Was es ist eine Leiter, Halbleiter und Isolator nach Band Theorie

Leiter, Halbleiter und Dielektrika: Die elektrische Leistung kann in drei Hauptgruppen von Materialien unterteilt werden. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass sie unterschiedliche Leitung von elektrischem Strom haben. In diesem Artikel wollen wir über den Unterschied von solchen Materialien und deren Verhalten in einem elektrischen Feld zu sprechen.

Was ist der Leiter

Also, dieser Leiter - Material (Material, Umwelt), perfekt Leiten von elektrischem Strom. Substanz, die in sogenannten freien geladenen Teilchen (Elektronen oder Ionen) in der Lage ist bewegen sich frei durch das gesamte Volumen der Substanz, und wenn eine elektrische Spannung, ein Strom, Leitfähigkeit.

Das Hauptmerkmal des Leiters ist sein „Widerstand“ (R), In Ohm oder Rückgabewert als „Leitung“ gemessen wird, gegeben durch:

G = 1 / R

Und dieser Wert wird gemessen in Siemens.

Für Leiter gilt: die Mehrzahl der Metalle, Kohlenstoff (Graphit oder Kohlenstoff), verschiedene Lösungen von Salzen und Säuren.

Leiter, die in dem Ladungstransfer erfolgt hauptsächlich durch die Bewegung von Elektronen (Elektronenemission), Leiter der ersten Art bezeichnet. Wenn Ionen (Elektrolyte), durchgeführt durch in Ladungsleiter bewegt, wird der Leiter zweite Ordnung genannt.

Die am häufigsten verwendeten Metalle, weil sie die beste Leitfähigkeit haben und haben daher einen geringeren Widerstand gegen elektrischen Strom fließt.

Zum Beispiel werden alle Versorgungsleiterdrähte (Korden) aus Metallen hergestellt, die Leiter sind.

Was ist ein Isolator

Dielektrika sind solche Substanzen, die einen großen Widerstand und ein elektrischer Strom aufweisen wird entweder in seiner geringen Mengen durchgeführt.

Dies ist aufgrund der Tatsache, dass diese Materialien sind sehr wenige freie Ladungsträger zu relativ starken atomaren Bindungen zurückzuführen ist. Deshalb wird, wenn ein elektrischer Strom Feld im Dielektrikum einfach nicht vorhanden ist.

K-Dielektrika umfassen Materialien, wie Glas, Porzellan, Keramik, PCB, Carbolite, destilliertes Wasser (kein Salz Verunreinigungen), pulverisiertes Holz, Gummi, usw.

Dielektrika auch sehr weit verbreitet im täglichen Leben verwendet. Drahtisolation, elektrische Gehäuse aus dielektrischen Materialien.

Aber wenn Du bestimmte Voraussetzungen zu schaffen, zum Beispiel erhöht erheblich die Betriebsspannung kann der Isolator ein Leiter werden. Sicher haben Sie diesen Ausdruck als hörte „Isolationsdurchbruch.“

Die Haupteigenschaft von elektrischer Festigkeit des Dielektrikums wird in Betracht gezogen (dieser Wert ist gleich die Durchbruchspannung).

Was ist ein Halbleiter

Wie auch aus dem Titel Halbleiter zu sehen nimmt eine Zwischenstellung zwischen den Leitern und Dielektrika. Halbleiter im Ausgangszustand der elektrische Strom nicht vergangen, aber wenn sie auf ein Halbleitermaterial der Energie angelegt wird, wird der Halbleiter in einen dielektrischen Leiter umgewandelt.

Solche Elemente sind in der Elektronik, von denen produzieren Transistoren, Thyristoren, Dioden, LEDs und dergleichen. D. verwendet

Differenzierung von Substanzen auf den Leitern, Halbleitern und Isolatoren werden erläutert unter Verwendung von Band Theorie von Feststoffen. Es ist sicherlich nicht von allen einfach akzeptiert, aber bekommen sie äußerst wünschenswert wissen.

Band Theorie von Feststoffen

Somit kann die Differenz zwischen Dielektrika, Leiter und Halbleiter durch die Band Theorie erklärt werden. Es geht so:

Wie aus dem Bohr Atommodell bekannt ist, Elektronen in einem Atom auf bestimmte Bahnen platziert

Im Kristallgitter der Elektronenbahn Fest unvermeidlichen Veränderung unter dem Einfluss von benachbarten Atomen und Elektronen. Und aus diesem Grund gibt es eine Verschiebung der Energieniveaus der Elektronen Retention.

Mit Bahnen auf den Kern des Atoms schließen, können Elektronen auf eine andere Ebene in der Theorie bewegen, aber jetzt mit externen Bahnen, die in einer festen verschwommen in Unterebenen, die Übertragung von Elektronen zwischen ihnen sind, können eher leicht.

Und wenn ein elektrisches Potential der Elektronen, die zufällig auf den Außenbahnen benachbarten Atomen Hop einen einzigen Bewegungsvektor zu erwerben, und wir den elektrischen Strom beobachten.

Deshalb kann, wenn die untere Schicht die Elektronen frei verschiebbar sind, das Leitungsband genannt.

Valenzband ist die Region der erlaubten Energien genannt, und es ist unter dem Leitungsband.

Um bewegtes Elektron aus dem Valenzband in das Leitungsband, muss er die sogenannte Bandgap überqueren.

Numerisch wird in Elektronenvolt ausgedrückt. Eine Halbleiterenergieniveaus, Leitern und Dielektrika kann schematisch wie folgt dargestellt werden:

Wie aus der Figur oberhalb des Leiters gesehen verbotenen Band, d.h. das Valenzband und dem Leitungsband hat einen Überlappungsbereich. Dies bedeutet, dass in einem solchen Material auch mit wenig Strom angelegt wird, werden Elektronen in dem Körper des Leiters zu bewegen beginnen.

Auf ein Niveau zwischen dem Halbleiterbandabstand vorhanden ist. Seine Breite gibt an, welche Energie an den Halbleiter aufgebracht werden müssen, begann die Elektronen ihre Bewegung, die der Strom begann ist, fließen zu lassen.

Und dielektrischen verbotener Bereich ist so breit, dass die Übertragung von Elektronen von der Wertigkeit des laufenden Bereich praktisch ausgeschlossen. Da es viel Energie erfordert, diese Barriere zu überwinden, die die Zerstörung des dielektrischen verursachen würde.

Abschluss

Das ist alles, was ich Ihnen über Dielektrika, Leiter und Halbleiter erzählen wollte. Wenn Sie Artikel interessant und nützlich war, werden Sie es zu schätzen wissen. Und vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!