466

U WŁASNOŚCI ELE KTRYC7NE MATERIAŁÓW

. „nteriałach elektrony suiją się /.dolne do przewodzenia p_r*,_u elektryentego W tych m ‘    -_u p^rwy energetycznej. Jest to możliwe jedyni

_f,cktrvc/nego dopiero po r ^ _fównict Świetlnej. Natomiast w metalach do * pomcKA energii cieplnej. ^ _przcwodmctwa wystarczy jedyme /ewnętr,nc p,,_lc

wzbudzaitia elektron

elektryczne    . _{/łnvch cicp}in.e elektronów do pasma przewodnictwa /al_c/y

' Uc/ha wzbudzony    P ^ ^ _lcrnpcratury W stałej temperaturze ,_c

, _szerokości przerwy energ    _/ncJ maleje liczba elektronów wzbudzonych

w/mstemszerokoSepr/e^y * ^_wodu przewodność maleje Różnica między

^ nasma przewodnictwa i /.    ^ _s^_wadwi się wtem do szerokości przerwy

kolatorem i półprże^ⁿ|*^ on^na tyle duża. te termiczne przejścia elektronów

25S-**    - p^f-^e "^,,wc

" <_ma walencyjnego do pa«" P . _{izola(orów roSnlc 7C} wzrosłem .e_mpc,_;,_lut> eleldrycroa P«P“*

w^o« 'energii cieplnej wzbud/.ajace, elektrony J

„dyi /większa W “^6WOTS

pisma przewodnictwa.

Z przedstawionych rozważań wynika, że w 0 K można wyróżnić trzy tv pasmowych: z nic w pełni zapełnionym pasmem walencyjnym / .f'

struktur pasmowych: z nic w pełni zapełnionym pasmem walencyjnym

a

&■

Pujtf

pojone

^Pułt* POimo Pritwodmc*^

Erttrgto w/brom ona

Pasmo

pr/fAodnłctwo

fnergio

w/bromona

RYS. 14.8. Schematy struktur pasmowych ciał siałych: a) metali, w których pasmo walencyjne mc j«i w pełni zapełnione, bj metali, w których no zapełnione pasmo walencyjne nakłada się puuc pasmo przewodnictwa, wobec czego elektrony z górnych poziomów pasma walencyjnego przechodzą na nizsze poziomy pasma przewodnictwa, c) półprzewodników > izolatorów, w których całkowicie zapełnione pasmo walencyjne jest oddzielone przerwa energetyczną od pustego pasrna przewodnictwa Różnica miedzy półprzewodnikiem i izolatorem sprowadza się w tym względzie do szerokości przerwy energetycznej. Przyjęto do izolatorów zaliczać ie ciała stałe, w których przerwa energetyczna jest większa od 2 cV. natomiast do półprzewodników te. w których jest ona mniejsza od 2 eV

kładaniem sic pasma przewodnictwa na pasmo walencyjne oraz z rozdzieleniem pasma przewodnictwa od pasma walencyjnego (rys. 14.8). Dwa pierwsze typy struktur pasmowych dotyczą mctaJi, tj. dobrych przewodników elektryczności, natomiast trzeci półprzewodników i izolatorów.

__:hial,U kwantową W doskonalej sirukiur« krysmliu/.nc, me ma Zgodnie / ^,nCI,_lCd/v elektronem przyspieszanym w zewnętrznym polu clektryc/ ^oddI'"^,>W™'_rn_t tworzącymi strukturę. W takich warunkach wszystkie wolne Miv'powinnv być przyspieszane tak długo, jak długo trwa pole elcklrsc/ne co ^C'^e ^dz'ilobv do ciągłego wzrostu prądu elektrycznego z czasem Wiadomo jednak ^ ad osiąga stan ustalony bezpośrednio po przyłożeniu pola elektrycznego to. ze »»«')' pewnego rodzaju siła ..tarcia wynikająca z rozpraszania Aminów przez zaburzenia struktury krystaliczne, Elektrony mogą bvć rew, przez: drgające atomy, atomy domieszki, wakancjc. atomy w położeniach j^cd/ywęzłowych* dyslokacje, granice /.iam i cząstki innej fazy

puchliwość elektronów

14.3.

14 3.1. Opór elektryczny metali

Większość metali dobrze przewodzi prąd elektryczny (tabl. 14.1). gdy / łatwo można _w nich wzbudzić dużą liczbę elektronów do pustych stanów powyżej energii Fermiego- Ponieważ centrami rozpraszania elektronów przewodnictwa są zaburzenia struktury krystalicznej oraz cieplne drgania atomów, więc całkowity opór elektryczny właściwy p można wyrazić zależnością

P = P, + P*    (14.8)

gdzie: p, i p₄ są odpowiednio oporami elektrycznymi właściwymi: cieplnym i pochodzącym od defektów struktury krystalicznej. Udział każdej z tych składowych jest przedstawiony na rys. 14.9.

RYS. 14.9. Opór elektryczny właściwy metali składa się z wyrazu p, zale/ncgo od temperatury oraz z wyrazu p# niezależnego od temperatury, a pochodzącego od defektów struktury krystalicznej

467