ההבדל העיקרי בין מוליך למחצה ומוליך-על הוא שלמוליכים למחצה יש מוליכות חשמלית שנמצאת בין המוליכות של מוליך למבודד בעוד שלמוליכים יש מוליכות חשמלית גבוהה מזו של המוליך.
מוליך חשמלי הוא סוג של חומר המאפשר לזרם החשמלי לזרום דרכו. מוליכים למחצה ומוליכי על הם שני סוגים של מוליכים חשמליים. הם שונים זה מזה לפי המוליכות שלהם.
מהו סמיקונדקטור?
מוליך למחצה הוא סוג של מוליך שיש לו ערך מוליכות בין הערכים של מבודד ומוליך.זה אומר; המוליכות החשמלית של מוליך למחצה בינונית לזו של מוליך. לרוב מדובר במוצקים גבישיים שיש להם יישומים בתחומים שונים כגון ייצור דיודות, טרנזיסטורים, מעגלים משולבים וכו'. באופן כללי, המוליכות של מוליך למחצה רגישה להארות הטמפרטורה, שדות מגנטיים, זיהומים בחומר המוליך למחצה וכו'.
יש חומרים מוליכים למחצה יסודיים שאנו יכולים לראות בטבלה המחזורית. יסודות אלה כוללים סיליקון (Si), גרמניום (Ge), בדיל (Sn), סלניום (Se) וטלוריום (Te). יתר על כן, יכולים להיות מוליכים למחצה שונים המכילים שני יסודות כימיים או יותר בשילוב. לדוגמה, גליום ארסניד מכיל גליום וארסן. עם זאת, סיליקון טהור הוא המוליך למחצה הנפוץ ביותר בתעשיית החשמל, והוא המרכיב החשוב ביותר לייצור מעגלים משולבים.
איור 01: קריסטל סיליקון
בדרך כלל, מוליכים למחצה הם גבישים בודדים. האטומים שלהם מסודרים בתבנית תלת מימדית. כאשר בוחנים גביש סיליקון, כל אטום סיליקון מוקף בארבעה אטומי סיליקון אחרים. לאטומים הללו יש קשרים כימיים קוולנטיים ביניהם. פער האנרגיה בין פס ההולכה לפס הערכיות של גביש סיליקון נקרא פער הפס. עבור מוליכים למחצה, פער הפס הוא בדרך כלל בין 0.25 ל-2.5 eV.
מהו מוליך-על?
מוליכים הם חומרים בעלי ערך מוליכות חשמלית מעל ערך המוליכות של מוליך. זה יכול להיות יסוד כימי או תרכובת שמאבדת באופן דרמטי את ההתנגדות החשמלית שלה כאשר היא מתקררת מתחת לטמפרטורה מסוימת.לכן, מוליך-על מאפשר זרימת אנרגיה חשמלית ללא כל אובדן אנרגיה. זרימת אנרגיה זו נקראת זרם על. עם זאת, קשה מאוד לייצר מוליכים. הטמפרטורה שבה חומרים אלה מאבדים את ההתנגדות החשמלית שלהם נקראת הטמפרטורה הקריטית או Tc. כל החומרים שאנו מכירים אינם יכולים להפוך למוליכים מתחת לטמפרטורה זו. חומרים בעלי Tc משלהם יכולים להפוך למוליכים.
איור 02: מוליך-על
ישנם שני סוגים של מוליכים על כסוג I וסוג II.חומרי המוליכים מסוג I הם מוליכים בטמפרטורת החדר והופכים למוליכים כאשר הם מתקררים מתחת ל-Tc שלהם. חומרים מסוג II אינם מוליכים טובים בטמפרטורת החדר. הם הופכים בהדרגה למוליכי-על עם הקירור. פער הפס של מוליכים הוא בדרך כלל מעל 2.5eV.
מה ההבדל בין מוליך למחצה ומוליך-על?
ההבדל העיקרי בין מוליך למחצה ומוליך-על הוא שלמוליכים למחצה יש מוליכות חשמלית שנמצאת בין המוליכות של מוליך למבודד בעוד שלמוליכים יש מוליכות חשמלית גבוהה מזו של המוליך. יתרה מכך, פער הפס של מוליך למחצה הוא בין 0.25 ל-2.5 eV בעוד שפער הפס של מוליך-על הוא מעל 2.5 eV.
להלן סיכום ההבדל בין מוליך למחצה ומוליך-על.
סיכום – מוליכים למחצה מול מוליך-על
מוליכים למחצה ומוליכי-על הם שני סוגים של מוליכים חשמליים. הם שונים זה מזה לפי המוליכות שלהם. ההבדל העיקרי בין מוליך למחצה ומוליך-על הוא שלמוליכים למחצה יש מוליכות חשמלית שנמצאת בין המוליכות של מוליך למבודד בעוד שלמוליכים יש מוליכות חשמלית גבוהה מזו של המוליך.
