Penebat digunakan setiap hari oleh kita semua bermula dari panhandle hingga salutan paip bawah tanah. Sebaliknya, bahan semikonduktor digunakan terutamanya dalam peranti elektronik dan mempunyai kegunaan hebat dalam industri elektronik kita.
Penebat lwn Semikonduktor
Perbezaan antara penebat dan semikonduktor ialah kadar kekonduksian berbeza di dalamnya. Terdapat jurang yang besar antara jalur kelambu dan jalur pengaliran dalam penebat yang menghalang elektron bebas untuk mengalirkan elektrik. Sebaliknya, semikonduktor mempunyai jurang jalur yang kurang berbanding dengan penebat yang boleh diatasi oleh elektron bertenaga tinggi.
Penebat adalah pengalir haba dan elektrik yang lemah. Rintangan mereka sangat tinggi kerana elektrik tidak dapat melaluinya. Mereka digunakan terutamanya dalam wayar pengaliran penebat. Mereka membentuk penghalang antara dua badan pengalir untuk mengelakkan litar pintas dan kemalangan. Beberapa bahan penebat biasa ialah kertas, kayu, plastik getah, dsb.
Semikonduktor mempunyai tahap kekonduksian yang sederhana. Rintangan mereka terhadap elektrik boleh diubah dengan menambahkan kekotoran di dalamnya. Proses ini dipanggil doping. Sebilangan kecil kekotoran tambahan boleh membawa kepada sejumlah besar perbezaan dalam pengaliran. Semikonduktor boleh menjadi tulen seperti germanium dan silikon atau boleh menjadi sebatian seperti galium arsenide atau kadmium selenide.
Jadual Perbandingan Antara Penebat dan Semikonduktor
| Parameter perbandingan | Penebat | Semikonduktor |
| Kekonduksian | < 10 -13 mho/m | Antara 10 -7 ke 10 -13 mho/m |
| Pembawa caj majoriti | Tiada pengaliran kerana ketiadaan pembawa | Pergerakan elektron dan lubang |
| Bilangan elektron valens | Petala valensinya lengkap iaitu 8 elektron | Mereka mempunyai 4 elektron valens pada kulit terluar |
| Bandgap | Terdapat jurang jalur yang besar iaitu 6eV -10eV | Terdapat jurang jalur 1.1eV |
| Pancaragam Valence | terisi | Sebahagian kosong |
| Jalur pengaliran | kosong | Separa terisi |
| Sifar mutlak | Rintangan meningkat | Berubah menjadi penebat |
| Kerintangan | tinggi | Sederhana |
| Contoh | Getah, plastik, kertas, dll | Silikon, germanium, galium arsenide |
| Aplikasi | Perkakas rumah, salutan wayar kabel, dsb | Litar bersepadu, diod, perintang, dsb |
Apakah Penebat?
Bahan yang merupakan pengalir haba atau elektrik yang sangat lemah dipanggil penebat. Tahap konduktansnya sangat rendah. Pengaliran ialah sifat mudah mengalir arus melaluinya. Penebat mempunyai jalur valens lengkap 8 elektron di dalamnya. Akibatnya, terdapat ketiadaan pembawa percuma untuk mengalirkan elektrik.
Menurut teori jalur, terdapat jurang jalur yang besar antara 6eV hingga 10eV yang tidak membenarkan elektron melompat dari jalur valens ke jalur konduksi. Mereka mempunyai jalur valens terisi dan jalur konduksi kosong. Mereka mempunyai rintangan yang sangat tinggi kerana tiada arus boleh melaluinya. Pada peningkatan suhu, kerintangan penebat berkurangan. Suhu membawa kepada kehilangan ikatan kovalen yang terdapat di dalamnya dan meningkatkan bilangan pembawa di dalamnya.
Pada suhu sifar mutlak, rintangan penebat meningkat. Terdapat banyak jenis penebat seperti penebat bunyi, penebat haba, dan penebat elektrik bergantung kepada bidang penggunaan bahan tersebut. Penebat pin adalah penebat pertama yang digunakan. Vakum juga merupakan penebat. Ini disebabkan oleh fakta ketiadaan pengangkut di sana. Beberapa contoh penebat ialah getah, plastik, dll.
Apakah Semikonduktor?
Bahan yang tahap kekonduksian adalah perantaraan antara konduktor dan penebat dikenali sebagai semikonduktor. Tahap kekonduksian boleh diubah dengan menambahkan sedikit kekotoran pada kristal semikonduktor. Terdapat hablur semikonduktor tulen seperti silikon atau germanium serta semikonduktor kompaun seperti galium arsenide atau kadmium selenida.
Terdapat terutamanya dua jenis semikonduktor yang mempunyai aplikasi besar dalam industri elektronik moden. Mereka adalah semikonduktor intrinsik (Si dan Ge) dan semikonduktor ekstrinsik (jenis-n dan jenis-p). Semikonduktor ekstrinsik jenis-n dibentuk dengan menambah unsur kumpulan III dalam Si atau Ge tulen. Kekotoran ini dipanggil penderma. Semikonduktor ekstrinsik jenis-p dibentuk dengan menambah unsur kumpulan V dalam Si atau Ge tulen. Kekotoran ini dikenali sebagai penerima.
Mereka mempunyai kedua-dua jenis pembawa di dalamnya iaitu elektrik dijalankan oleh kedua-dua lubang dan elektron. Kekonduksian mereka adalah antara 10-7 ke 10-13 mho/m. Mereka mempunyai jurang jalur tenaga sederhana yang diliputi oleh elektron untuk bergerak ke jalur pengaliran. Jalur valens mereka sebahagiannya diisi dengan 4 elektron. Mereka mempunyai jenis ikatan kovalen.
Pada suhu sifar mutlak, mereka kehilangan sifat konduktansnya dan berubah sepenuhnya menjadi penebat. Mereka sangat padat, mempunyai aplikasi jangka hayat yang panjang, dan kos rendah yang menjadikannya sangat dituntut dalam teknologi moden. Semikonduktor mempunyai aplikasi yang besar dalam membuat diod, transistor MOSFET, dll.
Perbezaan Utama Antara Penebat dan Semikonduktor
Kesimpulan
Kedua-dua penebat dan semikonduktor mempunyai kesan yang besar terhadap kehidupan seharian kita. Perbezaan sifat mereka menjadikan mereka berguna dalam pelbagai bidang kehidupan. Penebat digunakan untuk memecahkan aliran haba, elektrik, atau bunyi daripada aliran normalnya dalam pengaliran. Semikonduktor adalah rendah dan padat serta berguna untuk membuat elemen litar kecil dan juga mempunyai hayat kerja yang panjang.
