ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термосопротивления, полупроводниковые нагреватели и поджигатели из "Электротехнические материалы Издание 3 " В предыдущих главах были рассмотрены диэлектрики и проводники электрического тока. [c.302] Удельное сопротивление проводников лежит в пределах от 10 до 10 ом-см, а технических диэлектриков от 10 до 10 ом-см. Эти пределы в известной мере условны, но приближенно отражают установившиеся в технике представления. [c.302] Широкий диапазон значений удельного сопротивления (более 10 порядков), лежащий между проводниками и диэлектриками, занимает группа веществ, получившая название полупроводников. Среди них есть материалы с электронной и ионной проводимостями. [c.302] Между заполненной электронами зоной и свободными зонами имеются запретные энергетические промежутки. [c.302] ЭТОТ барьер и попали бы из заполненной зоны в зоны со свободными энергетическими уровнями. [c.303] К электронным полупроводникам относятся германий, кремний, селен, теллур и др., а также большое число оксидов, сульфидов и карбидов. [c.303] Рассмотрев энергетическую сторону явлений, перейдем теперь к пространственным структурам и реальным примесям, определяющим тот или другой тип электропроводности. При этом могут быть два случая 1) основной полупроводник является элементом, 2) основной полупроводник — химическое соединение. [c.304] Первый случай разберем на примере кристалла кремния, в котором атомы удерживаются за счет ковалентных или парноэлектронных связей с четырьмя другими себе подобными атомами. На фиг. 153, а показана кристаллическая решетка кремния (элемента 4 группы таблицы Менделеева), не содержащая инородных примесей. На фиг. 153, б изображена решетка кремния с примесью элемента третьей группы — бора, имеющего на внешней орбите три валентных электрона. Такая примесь в решетке кремния представляет собой дырку в случае приложения электрического поля, как показано на фиг. 153, от левого атома кремния будет взят электрон этот атом захватит электрон от следующего атома, т. е. дырка начнет передвигаться справа налево. Такой полупроводник относится к типу р . [c.304] На фиг. 153, в приведена кристаллическая решетка кремния с примесью мышьяка, элемента пятой группы, у которого на внешней орбите расположено 5 электронов. Попав в решетку кремния и связав четыре из своих электронов, такая примесь дает избыточный, свободный электрон , который под воздействием электрического поля станет перемещаться слева направо иными словами, образуется полупроводник типа п . [c.305] Два типа проводимости полупроводников представляют собой реальные физические процессы, в чем легко убедиться при помоши опытов. [c.305] Другой метод состоит в нагревании одного конца испытуемого полупроводника, как показано на фиг. 155. При этом, если испытывается полупроводник типа р , то в нагретом конце, за счет затраты внешней тепловой энергии, большее число электронов будет переброшено из заполненной зоны на акцепторные уровни по сравнению с холодным концом. Горячий конец окажется заряженным положительно по отношению к холодному, так как сопротивление самого полупроводника велико, то электроны в металлическом проводнике, соединяющем эти концы. [c.306] Как уже было сказано, электропроводность полупроводников с повышением температуры растет. [c.306] Для разных полупроводников характер этой зависимости может быть различным. На фиг. 156 показаны типичные кривые зависимости удельной электропроводности полупроводников от температуры. Их удобно строить в полулогарифмическом масштабе и по оси абсцисс откладывать величину, обратную абсолютной температуре. [c.306] На фиг. 157 показан температурный ход электропроводности полупроводников без примесей и с примесями. При наличии примесей кривая электропроводности поднимается в координатных осях и наклон ее становится меньше, т. е. уже при низких температурах у таких полупроводников будет большая электропроводность. [c.308] Из полупроводников изготовляют сухие выпрямители и детекторы, нелинейные сопротивления с резкой зависимостью от напряжения, термосопротивления (резко меняющиеся от температуры), фотоеопротивления (изменяющие сопротивление с изменением освещенности) и фотоэлементы. Одним из важнейших применений полупроводников является замена ими электронных ламп. Анализ различных электротехнических и радиотехнических схем показывает, что около 60% электронных ламп в самых разнообразных областях их применения может быть заменено полупроводниковыми диодами и триодами. [c.310] Термосопротивления изготовляются в виде стерженьков, пластинок или таблеток методами керамической технологии. Электропроводность и другие свойства термосопротивления зависят не только от состава и крупности зерна, но и от технологического процесса изготовления давления при прессовке (если полупроводник берут в виде порошка) и температуры обжига. В табл. 51 приведены данные для некоторых полупроводников. [c.310] Данные табл. 51 показывают, что наибольшим ТКр обладает сернистое серебро численное значение этого коэффициента в 10 раз больше, чем у металлов. Окись цинка при среднем значении удельного сопротивления обладает отрицательным значением ТКр, примерно численно равным положительному температурному коэффициенту меди, что может быть использовано для целей термокомпенсации. [c.311] Меняя процентное содержание различных окислов, можно в широких пределах регулировать удельное электрическое сопротивление и ТКр термосопротивления. На фиг. 160 приведены кривые р и ТКр в зависимости от процентного содержания компонентов термосопротивления. Как видно из фиг. 160, значения удельного электрического сопротивления этого термосопротивления при изменении процентного содержания окислов могут отличаться в миллион раз чем выше значение о, тем больше и ТКр, что легко понять на основе теоретических положений, рассмотренных в предыдущем параграфе. [c.311] Помимо основных случаев использования термосопротивлений для целей измерения и регулирования температуры и термокомпенсации, они могут применяться для стабилизации напряжения, ограничения импульсных пусковых токов, измерения теплопроводности жидкостей, в качестве бесконтактных реостатов и токовых реле времени. Последнее применение становится понятным на основе фиг. 164, где показано, что вольтамперные характеристики термосопротивления зависят от времени прохождения через них тока. Разработка термосопротивлений произведена Б. Т. Коломийцем, И. Т. Ше-фтелем и др. [c.313] Вернуться к основной статье