Проводники, непроводники и полупроводники

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Рис. 8. В металле пространство между атомами заполнено свободными электронами.

Не в каждом теле имеются условия для прохождения электрического тока. Дело в том, что атомы и молекулы различных веществ обладают неодинаковыми свойствами. Так, валентные электроны легко покидают оболочки металлов и беспорядочно, хаотично движутся непрерывно между атомами. В металлах очень много свободных электронов. По существу металл состоит из положительных ионов, расположенных в определенном порядке, пространство между которыми заполнено свободными электронами (рис. 8). В металле невозможно различить, какой электрон к какому из атомов относится, они сливаются в единое электронное «облако». Огромное количество свободных электронов в металлах создает в них наиболее благоприятные условия для электрического тока. Нужно только превратить хаотическое движение электронов в упорядоченное, заставить их двигаться в одном направлении. А вот в некоторых телах и веществах почти нет свободных электронов, так как они прочно удерживаются ядрами. У молекул и атомов таких тел трудно «отобрать» или «навязать» им лишние электроны. В таких телах нельзя создать электрический ток.

В связи с этими явлениями все тела и вещества, в которых можно создавать электрический ток, называют проводниками. Те же тела и вещества, в которых нельзя создать ток, называют непроводниками или диэлектриками.

Проводниками, кроме металлов, являются также уголь, растворы солей, кислоты, щелочи, живые организмы и многие другие тела и вещества. Причем в растворах солей электрический ток создается не только электронами, но и положительными ионами. Непроводниками электрического тока являются воздух, стекло, парафин, слюда, лаки, фарфор, резина, пластмассы, различные смолы, маслянистые жидкости, сухое дерево, сухая ткань, бумага и другие вещества.

Фарфоровыми, например, делают изоляторы для электропроводки, лаки используют для покрытия проводов, чтобы изолировать провода от других предметов.

Однако есть большая группа веществ, именуемых полупроводниками. К полупроводникам относятся, например, германий, кремний. По проводимости тока они занимают среднее место между проводниками и непроводниками. Считавшиеся когда-то непригодными для практических целей, сейчас они стали основным материалом для производства всех современных полупроводниковых приборов, например транзисторов.