도체와 부도체의 구조

도체와 부도체의 구조

 

도체와 부도체의 다른 점은 도체 속에는 전기를 운반하는 ‘짐꾼’이 있다는 점이다. 

금속은 원자가 규칙적으로 열을 지어서 결합된 결정(結晶)으로 되어 있으며, 금속을 구성하고 있는 원자 속의 일부 전자는 자유전자라는 상태로 되어 있어서 금속 내를 자유롭게 돌아다닐 수 있다.

각각의 전자는 정해진 값의 (-)전기를 가지고 있으므로 자유전자의 움직임에 따라 전기가 운반된다. 자유전자가 빠져나간 뒤 금속원자는 양이온이 되어 (+)전기를 가지게 되며 이들은 서로 단단히 결합되어 규칙 바르게 줄지어 있고, 열 때문에 진동하게 된다.

금속에 전압을 가하면 제멋대로 운동을 하고 있던 자유전자는 양이온과 충돌을 반복하면서 전체적으로는 서서히 (+)방향으로 이동한다. 한편 부도체는 자유전자를 거의 가지고 있지 않아서 전압을 가해도 전기를 나를 짐꾼이 없기 때문에 전기는 흐를 수 없다.

양이온은 끊임없이 열진동을 하며, 온도가 높아지면 그만큼 진동도 심해져서 충돌회수가 늘어나게 된다. 즉 금속은 온도가 높아지면 전기 저항도 그만큼 증가하게 된다.

결정 속의 원자가 빠져나가거나, 다른 원자가 들어오거나 하면 전자의 움직임도 혼란을 일으켜 전기 저항의 원인이 된다. 

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 도체와 부도체의 구조