Классификация проводниковых материалов

Обычно проводники классифицируют по их удельному сопротивлению, температуре плавления, твердости и другим факторам.

К первой классификационной группе относят материалы высокой проводимости. Обычно это чистые материалы: медь, серебро, алюминий, никель, и др.

Ко второй группе относят материалы высокого сопротивления. Это, как правило, сплавы: константан, манганин, нихром и др.

К третьей группе относят материалы, способные переходить при определенных критических температурах в сверхпроводящее состояние – сверхпроводники 1 и 2-го рода: кадмий, цинк, тантал, свинец, сплав Nb₃Sn и др.

В четвертую группу включим различные материалы, используемые в качестве термопар: медь-константан; медь-копель; хромель-копель; хромель-алюмель; платина-платинородий.

К пятой группе относят материалы, используемые в качестве контактных для сильноточной аппаратуры, слаботочной аппаратуры, размыкаемых высоковольтной к низковольтной аппаратуры, скользящих: серебро, медь, золото, вольфрам, графит, композиции: Cu-W, Cu-графит, Ag-W и др.

Ниже приводится справочная табл. 2.2 некоторых проводниковых материалов, используемых в радиоэлектронике.

 

Таблица 2.2

Металл проводника	Химичес- кий индекс	Удельн. элект. сопротив- ление ρ, мкОм∙м или Ом∙мм2/м	Темпер. коэфф. удельного сопротив- ления ТКρ, 1/град		Коэфф. теплопро- водности λ, Вт/м∙град	Термо- ЭДС относи- тельно меди, мкВ/град	Работа выхода электрона из металла, Wвых, эВ	Темпе- ратура плавле-ния, Тпл, °С
1	2	3	4		5	6	7	8
Чистые металлы
Серебро	Ag	0,016	4∙10-3		425		4,4	961
Медь	Cu	0,0172	4,3∙10-3		390		4,3	1083
Золото	Au	0,024	3,8∙10-3		293		4,8	1063
Алюминий	Al	0,028	4,2∙10-3		209		4,3	657
Индий	In	0,09	4,7∙10-3		25		—	156
Олово	Sn	0,12	4,4∙10-3		65		4,4	232
Свинец	Pb	0,21	3,7∙10-3		35		3,7	327
Никель	Ni	0,073	6,5∙10-3		95		5	1455
Железо	Fe	0,098	6∙10-3		73		4,5	1535
Титан	Ti	0,42	4,4∙10-3		15		4,1	1680
Платина	Pt	0,105	3,9∙10-3		71		5,3	1773
Молибден	Mo	0,057	4,6∙10-3		151		4,2	2620
Тантал	Ta	0,135	3,8∙10-3		54		4,1	2970
Вольфрам	W	0,055	4,6∙10-3		168		4,5	3380
Графит поли- кристалл	C	8	-1∙10-3		—
Графит	C	10…50	-2∙10-4		—
Сплавы
Манганин	Cu – 86% Mn - 12%	0,42…0,48	(5…30)∙10-6			1…2		940
Константан	Cu – 60% Ni – 40%	0,48…0,52	(5…20)∙10-6			40…50		1270
Нихром	Ni – 60% Cr – 15%	1…1,2	1,7∙10-4					1360
Фехраль	Cr – 15% Al – 5% остальн. Fe	1,3	1,2∙10-4					1450
Хромаль	Cr – 23% Al – 5% остальн. Fe	1,5	6,5∙10-5
Нейзильбер		0,35	3∙10-6					1050
Термопары
Медь-константан				Тизм до 350 °С
Хромель-алюмель				Тизм до 1000 °С
Платина-платинородий				Тизм до 1600 °С

 

Полупроводниковые материалы

Полупроводниковые материалы – это материалы, имеющие запрещенную зону. На их основе изготавливаются датчики различных видов энергий, выпрямители, триоды, тиристоры, интегральные микросхемы и множество других приборов и элементов.

Используются они, в основном, в твердом агрегатном состоянии, хотя имеются и жидкие полупроводники, например: Bi₂S, Cu₂S.

Ширина запрещенной зоны полупроводников имеет большой диапазон – от сотых долей электрон-вольта до 3 эВ. Удельные электрические сопротивления занимают более десяти порядков (10^-4...10⁸ Ом∙м).

Полупроводники относятся к неметаллам, а по химическому составу могут быть неорганическими – кремний, арсенид галлия, карбид кремния и органическими – антрацен, нафталин, фталоцианин меди
и др.

Особенности полупроводников

К особенностям полупроводников относят:

1. Электрические параметры очень чувствительны к содержанию примесей (0,000001 % примеси может изменить величину электропро-водности на один или два порядка).

2. Внешние воздействия (тепло, свет, давление, трение и др.) могут сильно изменять свойства материала. Поэтому полупроводники используются для изготовления датчиков всевозможных видов энергии: терморезисторы, фоторезисторы, тензорезисторы и др.

3. Полупроводники, в зависимости от определенных вводимых примесей, могут обладать электронной (n - типа) или дырочной
(р - типа) электропроводностью. Это позволяет создавать электронно-дырочный переход (р - n переход), который обладает униполярной проводимостью и позволяет создавать выпрямители, усилители и другие активные элементы и приборы.

Некоторые параметры и свойства полупроводников представлены
на рис. 3.1.

 

Рис. 3.1. Свойства полупроводниковых материалов

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: