物性讲义(电学1)-导体-半导体-绝缘体资料共103页文档
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导体、半导体和绝缘体概述在物理学中,根据不同的导电性质,物质可以被分为三类:导体、半导体和绝缘体。
导体的电导率较高,可以轻易地传导电流,如铜、铝等金属;半导体的电导率介于导体和绝缘体之间,可以通过添加杂质等方法改变其导电性能,如硅、锗等;而绝缘体的电导率非常低,电流不能在其内部传播,如玻璃、陶瓷等。
导体物理特性导体是一种材料,能够轻松地传导电子。
这种传导过程涉及到电子的自由移动。
在导体中,电子不受束缚,被电场作用下移动自如。
这样的电子被称为自由电子。
这些自由电子随时可以离开原子,进入导体中的其他位置,并与其他自由电子碰撞,形成导电电流。
根据欧姆定律,电流强度与两端电压成正比。
就是说,电流强度增加,导体中的自由电子数量也会增加。
如果将较大的电压施加在导体上,就会增加存储在导体中的自由电子数量,进而导致电流的增加。
应用导体的导电性质使它成为许多电子应用的理想材料。
这种材料最广泛的应用是在导线和电线的制造中。
导体材料还可以用于制造电路板、集成电路、变压器等。
导体材料的进一步发展和应用为电子技术开创了更加广阔的领域。
半导体物理特性半导体材料的电导率介于导体和绝缘体之间。
在半导体材料中,电子位于能级中,分布在两侧霍尔展区的堆积能带中。
在去霍尔展区,则是禁带区。
通常情况下,半导体材料的禁带宽度远小于绝缘体材料。
半导体的本征杂质往往增加了其中的自由电子或空穴的数量。
通过加热材料,我们可以激发半导体中的电子,使之跳过禁带,并像导体中的电子一样形成电流。
在半导体中添加不同种类、不同浓度的杂质,则可以控制其电导率和其他性质。
应用半导体材料的应用很广泛,例如晶体管、太阳能电池、场效应晶体管等。
半导体在计算机技术中也扮演着重要角色,例如应用于微处理器、光学学技术等。
半导体技术用于制造现代耳机、随身听等设备。
绝缘体物理特性绝缘体的最大特点是其电导率极低,等几乎可认为不导电。
它也被称为非导体,不具有自由电子。
在绝缘体中,电子位于原子和分子中,分布在不同的能级,形成气体状态的电子云。