導體是怎樣導電的

2021-05-23 00:37:05 字數 2186 閱讀 9853

1樓:帥哥檢驗陽性

一、金屬導電原理 電流是電子的定向流動,這就像水流是水的定向流動一樣。這叫人聯想到一個常用的中國詞"流通",通則流,不通則不流。水流不是因為該物體內有水(桶裡的水,池塘裡的水就不能形成水流)。

除了壓力差之外還必須得"通"——必須得有讓水定向通過的空間(如渠道、管道等);電流不是因為該物體內的電子有自由,除了電壓差之外還必須得"通"——必須得有讓電子定向通過的空間。

那麼,是什麼使得物體能夠導電?——是該物體內原子間有電子的通路。前提條件是:

該物體價和電子數量較少並且運轉不夠飽滿(在平面運轉,沒能形成飽滿的球狀),在價和電子運轉的同時,存在著能讓外電子竄入的間隙和時機;存在著能讓電子在其間穿越運動的空位,我們把原子外層所呈現的這種空位叫做電子空位。電子空位是電子流動的通路,有了這樣的通路,外來的電子才能在其間運動,形成電子的流動——電流。

導電原理是: 某物質的原子的價電子較少,外電子層不飽滿,或速率很低,存在著電子空位,在電壓的作用下外來的電子進入電子空位,電子在電子空位間換位移動,形成電流。

有了電子空位,外來電子才能進入,才能在物質內定向運動形成電流。導體、半導體、液體導電都是如此,超導原理也是如此。

電子空位是由價和電子的數量、速率及線路所決定。金屬原子外層電子較少,組合成結構元之後,每個原子的外層僅有

一、二個價和運轉圍繞,原子的外層仍存在較多的電子空位,能容外來電子進入、移動,因而易於導電。

在絕緣體內,因原子的價電子多,多個價和運轉包圍著一個原子,使原子的外電子層趨近飽和,沒有電子空位(或很少),不能容外界電子進入,因而不能導電。

二、半導體導電原理 半導體一般是由4 價的矽或鍺為主體材料,它們的晶體結構也和金剛石一樣,每個原子由4 個價和運轉在空間等距、有序環繞,構成金剛石結構,很純的單晶矽基本不導電。

n型半導體  在純矽晶體中加了少量的磷元素後,就形成了n型半導體。5價的磷原子鑲嵌在矽晶體中,本來矽晶體的每個原子通過4個結構元相互聯接,價和速率相同,而磷的5個價電子參入矽中價和運轉,尚有一個電子無價和軌道,它雜混在其它價和軌道中,擾亂了原均勻的速率,使得整個晶體中的價和電子出現了擁擠和等待的紊亂現象,於是晶體中出現了臨時性的電子空位(臨時性空位在晶體中佔有一定概率),外來電子可乘虛而入,晶體的導電能力增加,形成的n型半導體。

p型半導體 在矽晶體中加入少量的硼元素後,硼在價和結構中頂替了一個矽原子,因硼外層只有3個價電子,使得與硼相連的4個結構元中有一個是單電子價和運轉,於是就有了電子空位,與這個結構元相連的6個結構元外端又連著18個結構元,這樣電子空位呈2×3 擴充套件,所以該晶體的導電能力也呈幾何級數增加。電子空位擴充套件之後空位出現的時間越來越短,也就不成其為空位了。

以上論述說明,不管是n型還是p型半導體,其導電能力都是由電子空位提供的。電子空位則是由晶體中雜質分佈引起價和電子紊亂執行所致,所出現的電子空位是瞬時的、隨機的。這也導致了半導體的"測不準"及溫升,熱敏等諸多物理性質。

電晶體的pn結的實質是疏通或堵塞電子空位。

二極體 把n 型和p 型半導體材料緊密結合起來,兩端連上導線,就形成了半導體二極體。二極體最關鍵的部位在兩種材料的結合處,人們稱之為p n 結。

由於n 型半導體是5 價的磷鑲嵌在以4 價為主體矽晶體中,有多出的電子。而在p 型半導體中是3 價的硼在以矽為主體的結構元連線中,頂替了一個矽原子的位置,在整體上有缺少電子的趨勢。把這兩種晶體緊密結合:

n 型半導體中多出的電子向缺少電子的p 型半導體中擴散。這樣,在結合部附近,各結構元的價和電子數正好達到平衡,(圖9-1)每個原子周圍的價和電子平穩運轉,沒有了電子的紊亂和等待,也就沒有了電子空位。這就是在不導電時的p n 結。

2樓:張圓圓家居服

首先,電子是在原子核周圍快速運動的,電子和原子核形成原子,所以說此時的電子是被原子核的力量束縛著的,雖運動但並不自由。而自由電子則是不被原子核束縛的單一電子。

接下來是你這個問題。導體中有自由電子,因此當過電時,自由電子快速運動,形成電流。而絕緣體中幾乎不含有自由電子,因此幾乎不會導電。

注:原子包括:原子核與電子,所有電子都帶有負電荷,而原子核還包括中子和質子,其中中子是不帶電的,而質子帶有正電荷。

每一個原子中,質子數與電子數是相等的,因此正負電荷抵消,不顯電性。

參考資料:都是學校講的

3樓:愛上半導體

元素週期表左邊的元素一般為導體因為原子最外層電子少,不穩定極易容易失去電子元素週期表右邊的元素一般為絕緣體因為原子最外層一般接近8個電子,非常穩定所以很難失去電子介於兩者之間的為半導體

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