Классическая электронная теория электропроводности металлов

Каждый атом металла отдает валентный электрон из внешней оболочки, и эти свободные электроны растекаются по металлу. Атомы металла при этом объединены в трехмерную кристаллическую решетку, которая практически не препятствует перемещению свободных электронов внутри нее.

Как только к проводнику прикладывается электрическая разность потенциалов, свободные электроны приходят в упорядоченное движение.

Сначала электроны движутся равноускоренно, но очень скоро электроны перестают ускоряться, сталкиваясь с атомами решетки. Атомы решетки начинают колебаться всё с большей амплитудой относительно условной точки покоя, и наблюдается термоэлектрический эффект (проводник

разогревания).

Электроны при столкновении с решеткой тормозятся и их скорость устанавливается на усредненной отметке (несколько миллиметров в секунду).

25 Полупроводники.

Полупроводниками являются химические элементы имеющие валентность четыре, такие как кремний, германий, селен, а также некоторые химические соединения.

В обычных условиях валентные электроны полупроводников участвуют в образовании кристаллической решетки и не являются электронами проводимости.

При повышении температуры возможен разрыв некоторых валентных связей. Образуются свободные электроны, которые движутся против внешнего электрического поля, образуя электрический ток.

Полупроводники бывают двух видов: с собственной и примесной проводимостью.

У полупроводников с собственной проводимостью разрыв валентной связи приводит к образованию свободного места, которое может занять любой электрон. Образуется положительный заряд, называемый дыркой. Дырка движется противоположно электрону, по направлению внешнего поля. Такая проводимость называется дырочной.

Примесная проводимость образуется в результате добавления в полупроводник специальной примеси.

пятивалентных элементов (мышьяка) или трехвалентных (бора).

Различают примесную проводимость n-типа (отрицательный) и p-типа (положительный).

Полупроводники n-типа создаются добавлением, например, в кремний (IV) мышьяка (V). Между атомами мышьяка и кремния будет оставаться "лишний" свободный электрон проводимости. При этом образования дырки не произойдет, проводимость обеспечивается только электронами.

Полупроводники p-типа создаются добавлением в к ремний (IV) бора (III). В кристаллической решетке в этом случае не будет хватать электрона, образуется дырка. В этом случае имеет место дырочная проводимость.