გამტარების ნახევარგამტარსა და იზოლატორს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ გამტარები აჩვენებენ მაღალ ელექტროგამტარობას და ნახევარგამტარები აჩვენებენ შუალედურ გამტარობას, ხოლო იზოლატორები აჩვენებენ უმნიშვნელო გამტარობას.
გამტარები, ნახევარგამტარები და იზოლატორები არის სამი კატეგორია, რომლებშიც შეგვიძლია დავახარისხოთ ნებისმიერი მასალა ელექტროგამტარობის მიხედვით.
რა არის დირიჟორი?
გამტარი ან ელექტროგამტარი არის ობიექტი ელექტროტექნიკაში, რომელშიც დაშვებულია მუხტის დინება ერთი ან მეტი მიმართულებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გამტარ მასალებს შეუძლიათ ელექტრული დენის გატარება საკუთარი თავის მეშვეობით.ყველაზე გავრცელებული ელექტრული გამტარებია ლითონები და ლითონის ობიექტები. ამ მასალებში ელექტრული დენები წარმოიქმნება უარყოფითად დამუხტული ელექტრონების, დადებითად დამუხტული ხვრელების ნაკადით და ზოგჯერ დადებითი და უარყოფითი იონების არსებობის გამო.
რაც მთავარია, როდესაც ელექტრული დენი გადის გამტარში, არ არის აუცილებელი დამუხტული ნაწილაკი გადავიდეს ადგილიდან, სადაც დენი წარმოიქმნება იმ ადგილას, სადაც ხდება დენის მოხმარება. აქ დამუხტული ნაწილაკები მიდრეკილნი არიან თავიანთ მეზობელზე სასრული რაოდენობის ენერგიაზე და ეს ხდება როგორც ჯაჭვური რეაქცია მეზობელ ნაწილაკებს შორის, სადაც ჯაჭვის ბოლოში მყოფი ნაწილაკები ენერგიას აწვდიან სამომხმარებლო ობიექტს. მაშასადამე, ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ გრძელჯაჭვის იმპულსის გადაცემას მობილური მუხტის მატარებლებს შორის.
სურათი 01: ელექტრული გამტარი
როდესაც განიხილება ორი მნიშვნელოვანი ფაქტი წინაღობისა და გამტარებლობის შესახებ გამტართან დაკავშირებით, წინააღმდეგობა დამოკიდებულია მასალის შემადგენლობასა და მის ზომებზე, ხოლო გამტარობა დამოკიდებულია წინაღობაზე. უფრო მეტიც, ამაზე დიდ გავლენას ახდენს გამტარის ტემპერატურაც. არა მხოლოდ ლითონები, არამედ შეიძლება არსებობდეს გამტარების სხვა ფორმებიც, რომლებიც მოიცავს ელექტროლიტებს, ნახევარგამტარებს, ზეგამტარებს, პლაზმურ მდგომარეობას და ზოგიერთ არამეტალურ გამტარებელს, მათ შორის გრაფიტს.
რა არის ნახევარგამტარი?
ნახევარგამტარები არის მასალები, რომლებსაც აქვთ ელექტრული გამტარობის მნიშვნელობა, რომელიც ხვდება გამტარებისა და იზოლატორების გამტარობას შორის. რაც მთავარია, ამ მასალების წინაღობა ტემპერატურის მატებასთან ერთად ეცემა. გარდა ამისა, ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ ნახევარგამტარების გამტარობა მასალის კრისტალურ სტრუქტურაში მინარევების შეტანით (პროცესს ეწოდება "დოპინგი").ამიტომ, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ეს მასალები სხვადასხვა მიზნებისთვის, დიდი მნიშვნელობით.
ორი რეგიონი განსხვავებულად დოპირებული სტრუქტურებით, რომლებიც გვხვდება იმავე კრისტალურ სტრუქტურაში, ქმნის ნახევარგამტარულ შეერთებას. ეს შეერთებები მოქმედებს როგორც დამუხტვის მატარებლების ქცევის საფუძველი დიოდებში, ტრანზისტორებში და სხვა თანამედროვე ელექტრონიკაში.
ნახევარგამტარული მასალების ზოგიერთი გავრცელებული მაგალითია სილიციუმი, გერმანიუმი, გალიუმის არსენიდი და მეტალოიდური ელემენტები. ყველაზე გავრცელებული მასალები, რომლებიც გამოიყენება ნახევარგამტარების ფორმირებისთვის, მოიცავს ლაზერულ დიოდებს, მზის უჯრედებს. მიკროტალღური სიხშირის ინტეგრირებული სქემები და ა.შ. არის სილიციუმი და გერმანიუმი.
