 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Виды электрической проводимости и их характеристики
Электрическая теория проводимости. Основные понятия и соотношения.
Электронная теория проводимости. Основные понятия и соотношения.
Электрический ток, возникающий в твердом теле под действием электрического поля, представляет собой направленный поток частиц — носителей заряда, который накладывается на хаотическое движение, совершаемое носителями заряда в отсутствие электрического поля. Носителями заряда служат электроны, ионы, а у полупроводников — электроны и дырки. При приложении внешнего электрического поля Е электроны приобретают некоторую направленную против поля скорость. Величина этой направленной скорости — скорости дрейфа υ др — будет определять силу электрического тока. электроны под действием приложенного поля смещаются в направлении против поля. Ускорение, приобретаемое электронами на длине свободного пробега,
a = Fe/m = e∙E/m.
Средняя скорость дрейфа на длине свободного пробега
υ ср = 0,5 (е∙Е/m)∙ η
где m — масса носителя заряда, η — время свободного пробега
Подвижность электрона — это отношение средней установившейся скорости перемещения электрона в направлении электрического поля к напряженности этого поля.
Плотность тока в кристалле с концентрацией электронов п:
J = e ∙ υ ср ∙ n = e ∙ n ∙ μ ∙ E.
удельная электрическая проводимость: σ = е nμ.
Эффективная масса электрона в кристалле — это масса такого свободного электрона, который под действием внешней силы приобрел бы такое же ускорение, как и электрон в кристалле под действием такой же силы. При всех видах столкновений сохраняются энергия и импульсы электронов и фононов.
Рассеяние электронов — прямо пропорционально поперечному сечению того объема, который занят колеблющимся атомом.
Подвижность электрона в металле определяется выражением
μ=e∙l/(mυ).
2. Электронная теория проводимости. Классификация веществ по величине проводимости.
Электрический ток, возникающий в твердом теле под действием электрического поля, представляет собой направленный поток частиц — носителей заряда, который накладывается на хаотическое движение, совершаемое носителями заряда в отсутствие электрического поля. Носителями заряда служат электроны, ионы, а у полупроводников — электроны и дырки. При приложении внешнего электрического поля Е электроны приобретают некоторую направленную против поля скорость. Величина этой направленной скорости — скорости дрейфа υ др — будет определять силу электрического тока.
Различают проводники, полупроводники и диэлектрики. проводимость полупроводников увеличивается не только при нагревании (т. е. при подведении к полупроводнику тепловой энергии), но и при освещении, при облучении ядерными частицами; она меняется при наложении электрических и магнитных полей, при изменении внешнего давления и т. п. Это означает, что полупроводники ‒ это вещества, проводимость которых зависит от внешних условий: температуры, давления, внешних полей, освещения, облучения ядерными частицами Так как при T→0 и при отсутствии подвода энергии извне проводимость (невырожденных) полупроводников стремится к нулю, то мы можем сказать, что полупроводники ‒ это вещества, обладающие проводимостью только в возбужденном состоянии. Электропроводность диэлектриков мала, однако всегда отлична от нуля. Носителями тока в диэлектриках могут быть электроны и ионы. Электронная проводимость диэлектриков обусловлена теми же причинами, что и электропроводность полупроводников.
Полупроводники, образующие промежуточную группу между металлами и диэлектриками, — это вещества, электропроводность которых лежит в широком интервале (14 порядков величины) —от 10~8 до 103 См/см. Однако такая чисто количественная классификация совершенно не передает специфических особенностей электропроводности и других свойств, сильно зависящих для полупроводников от внешних условий (температуры, освещенности, давления и облучения) и внутреннего совершенства кристаллического строения (собственные дефекты решетки, примеси и т. п.).
Полупроводники в свою очередь делятся на донорные и акцепторные.
больше число свободных носителей заряда, которые могут перемещаться под Чем больше число свободных носителей заряда, которые могут перемещаться под действием электрического поля, и чем большую среднюю скорость может сообщать им электрическое поле, тем выше должна быть величина удельной электрической проводимости.
Виды электрической проводимости и их характеристики.
Электрический ток, возникающий в твердом теле под действием электрического поля, представляет собой направленный поток частиц — носителей заряда, который накладывается на хаотическое движение, совершаемое носителями заряда в отсутствие электрического поля. Носителями заряда служат электроны, ионы, а у полупроводников — электроны и дырки. При приложении внешнего электрического поля Е электроны приобретают некоторую направленную против поля скорость. Величина этой направленной скорости — скорости дрейфа υ др — будет определять силу электрического тока.
Различают проводники, полупроводники и диэлектрики. проводимость полупроводников увеличивается не только при нагревании (т. е. при подведении к полупроводнику тепловой энергии), но и при освещении, при облучении ядерными частицами; она меняется при наложении электрических и магнитных полей, при изменении внешнего давления и т. п. Это означает, что полупроводники ‒ это вещества, проводимость которых зависит от внешних условий: температуры, давления, внешних полей, освещения, облучения ядерными частицами Так как при T→0 и при отсутствии подвода энергии извне проводимость (невырожденных) полупроводников стремится к нулю, то мы можем сказать, что полупроводники ‒ это вещества, обладающие проводимостью только в возбужденном состоянии. Электропроводность диэлектриков мала, однако всегда отлична от нуля. Носителями тока в диэлектриках могут быть электроны и ионы. Электронная проводимость диэлектриков обусловлена теми же причинами, что и электропроводность полупроводников.
Полупроводники, образующие промежуточную группу между металлами и диэлектриками, — это вещества, электропроводность которых лежит в широком интервале (14 порядков величины) —от 10~8 до 103 См/см. Однако такая чисто количественная классификация совершенно не передает специфических особенностей электропроводности и других свойств, сильно зависящих для полупроводников от внешних условий (температуры, освещенности, давления и облучения) и внутреннего совершенства кристаллического строения (собственные дефекты решетки, примеси и т. п.).
Полупроводники в свою очередь делятся на донорные и акцепторные.
больше число свободных носителей заряда, которые могут перемещаться под Чем больше число свободных носителей заряда, которые могут перемещаться под действием электрического поля, и чем большую среднюю скорость может сообщать им электрическое поле, тем выше должна быть величина удельной электрической проводимости.
Поиск по сайту: