Чем отличается проводник от полупроводника?

Известно, что в веществе, помещенном в электрическое поле, при воздействии сил данного поля образуется движение свободных электронов, либо ионов по направлению сил поля. Другими словами, в веществе происходит возникновение электрического тока.

Свойство, определяющее способность вещества проводить электрический ток имеет название «электропроводность». Электропроводность напрямую зависима от концентрации заряженных частиц: чем выше концентрация, тем она электропроводность.

По данному свойству все вещества подразделяются на 3 типа:

1. Проводники.
2. Диэлектрики.
3. Полупроводники.

Описание проводников

Проводники обладают наивысшей электропроводностью из всех типов веществ. Все проводники подразделяются на две большие подгруппы:

• Металлы (медь, алюминий, серебро) и их сплавы.
• Электролиты (водный раствор соли, кислоты).

В веществах первой подгруппы перемещаться способны только электроны, поскольку их связь с ядрами атомов слабая, в связи с чем, они достаточно просто от них отсоединяются. Так как в металлах возникновение тока связано с передвижением свободных электронов, то тип электропроводности в них называется электронным.

Параллельное соединение проводников

Из проводников первой подгруппы используют в обмотках электромашин, линиях электропередач, проводах. Важно отметить, что на электропроводность металлов оказывает влияние его чистота и отсутствие примесей.

Движиение электрического тока

В веществах второй подгруппы при воздействии раствора происходит распадение молекулы на положительный и отрицательный ион. Ионы перемещаются вследствие воздействия электрического поля. Затем, когда ток проходит через электролит, происходит осаждение ионов на электроде, который опускается в данный электролит. Процесс, когда из электролита под воздействием электрического тока выделяется вещество, получил название электролиз.

Процесс электролиза принято применять, к примеру, когда добывается цветной металл из раствора его соединения, либо при покрытии металла защитным слоем иных металлов.

Описание диэлектриков

Диэлектрики также принято называть электроизоляционными веществами.

Все электроизоляционные вещества имеют следующую классификацию:

• В зависимости от агрегатного состояния диэлектрики могут быть жидкими, твердыми и газообразными.
• В зависимости от способы получения — естественными и синтетическими.
• В зависимости от химического состава – органическими и неорганическими.
• В зависимости от строения молекул – нейтральными и полярными.

К ним относятся газ (воздух, азот, элегаз),  минеральное масло,  любое резиновое и керамическое вещество. Данные вещества характеризуются способностью к поляризации в электрическом поле. Поляризация представляет собой образование на поверхности вещества зарядов с разными знаками.

Пример диэлектрика

В диэлектриках содержится малое количество свободных электронов, при этом электроны имеют сильную связь с ядрами атомов и только в редких случаях отсоединяются от них. Это означает, что данные вещества не обладают способностью проводить ток.

Данное свойство весьма полезно в сфере производства средств, используемых при защите от электрического тока: диэлектрические перчатки, коврики, ботинки, изоляторы на электрическое оборудование и т.п.

О полупроводниках

Полупроводник выступает в роли промежуточного вещества между проводником и диэлектриком

. Самыми яркими представителями данного типа веществ являются кремний, германий, селен. Помимо этого, к данным веществам принято относить элементы четвертой группы периодической таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева.

Полупроводники: кремний, германий, селен

Полупроводники имеют дополнительную «дырочную» проводимость, в дополнение к электронной проводимости. Данный тип проводимости зависим от ряда факторов внешней среды, среди которых свет, температура, электрическое и магнитное поле.

В данных веществах имеются непрочные ковалентные связи. При воздействии одного из внешних факторов связь разрушается, после чего происходит образование свободных электронов. При этом, когда электрон отсоединяется, в составе ковалентной связи остается свободная «дырка». Свободные «дырки» притягивают соседние электроны, и так данное действие может производиться бесконечно.

Увеличить проводимость полупроводниковых веществ можно путем внесения в них различных примесей. Данный прием широко распространен в промышленной электронике: в диодах, транзисторах, тиристорах. Рассмотрим более подробно главные отличия проводников от полупроводников.

Чем отличается проводник от полупроводника?

Основным отличием проводника от полупроводника является способность к проводимости электрического тока. У проводника она на порядок выше.

Когда поднимается значение температуры, проводимость полупроводников также возрастает; проводимость проводников при повышении становится меньше.

В чистых проводниках в нормальных условиях при прохождении тока высвобождается гораздо большее количество электронов, нежели в полупроводниках. При этом, добавление примесей снижает проводимость проводников, но увеличивает проводимость полупроводников.

Полупроводники. Виды проводников. Отличие полупроводников от металлов и диэлектриков

Полупроводники это тела, способные проводить электрический ток, у которых значениям электропроводности промежуточные между электропроводностью металлов и диэлектриков.

электронная ( проводимость «n » — типа) При низких температурах в полупроводниках все электроны связаны с ядрами и сопротивление большое; при увеличении температуры кинетическая энергия частиц увеличивается, рушатся связи и возникают свободные электроны — сопротивление уменьшается. Свободные электроны перемещаются противоположно вектору напряженности эл.поля. Электронная проводимость полупроводников обусловлена наличием свободных электронов.

дырочная ( проводимость » p» — типа ) При увеличении температуры разрушаются ковалентные связи, осуществляемые валентными электронами, между атомами и образуются места с недостающим электроном — «дырка». Она может перемещаться по всему кристаллу, т.к. ее место может замещаться валентными электронами. Перемещение «дырки» равноценно перемещению положительного заряда. Перемещение дырки происходит в направлении вектора напряженности электрического поля.

Кроме нагревания , разрыв ковалентных связей и возникновение собственной проводимости полупроводников могут быть вызваны освещением ( фотопроводимость ) и действием сильных электрических полей.

Запрещённая зона — диапазон энегрии которую электрон не может иметь, этот диапазон между зоной проводимости и валентной зоной. У металлов нет запрещённой зоны, все электроны могут двигаться свободно, поэтому металлы — проводники.   У полупроводников при низкой температуре нет свободных носителей заряда, все электроны связаны, они в валентой зоне. Но если полупроводник нагреть, то часть электронов из валентной зоны перейдёт в зону проводимости. То есть электрону добавляется энергия больше ширины запрещённой зоны которая в пределе составляет 4 эВ.  У диэлектриков ширина запрещённой зоны больше 4 эВ, их практически не возможно заставить проводить ток, потому что электроны в атомах крепко связаны.

12. Полупроводники. Электрическая проводимость собственных проводников.

Полупроводники это тела, способные проводить электрический ток, у которых значениям электропроводности промежуточные между электропроводностью металлов и диэлектриков.

Электропроводность чистого полупроводника, обусловленная упорядоченным перемещением дырок, называется собственной дырочной проводимостью (проводимость p-типа). Общая удельная электропроводность полупроводника складывается из проводимостей n-типа и p-типа. При этом у чистых полупроводников число электронов проводимости всегда равно числу дырок.

13. Полупроводники. Электрическая проводимость примесных проводников.

Полупроводники это тела, способные проводить электрический ток, у которых значениям электропроводности промежуточные между электропроводностью металлов и диэлектриков.

Примесная проводимость полупроводников — электрическая проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике донорных или акцепторных примесей.

Примесная проводимость, как правило, намного превышает собственную, и поэтому электрические свойства полупроводников определяются типом и количеством введенных в неголегирующих примесей.

Разница между проводником и полупроводником

Проводники и полупроводники можно отличить друг от друга на основе проводимости заземления и других свойств. Металлы, такие как медь и алюминий, проявляют проводимость при нормальной комнатной температуре.

Однако при повышении температуры они теряют способность проводить тепло. Полупроводники, с другой стороны, имеют тенденцию действовать как изоляторы при низких температурах и как проводники при высоких температурах.

Основное различие между проводником и полупроводником заключается в том, что они обладают разным уровнем проводимости. Как проводники, так и полупроводники имеют множество универсальных применений, которые люди используют ежедневно. Несмотря на то, что у них мало общего, они очень отличаются друг от друга.

Проводники позволяют энергии легко проходить через них. Это может быть тепло, электричество или даже звук. Проводники — это объекты или типы материалов в физике, которые позволяют току течь в одном или нескольких определенных направлениях. Металлы, за исключением золота, ртути и других, вообще являются прекрасными проводниками.

Полупроводниковый материал имеет уровень проводимости, который находится между проводниками, такими как алюминий и медь, и изоляторами, такими как резина и стекло. В случае полупроводников более высокие температуры приводят к более низкому удельному сопротивлению, что является обратной величиной проводимости. Кремний, арсенид галлия и германий — несколько примеров полупроводников.

Разница между картой содержания

• 1 Что такое проводник?
• 2 Что такое полупроводник?
• 3 Основные различия между проводником и полупроводником
• 4 Заключение
  • 4.1 Связанные

Что такое проводник?

Проводники — это материалы, способные передавать энергию в виде тепла, электричества или звука. Процесс происходит в результате переноса проводниками электронов от одного атома к другому путем приложения напряжения.

Проводники имеют высокий уровень проводимости и низкий уровень удельного сопротивления. Металлосодержащие материалы являются лучшими проводниками. Неметаллы, такие как проводящий полимер и графит, также могут действовать как проводники. Проводники имеют большое количество электронов для передачи и не имеют запрещенной зоны.

Проводник имеет очень высокое значение мощности 10-7МОм/м. Когда проводник имеет температуру 0 градусов Кельвина, он ведет себя как сверхпроводник.

Большинство проводников одножильные. Однако существуют жидкие металлы, которые, как и металлы, являются прекрасными проводниками. С другой стороны, газы являются плохими проводниками до тех пор, пока они не ионизируются, после чего они становятся хорошими проводниками. Земля, животные, человеческое тело и металлы являются примерами естественных проводников.

У проводников есть множество полезных приложений, которыми мы пользуемся каждый день. Например, железо используется для теплопроводности при изготовлении и производстве автомобильных двигателей. Алюминий, с другой стороны, в основном используется в посуде, потому что он поглощает и сохраняет тепло, а также используется для упаковки продуктов. Ртуть используется в термометрах для измерения температуры тела.

Что такое полупроводник?

Полупроводники — это материалы с проводимостью, которая находится где-то между проводниками и изоляторами. Они имеют умеренный уровень проводимости, который зависит от температуры. При повышении температуры повышается и уровень проводимости, а при понижении температуры те же материалы можно рассматривать как изоляторы. Однако в естественном состоянии они очень плохие проводники.

Примеси в проводниках можно использовать для изменения свойств полупроводника. Значения мощности полупроводников варьируются от 10-13 МОм/м до 10-7 МОм/м.

Полупроводники обладают множеством полезных свойств. Поведение полупроводников при температуре 0 Кельвинов превратит их в изоляторы.

Например, пропускающий ток в одном направлении, имеющий переменное сопротивление и чувствительный к свету или теплу. По сравнению с проводниками полупроводники используют меньше электронов для проводимости. Из-за наличия свободных электронов и дырок ток течет только в одном направлении.

Полупроводники используются при разработке и производстве различных электронных устройств, таких как транзисторы, интегральные схемы и диоды. Они используются в силовых устройствах, оптических датчиках, излучателях света и производстве солнечных элементов с использованием полупроводников p-типа и n-типа. Они имеют отличные возможности обработки напряжения и тока.

Эти устройства доступны по цене и практичны, а также надежны, просты в использовании и энергоэффективны. Полупроводниковые материалы включают кремний, олово, теллур, германий и другие оксиды металлов.

Основные различия между проводником и полупроводником

• Проводники имеют высокий уровень проводимости, тогда как полупроводники имеют умеренный уровень, что означает, что он не слишком высокий и не слишком низкий.
• У проводников очень низкое удельное сопротивление, тогда как у полупроводников среднее удельное сопротивление.
• Ток течет в проводниках из-за свободного потока электронов, тогда как в полупроводниках ток течет из-за присутствия свободных электронов и дырок.
• Металлическая связь используется для создания проводников, тогда как ковалентная связь используется для создания полупроводников.
• Валентный электрон на внешней оболочке проводника равен одному, а в полупроводнике — четырем.
• Проводники включают золото, серебро, алюминий и медь, тогда как полупроводники включают кремний, арсенид галлия и германий.

Параметр	Проводник	Semiconductor
Определение	материал, который позволяет так легко пройти через это.	Материал, имеющий проводимость между проводниками и изоляторами.
Запрещенная энергетическая щель	Нет энергетической щели, т.е. зона проводимости перекрывает валентную зону.	Небольшая энергетическая щель (около 1 эВ).
Проводимость	Высокая проводимость (порядка 10 -7 мОм/м).	Промежуточная проводимость (от 10 -7 мОм/м до 10 -13 мОм/м).
Проводимость	За счет свободных электронов.	Из-за движения как электронов, так и дырок (носителей положительного заряда).
Удельное сопротивление	Низкое (порядка 10 -5 Ом/м).	Промежуточный (от 10 -5 Ом/м до 10 5 Ом/м).
Temperature Coefficient of Resistivity	Positive	Negative
Valance Electrons in Outermost Shell	Less than 4	4
Examples	Metals like silver (best conductor), gold, copper, алюминий и др.	Кремний, германий, галлий, арсенид и др.
Применение	В производстве токопроводящих проводов и кабелей.	При производстве твердотельных электронных устройств, таких как микросхемы, диоды, транзисторы и т. д.

Заключение

В повседневной жизни мы используем как проводники, так и полупроводники.

Проводники, используемые в повседневной жизни, аналогичны термометрам, использующим ртуть для измерения температуры тела. Затем тепло передается от пламени к еде, используя свойства проводимости железной сковороды.

Полупроводники, с другой стороны, используются менее очевидным образом, чем проводники. Они используются в качестве транзисторов во всем, от технологии сверхбольшой интеграции (VLSI) до крошечных транзисторов, используемых почти во всех беспроводных устройствах. Полупроводники также используются для изготовления солнечных элементов, которые состоят из полупроводников p-типа и n-типа.

Разница между проводником и полупроводником

Проводники и полупроводники можно отличить друг от друга в зависимости от проводимости и других свойств. Проводники, такие как металлы, т.е. медь и алюминий проявляют проводимость при нормальной комнатной температуре.

Содержание

1

Проводник и полупроводник

Проводники позволяют энергии легко течь через них. Будь то тепло, электричество или даже звук.

Материал, который является полупроводником, имеет уровень проводимости электричества, значение которого находится между проводниками, такими как алюминий и медь, и изоляторами, такими как резина и стекло. В случае полупроводников, чем больше температура, тем меньше удельное сопротивление, что противоположно проводникам.

Сравнительная таблица

Сравнительные параметры	Проводник	Полупроводник 0028
Проводящий.	Использует меньше электронов для проводимости
Поток тока	Это вызвано потоком свободных электронов.	Это вызвано наличием свободных электронов и дырок.
Примеры	Золото, серебро, алюминий, медь и т. д.	Кремний, арсенид галлия и германий.

Что такое Проводник ?

Проводники — это материалы, способные передавать энергию в виде тепла, электричества или звука. Этот процесс происходит в результате того, что проводники заменяют   электронов для перехода от одного атома к другому путем приложения напряжения соответствующей степени.

У проводников уровень проводимости высокий, а удельное сопротивление низкое. Материалы, состоящие из металлов, являются лучшими проводниками.

Значение мощности проводника очень высокое, 10-7МОм/м. Проводник ведет себя как сверхпроводник, когда его температура равна 0 градусов Кельвина.

Большинство проводников сплошные. Но есть и жидкие металлы, которые служат отличными проводниками, как и металлы.

Существуют различные полезные применения проводников, которыми мы пользуемся ежедневно. Например, железо используется для изготовления и производства двигателей транспортных средств для проведения тепла.

Что такое полупроводник?

Полупроводники — это материалы, проводимость которых находится между проводниками и изоляторами. Они имеют умеренный уровень проводимости, который может меняться в зависимости от температуры.

Свойства полупроводника можно изменить путем введения примесей в проводники. Значение мощности полупроводников может быть от 10-13 мОм/м до 10-7 мОм/м.

Полупроводники обладают широким спектром полезных характеристик. Поведение полупроводников при температуре 0 Кельвинов превратит их в изоляторы.

Например, прохождение тока в одном направлении, переменное сопротивление, а также чувствительность к свету или теплу. Полупроводники используют меньшее количество электронов для проводимости по сравнению с проводниками.

Полупроводники используются в производстве ряда электронных устройств, таких как транзисторы, интегральные схемы и диоды. Они используются в силовых устройствах, оптических датчиках, излучателях света, а также для производства солнечных элементов с помощью полупроводников p-типа и n-типа.

Эти устройства экономичны и компактны, надежны, просты в использовании, а также энергоэффективны. Несколько примеров полупроводниковых материалов: кремний, олово, теллур, германий и другие оксиды металлов.

Основные различия между проводником и полупроводником

1. Уровень проводимости у проводников высокий, тогда как у полупроводников он умеренный, т.е. не слишком высокий и не слишком низкий.
2. Уровень удельного сопротивления проводников очень низкий, но полупроводники имеют умеренный уровень удельного сопротивления.
3. Течение тока в проводниках происходит из-за свободного потока электронов, тогда как в полупроводниках последнее происходит из-за наличия свободных электронов и дырок.