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도체, 반도체 및 절연체


물체의 전하를 전하하는 능력은 전도성 또는 비 도전성 재료로 만들어 졌는지 여부에 따라 다릅니다. 예를 들어, 전기 스위치를 켜면 전구가 빛납니다. 금속 전선이 전류를 전구로 전달하는 데 사용되기 때문입니다. 그러나 플라스틱 와이어 나면 실이 그 자리에 사용되면 전구가 빛나지 않습니다. 이 실험은 일부 물체가 전하를 전하 할 가능성이 있지만 일부는 그렇지 않습니다. 그들의 능력에 따르면, 그들은 도체, 반도체 및 절연체로 분류됩니다. 이 기사에서는 해당 정의, 예제 및 속성을 다룹니다. 

지휘자 란 무엇입니까?  

도체는 전기가 자유롭고 쉽게 흐르는 재료입니다. 전기를 전도 할 수있는 도체의 속성을 전도도라고합니다. 전자의 흐름을 만드는 데 필요한 힘은 전압으로 알려져 있습니다. 

지휘자는 어떻게 작동합니까? 

도체의 전도도는 존재하는 총 전하 입자 수와 한 장소에서 다른 장소로 이동할 수있는 정도에 따라 다릅니다. 다음은 도체의 작동 방식에 대한 몇 가지 요점입니다.

  • 도체는 표면에 자유롭게 움직이는 전자가있어 전기가 원활하게 통과 할 수 있습니다. 
  • 전하가 도체를 통해 전하되면 전자의 움직임으로 인해 몸 전체에 분포됩니다. 
  • 잉여 전자 영역에서 전자 사이의 반발력이 최소로 감소 될 때까지 전기 전하가 도체 표면에 계속 퍼지고 있습니다. 
  • 도체가 다른 도체와 접촉 할 때 전기 전하가 첫 번째 물체에서 다른 개체에서 다른 대상으로 전달됩니다.
  • 지휘자의 예 :구리,은, 철, 황동, 강철, 금, 알루미늄 등. 인간과 동물의 몸조차도 도체의 예입니다. 

우리 삶에서 지휘자의 중요성

  • 은은 다수의 이동식 프리 전자를 함유하고 있기 때문에 전기의 최고의 도체로 알려져 있습니다. 위성, 솔더 및 전기 회로 보드와 같은 다양한 특수 도구에 사용됩니다.
  • 구리는 일반적으로 가정용 기기 및 전기 장비에서 사용됩니다.
  • 알루미늄은 종종 장거리 전력선과 전기 기기에 사용됩니다.
  • 니켈은 전기 자동차 배터리 및 발전 시설에 널리 사용됩니다.
  • 흑연은 전기를 전도 할 수있는 유일한 비금속입니다. 전극과 자동차 배터리에 사용됩니다.

반도체 란 무엇입니까? 

반도체는 '현대 전자 제품의 두뇌'로 알려져 있습니다. 반도체는 도체와 절연체 사이의 전도도 값을 가진 요소입니다.

예 :Silicon, Germanium, Arsenide 및 주기율표의 '메탈 로이드 계층'근처의 요소. 

반도체 유형

반도체는 두 가지 유형으로 나뉩니다.

  1. 고유 반도체
  2. 외적 반도체

고유 반도체

고유 반도체는 매우 순수하게 만들어집니다. 고유 반도체에는 하나의 특정 형태 만 있습니다. 예 :게르마늄 (GE), 실리콘 (SI) 등

외적 반도체

외적 반도체에서 불순물을 추가하여 전도도를 향상시킬 수 있습니다. 순수한 반도체에 불순물 원자를 도입하는 방법을 도핑으로 알려져 있습니다. 외적 반도체는 두 가지 범주로 나뉩니다.

  • N- 타입 반도체
  • P- 타입 반도체
  • N- 타입 반도체 :AS, SB 및 BI와 같은 불순물은 실리콘 또는 게르마늄과 같은 순수한 반도체에 첨가됩니다. 결과적으로, 5 개의 원자가 전자 중 4 개는 Si 또는 Ge의 4 개의 원자가 전자와 결합합니다.
  • P- 타입 반도체 :순수한 반도체 (SI, GE)는 알루미늄, 갈륨 또는 비소와 같은 3 가지 불순물로 도핑됩니다. 결과적으로, 불순한 요소의 3 개의 원자가 전자는 반도체의 4 개의 원자가 전자 중 3 개와 결합합니다.

