导体、绝缘体、半导体是固体材料分类的一种,这三种材料之间的主要区别在于它们的电性质。本文我们就来详细说明导体绝缘体半导体的本质区别。
导体绝缘体半导体的本质区别
一、定义不同
1.导体是一种电阻很低、能够导电的材料。在导体中,导电电子密度非常高,随着电子自由流动,导体可以很容易地传递电荷。
2.绝缘体是一种电阻很高、不会导电的材料。绝缘体中的电子非常稀疏,无法在其中自由流动,因此无法传递电荷。
3.半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料。半导体中的电子密度介于导体和绝缘体之间,当施加电场或热激发时,它们可以移动并携带电荷。
二、性质和内部结构的差异
1.导体的内部结构由许多自由电子和正离子构成,电子和正离子之间的排列相对松散,电子跑动时,能量级之间存在着大量未占据的状态。因此,导体的电子自由度非常高,能够很容易地接受和传递电子,导致电导率很高。
2.绝缘体中每个原子都紧密地控制着周围的电子,因此它们几乎没有自由电子和未占据的状态。这使得电流无法通过绝缘体,所以它没有电导性能。
3.半导体的内部结构介于导体和绝缘体之间。半导体晶体的静态电性能取决于材料的组分和纯度,一些特殊材料含有施主和受主杂质,这可以为电子和空穴提供额外的能级,从而增加了材料的导电度,使其仍具备高导电性。
导体和绝缘体的分类
1.金属:金属是最常见的导体,通常在室温下存在于固态。金属中的电子能够自由地移动,因此金属具有良好的电导率。
2.非金属:非金属通常是绝缘体。由于其内部电子几乎不能移动,非金属具有相对较高的电阻率。非金属材料可用于电子元器件的电气绝缘。
3.半导体:半导体是介于导体和绝缘体之间的一种材料。半导体中的电子数很少,但有些物理机制下,其导电行为会有很大变化。目前,半导体材料在电脑、通讯、汽车、医疗等领域有广泛应用。
纸导电吗
普通的纸是不导电的,固体的导电是指固体中的电子或离子在电场作用下的远程迁移,通常以一种类型的电荷载体为主,如:电子导体,以电子载流子为主体的导电;离子导电,以离子载流子为主体的导电;混合型导体,其载流子电子和离子兼而有之。
除此以外,有些电现象并不是由于载流子迁移所引起的,而是电场作用下诱发固体极化所引起的,例如介电现象和介电材料等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷、橡胶等等,称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。
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