47. Неметаллические проводники.

Некоторые неметаллические проводники, как, напри-ер, уголь и графит уменьшают свое сопротивление при повышении температуры; эти материалы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Уменьшают свое сопротивление с ростом температуры также электролиты, полупроводники и диэлектрики.

Нагреватели из неметаллических проводников ( угля, графита, карборунда и других) позволяют получать в печи температуры до 1400 С ( угольные цилиндры-до 2000 С), но для целей термографии они также не совсем удобны, поскольку, работая с ними, трудно осуществить регулировку плавного и равномерного нагрева. Иными словами, термография при высоких температурах ( от 1500 С и выше) до настоящего времени разработана неполностью.

48. Полупроводники. Свойства, применение, достоинства и недостатки.

49. Собственные и примесные полупроводники.

Полупроводники, вещества, электропроводность которых при комнатной температуре имеет промежуточное значение между электропроводностью металлов и диэлектриков Характерная особенность полупроводников – возрастание электропроводности с ростом температуры; при низких температурах электропроводность полупроводников мала; на нее влияют свет, сильное электрическое поле, потоки быстрых частиц и т.д. Высокая чувствительность электропроводности к содержанию примесей и дефектов в кристаллах также характерна для полупроводников. К полупроводникам относится большая группа веществ (Ge, Si и др.). Носителями заряда в полупроводниках являются электроны проводимости и дырки. В идеальных кристаллах они появляются всегда парами, так что их концентрации равны. В реальных кристаллах, содержащих примеси и дефекты структуры, равенство концентраций электронов и дырок может нарушаться и проводимости осуществляется практически только одним типом носителей. Особенности полупроводников определяют их применение. Собственные полупроводники - это полупроводники, в которых нет примесей (доноров и акцепторов). Легирование - введение примеси в полупроводник, в этом случае полупроводник называется примесным. Если в полупроводник, состоящий из элементов 4 группы (например, кремний или германий), ввести в качестве примеси элемент 5 группы, то получим донорный полупроводник (у него будет электронный тип проводимости), или полупроводник n-типа. Если же ввести в качестве примеси элемент 3 группы, то получится акцепторный полупроводник, обладающий дырочной проводимостью (р-тип). Для того чтобы использовать для описания движения электронов и дырок в полупроводниках классические представления, вводятся понятия эффективных масс электрона u дырки m.n и m.p соответственно. Эффективная масса учитывает влияние периодического потенциала атомов в кристалле полупроводника на движение электронов и дырок и определяется уравнениями дисперсии.

При приложении электрического поля к однородному полупроводнику в последнем протекает электрический ток. При наличии двух типов свободных носителей - электронов и дырок - проводимость γ полупроводника будет определяться суммой. Для легированных полупроводников концентрация основных носителей всегда существенно больше, чем концентрация неосновных носителей, поэтому проводимость таких полупроводников будет определяться только компонентой проводимости основных носителей. Так, для полупроводника n-типа

Наиболее важные для техники полупроводниковые приборы - диоды, транзисторы, тиристоры основаны на использовании замечательных материалов с электронной или дырочной проводимостью. Широкое применение полупроводников началось сравнительно недавно, а сейчас они получили очень широкое применение. Они преобразуют световую и тепловую энергию в электрическую и, наоборот, с помощью электричества создают тепло и холод. Полупроводниковые приборы можно встретить в обычном радиоприемнике и в квантовом генераторе - лазере, в крошечной атомной батарее и в микропроцессорах. Инженеры не могут обходиться без полупроводниковых выпрямителей, переключателей и усилителей. Замена ламповой аппаратуры полупроводниковой позволила в десятки раз уменьшить габариты и массу электронных устройств, снизить потребляемую ими мощность и резко увеличить надежность