Чим напівпровідники відрізняються від металів

Тверді тіла – це метали, напівпровідники і діелектрики. Вони відрізняються один від одного за своїх електронних властивостях. Електропровідність твердих тіл визначається властивостями електронів.

Що таке напівпровідники і метали
Напівпровідники відносяться до металів, до твердих тіл. До їх числа належать германій, кремній, миш’як і ін, а також різні сплави і хімічні сполуки.

Метали – це тверді тіла, які мають певну структуру.

Порівняння напівпровідників і металів
У чому ж різниця між напівпровідниками і металами?

Напівпровідники відрізняються від металів механізмом електричного струму.

Розглянемо, як виникає електричний струм у напівпровідниках.

У атомів германію на зовнішній оболонці знаходяться чотири слабко пов’язаних валентних електрона. У кристалічній решітці біля кожного атома знаходяться ще чотири. Атоми в кристалі напівпровідника пов’язані парами валентних електронів. Кожен валентний електрон належить двом атомам. Якщо відбувається підвищення температури, якась частина валентних електронів отримає енергію, яка достатня для розриву ковалентних зв’язків. У кристалі з’являться вільні електрони, звані електронами провідності. Одночасно на місці пішли електронів утворюються вакансії, дірки. Вакантне місце можуть зайняти валентні електрони сусідній пари, тоді дірка буде на новому місці в кристалі. При певній температурі в напівпровіднику існує певна кількість електронно-доручених пар. Вільний електрон, зустрічаючись з діркою, відновлює електронний зв’язок. Дірки схожі на позитивно заряджені частинки. Якщо електричного поля немає, дірки і електрони провідності рухаються хаотично. Якщо напівпровідник помістимо в електричне поле, то дірки і вільні електрони почнуть рухатися впорядковано. Тому струм у напівпровіднику складається з електронного і діркового струмів. Кількість носіїв вільного заряду змінюється, не залишається постійним і залежить від температури. При її збільшенні опір напівпровідників зростає.

Метали мають кристалічну структуру. Вони складаються з молекул і атомів, які займають певне, впорядковане положення. Метал представляється у вигляді кристалічної решітки, у вузлах якої знаходяться атоми, або іони, або молекули, які коливаються біля свого місця розташування. Між ними в просторі знаходяться вільні електрони, які хаотично рухаються в різних напрямках. Але при появі електричного поля вони починають рухатися впорядковано в сторону позитивного полюса, в металах з’являється електричний струм. Кількість електронів постійне. При зниженні температури швидкість руху електронів сповільнюється, опір металів падає.

відмінність напівпровідників від металів полягає в наступному:
Напівпровідники відрізняються від металів механізмом електричного струму.
Електричний струм у металах – це спрямований рух електронів.
У чистих напівпровідників електронно-дірковий механізм провідності.
Питомий опір напівпровідників і металів залежить від температури по-різному.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Як ми чуємо звуки?