Dallimi kryesor midis gjysmëpërçuesit dhe izolatorit është se përçuesit tregojnë një përçueshmëri të lartë elektrike dhe gjysmëpërçuesit tregojnë një përçueshmëri të ndërmjetme, ndërsa izoluesit tregojnë një përçueshmëri të papërfillshme.
Përçuesit, gjysmëpërçuesit dhe izoluesit janë tre kategori në të cilat ne mund të kategorizojmë çdo material në varësi të përçueshmërisë elektrike.
Çfarë është një dirigjent?
Një përcjellës ose përcjellës elektrik është një objekt në inxhinierinë elektrike në të cilin lejohet rrjedha e ngarkesës në një ose më shumë drejtime. Me fjalë të tjera, materialet përcjellëse mund të përcjellin një rrymë elektrike përmes tyre. Përçuesit elektrikë më të zakonshëm janë metalet dhe objektet metalike. Në këto materiale, rrymat elektrike krijohen përmes rrjedhës së elektroneve të ngarkuar negativisht, vrimave të ngarkuara pozitivisht dhe ndonjëherë për shkak të pranisë së joneve pozitive dhe negative.
Më e rëndësishmja, kur një rrymë elektrike kalon nëpër një përcjellës, nuk është e nevojshme që një grimcë e ngarkuar të udhëtojë nga një vend ku prodhohet rryma në vendin ku ndodh konsumi aktual. Këtu, grimcat e ngarkuara priren të shtyjnë fqinjin e tyre një sasi të kufizuar energjie, dhe kjo ndodh si një reaksion zinxhir midis grimcave fqinje ku grimcat në fund të zinxhirit shtyjnë energjinë në objektin e konsumatorit. Prandaj, ne mund të vëzhgojmë transferimin e momentit me zinxhir të gjatë midis transportuesve celularë të karikimit.
Figura 01: Përçuesi elektrik
Kur merren parasysh dy faktet e rëndësishme për rezistencën dhe përcjellshmërinë në lidhje me një përcjellës, rezistenca varet nga përbërja e materialit dhe dimensionet e tij, ndërsa përçueshmëria varet nga rezistenca. Për më tepër, temperatura e përcjellësit gjithashtu ka një ndikim të madh në këtë. Jo vetëm metale, por mund të ketë edhe forma të tjera përcjellësish, të cilat përfshijnë elektrolitet, gjysmëpërçuesit, superpërçuesit, gjendjet e plazmës dhe disa përçues jometalik, duke përfshirë grafitin.
Çfarë është një gjysmëpërçues?
Gjysmëpërçuesit janë materiale që kanë një vlerë përçueshmërie elektrike që bie midis përçueshmërisë së përçuesve dhe izolatorëve. Më e rëndësishmja, rezistenca e këtyre materialeve tenton të bjerë me rritjen e temperaturës. Përveç kësaj, ne mund të ndryshojmë përçueshmërinë e gjysmëpërçuesve duke futur papastërti (procesi quhet "doping") në strukturën kristalore të materialit. Prandaj, ne mund t'i përdorim këto materiale për aplikime të ndryshme me rëndësi të madhe.
Dy rajone me struktura të ndryshme të dopuara që ndodhen në të njëjtën strukturë kristalore krijojnë një bashkim gjysmëpërçues. Këto kryqëzime veprojnë si bazë për sjelljen e transportuesve të ngarkesës në dioda, transistorë dhe elektronikë të tjerë modernë.
Disa shembuj të zakonshëm të materialeve gjysmëpërçuese përfshijnë silicin, germaniumin, arsenidin e galiumit dhe elementët metaloidë. Materialet më të zakonshme që përdoren për formimin e gjysmëpërçuesve përfshijnë diodat lazer, qelizat diellore. Qarqet e integruara të frekuencës së mikrovalëve, etj., janë silic dhe germanium.
Figura 02: Gjysmëpërçues – Silic
Pas procesit të dopingut, numri i bartësve të ngarkesës në strukturën e kristalit rritet me shpejtësi. Mund të ketë vrima të lira ose elektrone të lira në gjysmëpërçues që ndihmojnë në përçueshmëri. Nëse materiali ka më shumë vrima të lira, atëherë ne e quajmë gjysmëpërçues "p-lloj", dhe nëse ka elektrone të lirë, atëherë ai i përket "tipit n". Gjatë procesit të dopingut, ne mund të shtojmë materiale të tilla si elemente kimike pesëvalente, duke përfshirë antimonin, fosforin ose arsenikun, ose atome trivalente si bor, galium dhe indium. Përveç kësaj, ne mund të rrisim përçueshmërinë e gjysmëpërçuesve gjithashtu duke rritur temperaturën.
Çfarë është një izolues?
Izolatorët janë materiale që nuk mund të bartin një rrymë elektrike me rrjedhje të lirë. Kjo është për shkak se atomet e këtij lloji të materialit kanë elektrone që janë të lidhura fort me atomet dhe nuk mund të lëvizin lehtësisht. Kur merret parasysh vetia e rezistencës, rezistenca është shumë e lartë në krahasim me përçuesit dhe gjysmëpërçuesit. Jometalet janë shembujt më të zakonshëm të izolatorëve.
Megjithatë, nuk ka izolues të përsosur, sepse ato përmbajnë një numër të vogël ngarkesash celulare që mund të bartin një rrymë elektrike. Për më tepër, të gjithë izolatorët priren të bëhen përçues elektrik kur ka një sasi të mjaftueshme tensioni të aplikuar në material, i cili mund t'i shkëputë elektronet nga atomet. Është tensioni i prishjes së izolatorit.
Ka përdorime të ndryshme të izolatorëve, duke përfshirë prodhimin e pajisjeve elektrike për të mbështetur dhe ndarë përçuesit elektrikë pa lejuar që rryma të rrjedhë përmes tyre. Për më tepër, një shtresë fleksibël e një izoluesi zakonisht përdoret për telat dhe kabllot elektrike për të bërë tela të izoluar. Kjo ndodh sepse telat që mund të prekin njëri-tjetrin prodhojnë një lidhje tërthore, qark të shkurtër dhe gjithashtu rrezik zjarri.
Cili është ndryshimi midis gjysmëpërçuesit dhe izolatorit?
Përçuesit, gjysmëpërçuesit dhe izoluesit janë tre kategori në të cilat ne mund të kategorizojmë çdo material në varësi të përçueshmërisë elektrike. Dallimi kryesor midis gjysmëpërçuesit përcjellës dhe izolatorit është se përçuesit tregojnë një përçueshmëri të lartë elektrike dhe gjysmëpërçuesit tregojnë një përçueshmëri të ndërmjetme, ndërsa izoluesit tregojnë një përçueshmëri të papërfillshme.
Tabela e mëposhtme liston ndryshimet midis gjysmëpërçuesit të përcjellësit dhe izolatorit për krahasim krah për krah.
Përmbledhje – Përçuesi vs Gjysmëpërçuesi vs Izoluesi
Përçuesit, gjysmëpërçuesit dhe izoluesit janë tre kategori në të cilat ne mund të kategorizojmë çdo material në varësi të përçueshmërisë elektrike. Dallimi kryesor midis gjysmëpërçuesit të përcjellësit dhe izolatorit është se përçuesit tregojnë një përçueshmëri të lartë elektrike dhe gjysmëpërçuesit tregojnë një përçueshmëri të ndërmjetme, ndërsa izoluesit tregojnë një përçueshmëri të papërfillshme.
