Чим відрізняються напівпровідники від провідників?

Багато хімічні елементи є напівпровідниками і провідниками. У чому особливості тих і інших? Чим відрізняються напівпровідники від провідників?

Що являють собою напівпровідники?
Під напівпровідниками розуміються хімічні елементи, що володіють обмеженою здатністю передавати електричний струм. Це обумовлено невеликою кількістю вільних електронів, що формуються в їх структурі при підключенні електродів.

Типовими напівпровідниками вважаються такі хімічні елементи, як кремній – відноситься, зокрема, до 4-ї групи речовин з періодичної системі Д. І. Менделєєва. На зовнішній оболонці кремнію розташовується 4 електрона, що класифікуються як валентні. До іншим чистим напівпровідників можна віднести, наприклад, германій.

Одна з головних характеристик напівпровідників – питомий опір. Воно може знаходитися в інтервалі від 10 до 4 до 10 в мінус 5 ступеня Ом на метр. Для того щоб знизити питомий опір розглянутих елементів, в їх склад можуть бути включені легуючі домішки. Такі як, наприклад, бор і миш’як.

Якщо легування напівпровідників здійснюється за допомогою елементів 3-ї групи по таблиці Менделєєва (зокрема, при використанні бору), то напівпровідник буде класифікований як відноситься до p-типу. У елементів 3-ї групи в оболонці присутня 3 електрона. Це означає, що в структурі кристала легованого напівпровідника через недостатнє електрона утворюються «дірки», які при підключенні струму починають рух в зворотному напрямку щодо позитивного контакту (до якого, в свою чергу, прагнуть електрони).

Якщо легування напівпровідників здійснюється за допомогою елементів 5-ї групи (наприклад, при використанні миш’яку), то провідник буде ставитися до n-типу. У елементів 5-ї групи на зовнішній оболонці розташовується 5 електронів. Тому при легуванні напівпровідника частина з них звільняється, внаслідок чого елемент набуває провідність.

Можна відзначити, що прикордонна область, розташована між напівпровідниками p-типу і n-типу, має властивість проводити струм лише при підключенні електродів в певному положенні. Завдяки даній особливості функціонують різні електронні компоненти, в складі яких використовуються напівпровідникові речовини, – діоди, транзистори.

Ще одна примітна властивість розглянутих елементів – посилення провідності зі збільшенням температури.

Що являють собою провідники?
Під провідниками розуміються хімічні елементи, в яких є електрони, здатні відділятися від одного ядра і переміщатися до іншого при підключенні струму. Як правило, це метали. Добрими провідниками вважаються мідь, алюміній.

Чим чистіше метал – тим більшу провідність він володіє. Домішки знижують дане властивість. При нагріванні металів їх провідність знижується – в той час як у напівпровідників, як ми зазначили вище, збільшується.

Різниця між напівпровідниками і провідниками
Головна відмінність напівпровідників від провідників полягає в невеликій кількості утворюються при підключенні струму вільних електронів в структурі перших (які, в свою чергу, з’являються в більшій кількості поряд з «дірками» при легуванні або ж в процесі нагрівання) і високому рівні електричного опору відповідних елементів. А ось провідники мають безліч вільних електронів і характеризуються невисоким опором. При нагріванні перших елементів їх опір знижується, при тепловій дії на провідники – збільшується.

Посилання на основну публікацію