Опір напівпровідників властивості і види провідників
- Види і властивості напівпровідників
- Фактори, що впливають на опір напівпровідників
- Вплив температури на опір напівпровідника
Напівпровідниками вважаються речовини, що володіють електричними властивостями, які ставлять їх у проміжне положення між діелектричними матеріалами і провідниками. Електропровідність напівпровідників залежить від багатьох факторів. Перш за все, це температура, а також кількість домішок, що містяться в них. Свій вплив надає іонізуюче і світлове випромінювання.
Для того, щоб з'явився електричний струм, необхідна наявність рухомих частинок, що переносять заряди. Електропровідність того чи іншого речовини залежить від кількості таких носіїв на одиницю об'єму. У діелектриках вони практично відсутні, а в напівпровідниках вільні носії присутні лише в невеликій кількості. Отже, питомий опір напівпровідників дуже високий, а в діелектриках воно ще більше. Існують різні види цих матеріалів, що володіють власними специфічними властивостями.
Види і властивості напівпровідників
Все напівпровідники можна розділити на кілька основних видів. Серед них лідирують чисті або власні матеріали, в яких відсутні будь-які домішки.
Для них характерна кристалічна структура, де атоми розташовані в періодичному порядку в її вузлах. Тут існує стійка взаємозв'язок кожного атома з чотирма атомами, розташованими поруч. Це дає можливість утворювати постійні електронні оболонки, до складу яких входить вісім електронів. При температурі, що дорівнює абсолютного нуля, такий напівпровідник стає діелектриком, оскільки всі електрони з'єднані ковалентними зв'язками. Коли температура підвищується або відбувається будь-яка опромінення, електрони можуть вийти з ковалентних зв'язків і перемінитися на вільних носіїв зарядів. Вільні місця при переміщенні поступово займаються іншими електронами, тому електричний струм протікає тільки в одному напрямку.
В електронних напівпровідниках, крім чотирьох атомів, що складають основу кристалічної решітки, є так звані донори. Вони являють собою домішки у вигляді п'ятивалентних атомів. Електрон, що міститься в такому атомі, не може нормально вступити в ковалентний зв'язок і тому відділяється від донора. Таким чином, він перетворюється у вільний носій заряду. У свою чергу донор стає позитивним іоном, це може статися навіть при кімнатній температурі.
Фактори, що впливають на опір напівпровідників
Досвідченим шляхом було встановлено, що при підвищенні температури відбувається зменшення електричного опору в напівпровідникових кристалах. Це пов'язано з тим, що при нагріванні кристала збільшується кількість вільних електронів, відповідно, зростає їх концентрація. Змінюється опір напівпровідників під впливом температури, застосовується для створення спеціальних приладів, які називаються терморезисторами.
Для того, щоб виготовити терморезистор використовуються напівпровідники, що представляють собою оксиди окремих металів в змішаному стані. Готове речовина розміщується в захисному металевому корпусі з ізольованими висновками. З їх допомогою відбувається підключення приладу до електричної ланцюга.
Терморезистори використовуються для вимірювання температури або для її підтримки в заданому режимі в будь-яких пристроях. Основним принципом їх роботи є змінюється опір при перепадах температур. Той же принцип використовується і в фоторезисторах. Тут величина опору змінюється в залежності від рівня освітлення.