La diferència clau entre conductor semiconductor i aïllant és que els conductors mostren una alta conductivitat elèctrica i els semiconductors mostren una conductivitat intermèdia, mentre que els aïllants mostren una conductivitat insignificant.
Els conductors, els semiconductors i els aïllants són tres categories a les quals podem classificar qualsevol material en funció de la conductivitat elèctrica.
Què és un director d'orquestra?
Un conductor o conductor elèctric és un objecte en enginyeria elèctrica en el qual es permet el flux de càrrega en una o més direccions. En altres paraules, els materials conductors poden conduir un corrent elèctric a través d'ells mateixos. Els conductors elèctrics més comuns són els metalls i els objectes metàl·lics. En aquests materials, els corrents elèctrics es generen mitjançant el flux d'electrons carregats negativament, forats carregats positivament i, de vegades, a causa de la presència d'ions positius i negatius.
El que és més important, quan un corrent elèctric passa per un conductor, no és necessari que una partícula carregada viatgi des d'un lloc on es produeix el corrent fins al lloc on es produeix el consum de corrent. Aquí, les partícules carregades tendeixen a impulsar el seu veí una quantitat finita d'energia, i això es produeix com una reacció en cadena entre les partícules veïnes on les partícules al final de la cadena introdueixen l'energia a l'objecte consumidor. Per tant, podem observar la transferència d'impuls de cadena llarga entre els portadors de càrrega mòbil.
Figura 01: conductor elèctric
Si es tenen en compte els dos fets importants sobre la resistència i la conductància d'un conductor, la resistència depèn de la composició del material i les seves dimensions, mentre que la conductància depèn de la resistència. A més, la temperatura del conductor també té un gran impacte en això. No només metalls, sinó que també hi pot haver altres formes de conductors, que inclouen electròlits, semiconductors, superconductors, estats de plasma i alguns conductors no metàl·lics, inclòs el grafit.
Què és un semiconductor?
Els semiconductors són materials que tenen un valor de conductivitat elèctrica que es troba entre la conductivitat dels conductors i els aïllants. Més important encara, la resistivitat d'aquests materials tendeix a disminuir en augmentar la temperatura. A més, podem alterar la conductivitat dels semiconductors introduint impureses (el procés s'anomena "dopatge") a l'estructura cristal·lina del material. Per tant, podem utilitzar aquests materials per a diferents aplicacions amb gran importància.
Dues regions amb estructures dopades de manera diferent que es produeixen a la mateixa estructura cristal·lina creen una unió semiconductora. Aquestes unions actuen com a base per al comportament dels portadors de càrrega en díodes, transistors i altres components electrònics moderns.
Alguns exemples habituals de materials semiconductors inclouen silici, germani, arsenur de gal·li i elements metal·loides. Els materials més comuns que s'utilitzen per a la formació de semiconductors inclouen díodes làser, cèl·lules solars. Els circuits integrats de freqüència de microones, etc., són silici i germani.
Figura 02: Semiconductor – Silici
Després del procés de dopatge, el nombre de portadors de càrrega a l'estructura cristal·lina augmenta ràpidament. Hi pot haver forats lliures o electrons lliures al semiconductor que ajuden a la conductivitat. Si el material té més forats lliures, llavors l'anomenem semiconductor de "tipus p", i si hi ha electrons lliures, llavors pertany al "tipus n". Durant el procés de dopatge, podem afegir materials com elements químics pentavalents, com l'antimoni, el fòsfor o l'arsènic, o àtoms trivalents com el bor, el gal·li i l'indi. A més, podem augmentar la conductivitat dels semiconductors també augmentant la temperatura.
Què és un aïllant?
Els aïllants són materials que no poden transportar un corrent elèctric lliure. Això es deu al fet que els àtoms d'aquest tipus de material tenen electrons que estan estretament lligats als àtoms i no es poden moure fàcilment. Quan es considera la propietat de la resistivitat, la resistivitat és molt alta en comparació amb els conductors i els semiconductors. Els no metalls són els exemples més comuns d'aïllants.
No obstant això, no hi ha aïllants perfectes perquè contenen un petit nombre de càrregues mòbils que poden transportar un corrent elèctric. A més, tots els aïllants tendeixen a convertir-se en conductors elèctrics quan hi ha una quantitat suficient de tensió aplicada al material, que pot arrencar els electrons dels àtoms. És la tensió de ruptura de l'aïllant.
Hi ha diferents usos dels aïllants, inclosa la producció d'equips elèctrics per suportar i separar els conductors elèctrics sense deixar que el corrent passi per ells mateixos. A més, normalment s'utilitza un recobriment flexible d'un aïllant per a cables i cables elèctrics per fer cables aïllats. Això es deu al fet que els cables que es poden tocar entre ells també produeixen una connexió creuada, curtcircuits i perills d'incendi.
Quina diferència hi ha entre un conductor semiconductor i un aïllant?
Conductors, semiconductors i aïllants són tres categories a les quals podem classificar qualsevol material en funció de la conductivitat elèctrica. La diferència clau entre el conductor semiconductor i l'aïllant és que els conductors mostren una alta conductivitat elèctrica i els semiconductors mostren una conductivitat intermèdia, mentre que els aïllants mostren una conductivitat insignificant.
La taula següent mostra les diferències entre el conductor semiconductor i l'aïllant per comparar-les.
Resum: conductor vs semiconductor vs aïllant
Conductors, semiconductors i aïllants són tres categories a les quals podem classificar qualsevol material en funció de la conductivitat elèctrica. La diferència clau entre el conductor semiconductor i l'aïllant és que els conductors mostren una alta conductivitat elèctrica i els semiconductors mostren una conductivitat intermèdia, mentre que els aïllants mostren una conductivitat insignificant.
