宿州西門子S7-300模塊代理商

時間：2023-04-18作者：潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司瀏覽：45

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導體半導體和絕緣體的區(qū)別是什么

從的討論可以看到，絕緣體物質(zhì)與導體物質(zhì)的導電性能(即傳導電荷的能力)相差很大，像玻璃那樣的絕緣體的電阻率比一般金屬導體的電阻率要大102 倍，究其原因，是它們的微觀電結(jié)構(gòu)不同.不管是固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的導體，其內(nèi)部都存在大量的可以在導體內(nèi)自由移動的自由電荷，較確切地說，導體內(nèi)存在著大量可以在導體內(nèi)自由運動的帶電粒子，這種帶電粒子稱為載流子，這是導體電結(jié)構(gòu)的基本特點.而在絕緣體中，絕大部分電荷都被束縛在組成絕緣體的分子或原子范圍內(nèi)，在外界影響下(如外電場作用下)，這些電荷只能在分子或原子范圍內(nèi)作微小的位移，這種電荷叫束縛電荷.下面我們具體討論一下導體內(nèi)存在自由運動的載流子的原因，先討論固態(tài)金屬導體的情況.

大家知道，一個金屬原子內(nèi)有一個由z個質(zhì)子和若干個中子組成的原子核，核外有z個運動的電子，x是金屬元素的原子序數(shù).原子內(nèi)原子核的大小線度只有10-15m的量級，而原子內(nèi)電子的運動空間范圍尺度是10-10m，所以在研究核外電子運動時，原子核可近似視為點電荷.原子內(nèi)的每個電子就是在核電荷和其他電子電荷共同產(chǎn)生的電場中運動.在這種情況下，根據(jù)現(xiàn)代**理論的觀點，原子內(nèi)電子的能量是**化的，只能具有一系列不連續(xù)的能量值，這一系列不連續(xù)的能量值稱為原子中電子的能級(有時也叫做原子能級).根據(jù)**理論中的泡利不相容原理，原子中每個電子能級上能夠分布的較多電子數(shù)目是一定的.這樣，原子中的個電子在正常狀態(tài)下的能量分布情況是∶從較低電子能級開始，電子依次分布在各個不同的電子能級上.**理論還指出，處在不同電子能級上的電子，距離原子核的平均距離不同，能級越高的電子距離原子核的平均距離越遠.這樣，原子內(nèi)z個電子的空間分布將會是按殼層分布，能級越高的電子平均看來是分布在距原子核越遠的殼層內(nèi).

原子中分布在較外殼層的電子，距離原子核較遠，受原子束縛較小，在外界影響下較容易脫離原子，使原子變成為正離子.通常，把金屬原子中較外層的電子稱為價電子，而把原子核以及與原子核結(jié)合較緊密的內(nèi)層電子稱為原子實.固態(tài)金屬導體是由大量的金屬原子相互靠近到10~10m量級的距離后，原子的價電子受其他原子的作用而脫離單個原子被“公有化”后所形成的宏觀物體.在這種金屬導體里，原子的原子實在空間周期性地規(guī)則排列成整齊的點陣，稱為晶體點陣或晶格. 處于晶格格點上的原子實只能作微小位移的熱振動.而被“公有化”了的價電子，成為了可以在晶格間自由運動的自由電子，從經(jīng)典圖像看，它們像容器內(nèi)的氣體分子那樣在晶格間跑來跑去.這些自由電子就是固態(tài)金屬導體中的自由運動帶電粒子或載流子，其所帶的電荷即為金屬導體中的自由電荷.

液態(tài)導體的電解液中，自由電荷或載流子是溶解在水溶液中的酸、堿、鹽溶質(zhì)分子離解成的正、負離子.電離氣體中的自由電荷是氣體分子被電離成的正、負離子，其中負離子一般就是電子.等離體中的載流子是氣體分子碰撞電離后形成的電子和正離子.**導體中的載流子是所謂的**導電子，實際上它是電子對.當晶體材料的溫度降至臨界溫度時，動量和自旋方向相反的一對電子能夠束縛在一起構(gòu)成電子對，稱為庫珀對.這種庫珀電子對在**導晶體中運動時不易被晶格散射而引起電阻，從而使得**導晶體的電阻幾乎為零.

半導體雖然其導電性能比導體差，但比絕緣體要強得多，而且半導體的導電性能對溫度、光照、雜質(zhì)等外加條件較為敏感.半導體中的載流子是電子和帶正電荷的“空穴”.當半導體中多數(shù)載流子是電子時，稱為n型半導體多數(shù)載流子是“空穴”時，稱為p型半導體.將n型半導體和p型半導體結(jié)合起來可以構(gòu)成pn結(jié)，利用它可以制成各種半導體器件，在現(xiàn)代半導體電子技術(shù)中有廣泛的應用.

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