Logam dengan ikatannya yang lemah dengan elektronvalensi, merupakan konduktor listrik dan penghantar panasyang baik. Konduktivitas ini terjadi karena hanya diperlukanenergi sedikit saja untuk mengaktifkan elektron yangterdelokalisir kelevel konduksi.Sebaliknya, elektron memerlukan energi yang cukup besaruntuk mengatasi sela energi yang besar dalam isolator.Semikonduktor mempunyai sela energi yang lebih besardari pada isolator, sehingga terdapat sejumlah elektronuntuk konduksi.

Berbagai bahan yang dapat digunakan oleh ahli tehnik dan ilmuwan mempunyai konduktivitas atau tahanan, karena () dengan nilai yang berbeda-beda.

Konduktivitas dan tahanan dari suatu bahan tergantung pada bilangan n, pembawa muatan, besar muatan q dan mobilitas sesuai persamaan :

Kecepatan v, suatu muatan dapat dihitung sesuai dengan persamaan diatas.Kecepatan gerak ini sebanding dengan besarnya medan listrik atauvolt/m. Jadi tanpa gradien voltage, tak ada kecepatan gerak. Hal ini tidakberarti bahwa pembawa muatan tidak bergerak, sebaliknyapergerakannya adalah secara acak sehingga muatan yang bergerakdalam satu arah diimbangi oleh pergerakan muatan dalam arahyangberlawanan.

Hubungan antara dan T dapat dituliskan :

dimana yt adalah koefisien suhu tahanan oC adalah tahanan pada 0oC dan T= (T –0oC).Nilai koefisien ini kira‐kira 0,004/oC untuk logam murni, hal iniberarti bahwa jarak bebas rata‐rata untuk elektron berkurangdengan faktor dua antara 0oC dan 250oC.

Elektron dari atom yang terisolir hanya dapat menempatiorbital atau level energi tertentu dan diantara level energitertentu tersebut terdapat celah yang harus dilewati olehelektron untuk berpindah dari suatu level energi ke levelenergi lain. Celah ini dinamakan celah terlarang karenatidak dapat diisi oleh elektron. Susunan level energi dancelah terlarang suatu bahan membentuk pita energi.

• Sela energi yang besar antara pita valensi yang banyakterisi elektron dengan pita energi berikutnya.

• Elektron terjebak dalam pita energi yang rendah.• Jumlah n dalam pita konduksi sangat rendah• Dibutuhkan energi yang sangat besar untuk

memindahkan elektron ke pita konduksi.

Pita Konduksi

Celah Energi

Pita Valensi

e1

e2

e3=0.7eV

e4=1.8eV

Isolasi dan fungsinya :

a. Material listrik yang tidak bisa dialiri listrik (mengisolir arus listrik).

b. Untuk menyekat (mengisolasi) suatu penghantar atau materiallistrik yang dapat menghantarkan arus listrik, agar arus listrikyang mengalir tetap melalui hantaran yang ditetapkan.

c. Untuk menyekat hantaran bertegangan terhadap hantaran lainyang bertegangan ataupun tidak bertegangan atau tanah.

d. Untuk melindungi keselamatan manusia terhadap kemungkinanterjadinya sentuhan dengan hantaran listrik tersbebut.