導體和絕緣體

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導體和絕緣體之间的区别

導體 vs. 絕緣體

導體（conductor）為能夠讓電流通過的材料，依其導電性，能夠細分為超導體、導體、半導體及絕緣體。在科學及工程上常用利用歐姆來定義某材料的導電程度。它们使電力極容易地通过它们。例如：金属、人体、大地、石墨、食鹽水溶液等都是導電體。 當電流在導體內流過時，事實上是因為導體內的自由电荷(在金属中的自由电荷是电子,而在溶液中的自由电荷则为阴、阳產生漂移而造成的，根據材料的不同，自由电荷的漂移方式也不相同：在超導體中，電子幾乎不受原子核的干擾而能夠快速移動；而在導體內電子的移動受限於該材料所造成的電子海的能階大小；而在半導體內，電子能夠移動是因為電子-空穴效應；而絕緣體則是電子受限於分子所構成的共價鍵，使得電子要脫離原子是非常困難的事。因此，沒有絕對絕緣的絕緣體，只要有足夠大的能量就可以使電子得以通過某絕緣體。 Category:材料 Category:熱力學 Category:電學. 绝缘体（Insulator），又称电介质或绝缘子，是一种阻碍电荷流动的材料。在绝缘体中，价带电子被紧密的束缚在其原子周围。这种材料在电气设备中用作绝缘体，或称起绝缘作用。其作用是支撑或分离各个电导体，不让电流流过。 玻璃、纸或聚四氟乙烯等材料都是非常好的电绝缘体。更多的一些材料可能具有很小的电导，但仍然足以作为电缆的绝缘，例如橡胶类高分子和绝大多数塑料。这些材料可以在低压下（几百甚至上千伏特）用作安全的绝缘体。.

半导体

半导体（Semiconductor）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。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。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。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。 材料中载流子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（IIIA、VA族元素）来控制。如果我們在純矽中摻雜（doping）少許的砷或磷（最外層有5個電子），就會多出1個自由電子，這樣就形成N型半導體；如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有3個電子），就反而少了1個電子，而形成一個電洞（hole），這樣就形成P型半導體（少了1個帶負電荷的原子，可視為多了1個正電荷）。.

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