სურათი 02: ნახევარგამტარი - სილიკონი
დოპინგის პროცესის შემდეგ ბროლის სტრუქტურაში მუხტის მატარებლების რაოდენობა სწრაფად იზრდება.ნახევარგამტარში შეიძლება იყოს თავისუფალი ხვრელები ან თავისუფალი ელექტრონები, რაც ხელს უწყობს გამტარობას. თუ მასალას მეტი თავისუფალი ხვრელი აქვს, მაშინ მას „p-ტიპის“ნახევარგამტარს ვუწოდებთ, ხოლო თუ თავისუფალი ელექტრონებია, მაშინ ის ეკუთვნის „n-ტიპს“. დოპინგის პროცესის დროს ჩვენ შეგვიძლია დავამატოთ ისეთი მასალები, როგორიცაა ხუთვალენტიანი ქიმიური ელემენტები, მათ შორის ანტიმონი, ფოსფორი ან დარიშხანი, ან სამვალენტიანი ატომები, როგორიცაა ბორი, გალიუმი და ინდიუმი. გარდა ამისა, ჩვენ შეგვიძლია გავზარდოთ ნახევარგამტარების გამტარობა ტემპერატურის გაზრდითაც.
რა არის იზოლატორი?
იზოლატორები არის მასალები, რომლებსაც არ შეუძლიათ თავისუფლად მიედინება ელექტრო დენი. ეს იმიტომ ხდება, რომ ამ ტიპის მასალის ატომებს აქვთ ელექტრონები, რომლებიც მჭიდროდ არიან მიბმული ატომებთან და ადვილად ვერ მოძრაობენ. წინაღობის თვისების განხილვისას, წინაღობა ძალიან მაღალია გამტარებთან და ნახევარგამტარებთან შედარებით. არამეტალები იზოლატორების ყველაზე გავრცელებული მაგალითია.
თუმცა, არ არსებობს სრულყოფილი იზოლატორები, რადგან ისინი შეიცავს მცირე რაოდენობის მობილურ მუხტს, რომელსაც შეუძლია ელექტრო დენის გადატანა.გარდა ამისა, ყველა იზოლატორი ხდება ელექტრულად გამტარი, როდესაც მასალაზე გამოყენებულია საკმარისი რაოდენობის ძაბვა, რამაც შეიძლება გაანადგუროს ელექტრონები ატომებიდან. ეს არის იზოლატორის დაშლის ძაბვა.
იზოლატორების სხვადასხვა გამოყენებაა, მათ შორის ელექტრული აღჭურვილობის წარმოება ელექტროგამტარების მხარდასაჭერად და განცალკევებისთვის დენის გადინების გარეშე. გარდა ამისა, იზოლატორის მოქნილი საფარი ჩვეულებრივ გამოიყენება ელექტრო მავთულხლართებისა და კაბელებისთვის იზოლირებული მავთულის დასამზადებლად. ეს იმიტომ ხდება, რომ სადენები, რომლებსაც შეუძლიათ ერთმანეთთან შეხება, წარმოქმნიან ჯვარედინი კავშირს, მოკლე ჩართვას და ხანძრის საშიშროებას.
რა განსხვავებაა გამტარ ნახევარგამტარსა და იზოლატორს შორის?
გამტარები, ნახევარგამტარები და იზოლატორები არის სამი კატეგორია, რომლებშიც შეგვიძლია დავახარისხოთ ნებისმიერი მასალა ელექტრული გამტარობის მიხედვით. დირიჟორის ნახევარგამტარსა და იზოლატორს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ დირიჟორები აჩვენებენ მაღალ ელექტროგამტარობას, ხოლო ნახევარგამტარები აჩვენებენ შუალედურ გამტარობას, ხოლო იზოლატორები აჩვენებენ უმნიშვნელო გამტარობას.
შემდეგი ცხრილში ჩამოთვლილია განსხვავებები გამტარ ნახევარგამტარსა და იზოლატორს შორის გვერდიგვერდ შედარებისთვის.
რეზიუმე – დირიჟორი vs ნახევარგამტარი vs იზოლატორი
გამტარები, ნახევარგამტარები და იზოლატორები არის სამი კატეგორია, რომლებშიც შეგვიძლია დავახარისხოთ ნებისმიერი მასალა ელექტრული გამტარობის მიხედვით. ძირითადი განსხვავება გამტარ ნახევარგამტარსა და იზოლატორს შორის არის ის, რომ დირიჟორები აჩვენებენ მაღალ ელექტროგამტარობას, ხოლო ნახევარგამტარები აჩვენებენ შუალედურ გამტარობას, ხოლო იზოლატორები აჩვენებენ უმნიშვნელო გამტარობას.
