konduktans är ett materials förmåga att genomföra elektrisk ström. Det är det ömsesidiga motståndet och mäts i siemens.
Så här fungerar konduktans i halvledare och ledare:
ledare:
* Hög konduktans: Ledare har ett stort antal fria elektroner, som lätt kan röra sig genom materialet och bära ström. Detta resulterar i hög konduktans och låg motstånd.
* metaller: De flesta metaller är utmärkta ledare på grund av deras atomstruktur, där elektroner i det yttersta skalet är löst bundna och kan röra sig fritt.
* Mekanism: När en spänning appliceras över en ledare flödar de fria elektronerna genom materialet och skapar en elektrisk ström.
Semiconductors:
* Mellanliggande konduktans: Halvledare har färre fria elektroner än ledare, men mer än isolatorer. Detta leder till måttlig konduktans och motstånd.
* kisel och germanium: Vanliga halvledare som används i elektronik.
* Mekanism: Halvledare leder aktuellt främst genom två mekanismer:
* Intrinsic ledning: Vid högre temperaturer får vissa valenselektroner tillräckligt med energi för att bryta sig loss från sina bindningar och bli fria elektroner.
* extrinsic ledning: Genom att lägga till föroreningar (doping) till halvledare kan vi kontrollera deras konduktivitet.
* n-typ: Föroreningar med extra elektroner ökar antalet fria elektroner, vilket resulterar i bättre konduktivitet.
* p-typ: Föroreningar med saknade elektroner skapar "hål", som fungerar som positiva laddningsbärare, vilket ökar konduktiviteten.
Sammanfattningsvis:
| Materialtyp | Konduktans | Motstånd | Förklaring |
| --- | --- | --- | --- |
| ledare | Hög | Låg | Ett stort antal gratis elektroner, lätt att utföra ström |
| Semiconductor | Måttlig | Måttlig | Färre fria elektroner än ledare, men mer än isolatorer; Kontrollerad konduktivitet |
Nyckelskillnader:
* Antal gratis elektroner: Ledare har många gratis elektroner, medan halvledare har färre.
* Energi som krävs för ledning: Konduktörer kräver mindre energi för att leda ström, medan halvledare kräver mer.
* kontrollerbarhet: Konduktiviteten hos halvledare kan kontrolleras genom doping, medan konduktiviteten hos ledare i allmänhet är fixerad.
Att förstå skillnaden i konduktans mellan halvledare och ledare är avgörande för olika elektroniska tillämpningar. Halvledare används i transistorer, dioder och andra elektroniska enheter, medan ledare används för ledningar, kablar och andra komponenter som har elektriska signaler.
