Проводник и полупроводник
Чем зависимость сопротивления проводника от температуры отличается от зависимости сопротивления полупроводника от температуры?
Принципиальная разница:
У ВСЕХ металлов с ростом температуры линейно растёт сопротивление. R=R0aT,
У полупроводников нелинейно r=r0exp(-E/kT), где r-электропроводность. - Уменьшается. Т. к. с ростом температуры растёт и число носителей в полупроводниках.
Введение Слово «ток» означает движение или течение чего-то. Электрическим током
называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Чтобы
получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое
поле. Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время,
необходимо все это время поддерживать в нем электрическое поле.
Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время
поддерживаться источниками электрического тока. В настоящее время
человечество использует четыре основные источника тока: статический,
химический, механический и полупроводниковый, но во всяком из них
совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных
частиц. Раздельные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Один
полюс источника тока заряжается положительно, другой - отрицательно. Электрическая проводимость различных веществ Наряду с металлами хорошими проводниками, т. е. веществами с большим
количеством свободных заряженных частиц, являются водные растворы или
расплавы электролитов и ионизированный газ – плазма. Эти проводники также
широко используются в технике. Кроме проводников и диэлектриков, имеется группа веществ, проводимость
которых занимает промежуточное положение между проводниками и
диэлектриками. Эти вещества не настолько хорошо проводят электричество,
чтобы их назвать проводниками, и не настолько плохо, чтобы их отнести к
диэлектрикам. Поэтому они получили название полупроводников. До недавнего времени полупроводники не играли заметной практической
роли. В электротехнике и радиотехнике применяли исключительно различные
проводники и диэлектрики. Положение существенно изменилось, можно даже
сказать, что в радиотехнике произошла революция, когда сначала
теоретически, а затем экспериментально была открыта и изучена легко
осуществимая возможность управления электрической проводимостью
полупроводников. Полупроводники применяют в качестве элементов, преобразующих ток в
радиоприемниках, вычислительных машинах и т. д. Электронная проводимость металлов Носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Их
концентрация велика – порядка 1028 1/м3. Эти электроны участвуют в
беспорядочном тепловом движении. Под действием электрического поля они
начинают перемещаться упорядоченно со средней скоростью порядка 10-4 м/с. Экспериментальное доказательство существования свободных электронов в
металлах. На катушку наматывают проволоку, концы которой припаивают к двум
металлическим дискам, изолированным друг от друга. К концам дисков при
помощи скользящих контактов присоединяют гальванометр. Катушку приводят в
быстрое движение, а затем резко останавливают. После резкой остановки
катушки свободные заряженные частицы некоторое время движутся относительно
проводника по инерции, и, следовательно, в катушке возникает электрический
ток. Ток существует незначительное время, так как из-за сопротивления
проводника заряженные частицы тормозятся и упорядоченное движение частиц,
образующее ток, прекращается. Направление тока говорит о том, что он создается движением
отрицательно заряженных частиц. Переносимый при этом заряд пропорционален
отношению заряда частиц, создающих ток, к их массе, т. е. [pic]. Поэтому,
измеряя заряд, проходящий через гальванометр за время существования тока в
цепи, удалось определить это отношение. Оно оказалось равным [pic] Кл/кг.
Эта величина совпадает с отношением заряда электрона к его массе [pic],
найденным ранее из других опытов. Движение электронов в металле. Электроны под влиянием постоянной силы, действующей на них со стороны
электрического поля, приобретают определенную скорость упорядоченного
движения. Эта скорость не увеличивается в дальнейшем со временем, т. к. со
стороны ионов кристаллической решетки на электроны действует некоторая
тормозящая сила. Эта сила подобна силе сопротивления, действующей на
камень, когда он тонет в воде. Построить удовлетворительную количественную теорию движения электронов
У полулпроводника она нелинейная.: ) И может быть с отрицательным участком -когда сопротивление с ростом температуры не растет, а уменьшается.:)
