Was ist der Unterschied zwischen einem Leiter und einem Halbleiter?

Es ist bekannt, dass in einem Stoff, der sich in einem elektrischen Feld befindet, eine Bewegung von freien Elektronen oder Ionen in Richtung der Feldkräfte entsteht, wenn er den Kräften dieses Feldes ausgesetzt wird. Mit anderen Worten tritt in der Substanz elektrischer Strom auf.

Die Eigenschaft, die die Fähigkeit einer Substanz bestimmt, elektrischen Strom zu leiten, wird als "elektrische Leitfähigkeit" bezeichnet. Die elektrische Leitfähigkeit ist direkt abhängig von der Konzentration geladener Teilchen: Je höher die Konzentration, desto höher die elektrische Leitfähigkeit.

Entsprechend dieser Eigenschaft werden alle Substanzen in 3 Typen eingeteilt:

  1. Guides.
  2. Dielektrika.
  3. Halbleiter.

Beschreibung der Leiter

Leiter haben die höchste elektrische Leitfähigkeit aller Arten von Substanzen. Alle Leiter sind in zwei große Untergruppen unterteilt:

  • Metalle (Kupfer, Aluminium, Silber) und deren Legierungen.
  • Elektrolyte (wässrige Salzlösung, Säure).

In den Substanzen der ersten Untergruppe können sich nur Elektronen bewegen, da ihre Bindung an die Atomkerne schwach ist und sie daher einfach von diesen getrennt sind. Da in Metallen das Auftreten von Strom mit der Bewegung freier Elektronen zusammenhängt, wird die Art der elektrischen Leitfähigkeit in ihnen als elektronisch bezeichnet.

Parallelschaltung von Leitern

Von den Leitern der ersten Untergruppe werden in den Wicklungen elektrische Maschinen, Stromleitungen, Drähte verwendet. Es ist wichtig zu beachten, dass die elektrische Leitfähigkeit von Metallen durch ihre Reinheit und die Abwesenheit von Verunreinigungen beeinflusst wird.

Strombewegung

In Substanzen der zweiten Untergruppe zerfällt das Molekül beim Auftragen einer Lösung in ein positives und ein negatives Ion. Die Ionen bewegen sich aufgrund des elektrischen Feldes. Wenn dann der Strom durch den Elektrolyten fließt, werden die Ionen auf der Elektrode abgelagert, die in den Elektrolyten abfällt. Der Vorgang, bei dem eine Substanz unter dem Einfluss eines elektrischen Stroms aus einem Elektrolyten freigesetzt wird, wird Elektrolyse genannt. Das Elektrolyseverfahren wird üblicherweise angewendet, wenn beispielsweise ein Nichteisenmetall aus einer Lösung seiner Verbindung extrahiert wird oder wenn das Metall mit einer Schutzschicht aus anderen Metallen beschichtet wird.

Beschreibung der Dielektrika

Dielektrika werden auch als elektrisch isolierende Substanzen bezeichnet.

Alle elektrisch isolierenden Substanzen haben folgende Klassifizierung:

  • Dielektrika können je nach Aggregatzustand flüssig, fest und gasförmig sein.
  • Je nach Herstellungsart - natürlich und synthetisch.
  • Abhängig von der chemischen Zusammensetzung - organisch und anorganisch.
  • Abhängig von der Struktur der Moleküle - neutral und polar.

Dazu gehören Gas (Luft, Stickstoff, Gas), Mineralöl, Kautschuk und Keramik. Diese Substanzen zeichnen sich durch ihre Fähigkeit zur Polarisation in einem elektrischen Feld aus . Polarisation ist die Bildung von Ladungen auf der Oberfläche einer Substanz mit unterschiedlichen Vorzeichen.

Dielektrisches Beispiel

Dielektrika enthalten eine geringe Anzahl freier Elektronen, während die Elektronen eine starke Bindung zu den Atomkernen haben und sich nur selten von ihnen lösen. Dies bedeutet, dass diese Substanzen nicht in der Lage sind, Strom zu leiten.

Diese Eigenschaft ist sehr nützlich bei der Herstellung von Produkten, die zum Schutz gegen elektrischen Strom verwendet werden: dielektrische Handschuhe, Matten, Stiefel, Isolatoren für elektrische Geräte usw.

Über Halbleiter

Ein Halbleiter wirkt als Zwischensubstanz zwischen einem Leiter und einem Dielektrikum . Die bekanntesten Vertreter dieser Art von Substanzen sind Silizium, Germanium, Selen. Darüber hinaus werden diesen Stoffen in der Regel Elemente der vierten Gruppe des Dmitri Iwanowitsch Mendelejew-Periodensystems zugeordnet.

Halbleiter: Silizium, Germanium, Selen

Halbleiter weisen zusätzlich zur elektronischen Leitfähigkeit eine zusätzliche "Loch" -Leitfähigkeit auf. Diese Art der Leitfähigkeit hängt von einer Reihe von Umweltfaktoren ab, darunter Licht, Temperatur, elektrische und magnetische Felder.

Diese Substanzen haben schwache kovalente Bindungen. Wenn sie einem der äußeren Faktoren ausgesetzt werden, wird die Bindung zerstört, wonach die Bildung von freien Elektronen auftritt. In diesem Fall verbleibt beim Ablösen des Elektrons ein freies "Loch" in der kovalenten Bindung. Freie "Löcher" ziehen benachbarte Elektronen an, so dass diese Aktion auf unbestimmte Zeit ausgeführt werden kann.

Erhöhung der Leitfähigkeit von Halbleitersubstanzen durch Einbringen verschiedener Verunreinigungen. Diese Technik ist in der Industrieelektronik weit verbreitet: in Dioden, Transistoren, Thyristoren. Lassen Sie uns die Hauptunterschiede zwischen Leitern und Halbleitern genauer betrachten.

Was ist der Unterschied zwischen einem Leiter und einem Halbleiter?

Der Hauptunterschied zwischen einem Leiter und einem Halbleiter ist seine Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten. Der Dirigent ist viel höher.

Mit steigender Temperatur steigt auch die Leitfähigkeit der Halbleiter; die Leitfähigkeit von Leitern wird mit zunehmender Steigung geringer.

In reinen Leitern wird unter normalen Bedingungen beim Stromdurchgang eine viel größere Anzahl von Elektronen freigesetzt als in Halbleitern. Gleichzeitig verringert der Zusatz von Verunreinigungen die Leitfähigkeit der Leiter, erhöht jedoch die Leitfähigkeit der Halbleiter.

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