Warum verwenden wir beim Entwurf elektronischer Schaltungen Halbleiter anstelle von Leitern?

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Grundsätzlich werden Halbleiter und Leiter hauptsächlich in verschiedenen Arten von verwendet elektrische und elektronische Komponenten . Ein Halbleiter ist eine Art von Material, das Silizium ähnlich ist, und es hat einige Eigenschaften sowohl der Isolatoren als auch der Leiter. Das elektrische Stromverhalten in das Silizium ist sehr arm. Wenn wir jedoch einige Böden wie Bor oder Phosphor zu Si hinzufügen, leitet es. Sein Verhalten hängt jedoch hauptsächlich von den hinzugefügten Böden ab. Wenn wir Silizium Phosphorboden hinzufügen, wird es zu einem n-Halbleiter. Wenn wir Si zu Bor hinzufügen, wird es in ähnlicher Weise zu einem p-Halbleiter. Die Elektronenmenge in einem p-Halbleiter ist gering als in einem reinen Halbleiter, während ein n-Halbleiter mehr Elektronen aufweist.

Was sind Halbleiter und Leiter?

Alle in der modernen Elektronik verwendeten Komponenten sind entworfen mit Halbleitern . Das grundlegende Eigenschaft des Halbleiters ist, es leitet weniger. Ein Halbleiter führt nicht so leicht elektrischen Strom wie ein normaler Leiter. Einige der Materialien verwenden intrinsische Halbleiter, und die Halbleitereigenschaften werden in diesen Materialien auftreten. Die meisten in der modernen Elektronik verwendeten Materialien sind jedoch extrinsisch. Diese können durch in Halbleiter umgewandelt werden Doping sie mit winzigen Mengen unbekannter Atome. Die Anzahl der Atome, die zum Dotieren hinzugefügt werden müssen, ist jedoch sehr gering.




Halbleiter und Leiter

Halbleiter und Leiter

Die Leiter, die hauptsächlich in der modernen Elektronik verwendet werden, sind Metalle wie Stahl, Aluminium und Kupfer. Diese Materialien folgen Ohm'sches Gesetz sowie einen sehr kleinen Widerstand haben. Somit können sie senden elektrischer Strom von einem Ort zum anderen, ohne viele Ströme aufzulösen.



Daher sind diese hilfreich, wenn Drähte zum Übertragen von Strom von einem Ort zu einem anderen Ort angeschlossen werden. Sie tragen dazu bei, dass der größte Teil des elektrischen Stroms sein Ziel erreicht, als Alternative zum Aufheizen der dazwischen liegenden Verbindungsdrähte! Obwohl es ein seltsames Geräusch macht, sind Stromwiderstände auch mit Leitermaterialien versehen. Sie verwenden jedoch sehr kleine Leiterteile, die den Strom nicht zu einfach fließen lassen.

Bandmodelle von Halbleitern und Leitern

Ein Halbleiter ist hauptsächlich ein Isolator. Im Gegensatz zu Isolatoren ist die Energielücke jedoch geringer. Das Valenzband ist bei der Raumtemperatur etwas thermisch besetzt, während das Leitungsband etwas unbesetzt ist. weil elektrische Übertragung ist offen mit der Anzahl der Elektronen innerhalb des Transmissionsbandes (ungefähr leer) sowie mit den Löchern im Valenzband (vollständig besetzt) ​​verbunden. Es kann geschätzt werden, dass die elektrische Leitfähigkeit eines intrinsischen Halbleiters extrem gering ist.

Bandmodelle von Halbleitern und Leitern

In dem Bandmodell des Leiters wird das Valenzband nicht vollständig mit Elektronen verwendet, andernfalls überlappt sich das volle Valenzband durch das leere Leitungsband. Im Allgemeinen treten beide Zustände gleichzeitig auf, der Elektronenfluss kann sich in dem unvollständig gepackten Valenzband bewegen, ansonsten innerhalb der beiden überlappenden Bänder. In diesen gibt es keine Lücke für das Band zwischen der Valenz und der Leitung.


Unterschied zwischen Halbleitern und Leitern

Der Unterschied zwischen Halbleitern und Leitern umfasst hauptsächlich seine Eigenschaften wie Leitfähigkeit, spezifischer Widerstand, verbotener Spalt, Temperaturkoeffizient, Leitung, Leitfähigkeitswert, spezifischer Widerstandswert, Stromfluss, Anzahl der Stromträger bei normaler Temperatur, Bandüberlappung, 0 Kelvin-Verhalten , Bildung, Valenzelektronen und ihre Beispiele.

  • Der spezifische Widerstand des Leiters ist niedrig, während der Halbleiter moderat ist.
  • Die Leitfähigkeit des Leiters ist hoch, während der Halbleiter mäßig ist.
  • Der Leiter hat eine große Anzahl von Elektronen zur Übertragung, während der Halbleiter eine sehr kleine Anzahl von Elektronen zur Übertragung hat.
  • Der Temperaturkoeffizient eines Leiters ist positiv, während der Halbleiter negativ ist.
  • Der Leiter hat keine verbotene Lücke, während der Halbleiter eine verbotene Lücke hat.
  • Der spezifische Widerstandswert des Leiters beträgt weniger als 10-5 Ω-m, so dass er vernachlässigbar ist, wohingegen Halbleiter unter den Werten von Leitern und Isolatoren sind, d. H. 10-5 Ω-m bis -105 Ω-m.
  • Die Menge an Stromträgern bei der üblichen Temperatur im Leiter ist sehr hoch, während sie in Halbleitern gering ist.
  • Der Leitfähigkeitswert des Leiters ist mit 10-7 mho / m sehr hoch, wohingegen Halbleiter unter denen von Isolatoren und Leitern 10-13mho / m bis 10-7mho / m liegen.
  • Der Stromfluss in einem Leiter beruht auf freien Elektronen, während in Halbleitern sowohl Löcher als auch freie Elektronen auftreten.
  • Die Bildung des Leiters kann durch Metallbindung erfolgen, während sie im Halbleiter durch kovalente Bindung gebildet werden kann.
  • Das 0-Kelvin-Verhalten des Leiters wirkt als Supraleiter, während im Halbleiter wie ein Isolator wirkt.
  • Die Valenzelektronen in einem Leiter sind eins in der äußersten Hülle, während es im Halbleiter vier sind.
  • Die Bandüberlappung in einem Leiter ist sowohl die Valenz als auch die Leitungsbänder überlappen sich, während im Halbleiter beide Bänder mit einem Energieraum von 1,1 eV geteilt sind
  • Die Hauptbeispiele für Leiter sind Kupfer, Silber, Quecksilber und Aluminium, während Halbleiterbeispiele Silizium und Germanium sind.

Hier geht es also um den Vergleich zwischen Halbleitern und Leitern. Das elektrische Leiter sind Materialien oder Objekte, die den Stromfluss in eine Richtung ermöglichen, ansonsten in mehrere Richtungen. Die guten Leiter sind hauptsächlich Kupfer, Aluminium und Eisen. Halbleiter sind feste Substanzen mit elektrischer Leitfähigkeit. Diese Eigenschaft macht es für die elektrische Stromregelung geeignet.

Aus den obigen Informationen können wir schließlich schließen, dass der Leiter einen Widerstand von Null hat, während bei Halbleitern die Möglichkeit besteht, den Stromfluss in Halbleitern zu steuern. Diese Eigenschaft wird zum Entwerfen der Echtzeitanforderungen an elektronische Schaltungen mit Halbleitern genutzt. Hier ist eine Frage für Sie, was sind die Anwendungen von Halbleitern und Leitern?