Qual é a diferença entre um condutor e um semicondutor?

Sabe-se que em uma substância colocada em um campo elétrico, quando exposta às forças deste campo, é formado um movimento de elétrons ou íons livres na direção das forças de campo. Em outras palavras, ocorre corrente elétrica na substância.

A propriedade que determina a capacidade de uma substância em conduzir corrente elétrica é chamada de "condutividade elétrica". A condutividade elétrica é diretamente dependente da concentração de partículas carregadas: quanto maior a concentração, maior a condutividade elétrica.

De acordo com essa propriedade, todas as substâncias são divididas em 3 tipos:

  1. Guias.
  2. Dielétrica
  3. Semicondutores

Descrição dos condutores

Os condutores têm a mais alta condutividade elétrica de todos os tipos de substâncias. Todos os condutores são divididos em dois grandes subgrupos:

  • Metais (cobre, alumínio, prata) e suas ligas.
  • Eletrólitos (solução aquosa de sal, ácido).

Nas substâncias do primeiro subgrupo, apenas os elétrons são capazes de se mover, pois sua ligação com os núcleos atômicos é fraca e, portanto, são simplesmente separados deles. Como nos metais a ocorrência de corrente está associada ao movimento de elétrons livres, o tipo de condutividade elétrica neles é chamado de eletrônico.

Conexão paralela de condutores

Dos condutores do primeiro subgrupo é usado nos enrolamentos de máquinas elétricas, linhas de energia, fios. É importante notar que a condutividade elétrica dos metais é afetada pela sua pureza e ausência de impurezas.

Movimento corrente elétrica

Em substâncias do segundo subgrupo, quando uma solução é aplicada, a molécula se desintegra em um íon positivo e negativo. Os íons se movem devido ao campo elétrico. Então, quando a corrente passa pelo eletrólito, os íons são depositados no eletrodo, que desce no eletrólito. O processo em que uma substância é liberada de um eletrólito sob a influência de uma corrente elétrica é chamado de eletrólise. O processo de eletrólise é geralmente aplicado, por exemplo, quando um metal não ferroso é extraído de uma solução de seu composto, ou quando o metal é revestido com uma camada protetora de outros metais.

Descrição dielétrica

Dielétricos também são chamados de substâncias isolantes elétricas.

Todas as substâncias isolantes elétricas possuem a seguinte classificação:

  • Dependendo do estado de agregação, os dielétricos podem ser líquidos, sólidos e gasosos.
  • Dependendo do método de produção - natural e sintético.
  • Dependendo da composição química - orgânica e inorgânica.
  • Dependendo da estrutura das moléculas - neutra e polar.

Estes incluem gás (ar, nitrogênio, gás), óleo mineral, qualquer borracha e substância cerâmica. Estas substâncias são caracterizadas por sua capacidade de polarizar em um campo elétrico . Polarização é a formação de cargas na superfície de uma substância com diferentes sinais.

Exemplo dielétrico

Os dielétricos contêm um pequeno número de elétrons livres, enquanto os elétrons têm uma forte ligação com os núcleos atômicos e só raramente se separam deles. Isso significa que essas substâncias não têm a capacidade de conduzir corrente.

Esta propriedade é muito útil na produção de produtos utilizados na proteção contra corrente elétrica: luvas dielétricas, tapetes, botas, isoladores para equipamentos elétricos, etc.

Sobre semicondutores

Um semicondutor atua como uma substância intermediária entre um condutor e um dielétrico . Os representantes mais proeminentes deste tipo de substâncias são silício, germânio, selênio. Além disso, os elementos do quarto grupo da tabela periódica de Dmitry Ivanovich Mendeleev são geralmente atribuídos a essas substâncias.

Semicondutores: silício, germânio, selênio

Os semicondutores possuem condutividade de “furo” adicional, além da condutividade eletrônica. Este tipo de condutividade depende de vários fatores ambientais, incluindo luz, temperatura, campos elétricos e magnéticos.

Estas substâncias têm ligações covalentes fracas. Quando exposto a um dos fatores externos, a ligação é destruída, após o que ocorre a formação de elétrons livres. Nesse caso, quando o elétron é desconectado, um “buraco” livre permanece na ligação covalente. Os "buracos" livres atraem elétrons vizinhos e, portanto, essa ação pode ser executada indefinidamente.

Para aumentar a condutividade de substâncias semicondutoras introduzindo várias impurezas. Esta técnica é amplamente utilizada na eletrônica industrial: em diodos, transistores, tiristores. Vamos considerar mais detalhadamente as principais diferenças entre condutores e semicondutores.

Qual é a diferença entre um condutor e um semicondutor?

A principal diferença entre um condutor e um semicondutor é sua capacidade de conduzir corrente elétrica. O condutor é muito maior.

Quando a temperatura aumenta, a condutividade dos semicondutores também aumenta; a condutância dos condutores com o aumento se torna menor.

Em condutores puros, sob condições normais, um número muito maior de elétrons é liberado durante a passagem da corrente do que nos semicondutores. Ao mesmo tempo, a adição de impurezas reduz a condutividade dos condutores, mas aumenta a condutividade dos semicondutores.

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