La differenza fondamentale tra semiconduttore conduttore e isolante è che i conduttori mostrano un'elevata conduttività elettrica e i semiconduttori mostrano una conduttività intermedia, mentre gli isolanti mostrano una conduttività trascurabile.
Conduttori, semiconduttori e isolanti sono tre categorie in cui possiamo classificare qualsiasi materiale a seconda della conduttività elettrica.
Cos'è un direttore d'orchestra?
Un conduttore o conduttore elettrico è un oggetto nell'ingegneria elettrica in cui è consentito il flusso di carica in una o più direzioni. In altre parole, i materiali conduttori possono condurre una corrente elettrica attraverso se stessi. I conduttori elettrici più comuni sono metalli e oggetti metallici. In questi materiali, le correnti elettriche sono generate attraverso il flusso di elettroni caricati negativamente, buchi caricati positivamente e talvolta per la presenza di ioni positivi e negativi.
Ancora più importante, quando una corrente elettrica passa attraverso un conduttore, non è necessario che una particella carica viaggi da un sito in cui viene prodotta la corrente al sito in cui si verifica il consumo di corrente. Qui, le particelle cariche tendono a spingere il loro vicino per una quantità finita di energia, e questo si verifica come una reazione a catena tra le particelle vicine in cui le particelle all'estremità della catena spingono l'energia nell'oggetto consumatore. Pertanto, possiamo osservare il trasferimento di slancio a catena lunga tra i gestori di telefonia mobile.
Figura 01: Conduttore elettrico
Quando si considerano i due fatti importanti su resistenza e conduttanza relativi a un conduttore, la resistenza dipende dalla composizione del materiale e dalle sue dimensioni, mentre la conduttanza dipende dalla resistenza. Inoltre, anche la temperatura del conduttore ha un grande impatto su questo. Non solo metalli, ma possono esserci anche altre forme di conduttori, che includono elettroliti, semiconduttori, superconduttori, stati plasma e alcuni conduttori non metallici, inclusa la grafite.
Cos'è un semiconduttore?
I semiconduttori sono materiali aventi un valore di conducibilità elettrica che rientra tra la conducibilità dei conduttori e degli isolanti. Ancora più importante, la resistività di questi materiali tende a diminuire all'aumentare della temperatura. Inoltre, possiamo alterare la conduttività dei semiconduttori introducendo impurità (il processo è chiamato "doping") nella struttura cristallina del materiale. Pertanto, possiamo utilizzare questi materiali per diverse applicazioni con grande importanza.
Due regioni con strutture drogate in modo diverso che si trovano nella stessa struttura cristallina creano una giunzione a semiconduttore. Queste giunzioni fungono da base per il comportamento dei portatori di carica in diodi, transistor e altri dispositivi elettronici moderni.
Alcuni esempi comuni di materiali semiconduttori includono silicio, germanio, arseniuro di gallio ed elementi metalloidi. I materiali più comuni utilizzati per la formazione di semiconduttori coinvolgono diodi laser, celle solari. I circuiti integrati a frequenza delle microonde, ecc., sono silicio e germanio.
Figura 02: Semiconduttore – Silicio
Dopo il processo di drogaggio, il numero di portatori di carica nella struttura cristallina aumenta rapidamente. Possono esserci buchi liberi o elettroni liberi nel semiconduttore che aiutano nella conduttività. Se il materiale ha più buchi liberi, lo chiamiamo semiconduttore di "tipo p" e se ci sono elettroni liberi, allora appartiene al "tipo n". Durante il processo di drogaggio, possiamo aggiungere materiali come elementi chimici pentavalenti, inclusi antimonio, fosforo o arsenico, o atomi trivalenti come boro, gallio e indio. Inoltre, possiamo aumentare la conducibilità dei semiconduttori anche aumentando la temperatura.
Cos'è un isolante?
Gli isolanti sono materiali che non possono trasportare una corrente elettrica a flusso libero. Questo perché gli atomi di questo tipo di materiale hanno elettroni che sono strettamente legati agli atomi e non possono muoversi facilmente. Quando si considera la proprietà della resistività, la resistività è molto elevata rispetto a conduttori e semiconduttori. I non metalli sono gli esempi più comuni di isolanti.
Tuttavia, non esistono isolanti perfetti perché contengono un piccolo numero di cariche mobili che possono trasportare una corrente elettrica. Inoltre, tutti gli isolanti tendono a diventare elettricamente conduttivi quando c'è una quantità sufficiente di tensione applicata al materiale, che può strappare gli elettroni dagli atomi. È la tensione di rottura dell'isolatore.
Ci sono diversi usi degli isolanti, inclusa la produzione di apparecchiature elettriche per supportare e separare i conduttori elettrici senza consentire alla corrente di fluire attraverso di loro. Inoltre, un rivestimento flessibile di un isolante viene solitamente utilizzato per fili elettrici e cavi per realizzare fili isolati. Questo perché i fili che possono toccarsi producono un collegamento incrociato, cortocircuiti e anche rischi di incendio.
Qual è la differenza tra un semiconduttore conduttore e un isolante?
Conduttori, semiconduttori e isolanti sono tre categorie in cui possiamo classificare qualsiasi materiale a seconda della conduttività elettrica. Il differenza fondamentale tra semiconduttore e isolante conduttore è quello i conduttori mostrano un'elevata conduttività elettrica e i semiconduttori mostrano una conduttività intermedia, mentre gli isolanti mostrano una conduttività trascurabile.
La tabella seguente elenca le differenze tra semiconduttore conduttore e isolante per il confronto affiancato.
Riepilogo – Conduttore vs semiconduttore vs isolante
Conduttori, semiconduttori e isolanti sono tre categorie in cui possiamo classificare qualsiasi materiale a seconda della conduttività elettrica. Il differenza fondamentale tra semiconduttore conduttore e isolante è quello i conduttori mostrano un'elevata conduttività elettrica e i semiconduttori mostrano una conduttività intermedia, mentre gli isolanti mostrano una conduttività trascurabile.
