Os isoladores são usados todos os dias por todos nós, desde as manivelas até o revestimento de tubos subterrâneos. Por outro lado, os materiais semicondutores são usados principalmente em dispositivos eletrônicos e têm grande utilidade em nossas indústrias eletrônicas.
Isolador vs Semicondutor
A diferença entre isoladores e semicondutores é que a taxa de condutividade difere entre eles. Há uma grande lacuna entre a banda de saia e a banda de condução no isolador, o que impede que os elétrons livres conduzam eletricidade. Por outro lado, os semicondutores têm menos bandgap em comparação com os isoladores, que podem ser superados por elétrons de alta energia.
Isolantes são maus condutores de calor e eletricidade. Sua resistência é muito alta, devido ao qual a eletricidade não pode passar por eles. Eles são usados principalmente em fios de condução isolantes. Eles formam uma barreira entre dois corpos condutores para evitar curtos-circuitos e acidentes. Alguns materiais isolantes comuns são papel, madeira, plástico de borracha, etc.
Semicondutores têm um nível de condutividade moderado. Sua resistência à eletricidade pode ser variada adicionando-se impurezas. Este processo é denominado dopagem. Uma pequena quantidade de impureza adicionada pode levar a uma grande diferença na condução. Os semicondutores podem ser puros, como germânio e silício, ou podem ser compostos, como arsenieto de gálio ou seleneto de cádmio.
Tabela de comparação entre isolador e semicondutor
| Parâmetros de comparação | Isolador | Semicondutor |
| Condutividade | < 10 -13 mho / m | Entre 10 -7 a 10 -13 mho / m |
| Operadoras de carga majoritária | Sem condução devido à ausência de portadores | Movimento de elétrons e lacunas |
| Nº de elétrons de valência | Sua camada de valência está completa, ou seja, 8 elétrons | Eles têm 4 elétrons de valência na camada mais externa |
| Bandgap | Há um enorme intervalo de banda de 6eV -10eV | Existe um bandgap de 1.1eV |
| Banda valence | Preenchidas | Parcialmente vazio |
| Banda de condução | Vazio | Parcialmente preenchido |
| Zero absoluto | A resistência aumenta | Transforme-se em um isolante |
| Resistividade | Alto | Moderado |
| Exemplo | Borracha, plástico, papel, etc. | Silício, germânio, arseneto de gálio |
| Formulários | Eletrodomésticos, revestimento de fios de cabos, etc. | Circuitos integrados, diodos, resistores, etc. |
O que é isolador?
Um material que é um péssimo condutor de calor ou eletricidade é denominado isolante. Seu nível de condutância é muito baixo. A condução é a propriedade de fácil fluxo de corrente transportada por eles. Os isolantes têm uma banda de valência completa de 8 elétrons. Como resultado, há ausência de portadoras livres para conduzir eletricidade.
De acordo com a teoria das bandas, existe um enorme bandgap de 6eV a 10eV que não permite que os elétrons saltem da banda de valência para a banda de condução. Eles têm uma banda de valência cheia e uma banda de condução vazia. Eles têm uma resistência muito alta, por isso nenhuma corrente pode passar por eles. Com o aumento da temperatura, a resistividade de um isolador diminui. A temperatura leva à perda de ligações covalentes presentes neles e aumenta o número de portadores neles.
Na temperatura de zero absoluto, a resistência do isolador aumenta. Existem muitos tipos de isoladores, como isoladores de som, isoladores térmicos e isoladores elétricos, dependendo do campo de utilização do material. Os isoladores de pino são os primeiros isoladores usados. O vácuo também é um isolante. Isso se deve ao fato da ausência de transportadoras por lá. Alguns exemplos de isoladores são borracha, plástico, etc.
O que é semicondutor?
Um material cujo nível de condutância é intermediário entre o condutor e o isolador é conhecido como semicondutor. O nível de condutância pode ser alterado adicionando uma pequena quantidade de impurezas ao cristal semicondutor. Existem cristais semicondutores puros como silício ou germânio, bem como semicondutores compostos, como arseneto de gálio ou seleneto de cádmio.
Existem basicamente dois tipos de semicondutores com grandes aplicações nas indústrias eletrônicas modernas. Eles são semicondutores intrínsecos (Si e Ge) e semicondutores extrínsecos (tipo n e tipo p). O semicondutor extrínseco tipo n é formado pela adição de elementos do grupo III em Si ou Ge puro. Essas impurezas são chamadas de doadores. O semicondutor extrínseco do tipo p é formado pela adição de elementos do grupo V em Si ou Ge puro. Essas impurezas são conhecidas como aceitadores.
Eles têm os dois tipos de portadores que são a eletricidade conduzida por buracos e elétrons. Sua condutância está entre 10-7 a 10-13 mho / m. Eles têm uma lacuna de banda de energia moderada coberta por elétrons para se moverem para a banda de condução. Sua banda de valência é parcialmente preenchida com 4 elétrons. Eles têm um tipo de ligação covalente.
Na temperatura de zero absoluto, eles perdem sua propriedade de condutância e se transformam completamente em isolantes. São muito compactos, têm longa durabilidade e baixo custo, o que os torna muito requisitados nas tecnologias modernas. Os semicondutores estão tendo uma grande aplicação na fabricação de diodos, transistores MOSFET, etc.
Principais diferenças entre isolador e semicondutor
Conclusão
Tanto os isoladores quanto os semicondutores têm um grande impacto em nossa vida diária. Sua diferença de propriedades os torna úteis em diferentes campos da vida. Isoladores são usados para interromper o fluxo de calor, eletricidade ou som de seu fluxo normal na condução. Os semicondutores são baixos e compactos e úteis para fazer pequenos elementos de circuito e também têm uma longa vida útil.
