Чем отличаются проводники от полупроводников

(Обновлен)Задание 1 Параграф 108 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.

*размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением

Похожие решебники

Мякишев, Буховцев

Популярные решебники 10 класс Все решебники

Власенков 10-11 класс
Власенков, Рыбченская
Баранова, Афанасьева, Михеева
Никольский
Никольский, Потапов
Михеева, Афанасьева
Греков 10-11 класс
Греков, Крючков, Чешко
Комарова, Ларионова

§107. Примеры решения.
§108. Электрическая п.
§109. Зависимость соп.

©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших и средних классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.

Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

Разница между полупроводниками и проводниками

Многие химические элементы являются полупроводниками и проводниками. В чем особенности тех и других? Чем отличаются полупроводники от проводников?

Что представляют собой полупроводники?

Под полупроводниками понимаются химические элементы, обладающие ограниченной способностью передавать электрический ток. Это обусловлено небольшим количеством свободных электронов, формирующихся в их структуре при подключении электродов.

Типичными полупроводниками считаются такие химические элементы, как кремний — относящийся, в частности, к 4-й группе веществ по периодической системе Д. И. Менделеева. На внешней оболочке кремния располагается 4 электрона, классифицируемых как валентные. К иным чистым полупроводникам можно отнести, к примеру, германий.

Одна из главных характеристик полупроводников — удельное сопротивление. Оно может находиться в интервале от 10 в 4 до 10 в минус 5 степени Ом на метр. Для того чтобы понизить удельное сопротивление рассматриваемых элементов, в их состав могут быть включены легирующие примеси. Такие как, например, бор и мышьяк.

Если легирование полупроводников осуществляется посредством элементов 3-й группы по таблице Менделеева (в частности, при использовании бора), то полупроводник будет классифицирован как относящийся к p-типу. У элементов 3-й группы в оболочке присутствует 3 электрона. Это значит, что в структуре кристалла легированного полупроводника из-за недостающего электрона образуются «дырки», которые при подключении тока начинают движение в обратном направлении относительно положительного контакта (к которому, в свою очередь, стремятся электроны).

Если легирование полупроводников осуществляется посредством элементов 5-й группы (например, при использовании мышьяка), то проводник будет относиться к n-типу. У элементов 5-й группы на внешней оболочке располагается 5 электронов. Поэтому при легировании полупроводника часть из них освобождается, вследствие чего элемент приобретает проводимость.

Можно отметить, что пограничная область, располагающаяся между полупроводниками p-типа и n-типа, обладает свойством проводить ток только при подключении электродов в определенном положении. Благодаря данной особенности функционируют различные электронные компоненты, в составе которых используются полупроводниковые вещества, — диоды, транзисторы.

Еще одно примечательное свойство рассматриваемых элементов — усиление проводимости по мере увеличения температуры.

Что представляют собой проводники?

Под проводниками понимаются химические элементы, в которых есть электроны, способные отделяться от одного ядра и перемещаться к другому при подключении тока. Как правило, это металлы. Хорошими проводниками считаются медь, алюминий.

Чем чище металл — тем большей проводимостью он обладает. Примеси снижают данное свойство. При нагревании металлов их проводимость снижается — в то время как у полупроводников, как мы отметили выше, увеличивается.

Сравнение

Главное отличие полупроводников от проводников заключается в небольшом количестве образующихся при подключении тока свободных электронов в структуре первых (которые, в свою очередь, появляются в большем количестве наряду с «дырками» при легировании или же в процессе нагрева) и высоком уровне электрического сопротивления соответствующих элементов. А вот проводники имеют множество свободных электронов и характеризуются невысоким сопротивлением. При нагревании первых элементов их сопротивление снижается, при тепловом воздействии на проводники — увеличивается.

Определив, в чем разница между полупроводниками и проводниками, зафиксируем выводы в таблице.

Таблица

Полупроводники	Проводники
Чистые полупроводники при подключении тока высвобождают в обычных условиях немного электронов	Чистые проводники в обычных условиях при подключении тока высвобождают много свободных электронов
Увеличивают проводимость при нагревании	Уменьшают проводимость при нагревании
Примеры полупроводников — германий, кремний	Чистыми проводниками являются главным образом металлы

Похожие статьи

(4 оценок, среднее: 3,25 из 5)

Чем отличаются проводники от полупроводников

Проводники — это материалы (обычно металлы), хорошо пропускающие электрический ток. Вещества, которые его не пропускают, называют изоляторами или диэлектриками. Отличием полупроводников является то, что они могут вести себя как проводники или изоляторы, в зависимости от внешних условий.

Электрические свойства веществ

Что такое проводники

Это материалы, которые позволяют свободно перемещаться электронам, поэтому на их основе создают электрические цепи. В проводниках высокая плотность свободно перемещающихся носителей зарядов, соответственно их электрическое сопротивление мало.

Свойства проводников

Все материалы или элементы, позволяющие движущимся электрическим зарядам свободно протекать через них, называются проводниками. Чтобы электроны могли перемещаться по проводящим материалам, они должны быть подключены к источнику напряжения. К проводникам относятся металлы, растворы кислот, щелочей и солей (электролиты).

Что такое полупроводники

Как мы уже выяснили, электрический ток проходит через проводники беспрепятственно, а вот полупроводники в зависимости от характеристик среды, в которой они находятся, могут пропускать ток так же хорошо, как и проводники или же выполнять функции изоляторов. Электрическое или магнитное поле, радиация, давление и температура окружающей среды — вот некоторые из факторов, определяющих поведение полупроводника.

Свойства полупроводников

Все материалы, содержащие четыре электрона на последнем электронном уровне, как правило, являются полупроводниками и используются в основном в качестве элементов электронных схем (полупроводниковые диоды, транзисторы, интегральные схемы, фотоэлементы, термоэлементы и пр.).

Основные отличия

Проводники отличаются от полупроводников величиной удельного сопротивления, типом химической связи, зонной диаграммой.

Отличия между веществами

Еще одним отличием является разный механизм возникновения тока. В металлах присутствует много свободных электронов. Когда они под действием внешнего электрополя начинают двигаться однонаправлено, появляется электрический ток.

В полупроводниках каждый валентный электрон принадлежит 2-м атомам. Когда материал нагревается, у некоторых электронов появляется столько энергии, что они разрывают свою связь с атомами. Вследствие этого в кристалле возникают свободные электроны, а на их месте появляются дырки, в которые могут перемещаться электроны из соседних атомов, но тогда дырки образуются на их месте.

Дырки похожи на частицы с положительным зарядом. Под воздействием электрополя электроны и дырки начинают перемещаться упорядоченно, поэтому ток в полупроводнике имеет электронно-дырочную природу.

Отличительные признаки полупроводников

Чтобы понять, чем отличаются проводники от так называемых полупроводников, следует обратить внимание и на такое свойство последних, как способность пропускать электроток только в одном направлении.

Электропроводимость полупроводников

Повышение температуры и применение примесей способствует увеличению электропроводимости полупроводников, а что касается проводников, то при таких условиях их проводимость снижается.

Сравнение материалов

Сферы применения

К металлам, наиболее часто используемым в качестве проводников, относятся медь, золото, серебро, алюминий и сталь. Среди них наиболее распространена медь, поскольку она относительно недорога и достаточно хороша для выполнения своей функции, так же как и алюминий, на основе того, что разница в проводимости между медью и алюминием невелика. Золото и серебро самые лучшие токопроводящие металлы, однако они используются редко вследствие своей высокой стоимости.

В большинстве электроприборов для проведения электричества используются одножильные или многожильные медные провода. Поперечное сечение проводов выбирается в зависимости от мощности устройства, с расчетом на то, чтобы провода не перегревались и не перегорали. Провода обычно покрыты изоляционным материалом, таким как резина или ПВХ (поливинилхлорид).

Медный и алюминиевый кабели

Полупроводниковые материалы в чистом виде обычно не используются в повседневной жизни. Однако, будучи модифицированными, они могут применяться при производстве электронных устройств, используемых для управления электрическими системами и оборудованием. Полупроводники находят применение при производстве всевозможных микросхем, которыми оснащаются электронные устройства, например, центральные и графические процессоры, используемые в смартфонах, мобильных телефонах, ноутбуках, офисных компьютерах, планшетах, игровых консолях, умных колонках.

Полупроводники используются в разных устройствах

Из полупроводников наиболее часто используют германий и кремний. Применяются также бор, углерод, германий, селен, сера, сурьма, теллур, йод и такие сложные соединения, как арсениды, сульфиды, теллуриды, карбиды. Для изменения величины и типа проводимости в исходный материал вводят легирующие примеси, например, фосфор, мышьяк, алюминий.

