电导金属半导体和绝缘体的电导率

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电导金属半导体和绝缘体的电导率

2024-07-09 22:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

金属、半导体和绝缘体的电导率|能带理论 2020年的10月25日2012年2月24日 通过betway网页版 电导是什么? 当我们在不同导体上施加相同的电位差时,就会看到流过它们的电流不同。实际上有多少电流会通过一个特定的导体,通过它施加的电位差,取决于导体的特定性质,称为电导率.

这个属性决定了a的容易程度当前的可以流过导体.正如我们所知电阻导体有这样一种特性,能抵抗流过它的电流。也就是说,电导是电阻的倒数性质。电导一般表示为,

电导的定义

电导率电流是导体的一种特殊性质,它决定了电流通过导体的容易程度。

电导方程或公式

让我们取一个长度为l、截面面积为a的导体。如果导体长度增加,电子就必须漂移更多的路径。因此原子间碰撞的机会就更大。这意味着现在的道路更加艰难,意味着电导率导体的电流减小了。

因此,电导与导体的长度成反比。如果导体的横截面积增大,电流就会得到更多的漂移电子。因此,导体的电导增加了。由式(1)(2)可知:式中,σ =电导率或比电导的比例常数。

比电导或电导率

在电导率方程中,我们已经提到σ或σ作为电导率。在这个方程中,如果我们让l = 1m A = 1m2那么G = σ。表示σ为长度为1 m,横截面积为1 m的导体的电导2.电导率是指体积为1m × 1m的导体的电导率2= 1米3..

电导率的定义

电导率是一种单位体积的材料。导电性是物质的基本属性。由于这种性质,一种材料可以导电。有些材料是良导体,这意味着电流可以很容易地通过它们;同样,有些材料不允许电流通过。电流容易通过的材料称为良导体,换句话说,这些材料的导电性很高。另一方面,不允许电流通过的材料被称为电气绝缘材料.有一些材料,其导电性不像导体那么高,也不像绝缘体那么差,它们有一个中间导电性,这类材料被称为半导体.

电导单位

正如我们前面提到的,电导是电阻的电阻的倒数。也就是说,电阻的单位是欧姆,这就是为什么电导单位一般写成姆欧-欧姆的反向拼写。一个现代必威电竞赞助,姆欧是被西门子.

单元的电导率

电导率方程,我们已经推导过了,因此,电导率单位为,这里,S代表西门子.

不同材料在20时的电阻率和电导率表oC 材料 电阻率在20oC 电导率20oC 空气 1.3×1016至3.3 × 1016 3×10-15年至8 × 10-15年 铝 2.82×10-8 3.5×107 退火铜 1.72×10-8 5.80×107 钙 3.36×10-8 2.98×107 碳(非晶) 5×10-4至8 × 10-4 1.25到2 × 103. 碳(钻石) 1×1012 ~10-13年 碳(石墨) 2.5×10-6至5.0 × 10-6/ /底面 2到3 × 105/ /底面 碳钢 -1010 1.43×10-7 康铜 4.9×10-7 2.04×106 铜 1.68×10-8 5.96×107 去离子水 1.8×105 5.5×10-6 饮用水 2×101到2 × 103. 5×10-4至5 × 10-2 熔融石英 7.5×1017 1.3×10-18年 砷化镓 5×10-7至10 × 10-3 5×10-8到103. 锗 4.6×10-1 2.17 玻璃 10×1010至10 × 1014 10-11年到10-15年 黄金 2.44×10-8 4.10×107 晶粒取向电工钢 4.60×10-7 2.17×106 硬橡胶 1×1013 10-14年 铁 1.0×10-7 1.00×107 铅 2.2×10-7 4.55×106 锂 9.28×10-8 1.08×107 锰铜 4.82×10-7 2.07×106 汞 9.8×10-7 1.02×106 镍铬合金 1.10×10-6 9.09×105 镍 6.99×10-8 1.43×107 石蜡 1×1017 10-18年 宠物 10×1020. 10-21年 铂 1.06×10-7 9.43×106 海水 2×10-1 4.8 硅 6.40×102 1.56×10-3 银 1.59×10-8 6.30×107 不锈钢 6.9×10-7 1.45×106 硫 1×1015 10-16 聚四氟乙烯 10×1022至10 × 1024 10-25年到10-23年 锡 1.09×10-7 9.17×106 钛 4.20×10-7 2.38×106 钨 5.60×10-8 1.79×107 木材(湿) 1×103.到4 10-4到10-3 木材(烘箱干燥) 1×1014到16 10-16到10-14年 锌 5.90×10-8 1.69×107 电导率的能带理论

