Чем отличаются проводники от полупроводников

В электронных приборах используются самые разные материалы. Основными элементами, применяемыми для этих устройств, является проводниковая и полупроводниковая продукция. Для более эффективного их использования, необходимо точно знать, чем отличаются проводники от полупроводников. Свойства каждого элемента, применяемые в комплексе, позволяют создавать приборы, обладающие уникальными качествами и характеристиками.

Свойства проводников и полупроводников

Очень многие вещества способны проводить электрический ток. Они могут находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Основными проводниками, применяемыми в электротехнике, являются различные виды металлов или их сплавов. Они отличаются высокими качествами проводимости и удельным электрическим сопротивлением, характерным для каждого материала.

В электротехнике металлы применяются в качестве проводников, конструкционных и контактных материалов, а также для спаивания между собой любых видов проводников. Основным свойством проводников является наличие в них свободных электронов, обеспечивающих прохождение электрического тока.

К категории полупроводников относятся вещества, занимающие промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Эти границы достаточно условны, поскольку под влиянием различных факторов, полупроводники могут иметь свойства и проводников и изоляторов. Например, под влиянием низких температур, они становятся диэлектриками, а при повышении температуры, в них начинают появляться свободные носители зарядов. Это связано с тем, что при росте температуры, возрастают и колебания кристаллической решетки, разрывая определенные валентные связи и образуя свободные электроны, проводящие электрический ток.

Проводники и полупроводники: основные отличия

Для того, чтобы правильно использовать те или иные материалы в электронике и электротехнике, необходимо, прежде всего, знать, чем отличаются проводники от полупроводников. В проводниках всегда имеются свободные электроны, от которых зависит движение тока. В полупроводниках образование свободных электронов происходит только при наличии определенных условий. Это дает возможность технологического управления свободными носителями полупроводника.

Одним из основных отличий является более высокая проводимость проводников в сравнении с полупроводниками. Кроме того, если при повышении температуры проводимость полупроводника резко возрастает, то в проводнике, наоборот, происходит уменьшение этого показателя с одновременным ростом электрического сопротивления. Наличие примесей также оказывает неодинаковое действие: в проводниках они снижают проводимость, а в полупроводниках она повышается. Все эти свойства рационально используются в электронных приборах, позволяя добиваться их максимальной эффективности.

Проводники, непроводники и полупроводники электричества

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

1.

§31. Проводники, непроводники и полупроводники электричества

2. Домашнее задание §31 вопросы и раздел «Это любопытно» Упражнение №22

При изучении тепловых явлений мы
отмечали, что по способности проводить
теплоту вещества делятся на хорошие и
плохие проводники тепла.
По способности передавать электрические
заряды вещества делятся на несколько
классов:
•Проводники
•Непроводники
•Полупроводники
Повторяем
1.Что называется электризацией?
2.Из чего состоит атом?
3.Каков состав атомного ядра?
4.Как называется частица потерявшая электрон?

5. Повторяем

Проводники
вещества, через которые электрические заряды
Что такое – –Проводник?
могут переходить от заряженного тела к незаряженному.
(металлы, растворы солей)
Чем слабее
электроны
притягиваются
к ядру, тем больше вероятность,
Какие
электроны
называют
«свободными»?
что они могут покинуть свое место и начать движение между атомами.
Такие электроны называют «свободными».
Все вещества имеющие «свободные» электроны являются
проводниками.

6. Повторяем

Что
такое – Непроводники?
Непроводники
–вещества, через которые электрические
заряды не могут переходить от заряженного тела к
незаряженному.
(дерево, резина, воздух)
Непроводники – изоляторы («изоляро» — уединять)
Если «свободных» электронов нет,
или их количество слишком мало, то такое вещество
является Диэлектриком – непроводником.

7. Проводники

Лучшие – серебро,
медь, алюминий
Металлы
Как мы уже и говорили, металлы являются хорошими
проводниками. Так же — вода, соли, кислоты и щёлочи
хорошо проводят электричество. Свободные электроны,
перемещаясь по проводникам, передают тот или иной заряд.

8. Непроводники — диэлектрики

Резина
Мы уже знаем, что резина и пластмассы не проводят
электричество, поэтому часто используются для изоляции.
Также, к непроводникам относятся воздух (газы), стекло, сухое
дерево, эбонит, янтарь, фарфор, резина, пластмассы, и т. д.

