Isolator digunakan setiap hari oleh kita semua mulai dari pegangan hingga pelapis pipa bawah tanah. Di sisi lain, bahan semikonduktor terutama digunakan dalam perangkat elektronik dan sangat berguna dalam industri elektronik kita.
Isolator vs Semikonduktor
Perbedaan antara isolator dan semikonduktor adalah bahwa tingkat konduktivitas berbeda di dalamnya. Ada celah besar antara pita kelambu dan pita konduksi di isolator yang mencegah elektron bebas menghantarkan listrik. Di sisi lain, semikonduktor memiliki celah pita yang lebih kecil dibandingkan dengan isolator yang dapat diatasi oleh elektron berenergi tinggi.
isolator merupakan penghantar panas dan listrik yang buruk. Resistansi mereka sangat tinggi karena listrik tidak dapat melewatinya. Mereka terutama digunakan dalam isolasi kabel konduksi. Mereka membentuk penghalang antara dua badan konduktor untuk mencegah hubungan arus pendek dan kecelakaan. Beberapa bahan isolasi yang umum adalah kertas, kayu, plastik karet, dll.
Semikonduktor memiliki tingkat konduktivitas sedang. Ketahanan mereka terhadap listrik dapat divariasikan dengan menambahkan pengotor di dalamnya. Proses ini disebut doping. Sejumlah kecil pengotor tambahan dapat menyebabkan sejumlah besar perbedaan konduksi. Semikonduktor dapat murni seperti germanium dan silikon atau dapat berupa senyawa seperti galium arsenida atau kadmium selenida.
Tabel Perbandingan Antara Isolator dan Semikonduktor
| Parameter perbandingan | Isolator | Semikonduktor |
| Daya konduksi | < 10 -13 mho/m | Antara 10 -7 ke 10 -13 mho/m |
| Operator muatan mayoritas | Tidak ada konduksi karena tidak adanya pembawa | Pergerakan elektron dan hole |
| Jumlah elektron valensi | Kulit valensinya lengkap yaitu 8 elektron | Mereka memiliki 4 elektron valensi di kulit terluar |
| celah pita | Ada celah pita besar 6eV -10eV | Ada celah pita 1.1eV |
| pita valensi | Dipenuhi | Sebagian kosong |
| Pita konduksi | Kosong | Terisi sebagian |
| nol mutlak | resistensi meningkat | Berubah menjadi isolator |
| Resistivitas | Tinggi | Sedang |
| Contoh | Karet, plastik, kertas, dll | Silikon, germanium, galium arsenida |
| Aplikasi | Peralatan rumah tangga, pelapisan kabel kabel, dll | Sirkuit terpadu, dioda, resistor, dll |
Apa itu Isolator?
Bahan yang merupakan penghantar panas atau listrik yang sangat buruk disebut isolator. Tingkat konduktansinya sangat rendah. Konduksi adalah sifat aliran arus yang mudah mengalir melaluinya. Isolator memiliki pita valensi lengkap 8 elektron di dalamnya. Akibatnya, tidak ada pembawa gratis untuk menghantarkan listrik.
Menurut teori pita, ada celah pita yang sangat besar dari 6eV hingga 10eV yang tidak memungkinkan elektron untuk melompat dari pita valensi ke pita konduksi. Mereka memiliki pita valensi terisi dan pita konduksi kosong. Mereka memiliki resistansi yang sangat tinggi karena tidak ada arus yang dapat melewatinya. Pada kenaikan suhu, resistivitas isolator menurun. Suhu menyebabkan hilangnya ikatan kovalen yang ada di dalamnya dan meningkatkan jumlah pembawa di dalamnya.
Pada suhu nol mutlak, resistansi isolator meningkat. Ada banyak jenis isolator seperti isolator suara, isolator termal, dan isolator listrik tergantung pada bidang penggunaan bahan tersebut. Isolator pin adalah isolator pertama yang digunakan. Vakum juga merupakan isolator. Hal ini disebabkan fakta tidak adanya operator di sana. Beberapa contoh isolator adalah karet, plastik, dll.
Apa itu Semikonduktor?
Bahan yang tingkat konduktansinya antara konduktor dan isolator disebut semikonduktor. Tingkat konduktansi dapat diubah dengan menambahkan sejumlah kecil pengotor ke kristal semikonduktor. Ada kristal semikonduktor murni seperti silikon atau germanium serta semikonduktor senyawa seperti galium arsenida atau kadmium selenida.
Ada dua jenis semikonduktor yang memiliki aplikasi besar dalam industri elektronik modern. Mereka adalah semikonduktor intrinsik (Si dan Ge) dan semikonduktor ekstrinsik (tipe-n dan tipe-p). Semikonduktor ekstrinsik tipe-n dibentuk dengan menambahkan unsur golongan III dalam Si atau Ge murni. Pengotor ini disebut donor. Semikonduktor ekstrinsik tipe-p dibentuk dengan menambahkan elemen golongan V dalam Si atau Ge murni. Pengotor ini dikenal sebagai akseptor.
Mereka memiliki kedua jenis pembawa di dalamnya yaitu listrik dilakukan baik oleh lubang dan elektron. Konduktansi mereka adalah antara 10-7 ke 10-13 mho/m. Mereka memiliki celah pita energi sedang yang ditutupi oleh elektron untuk pindah ke pita konduksi. Pita valensi mereka sebagian diisi dengan 4 elektron. Mereka memiliki jenis ikatan kovalen.
Pada suhu nol mutlak, mereka kehilangan sifat konduktansi dan sepenuhnya berubah menjadi isolator. Mereka sangat kompak, memiliki aplikasi umur panjang, dan biaya rendah yang membuat mereka sangat dituntut dalam teknologi modern. Semikonduktor memiliki aplikasi besar dalam pembuatan dioda, transistor MOSFET, dll.
Perbedaan Utama Antara Isolator dan Semikonduktor
Kesimpulan
Baik isolator maupun semikonduktor memiliki dampak besar pada kehidupan kita sehari-hari. Perbedaan sifat mereka membuat mereka berguna dalam berbagai bidang kehidupan. Isolator digunakan untuk memutus aliran panas, listrik, atau suara dari aliran normalnya secara konduksi. Semikonduktor rendah dan kompak dan berguna untuk membuat elemen rangkaian kecil dan juga memiliki masa kerja yang panjang.
