导体、半导体、绝缘体有什么区别,分别有什么用途?

导体、半导体、绝缘体有什么区别,分别有什么用途?,第1张

1、物理性质不同:

(1)导体电阻率很小且易于传导电流。导体中存在大量可自由移动的带电粒子。在外电场作用下,带电粒子作定向运动,形成明显的电流。

(2)半导体常温下导电性能介于导体与绝缘体之间。

(3)绝缘体不善于传导电流,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。

2、用途不同:

(1)导体常用于工程技术、科学以及能源领域。

(2)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,如二极管就是采用半导体制作的器件。

(3)绝缘体通常作为电缆的外表覆层。事实上空气本身就是一种绝缘体,并不需要其他的物质进行绝缘。高压输电线就是通过空气绝缘的,因为使用固体(例如塑料)覆层并不实际。然而,导线相互接触可能造成短路和火灾。

在同轴电缆中,中心的导体必须位于正中,以防止电磁波的反射。另外,任何高于60V的电压都会对人体造成电击或触电危险。使用绝缘体作为外表覆层可以防止这些问题。

扩展资料:

通常电阻系数小的,导电性能好的物体例如:银、铜、铝是良导体。含有杂质的水、人体、潮湿的树木、钢筋混凝土电杆、墙壁、大地等,也是导体,但不是良导体。

电阻系数很大的,导电性能很差的物体例如:陶瓷、云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、棉纱、树脂等物体,以及干燥的木材等都是绝缘体。

导电性能介于导体和绝缘体之间的物体例如:硅、锗、硒、氧化铜等都是半导体。

半导体是什么?半导体有什么用?

半导体是什么?举个例子,我们都知道金属铜是导体,观察它的原子结构图就会发现它的最外层只有一个电子,我们把这个电子称为假电子。因为原子核与价电子之间的吸引力较小,所以一旦受到外力吸引,这个垫子就很容易脱离铜原子,成为一个自由电子,这也是同能够成为导体的主要原因。同理,观察绝缘体的原子结构就会发现他们通常拥有八个加电子及其稳定。顾名思义,半导体应介于二者之间。

那么它的原子结构又是怎么样的呢?观察元素周期表就可以发现,在导体和绝缘体的分界线附近的元素就是制作半导体的重要材料,硅元素当然是最有影响力的一个,观察原子结构图就会发现它的最外层有四个电子,要想达到平衡,不是舍弃四个垫子,就是在拉拢四个电子,而归原子在排列时巧妙地共享了上下左右四个电子,手拉着手,组成了稳定八电子结构,也就是共价键。

那么硅的导电性又从何而来呢?当温度大于绝对零度时,处于价带的电子就可能发生跃迁,变成自由电子,同时原来的位置上就会形成一个空穴,也就是说,归经体内会存在等量的自由电子和空穴,他们都可以起到导电的作用,这就是纯净半导体,也叫做本征半导体。它的结构虽然完美,但是想要增加半导体的导电能力,还需要掺杂其他元素。当我们把硅原子替换成五价磷原子时,就可以提高自由电子的浓度,得到N型半导体。

同理,如果用最外层只有三个电子的硼原子替换硅原子,提高空穴的浓度,就可以得到P型半导体,那么把这两种类型的半导体连接在一起会发生什么呢?N级的电子迫切的想扩散到P区,P区空穴拼命想要扩散到N区,这时就会形成一个由N指向P的内电场,阻止扩散进行,在二者达到动态平衡之后,就会在交界面形成一个空间电荷区,这就是PN结。

PN结具有单向导电性,我们常见的二极管便是利用这个特性制成的。而利用太阳光照射PN结,就会激发产生电子空穴,对经过界面层的电荷分离,就会形成一个由P指向N的光生电场,这就是光生伏特效应,也是太阳能电池的基本原理。

一、定义不同。

1、通常把电阻系数小的(电阻系数的范围约在0.01~1欧毫米/米)、导电性能好的物体叫做导体。例如:银、铜、铝是良导体。

2、电阻系数很大的(电阻系数的范围约为10~10欧姆·毫米/米)、导电性能很差的物体叫做绝缘体。例如:陶瓷、云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、棉纱、树脂等物体,以及干燥的木材等都是绝缘体(也叫电介质)。

3、半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。例如:硅、锗、硒、氧化铜等,半导体在电子技术领域应用越来越广泛。

二、用途不同。

1、导体常应用于电化学工业,如电解提纯、电镀等。而把导电过程中不引起化学变化,也没有显著物质转移的导体,如金属,称为“第一类导体”。

2、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域。

有较高的准确度和稳定性,分辨率可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。

3、绝缘体通常用做电缆的外表覆层。事实上空气本身就是一种绝缘体,并不需要其他的物质进行绝缘。高压输电线就是通过空气绝缘的,因为使用固体(例如塑料)覆层并不实际。

然而,导线相互接触可能造成短路和火灾。在同轴电缆中,中心的导体必须位于正中,以防止电磁波的反射。

三、特点不同。

1、导体升高温度,电阻升高,降低温度,电阻降低。在绝对零度时,有些导体电阻变为0,即成为超导体。

2、半导体温度升高,电阻降低,温度降低,电阻增大。

3、绝缘体的特点是分子中正负电荷束缚得很紧,可以自由移动的带电粒子极少,其电阻率很大,约为10~10欧姆 ·米,所以一般情况下可以忽略在外电场作用下自由电荷移动所形成的宏观电流,而认为是不导电的物质。

参考资料来源:百度百科-导体

参考资料来源:百度百科-半导体

参考资料来源:百度百科-绝缘体


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