Կիսահաղորդիչների և գերհաղորդիչների միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ կիսահաղորդիչներն ունեն էլեկտրական հաղորդունակություն, որը գտնվում է հաղորդիչի և մեկուսիչի հաղորդունակության միջև, մինչդեռ գերհաղորդիչներն ունեն էլեկտրական հաղորդունակություն, որն ավելի բարձր է, քան հաղորդիչինը:
Էլեկտրական հաղորդիչը նյութի մի տեսակ է, որը թույլ է տալիս էլեկտրական հոսանքը հոսել դրա միջով: Կիսահաղորդիչները և գերհաղորդիչները երկու տեսակի էլեկտրական հաղորդիչներ են: Նրանք տարբերվում են միմյանցից՝ ըստ իրենց հաղորդունակության։
Ի՞նչ է կիսահաղորդիչը:
Կիսահաղորդիչը հաղորդիչի տեսակ է, որն ունի հաղորդունակության արժեք մեկուսիչի և հաղորդիչի արժեքների միջև:Դա նշանակում է; կիսահաղորդչի էլեկտրական հաղորդունակությունը չափավոր է, քան հաղորդիչինը: Սրանք սովորաբար բյուրեղային պինդ մարմիններ են, որոնք կիրառություն ունեն տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են դիոդների, տրանզիստորների, ինտեգրալ սխեմաների արտադրությունը և այլն: Ընդհանուր առմամբ, կիսահաղորդչի հաղորդունակությունը զգայուն է ջերմաստիճանի լուսավորության, մագնիսական դաշտերի, կիսահաղորդչային նյութի կեղտերի նկատմամբ և այլն:
Կան տարրական կիսահաղորդչային նյութեր, որոնք կարող ենք դիտարկել պարբերական աղյուսակում: Այս տարրերը ներառում են սիլիցիում (Si), գերմանիում (Ge), անագ (Sn), սելեն (Se) և թելուր (Te): Ավելին, կարող են լինել տարբեր կիսահաղորդիչներ, որոնք պարունակում են երկու կամ ավելի քիմիական տարրեր համակցված: Օրինակ, Գալիումի արսենիդը պարունակում է գալիում և մկնդեղ: Այնուամենայնիվ, մաքուր սիլիցիումը էլեկտրական արդյունաբերության մեջ ամենատարածված կիսահաղորդիչն է, և այն ամենակարևոր տարրն է ինտեգրալ սխեմաների արտադրության համար:
Նկար 01. Սիլիկոնային բյուրեղ
Ընդհանրապես, կիսահաղորդիչները միայնակ բյուրեղներ են: Նրանց ատոմները դասավորված են 3D ձևաչափով: Սիլիցիումի բյուրեղը դիտարկելիս յուրաքանչյուր սիլիցիումի ատոմ շրջապատված է չորս այլ սիլիցիումի ատոմներով: Այս ատոմները իրենց միջև ունեն կովալենտային քիմիական կապեր։ Սիլիցիումային բյուրեղի հաղորդականության և վալենտական գոտու միջև էներգիայի բացը կոչվում է ժապավենի բաց: Կիսահաղորդիչների համար ժապավենի բացը սովորաբար կազմում է 0,25-ից 2,5 էՎ:
Ի՞նչ է գերհաղորդիչը:
Գերհաղորդիչները այն նյութերն են, որոնց էլեկտրական հաղորդունակության արժեքը գերազանցում է հաղորդիչի հաղորդունակության արժեքը: Դա կարող է լինել քիմիական տարր կամ միացություն, որը կտրուկ կորցնում է իր էլեկտրական դիմադրությունը, երբ սառչում է որոշակի ջերմաստիճանից ցածր:Հետեւաբար, գերհաղորդիչը թույլ է տալիս էլեկտրական էներգիայի հոսքը առանց էներգիայի կորստի: Այս էներգիայի հոսքը կոչվում է գերհոսանք: Այնուամենայնիվ, գերհաղորդիչներ արտադրելը շատ դժվար է։ Ջերմաստիճանը, որի դեպքում այս նյութերը կորցնում են իրենց էլեկտրական դիմադրությունը, կոչվում է կրիտիկական ջերմաստիճան կամ Tc: Մեզ հայտնի բոլոր նյութերը չեն կարող այս ջերմաստիճանից ցածր գերհաղորդիչների վերածվել: Սեփական Tc ունեցող նյութերը կարող են վերածվել գերհաղորդիչների։
Նկար 02. Գերհաղորդիչ
Գոյություն ունեն երկու տեսակի գերհաղորդիչներ՝ I և II տիպեր:I տիպի գերհաղորդիչ նյութերը հաղորդիչներ են սենյակային ջերմաստիճանում և դառնում են գերհաղորդիչներ, երբ սառչում են իրենց Tc-ից ցածր: II տիպի նյութերը լավ հաղորդիչներ չեն սենյակային ջերմաստիճանում: Սառչելուց հետո դրանք աստիճանաբար վերածվում են գերհաղորդիչների։ Գերհաղորդիչների ժապավենային բացը սովորաբար 2,5 էՎ-ից բարձր է։
Ո՞րն է տարբերությունը կիսահաղորդչի և գերհաղորդչի միջև:
Կիսահաղորդչի և գերհաղորդչի հիմնական տարբերությունն այն է, որ կիսահաղորդիչներն ունեն էլեկտրական հաղորդունակություն, որը գտնվում է հաղորդիչի և մեկուսիչի հաղորդունակության միջև, մինչդեռ գերհաղորդիչներն ունեն էլեկտրական հաղորդունակություն, որն ավելի բարձր է, քան հաղորդիչինը: Ավելին, կիսահաղորդչի ժապավենի բացը գտնվում է 0,25-ից 2,5 էՎ-ի միջև, մինչդեռ գերհաղորդչի ժապավենի բացը 2,5 էՎ-ից բարձր է:
Ստորև ներկայացնում ենք կիսահաղորդիչների և գերհաղորդիչների միջև եղած տարբերության ամփոփագիրը:
Ամփոփում – Կիսահաղորդիչ ընդդեմ գերհաղորդիչ
Կիսահաղորդիչները և գերհաղորդիչները էլեկտրական հաղորդիչների երկու տեսակ են: Նրանք տարբերվում են միմյանցից՝ ըստ իրենց հաղորդունակության։ Կիսահաղորդչի և գերհաղորդչի միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ կիսահաղորդիչներն ունեն էլեկտրական հաղորդունակություն, որը գտնվում է հաղորդիչի և մեկուսիչի հաղորդունակության միջև, մինչդեռ գերհաղորդիչներն ունեն էլեկտրական հաղորդունակություն, որն ավելի բարձր է, քան հաղորդիչինը:
