导体、半导体和绝缘体的区别

为了区分导体、半导体和绝缘体，首先我们必须了解它们的禁带宽度，即导带和价带之间的分离。导体、半导体和绝缘体之间的主要区别在于它们的导电性。

导体

导体是一种允许电流通过的材料，即它在自由电子的路径上具有最小的电阻。在导体的情况下，价带和导带重叠。由于这种重叠，导体上的一个小电位差会导致自由电子形成电流。

所有金属都是导体。导体的电阻随着温度的升高而增加。因此，导体具有正温度系数。

导体用于制造用于输送电流的导线和电缆。

绝缘体是一种不允许电流通过的材料，因为它具有很高的电阻。在绝缘体中，价带和导带之间的能隙非常大（约 15 eV）。因此，需要非常高的电场才能将价电子推到导带。因此，导带中没有自由电子。出于这个原因，绝缘体的电导率非常低，在普通条件下可以认为是零。

在室温下，绝缘体的价电子没有足够的能量越过禁带。但是，如果温度升高，一些电子可能会获得足够的能量越过禁带。因此，绝缘体的电阻随着温度的升高而降低。因此，绝缘体具有负温度系数。

由于电阻率高，绝缘体用于防止触电。

半导体是导电性介于导体和绝缘体之间的材料。在半导体中，价带和导带之间的禁带非常小（约 1 eV），与绝缘体相比。因此，需要较小的电场（小于绝缘体但大于导体）才能将自由电子从价带推到导带。

在低温下，半导体的价带完全充满，导带完全为空。因此，半导体在低温下表现为绝缘体。然而，在室温下，一些电子可以越过禁带，使半导体具有一定的导电性。随着温度的升高，更多的价电子越过能隙到达导带，导电性增加。这表明半导体的电导率随着温度的升高而增加。因此，半导体具有负温度系数。

通过在纯半导体材料中添加一些杂质，称为掺杂，也可以提高半导体的导电性。半导体通常用于制造固态电子器件。

Manish Kumar Saini

更新于： 2023年10月21日

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