9. Полупроводники

Полупроводник
Наиболее
распространенными
полупроводниками
являются германий и
кремний

10. Полупроводники

Полупроводники
при
низкой
температуре
не
проводят
электрический ток и являются диэлектриками. Однако при повышении
температуры в полупроводнике начинает резко увеличиваться число
носителей электрического заряда, и он становится проводником.
Почему это происходит? У полупроводников, таких как кремний и
германий, в узлах кристаллической решётки атомы колеблются около
своих положений равновесия, и уже при температуре 20 °С это
движение становится настолько интенсивным, что химические связи
между соседними атомами могут разорваться. При дальнейшем
повышении температуры валентные электроны (электроны,
находящиеся на внешней оболочке атома) атомов полупроводников
становятся свободными, и под действием электрического поля в
полупроводнике возникает электрический ток.

11. Полупроводники

Характерной особенностью полупроводников является
возрастание их проводимости с повышением температуры.
У металлов же при повышении температуры проводимость
уменьшается.
Изменение электропроводности полупроводников под
действием температуры позволило применять их в качестве
термометров для замера температуры окружающей среды,
широко применяют в технике. С его помощью контролируют
и поддерживают температуру на определённом уровне.

12. Использование полупроводников

Полупроводник
Проводник

13. Фотопроводимость

Способность полупроводников проводить электрический ток
возникает также при воздействии на них света, потока быстрых частиц,
введении примесей и др.
Повышение электропроводности вещества под воздействием света
носит название фотопроводимость.
Основанные на этом явлении приборы называют
фотосопротивлениями.

14. Полупроводники

Фотосопротивления применяются для
сигнализации и в управлении производственными процессами на расстоянии,
сортировке изделий. Благодаря этим
свойствам
полупроводников,
они
используются при создании транзисторов,
тиристоров, полупроводниковых диодов,
фоторезисторов и другой сложнейшей
аппаратуры. Применение интегральных
микросхем в теле-, радио — и компьютерных приборах позволяет создавать
устройства небольших, а порой и
ничтожно малых размеров.

15. Электризация и электропроводность

16. Основные выводы

Проводники — называются тела, через которые электрические
заряды могут переходить от заряженного тела к
незаряженному.
Непроводники — такие тела, через которые электрические
заряды не могут переходить от заряженного тела к
незаряженному.
Полупроводниками — называют тела, которые по способности
передавать электрические заряды занимают промежуточные
положение между проводниками и диэлектриками. Они
меняют свои свойства проводимости в зависимости от
внешних условий или под влиянием тех или иных факторов.

English     Русский Правила

10 Различия между проводником и полупроводником (проводник и полупроводник)

Проводник — это объект или материал, который позволяет протекать электрическому току в одном или нескольких направлениях. Такие металлы, как железо, медь и алюминий, являются хорошими проводниками.

А полуфабрикат проводник – это твердое вещество, имеющее электрическую проводимость между проводник и изолятор. Это свойство делает его пригодным для управления электрический ток.

Проводник против Полупроводник

19 Всегда допускает протекание электрического тока. Вещества, требующие лишь небольшого разность потенциалов между ними, вызывающая протекание тока

Проводник	Полупроводник	Под некоторых условиях полупроводники допускают протекание электрического тока и при некоторые другие условия не будут проводить электричество. Проводимость умеренная между проводником и изолятором
Хорошо проводники имеют большое количество свободных электронов	полу кондукторов мало свободных электроны
проводимость основана на свободных электронах благодаря металлической связи	проводимость основана на свободных электронах и дырках
внешний электрон в атоме может быть легко удален небольшим потенциалом применяется разница	Подробнее энергия или разность потенциалов необходимы, чтобы удалить внешний электрон в атом в полупроводнике
электропроводность проводника уменьшается с повышением температуры потому что повышение температуры увеличивает столкновение электронов, что нарушает его свободное течение.	В полупроводник, проводимость увеличивается с повышением температуры, так как количество свободных электронов увеличивается с повышением температуры
Проводник материал с низким удельным сопротивлением	Semi проводник имеет удельное сопротивление, лежащее между проводником и изолятором
Удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры	Удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры
Они имеют положительный коэффициент сопротивления*	Они имеют отрицательный коэффициент сопротивления
В проводников, зона проводимости частично заполнена или перекрывается валентная зона	В полупроводники, энергетическая щель мала, при комнатной температуре некоторые электроны имеет энергию перепрыгнуть через щель и войти в зону проводимости
энергетическая щель равна нулю или очень мала	энергетический зазор невелик. Больше проводников и меньше изоляторов
Они не будет вести себя как изолятор при любой температуре. При 0 К ведет себя как сверхпроводник	Чистый полупроводники становятся изоляторами при абсолютном нуле (0 К), так как нет свободных электроны.
Смешивание примесей вызывает увеличение сопротивления и снижение проводимости	Смешивание примесей вызывает уменьшение сопротивления и увеличение проводимости
Пример проводников: Серебро, Медь, Алюминий	Пример полупроводников: Кремний, германий, галлий

*Коэффициент изменения сопротивления на градус Цельсия изменение температуры называется температурным коэффициентом сопротивления.

Метки Проводник против полупроводника планы уроков электроники пример проводника пример полупроводника Физика

Предыдущий постСледующий пост

Что такое полупроводник? | Принцип полупроводника

Что такое полупроводник? | Принцип полупроводника | музей нанотехнологий

Этот веб-сайт использует файлы cookie

×

Файлы cookie могут включать сторонние файлы cookie, которые отслеживают использование вами нашего веб-сайта. Вы можете изменить настройки других файлов cookie, кроме основных, в любое время в настройках вашего браузера.
Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей Политикой в ​​отношении файлов cookie.

JavaScript отключен.
Включите JavaScript для просмотра этого контента.

Ни проводник, ни изолятор

Материалы можно разделить на три категории: проводники, пропускающие через себя электроны, изоляторы, препятствующие прохождению электронов, и полупроводники, пропускающие электроны только при определенных условиях. Различие между ними может быть лучше всего объяснено разницей в их запрещенных зонах.
Ширина запрещенной зоны — это диапазон энергий в материале, в котором не может существовать электрон. У проводников нет запрещенной зоны, поэтому электроны могут свободно перемещаться по ним, создавая электрический ток. Металлы, включая железо, медь, серебро, золото и алюминий, являются репрезентативными проводниками. Изоляторы, такие как масло, стекло, резина и керамика, имеют большую ширину запрещенной зоны, которая препятствует потоку электронов. Полупроводники, напротив, имеют небольшую ширину запрещенной зоны, а потоки электронов и электронных дырок можно контролировать, добавляя в материал примеси.

Полупроводники N- и p-типа

Чистые кристаллы кремния и германия обладают изоляционными свойствами, и электричество почти не протекает через них даже при приложении напряжения. Это связано с тем, что их кристаллическая решетка плотно удерживает электроны на месте и с трудом позволяет им двигаться.
Однако, когда вводится очень небольшое количество примесей, таких как фосфор, они высвобождают часть электронов и придают кристаллам проводящие свойства. Полупроводники, содержащие примеси, которые производят избыточные электроны, называются полупроводниками n-типа («n» означает отрицательный), а те, которые содержат примеси, такие как бор, которые создают дефицит электронов, называются полупроводниками p-типа («p» означает положительный). В полупроводнике p-типа носителями заряда служат электронные дырки, а не электроны, которые ведут себя так, как будто текут положительно заряженные электроны.
При соединении полупроводников p-типа и n-типа составное устройство (называемое диодом p-n-перехода) создает эффект выпрямителя, при котором поток электрического тока высвобождается или прекращается в зависимости от направления электрического поля.

Транзистор: устройство для усиления электрического тока

Транзистор — это полупроводниковое устройство, используемое для усиления или переключения электрических сигналов. Название «транзистор» представляет собой сочетание слов «передача» и «резистор». Транзисторы были разработаны потому, что после того, как эффект выпрямителя был достигнут с помощью полупроводников, люди нуждались в полупроводниковом устройстве для усиления электрических сигналов для телеграфа и телефона.
Первый в мире МОП-транзистор был изготовлен в 1960 году Давоном Кангом и М.М. Аталлой в Bell Labs. МОП-транзисторы сегодня являются наиболее часто используемыми транзисторами.
Они имеют две области подложки n-типа, разделенные стенкой подложки p-типа. Когда прикладывается положительное напряжение затвора, верхняя часть подложки p-типа становится проводящей за счет индукции, снижая барьер и позволяя электронам течь между двумя клеммами n-типа. Фактически небольшие изменения напряжения на затворе усиливают изменения выходного тока.

Расширяющаяся область полупроводников

Сегодня полупроводник в широком смысле определяется как материал с электропроводностью, которую можно свободно контролировать теми или иными средствами.