Desuden bruges en fleksibel belægning af en isolator norm alt til elektriske ledninger og kabler til at lave isolerede ledninger. Dette skyldes, at de ledninger, der kan røre hinanden, også producerer en krydsforbindelse, kortslutninger og brandfare.
Hvad er forskellen mellem Conductor Semiconductor og isolator?
Ledere, halvledere og isolatorer er tre kategorier, som vi kan kategorisere ethvert materiale i afhængigt af den elektriske ledningsevne. Den vigtigste forskel mellem lederhalvleder og isolator er, at ledere viser en høj elektrisk ledningsevne, og halvledere viser en mellemledende ledningsevne, hvorimod isolatorer viser en ubetydelig ledningsevne.
Den følgende tabel viser forskellene mellem lederhalvleder og isolator til sammenligning side om side.
Opsummering – Conductor vs Semiconductor vs Insulator
Ledere, halvledere og isolatorer er tre kategorier, som vi kan kategorisere ethvert materiale i afhængigt af den elektriske ledningsevne. Den vigtigste forskel mellem lederhalvleder og isolator er, at ledere udviser en høj elektrisk ledningsevne, og halvledere viser en mellemledende ledningsevne, hvorimod isolatorer viser en ubetydelig ledningsevne.
