公基：生活中常见的导体、半导体和绝缘体

关于导体、半导体和绝缘体的知识点在事业单位公共基础知识的考题中出现过，在事业单位联考的常识题目中也时常会涉及。例如在山西的事业单位考试中曾经考查过这样的一道题目：

锗、硅、硒电阻率受外界条件影响极大，在电子技术和无线电技术中有广泛应用，这样的材料属于( )。

A. 导体

B. 绝缘体

C. 半导体

D. 超导体

此题的考点就是导体、半导体和绝缘体的类型和应用，而题目中的锗、硅、硒都属于半导体。今天，我就来给大家梳理一下生活中常见的导体、半导体和绝缘体。

考点1：生活中常见的导体

一、什么是导体

导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。在外电场作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。

二、常见的导体

金属是最常见的一类导体，例如铝、铁、铜、银等，大部分金属都是导体。金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子，留下的正离子(原子实)形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。在极低温度下，某些金属与合金的电阻率将消失而转化为“超导体”。

第二类常见的导体是电解质的溶液，例如酸、碱、盐水溶液。其载流子是正负离子。实验发现，大部分纯液体虽然也能离解，但离解程度很小，因而不是导体。

电离的气体也能导电，被称为气体导体，其中的载流子是电子和正负离子。通常情形下，气体是良好的绝缘体。如果借助于外界原因，如加热或用X射线、γ射线或紫外线照射，可使气体分子离解，因而电离的气体便成为导体。

生活中人们常用的物品，例如图钉、钢尺、铝条、铜线、水壶、回形针、钥匙、铅笔芯等都是导体。石墨、水、人体、大地、湿木等等也都是常见的导体。

考点2：生活中常见的绝缘体

一、什么是绝缘体

不善于传导电流的物质称为绝缘体，绝缘体又称为电介质。它们的电阻率极高。绝缘体和导体，没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。这里要注意导电的原因：无论固体还是液体，内部如果有能够自由移动的电子或者离子，那么他就可以导电。没有自由移动的电荷，在某些条件下，可以产生导电粒子，那么它也可以成为导体。

二、常见的绝缘体

绝缘体的种类很多：第一类是固体，如塑料、橡胶、玻璃，陶瓷、琥珀等第二类是液体，如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等第三类是气体，如空气、二氧化碳、六氟化硫等。

生活中的玻璃棒、玻璃杯、塑料尺、橡皮、木块、尖刀柄、食用油等都是常见的绝缘体。

三、导体和绝缘体的关系

绝缘体和导体不是绝对的，二者之间没有不可逾越的鸿沟。二者的区分主要是内部能自由移动的电荷的数量，然而也跟外部条件(如电压、温度等)有关。在常温下绝缘的物体，当温度升高到相当的程度，由于可自由移动的电荷数量的增加，会转化成导体。

考点3：生活中常见的半导体

一、什么是半导体

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。

二、生活中常见的半导体及应用

无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

考点4：20世纪的新四大发明

20世纪的“新四大发明”——原子能、半导体、计算机、激光器，彻底改写了世界科技发展的历史。

试题练习：

下列科技领域的重大进展，不属于20世纪“新四大发明”的是( )。

A. 1906年圣诞前夜，雷吉纳德•菲森登在美国马萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播

B. 1946年，世界上第一台电子数字积分计算机——埃尼克在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生

C. 1954年，莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行，标志着人类和平利用原子能时代的到来

D. 1978年，利用半导体材料研制成的超大规模集成电路，集成度达10万以上，电子技术进入微电子时代

【答案】A

【解析】20世纪“新四大发明”是指：原子能、计算机、半导体、激光器。不包括无线电，故答案为A。

简单的说金属可以当作导体；而半导体，指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。二极管是半导体。绝缘体是不可以导电的。

金属中，由于组成金属的原子中的价电子占据的能级是部分占满的，所以金属是良好的导体。

绝缘体和半导体类似，下面都是已被电子占满的满带，中间是禁带，上面是空带。所以在热力学零度时，在外电场的作用下并不导电。

当外界条件变化时，就有少量电子被激发到空带上去，在外场作用下就会参与导电。而绝缘体只是禁带宽度太大，激发电子需要很大的能量，在通常温度下，激发上去的电子很小，导电性差。

原理：

在固体金属内部构成其晶格结点上的粒子，是金属原子或正离子，由于金属原子的价电子的电离能较低，受外界环境的影响(包括热效应等)，价电子可脱离原子，且不固定在某一离子附近，而可在晶格中自由运动，常称它们为自由电子。正是这些自由电子将金属原子及离子联系在一起，形成了金属整体。这种作用力称为金属键。

以上内容参考：百度百科-能带理论

一、本质不同

1、导体：导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。在外电场作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。

2、半导体：半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指一种导电性可控，范围从绝缘体到导体之间的材料。

二、应用不同

1、导体：第二类导体常应用于电化学工业，如电解提纯、电镀等；气体导体常应用于电光源制造工业。

2、半导体：半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用

三、分类不同

1、导体

第一类导体：金属和石墨是最常见的一类导体。金属和石墨中的原子核和内层电子构成原子实，规则地排列成点阵，而外层的价电子容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子，它们构成导电的载流子。金属和石墨导电过程中不引起化学反应，也没有显著的物质转移，称为第一类导体。

第二类导体：电解质的溶液或称为电解液的熔融电解质也是导体，其载流子是正负离子。电解液在通电过程中伴随有化学变化，且有物质的转移，称为第二类导体。

气体导体：电离的气体也能导电（气体导电），其中的载流子是电子和正负离子。气体的非自持放电和自持放电有许多实际应用。

其他导电介质：电的绝缘体又称为电介质。它们的电阻率极高，比金属的电阻率大1014倍以上。绝缘体在某些外界条件（如加热、加高压等）影响下，会被“击穿”，而转化为导体。

2、半导体

（1）元素半导体。元素半导体是指单一元素构成的半导体，其中对硅、硒的研究比较早。

（2）无机合成物半导体。无机合成物主要是通过单一元素构成半导体材料，当然也有多种元素构成的半导体材料，主要的半导体性质有I族与V、VI、VII族；II族与IV、V、VI、VII族；III族与V、VI族；IV族与IV、VI族V族与VI族；VI族与VI族的结合化合物，但受到元素的特性和制作方式的影响，不是所有的化合物都能够符合半导体材料的要求。

（3）有机合成物半导体。有机化合物是指含分子中含有碳键的化合物，把有机化合物和碳键垂直，叠加的方式能够形成导带，通过化学的添加，能够让其进入到能带，这样可以发生电导率，从而形成有机化合物半导体。

（4）非晶态半导体。它又被叫做无定形半导体或玻璃半导体，属于半导电性的一类材料。非晶半导体和其他非晶材料一样，都是短程有序、长程无序结构。

（5）本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。

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