原子最外层轨道上的电子受到的引力最小。所以最外层的原子可以很容易地从母体原子中分离出来。让我们用带理论来解释细节。当一些原子聚集在一起时,一个原子的电子受到另一个原子的力原子.这种效应在最外层的轨道上最为明显。由于这种力,在孤立原子中被明确定义的能级,现在被扩大为能带。由于这种现象,通常会产生两个波段,即价带和导带。

帷幔乐队

原子的最外层轨道,在这里电子被紧紧束缚;它们不能作为自由电子被除去。

导带

这是最外层的最高能级或轨道,在这里电子可以自由移动。

带隙

有一个能隙将这两个带分开,价带和导带。这个能隙称为禁带能隙。

金属导电性

在金属中,原子是如此紧密地聚集在一起,以至于一个原子的电子受到其他封闭原子的足够大的力。结果,金属中的价带和导带变得非常接近,甚至可能重叠。因此,通过从外部热能或电能来源接收非常少量的能量,电子很容易在金属中上升到更高的水平。这样的电子被称为自由电子。这些自由电子就是流过金属的电流的来源。当外部电源连接到一块金属上时,这些自由电子开始流向源的高电位终端,导致电流在金属中流动。在金属中,导带内的自由电子密度远高于其他材料,因此金属被称为极好的导电体。换句话说金属导电性很好。

不同金属电导率表 金属 电导率在西门子/米在20oC 银 6.30×107 铜 5.96×107 铝 3.5×107 退火铜 5.80×107 钙 2.98×107 碳钢(1010) 6.99×106 康铜 2.04×106 砷化镓 5×10−8到103. 黄金 4.10×107 晶粒取向电工钢 2.17×106 铁 1.00×107 铅 4.55×106 锂 1.08×107 锰铜 2.07×106 汞 1.02×106 镍铬合金 9.09×105 镍 1.43×107 铂 9.43×106 不锈钢 1.45×106 锡 9.17×106 钛 2.38×106 钨 1.79×107 锌 1.69×107 半导体导电性

在半导体中,价带和导带由一个足够宽的禁带隙隔开。在低温下,没有电子具有足够的能量占据导电带,因此电荷不可能运动。但在室温下,某些电子有可能提供足够的能量并在导带内发生跃迁。在室温下,传导带中的电子密度不如金属中的电子密度高,因此不能像金属那样良好地传导电流。的半导体导电性不像金属那么高,也不像电绝缘体那么差。这就是为什么,这种类型的材料被称为半导体-意思是半导体。

不同半导体电导率表 半导体 电导率在西门子/米在20oC 锗 2.17 硅 1.56×10−3 绝缘子导电性

理想情况下,电绝缘体的导电性为零。绝缘体分子中的原子在电上足够稳定。这些原子的最外层完全充满了电子。在这种材料中,禁带是非常大的,因此,电子跨越到传导带所需的能量实际上是足够大的。绝缘体不容易导电。这意味着绝缘子导电性很可怜的。

不同绝缘体电导率表 绝缘子 电导率在西门子每米20oC 空气 3×10-15年至8 × 10−15 熔融石英 1.3×10-18年 玻璃 10-11年到10-15年 硬橡胶 10-14年 石蜡 10-18年 宠物 10-21年 硫 10-16 聚四氟乙烯 10-25年到10-23年 木 10-16到10-14年

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