Tofauti kuu kati ya semicondukta ya kondakta na kizio ni kwamba kondakta zinaonyesha upitishaji umeme wa hali ya juu na halvledare huonyesha upitishaji wa kati, ilhali vihami huonyesha kondaktashaji duni.
Kondakta, halvledare, na vihami ni aina tatu ambazo tunaweza kuainisha nyenzo zozote kulingana na uwekaji umeme.
Kondakta ni nini?
Kondakta au kondakta wa umeme ni kifaa katika uhandisi wa umeme ambapo mtiririko wa chaji katika mwelekeo mmoja au zaidi unaruhusiwa. Kwa maneno mengine, vifaa vya conductor vinaweza kufanya mkondo wa umeme kupitia wao wenyewe. Waendeshaji wa kawaida wa umeme ni metali na vitu vya metali. Katika nyenzo hizi, mikondo ya umeme huzalishwa kupitia mtiririko wa elektroni zenye chaji hasi, mashimo yenye chaji chanya, na wakati mwingine kutokana na kuwepo kwa ioni chanya na hasi.
La muhimu zaidi, mkondo wa umeme unapopitia kondakta, si lazima kwa chembe iliyochajiwa kusafiri kutoka mahali ambapo mkondo wa maji unazalishwa hadi mahali ambapo matumizi ya sasa hutokea. Hapa, chembe zilizochajiwa huwa zinasukuma jirani zao kiasi kidogo cha nishati, na hii hutokea kama mwitikio wa mnyororo kati ya chembe za jirani ambapo chembe zilizo mwishoni mwa mnyororo husukuma nguvu kwenye kitu cha mtumiaji. Kwa hivyo, tunaweza kuona uhamishaji wa kasi wa mnyororo mrefu kati ya watoa huduma wa malipo ya simu.
Kielelezo 01: Kondakta ya Umeme
Wakati wa kuzingatia mambo mawili muhimu kuhusu ukinzani na utendakazi kuhusu kondakta, ukinzani hutegemea muundo wa nyenzo na vipimo vyake, ambapo upitishaji hutegemea ukinzani. Aidha, joto la conductor pia lina athari kubwa juu ya hili. Sio metali pekee, lakini pia kunaweza kuwa na aina nyingine za kondakta pia, ambazo ni pamoja na elektroliti, halvledare, vikondakta vikubwa, majimbo ya plasma na baadhi ya kondakta zisizo za metali, ikiwa ni pamoja na grafiti.
Semiconductor ni nini?
Semiconductors ni nyenzo zilizo na thamani ya upitishaji umeme ambayo iko kati ya upitishaji wa kondakta na vihami. Muhimu zaidi, upinzani wa vifaa hivi huelekea kuanguka juu ya kuongeza joto. Kwa kuongeza, tunaweza kubadilisha conductivity ya semiconductors kwa kuanzisha uchafu (mchakato unaitwa "doping") kwa muundo wa kioo wa nyenzo. Kwa hivyo, tunaweza kutumia nyenzo hizi kwa programu tofauti tofauti kwa umuhimu mkubwa.
Mikoa miwili iliyo na miundo yenye mchanganyiko tofauti inayotokea katika muundo sawa wa fuwele huunda makutano ya semicondukta. Makutano haya hufanya kama msingi wa tabia ya wabebaji chaji katika diodi, transistors na vifaa vingine vya kisasa vya kielektroniki.
Baadhi ya mifano ya kawaida ya nyenzo za semicondukta ni pamoja na silikoni, germanium, gallium arsenide, na vipengele vya metalloid. Nyenzo za kawaida ambazo hutumiwa kwa ajili ya malezi ya semiconductor huhusisha diode za laser, seli za jua. Saketi zilizounganishwa za mawimbi ya microwave, n.k., ni silikoni na germanium.
Kielelezo 02: Semiconductor – Silicon
Baada ya mchakato wa kutumia dawa za kuongeza nguvu, idadi ya vibeba chaji katika muundo wa fuwele huongezeka kwa kasi. Kunaweza kuwa na mashimo ya bure au elektroni za bure kwenye semiconductor ambayo husaidia katika conductivity. Ikiwa nyenzo zina mashimo zaidi ya bure, basi tunaiita semiconductor ya "p-aina", na ikiwa kuna elektroni za bure, basi ni ya "n-aina". Wakati wa mchakato wa kutumia dawa za kuongeza nguvu, tunaweza kuongeza nyenzo kama vile kemikali pentavalent, ikijumuisha antimoni, fosforasi, au arseniki, au atomi tatu kama vile boroni, galliamu na indium. Kwa kuongeza, tunaweza kuongeza utendakazi wa semiconductors pia kwa kuongeza halijoto.
Kihami ni nini?
Vihami ni nyenzo ambazo haziwezi kubeba mkondo wa umeme unaopita bila malipo. Hii ni kwa sababu atomi za aina hii ya nyenzo zina elektroni ambazo zimefungwa kwa atomi na haziwezi kusonga kwa urahisi. Wakati wa kuzingatia mali ya kupinga, kupinga ni juu sana ikilinganishwa na waendeshaji na semiconductors. Nonmetali ndio mifano ya kawaida ya vihami.
Hata hivyo, hakuna vihami vihami kwa sababu vina idadi ndogo ya chaji za simu zinazoweza kubeba mkondo wa umeme. Zaidi ya hayo, vihami vyote huwa na conductive umeme wakati kuna kiasi cha kutosha cha voltage inayotumiwa kwenye nyenzo, ambayo inaweza kuvunja elektroni kutoka kwa atomi. Ni voltage ya kuvunjika ya kihami.
Kuna matumizi tofauti ya vihami, ikiwa ni pamoja na utengenezaji wa vifaa vya umeme vya kusaidia na kutenganisha kondakta za umeme bila kuruhusu mkondo kupita wenyewe. Zaidi ya hayo, mipako inayoweza kubadilika ya insulator kawaida hutumiwa kwa nyaya za umeme na nyaya za kutengeneza waya za maboksi. Hii ni kwa sababu nyaya zinazoweza kugusana huzalisha miunganisho ya msalaba, saketi fupi, na hatari za moto pia.
Kuna tofauti gani kati ya Kondakta Semicondukta na Kihami?
Kondakta, halvledare, na vihami ni kategoria tatu ambazo tunaweza kuainisha nyenzo zozote kulingana na utengano wa umeme. Tofauti kuu kati ya semiconductor ya kondakta na kizio ni kwamba kondakta zinaonyesha conductivity ya juu ya umeme na semiconductor zinaonyesha conductivity ya kati, ambapo vihami huonyesha conductivity isiyo na maana.
Jedwali lifuatalo linaorodhesha tofauti kati ya semicondukta ya kondakta na kihami kwa kulinganisha ubavu.
Muhtasari – Kondakta dhidi ya Semiconductor dhidi ya Kihami
Kondakta, halvledare, na vihami ni kategoria tatu ambazo tunaweza kuainisha nyenzo zozote kulingana na utengano wa umeme. Tofauti kuu kati ya semicondukta kondakta na kizio ni kwamba kondakta zinaonyesha upitishaji umeme wa hali ya juu na halvledare huonyesha upitishaji wa kati, ilhali vihami huonyesha upitishaji duni.