Отличия проводника от полупроводника?

Чтобы было понятно: первым полупроводником был Иван Сусанин. :))
На самом деле тут Вас путают: ток в одну сторону пропускает p-n-переход («пэ-эн-переход»). К простым полупроводникам это не относится.
Полупроводник достаточно хорошо пропускает ток в обычных условиях, правда чуть похуже, чем проводники (те же металлы) . Совсем (или почти совсем) не пропускают ток диэлектрики, хоть Вы об этом и не спрашиваете.
Отличаются полупроводники от проводников характером проводимости при изменении температуры: у металлов при нагревании проводимость падает, а у полупроводников растет. Это отличие хорошо видно при сравнении Вольт-амперных характеристик этих элементов.
И конечно правы те, кто упоминает p-n-переход: он возникает только в зоне контакта полупроводников p- и n-типов (для проводников такое чудо природы недоступно) .
Вот, в основном, и ответ на Ваш вопрос.

Юра ВахмистровУченик (98) 14 лет назад
Последние ответы так же хороши, как и Ваш, но вот «про Ивана Сусанина» меня очень позабивило))
ВалерчикЗнаток (350) 11 лет назад
БлондиночкаУченик (135) 8 лет назад
Остальные ответы
Проводник всегда проводит ток. Полупроводник проводит его в зависимости от разных факторов.
LeonidВысший разум (388963) 14 лет назад

Да как сказать. Металл тоже проводит ток лучше или хуже в зависимости от разных факторов — например, частоты.

Только он всегда проводит. А полупроводник нет.
jadovitikПросветленный (24503) 14 лет назад

Серебро с чистотой 99,9999% становится изолятором — свободных ионов для проводимости не хватает. Забавно, да. Так что — не всегда металл — есть проводник.

Проводник — в вагоне, полупроводник — проводил и вышел. гы-гы.

Проводник проводит ток в обе стороны, а полупроводник только в одну. от +к-, и наоборот !

Даже в написании уже понятно! Эффект полупроводимости — была настящая революция в электронике! Это позволило нам перейти с ламп на транзисторы и диоды. Я еще в детстве собирал приемники на основе Детектора — сульфида свинца. Теперь же используют в основном Кремний, раньше Германий.

Проводник передать может ток в любом направлении, пофигу, как подключать, а полупроводник передает ток только в одном направлении. Кусок медного провода, например — проводник, а вот например диод или светодиод — полупроводники, но там есть небольшой обратный ток. А вообще найдите школьный учебник физики и найдите раздел «Про «дырки» и электроны»

Проводник может передатьток в любом направлении, а полупроводник передает ток только в одном направлении.

Да что ж вы после подробного разъяснения путаете полупроводник с p-n переходом. Однородный полупроводник проводит ток в любую сторону.

До фига этих отличий, и связано это с зонной структурой кристалла. Так что физика там довольно сложная.
Если на пальцах, то основные отличия такие:
1. Металлы проводят тток ВСЕГДА, полупроводники — только при достаточновысокой температуре. И с падением температуры их сопротивление начиная с некоторой температуры РАСТЁТ, причём очень сильно, тогда как у металлов оно падает, вплоть до нуля при сверхнизких температурах. И у полупроводников есть температура максимальной проводимости, тогда как у металлов R(T) — монотонная функция.
2. Проводимость металлов создаётся исключительно электронами, тогда как у полопроводников — как электронами, так и дырками (квазичастицы, которые ведут себя как положительно заряженные носители тока) .
3. Проводимость полупроводника может изменяться под действием света (фотопроводимость) , тогда как проводимость металла от света не зависит (не путать это с фотоэффектом, который для металлов есть ВНЕШНИЙ эффект) .
4. Концентрация подвижных носителей заряда в полупроводнике намного — несколько порядков — ниже, чем в металле.

jadovitikПросветленный (24503) 14 лет назад

Извините, повторюсь:
Серебро с чистотой 99,9999% становится изолятором — свободных ионов для
проводимости не хватает. Забавно, да. Так что — не всегда металл — есть проводник.

Проводник — в вагоне, полупроводник — проводил и вышел. гы-гы.

Leonid Высший разум (388963) П-простите. это КАКИХ таких ионов не хватает в МЕТАЛЛИЧЕСКОМ серебре для проводимости?! А в качестве изолятора в некоторых случаях используется медь. Можете сами порыться и нарыть, в каких именно.