10. Число переноса

Число переноса – доля общей проводимости, обусловленная движением определенного типа носителей заряда.

По соотношениям чисел переноса определяется тип проводимости.

t_e=сигма_e/сигма

t_h=сигма_h/сигма

t_i=сигма_i/сигма

t_e+ t_h + t_i =1

Известно, что проводимость ионов по сравнению с электронами и дырками мала, поэтому электрическая проводимость наступает, когда число свободных электронов и дырок еще довольно мало по сравнению с количеством ионов.

(t_e+ t_h) – электронно-дырочная проводимость

t_e определяют путем измерения термо-ЭДС гальванического элемента. В качестве твердого электролита используют вещество, обладающее ионной проводимостью.

На вещество с обеих сторон наносят платиновые электроды, и создают излишнее давление кислорода и при изменении температуры твердый электролит даст напряжение (мВ):

t_i=Еэксп/Е₀

Еэксп=(RT/4F)*ln(P_o2^”/P_o2^’)

Eэксп и Е₀ – экспериментальное и теоретическое значения термо-ЭДС

P_o2^” и P_o2^’ – давления кислорода

F – число Фаррадея

11. Факторы, влияющие на электронную проводимость

Электропроводность твердых тел зависит от многих факторов: температуры, газовой среды, примесей, микроструктуры, наличия электромагнитного поля, освещенности, радиации, влажности и так далее.

а) Температура: чем больше ширина запрещенной зоны, тем выше должна быть температура, при которой возникает электронно-дырочная проводимость; чем выше температура, тем лучше проводимость.

б) Примеси: при наличии примесей соотношение числа электронов и дырок может изменяться, то есть может усиливаться или дырочная, или электронная проводимость

в) Дефекты: также влияют на электронную проводимость

12. Температурный коэффициент электросопротивления

Температурный коэффициент электрического сопротивления – величина, равная относительному изменению электрического сопротивления участка электрической цепи или удельного сопротивления вещества при изменении температуры на единицу.

Температурный коэффициент сопротивления характеризует зависимость электрического сопротивления от температуры и измеряется в кельвинах в минус первой степени (K−1).

Также часто применяется термин «температурный коэффициент проводимости». Он равен обратному значению коэффициента сопротивления.

Для большинства металлов температурный коэффициент сопротивления положителен: их сопротивление растёт с ростом температуры вследствие рассеяния электронов на фононах (тепловых колебаниях кристаллической решётки).

Для полупроводников без примесей он отрицателен (сопротивление с ростом температуры падает), поскольку при повышении температуры всё большее число электронов переходит в зону проводимости, соответственно увеличивается и концентрация дырок. Качественно такой же характер (и по тем же причинам) имеет температурная зависимость сопротивления твёрдых и неполярных жидких диэлектриков. Полярные жидкости уменьшают своё удельное сопротивление с ростом температуры более резко вследствие роста степени диссоциации и уменьшения вязкости.

Температурная зависимость сопротивления металлических сплавов, газов, легированных полупроводников и электролитов носит более сложный характер.

Существуют сплавы (константан, манганин), имеющие очень малый температурный коэффициент сопротивления, то есть их сопротивление очень слабо зависит от температуры. Эти сплавы применяются в электроизмерительной аппаратуре.