고유 및 외적 반도체의 비교

우리 삶에서 반도체의 중요성

  • 반도체는 에어컨의 온도 센서에 사용됩니다. 
  • 반도체는 논리 게이트, 디지털 회로 및 발진기 및 앰프와 같은 아날로그 회로 설계에 사용됩니다. 
  • 반도체는 태양 전지판에서 사용됩니다. 
  • 반도체는 3D 프린터 및 마이크로 칩에서 사용됩니다.
  • 반도체 장치는 컴퓨터, 계산기, 휴대폰 및 기타 전자 기기에 사용됩니다.

절연체 란 무엇입니까?  

절연체는 전기 전송에 대한 저항력이 높은 비금속 요소입니다. 이 재료는 전자가 한 요소에서 다른 요소로 자유롭게 움직이지 못하게합니다. 

예 :유리, 플라스틱, 양모, 면화, 고무, 순수한 물 등

절연체는 어떻게 작동합니까?

전하가 절연체에 적용되는 경우 적용된 영역에 남아 있으며 요소의 본체 전체에 퍼지지 않습니다. 

절연체 충전 방법 :

  • 유도
  • 다른 재료로 문지르는

우리 삶에서 절연체의 중요성

  • 세라믹 재료 (절연체)
  • 드라이 코튼
  • 유리 섬유 와이어는 오븐이나 용광로와 같은 고전압 전력 시스템에 사용되는 훌륭한 절연체입니다.
  • 유리는 일반적으로 전력선의 절연체로 사용됩니다.
  • 고무는 훌륭한 절연체입니다. 전기 기사는 고무 장갑과 신발을 사용하여 전기 충격으로부터 자신을 보호합니다. 고무는 또한 배전반 및 전기 피복에 사용됩니다.

도체, 반도체 및 절연체 간의 비교 분석

매개 변수

고유 반도체

외적 반도체

의미/ 개요

반도체는 순수한 형태입니다

반도체는 불순물로 도핑됩니다.

변화 캐리어 생산

열 교반으로 인해

주로 불순물로 인해

전기 전도도

낮은 전기 전도도

높은 전기 전도도

온도

낮은 작동 온도

높은 작동 온도

0 Kelvin의 행동

페르미 레벨은 전도와 원자가 밴드 사이에 있습니다

N 형 반도체에서, 페르미 레벨은 전도 대역에 가깝다. 


P 형 반도체에서, 페르미 레벨은 원자가 대역 근처에 있습니다.

실리콘, 게르마늄

Si와 Ge는 Al, GA, P 등으로 도핑됩니다.

결론

도체는 전기 전송을위한 필수 물질입니다. 그들은 많은 실제 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 반면에 반도체에는 엄청난 기술 응용 프로그램이 있지만 절연체는 전기 화재의 위험을 줄이고 회로를 만질 수 있도록 도와줍니다. 흑연은 전기를 전도 할 수있는 유일한 비금속입니다. 루버는 우수한 절연체입니다. 루버는 전환 보드 및 전기 피복에도 사용됩니다. 세분화기는 논리 게이트, 디지털 회로 및 발진기 및 앰프와 같은 아날로그 회로를 설계하는 데 사용됩니다.



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매개 변수

지휘자

반도체

절연체

정의

전하를 자유롭게 통과시킬 수있는 물질

전도도가 도체와 절연체 사이에있는 물질

전류의 흐름을 허용하지 않는 물질

온도와의 관계

온도가 증가함에 따라 저항이 증가합니다

온도가 증가하면 저항이 감소합니다

온도가 증가하면 저항이 감소합니다

전도도

높은 전도도

중간 전도도

낮은 전도도

전도의 이유

금속 결합에 유리 전자의 존재로 인해

전자와 구멍의 움직임으로 인해

자유 전자가 없기 때문에 전도가 없습니다

전도도 값

매우 높음, 즉 10-mho/m

10-mho/m에서 10-¹³ mho/m

사이

거의 무시할 수있는 10-¹³ MHO/M

에너지 밴드 갭

에너지 갭이 존재하지 않습니다

에너지 갭은 1 eV이며 도체보다 크지 만 절연체보다 작습니다

에너지 갭은 5 eV이며 전자를 밀기 위해서는 막대한 양의 에너지가 필요합니다

저항력

낮음

정상

매우 높음

저항 값

10- ω-m 미만

10- ω-M에서 10-⁵Ω-M 사이

10- ω-m 이상

저항 계수

저항의 양성 계수

음의 저항 계수

음의 저항 계수

외부 쉘에서 원자가 전자의 수/s

1 원자가 전자

4 원자가 전자

8 원자가 전자

형성 과정

금속 결합에 의해 형성

공유 결합에 의해 형성

이온 결합에 의해 형성

절대 제로 포인트의 동작 (0 Kelvin)

초 전도체처럼 행동하십시오

절연체 역할

절연체 역할