電子回路設計で導体の代わりに半導体を使用する理由

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基本的に、半導体と導体は主にさまざまな種類の 電気および電子部品 。半導体はシリコンに似た材料の一種であり、絶縁体と導体の両方の特性を備えています。の電流の振る舞い シリコン 非常に貧しいです。ただし、ホウ素やリンなどの土壌をSiに含めると、伝導します。しかし、その挙動は主に追加された土壌に依存します。シリコンにリン土を加えると、n型半導体になります。同様に、ホウ素をSiに加えると、p型半導体になります。 p型半導体の電子量は純粋な半導体よりも少ないのに対し、n型半導体はより多くの電子を持っています。

半導体と導体とは何ですか?

現代の電子機器で使用されるすべてのコンポーネントは 半導体で設計 。ザ・ 半導体の基本特性 つまり、伝導が少なくなります。半導体は通常の導体のように電流を流しにくいです。一部の材料は真性半導体を使用しており、半導体特性はこれらの材料で発生します。しかし、現代の電子機器で使用されている材料のほとんどは外因性です。これらはによって半導体に変えることができます ドーピング それらは少量の未知の原子を持っています。しかし、ドーピングのために追加するのに必要な原子の数は非常に少ないです。




半導体と導体

半導体と導体

現代の電子機器で主に使用されている導体は、鋼、アルミニウム、銅などの金属です。これらの資料は次のとおりです オームの法則 抵抗が非常に小さいだけでなく。したがって、彼らは送信することができます 電流 多くの流れを溶かすことなく、ある場所から別の場所へ。



結果として、これらは、ある場所から別の場所に電流を伝送するためのワイヤを接続するときに役立ちます。それらは、間にある接続ワイヤを加熱する代わりに、ほとんどの電流がその目標を達成することを保証するのに役立ちます!変な音がしますが、電流抵抗器も導体材で仕上げられています。しかし、それらは電流があまり単純に流れないようにする非常にわずかな導体部品を採用しています。

半導体と導体のバンドモデル

半導体は主に絶縁体です。しかし、絶縁体と比較すると、エネルギーのギャップは小さくなります。価電子帯は部屋の温度でいくらか熱的に占有されていますが、伝導帯はやや占有されていません。なぜなら 送電 は、伝導帯内の電子の数(ほぼ空)と価電子帯の正孔(完全に占有されている)に公然とリンクしています。真性半導体の電気伝導率は非常に小さいと推定できます。

半導体と導体のバンドモデル

導体のバンドモデルでは、価電子帯が電子とともに完全に使用されているわけではありません。そうでない場合、価電子帯全体がブランクの伝導帯と重なります。一般に、両方の状態が同時に発生し、電子の流れは不完全にパックされた価電子帯で移動する可能性があります。そうでない場合は、2つの重なり合うバンド内で移動します。これらでは、原子価と伝導の間にバンドのギャップはありません。


半導体と導体の違い

半導体と導体の違いには、主に導電率、抵抗率、禁止ギャップ、温度係数、導電率、導電率値、抵抗率値、電流、常温での電流キャリア数、バンドオーバーラップ、0ケルビン挙動などの特性が含まれます、形成、価電子、およびその例。

  • 導体の抵抗率は低く、半導体は中程度です。
  • 導体の導電率は高く、半導体は中程度です。
  • 導体には送信用の電子が多数ありますが、半導体には送信用の電子がほとんどありません。
  • 導体の温度係数は正ですが、半導体は負です。
  • 導体には禁止ギャップがありませんが、半導体には禁止ギャップがあります。
  • 導体の抵抗値は10-5Ω-m未満であるため無視できますが、半導体は導体と絶縁体の値の中に10-5Ω-mから105Ω-mがあります。
  • 導体内の常温での電流キャリアの量は非常に多いのに対し、半導体では少ないです。
  • 導体の導電率の値は10-7mho / mと非常に高いのに対し、半導体は絶縁体と導体の中に10-13mho / mから10-7mho / mの値があります。
  • 導体内の電流の流れは自由電子によるものですが、半導体内の電流は正孔と自由電子によるものです。
  • 導体の形成は金属結合によって行うことができますが、半導体では共有結合によって形成することができます。
  • 導体の0ケルビンの振る舞いは超伝導体として機能しますが、半導体では絶縁体のように機能します。
  • 導体の価電子は最外殻の1つですが、半導体の価電子は4つです。
  • 導体のバンドオーバーラップは価電子帯と伝導帯の両方がオーバーラップしているのに対し、半導体では両方のバンドが1.1eVのエネルギー空間で分割されています
  • 導体の主な例は銅、銀、水銀、アルミニウムですが、半導体の例はシリコンとゲルマニウムです。

したがって、これはすべて半導体と導体の比較に関するものです。ザ・ 導電体 電流が一方向に流れることを可能にする材料またはオブジェクトであり、そうでない場合はより多くの方向に流れます。優れた導体は主に銅、アルミニウム、鉄です。半導体は導電性のある固体です。この特性により、電流制御に適しています。

以上のことから、最終的には導体の抵抗がゼロであるのに対し、半導体では半導体の電流を制御する可能性があると結論付けることができます。この特性は、半導体を使用したリアルタイムの電子回路要件の設計に利用されます。ここにあなたへの質問があります、半導体と導体の用途は何ですか?