Hva det er en leder, halvleder og isolasjonsenheten i henhold båndet teori

Den elektriske kraft kan deles inn i tre store grupper av materialer: ledere, halvledere og dielektrika. Den viktigste forskjellen er at de har forskjellig ledning av elektrisk strøm. I denne artikkelen, la oss snakke om forskjellen på slike materialer og deres atferd i et elektrisk felt.

Hva er dirigent

Så, denne dirigent - materiale (materiale, miljø), perfekt å lede elektrisk strøm. Stoff som finnes i såkalte frie ladede partikler (elektroner eller ioner) er i stand til å bevege seg fritt gjennom hele volumet av stoffet, og når en elektrisk spenning, en strøm ledningsevne.

Hovedtrekket ved lederen er dens "motstand" (R), Målt i ohm eller returverdi som kalles "ledning", er gitt ved:

G = 1 / R

Og denne verdien måles i Siemens.

For ledere gjelder: flertallet av metaller, karbon (grafitt eller karbon), forskjellige oppløsninger av salter og syrer.

Ledere i hvilken ladningsoverføring blir utført i hovedsak ved bevegelse av elektroner (elektronemisjon), kalt lederne i den første slag. Hvis utføres på grunn av ioner (elektrolytter) som har ansvaret for å bevege ledere er lederne kalles andre orden.

De mest brukte metaller, fordi de har den beste ledningsevne og derfor har en lavere motstand mot elektrisk strøm som flyter.

For eksempel er alle tilførselsledningstråder (snorer) laget fra metaller som er ledere.

Hva er en isolator

Dielektrika er de stoffene som fremviser stor motstand og en elektrisk strøm blir utført enten i sin mindre mengder.

Dette skyldes det faktum at disse materialer er svært få frie ladningsbærere er på grunn av et forholdsvis sterkt atomære bindinger. Derfor, når en elektrisk strøm felt i dielektrisk er rett og slett ikke tilgjengelig.

K-dielektrika omfatte materialer slik som glass, porselen, keramikk, PCB, Carbolite, destillert vann (uten salturenheter), pulverisert tre, gummi, etc.

DIELECTRICS også svært mye brukt i hverdagen. Wire isolasjon, elektriske huset laget av dielektrisk materiale.

Men hvis du oppretter visse vilkår, for eksempel i stor grad øke driftsspenning, isolasjonen kan bli en dirigent. Sikkert du har hørt dette uttrykket som "isolasjon sammenbrudd."

Hovedtrekket ved en hvilken som helst elektrisk kraft av den dielektriske anses (denne verdien er lik gjennomslagsspenningen).

Hva er en halvleder

Som det kan sees selv fra tittel halvledere opptar en mellomstilling mellom lederne og dielektrika. Halvlederne i utgangstilstanden den elektriske strøm ikke er passert, men når den anvendes på et halvledermateriale av energi, blir halvleder omdannes til et dielektrisk guide.

Slike elementer brukes i elektronikk, som produserer transistorer, tyristorer, dioder, LED og lignende. D.

Differensiering av stoffer på ledere, halvledere og isolatorer blir forklart ved hjelp Band teori av faste stoffer. Det er absolutt ikke akseptert av alle enkle, men blir kjent med henne svært ønskelig.

Band teori av faste stoffer

Således kan forskjellen mellom dielektrika ledere og halvledere kan forklares av bandet teori. Det går som dette:

Som det er kjent fra den Bohr atommodell, elektroner i et atom plassert på visse baner

I krystallgitteret til elektron bane Solid uunngåelig forandring under påvirkning av naboatomer og elektroner. Og på grunn av dette, er det et skifte av energinivåer elektroner oppbevaring.

Med baner nær kjernen av atom, kan elektroner bevege seg til et annet nivå i teorien, men nå med ytre baner som er i en fast uskarpe i undernivåer, kan overføring av elektroner mellom dem være ganske enkelt.

Og når et elektrisk potensial til elektroner, som hop tilfeldig på de ytre baner nærliggende atomer skaffe en enkel bevegelsesvektor, og vi observere den elektriske strøm.

Derfor er det nedre lag hvor elektronene er fritt forskyvbar, kalt ledningsbåndet.

Valens kalles området av tillatte energi, og det er under ledningsbåndet.

For å beveget elektron fra valensbåndet til lednings-båndet, det må krysse den såkalte båndgap.

Numerisk, er det uttrykt i elektron-volt. En halvlederenerginivå, ledere og dielektrika kan skjematisk representeres som følger:

Som det fremgår av figuren over lederen har det forbudte båndet, dvs. valensbåndet og ledningsbåndet har et overlappingsområde. Dette betyr at i et slikt materiale, selv med lite effekt blir tilført, elektroner begynner å bevege seg inne i legemet av lederen.

På nivåer mellom halvleder båndgap er til stede. Bredden indikerer hvilken energi må tilføres til halvleder, elektronene starter sin bevegelse, det vil si, begynte strømmen å flyte.

Og dielektrisk forbudt regionen er så bred at overføringen av elektroner fra valens til den pågående området praktisk talt utelukket. Siden det krever betydelig energi for å overvinne denne barriere, noe som ville føre til ødeleggelse av kondensatorens dielektrikum.

konklusjon

Det er alt jeg ønsket å fortelle deg om dielektriske, dirigenter og halvledere. Hvis du artikkelen var interessant og nyttig, vil du sette pris på det. Og takk for oppmerksomheten!