1.4 מוליכים, מוליכים למחצה ומבודדים
(Conductors, Semi-Conductors and Insulators)
יש הבדל בין האלקטרונים שעזבו את האטום לבין האלקטרונים שנעים בשכבות האטום. אותם אלקטרונים שהתנתקו מן האטום נקראים בשם אלקטרונים חופשיים, משום שהקשר שלהם לגרעין חלש יותר מן הקשר לגרעין של האלקטרונים בשכבות האחרות, והם חופשיים לנוע מאטום לאטום.
אנו מבחינים בין החומרים השונים על פי תכונת המוליכות החשמלית שלהם:
1. חומר מוליך – חומר זה מוגדר כחומר שבו דרושה אנרגיה מעטה כדי לנתק את האלקטרונים מן האטומים שלהם. לכן הוא עשיר באלקטרונים חופשיים, הנעים בין האטומים בתוך החומר ומתאפשר בו מעבר קל למטענים החשמליים.דוגמאות: מתכות, פחם.
2. מוליך למחצה – כאשר חומר זה אינו מקבל אנרגיה חיצונית הוא מבודד, אך בעקבות קבלת עירור על ידי אנרגיה חיצוניים כגון חום ואור, משתחררים אלקטרונים מן האטומים שלהם ומתאפשרת הולכה.
דוגמאות: צורן (סיליקון), גרמניום. קיימים רכיבים רבים בתחום האלקטרוניקה הבנויים מן החומרים האלה. הדיון בחומרים אלו לא ייעשה במסגרת קורס זה.
3. חומר מבודד – חומר זה מוגדר כחומר שבו דרושה אנרגיה רבה כדי לנתק את האלקטרונים מן האטומים שלהם. לכן הוא דל באלקטרונים חופשיים. כלומר, תנועת המטענים החשמליים בתוכו אינה מתאפשרת בקלות.
דוגמאות: חומרים פלסטיים, חומרים קרמים, עץ, גומי, זכוכית, שמן, יהלום, מים מזוקקים, אוויר.