Antwort Jak se liší polovodiče od kovu a izolantu? Weitere Antworten – Čím se liší kovový vodič a polovodič

Jak se liší polovodiče od kovu a izolantu?
Elektrický vodič je pevná látka, nejčastěji z kovu, kde je elektrický proud přenášen volnými elektrony. Velikost elektrického proudu je dána rezistivitou a u kovů se pohybuje mezi 10−6 a 10−8 Ωm. Polovodič je pevná látka, kde je elektrický proud přenášen volnými elektrony a kladnými dírami.Čisté polovodičové prvky (např. křemík či germanium) mají při teplotě absolutní nuly (−273,15 °C) valenční elektrony pevně lokalizovány ve valenční vrstvě – ustává tepelný vířivý pohyb atomů a krystal se chová jako izolant (má téměř nekonečný elektrický odpor, resp. nulovou elektrickou vodivost).U polovodičů existují dva typy vodivosti, tzv. vlastní a nevlastní vodivost. Vlastní (intrinsickou) vodivostí se vyznačují všechny polovodiče, nevlastní vodivost existuje jen u tzv. příměsových (dotovaných, extrinzických, nevlastních, legovaných) polovodičů.

Z jakého prvku se polovodiče nejčastěji vyrábí : z vazeb mezi atomy (na místě uvolněných elektronů jsou díry). Jedním z nejvíce používaných prvků při výrobě polovodičů je KŘEMÍK. Prvek IV. hlavní skupiny → Má čtyři valenční elektrony, které se podílejí na vazbách s ostatními atomy křemíku.

Čím se liší polovodiče od vodičů a izolantů

Typickými izolanty jsou např. plasty nebo sklo. Polovodiče jsou látky, které se za určitých podmínek chovají jako izolanty, ale při změně těchto podmínek se mohou chovat spíše jako vodiče a elektrický proud jimi může procházet.

Jak se liší závislost odporu kovů a polovodičů na teplotě : Odpor elektrických vodičů s rostoucí teplotou stoupá, teplotní součinitel odporu má kladnou hodnotu. Odpor polovodičů s rostoucí teplotou klesá, teplotní součinitel odporu má zápornou hodnotu.

Jestliže těleso z izolantu vložíme do elektrického pole, působí elektrická síla na celý atom nebo molekulu a nastane v nich určitý posun elektrických nábojů. Z atomů a molekul se stávají elektrické dipóly a tento jev nazýváme elektrická polarizace. Byla objevena v roce 1758 Johannem Carlem Wilckem (často psaným Wilke).

Na koncích tělesa z izolantu v elektrickém poli se tedy objeví nesouhlasné náboje – póly (atom má dva póly, říkáme mu dipól). Tento jev se nazývá polarizace izolantu. Díky tomuto jevu se přitahují nevodivá tělesa, která nemají el.

Jak se liší vlastní polovodič od nevlastního

U polovodičů existují dva typy vodivosti, tzv. vlastní a nevlastní vodivost. Vlastní (intrinsickou) vodivostí se vyznačují všechny polovodiče, nevlastní vodivost existuje jen u tzv. příměsových (dotovaných, extrinzických, nevlastních, legovaných) polovodičů.Tyto prvky mají ve valenční sféře 4 elektrony a do pravidelné krystalové mřížky jsou vázány pevnými kovalentními vazbami. K uvolnění elektronu od atomu polovodiče, tedy k jeho přestupu do vodivostního pásu, může dojít až po dodání kvanta energie, které je dáno šířkou zakázaného pásu polovodiče.Obvykle se říká, že polovodiče vedou proud pouze za určitých podmínek. Polovodiče mají méně valenčních elektronů než kovy a k jejich uvolnění je potřeba větší energie. Při teplotách okolo absolutní nuly se polovodič chová jako dokonalý izolant (valenční elektrony jsou pevně vázány v obalu), tedy proud nevede.

Polovodiče jsou pevné látky, jejichž elektrický odpor se dá významně ovlivnit vnějšími podmínkami (teplotou, osvětlením) a množstvím chemických příměsí. Mezi nejpoužívanější polovodivé látky patří především křemík Si a germanium Ge.

Jaký je rozdíl mezi vodičem a izolantem : Látky, které vedou elektrický proud, nazýváme elektrické vodiče (například stříbro, měď, hliník, ocel, tuha, roztok kuchyňské soli…). Látky, které nevedou elektrický proud, nazýváme elektrické izolanty (například papír, sklo, dřevo, plast, parafín, guma, destilovaná voda…).

Jak se mění odpor polovodiče a kovů při jejich ochlazování : To znamená, že se zmenšuje proud, který protéká obvodem, a tedy odpor vodiče roste (podle vztahu ). Po ochlazení vodiče odpor klesá a zvětšuje se proud.

Jak závisí odpor vodiče na teplotě

Odpor elektrických vodičů s rostoucí teplotou stoupá, teplotní součinitel odporu má kladnou hodnotu. Odpor polovodičů s rostoucí teplotou klesá, teplotní součinitel odporu má zápornou hodnotu.

Nejlepšími tepelnými izolanty jsou plyny a kapaliny, které rychleji než vedením přenášejí teplo prouděním. Z pevných látek jsou dobrými tepelnými izolanty především ty látky, které obsahují hodně plynu (vzduchu), např. minerální vlna (kamenná nebo skelná), peří, srst, papír, dále např. sklo, dřevo, polystyren, ap.Zamezuje průtoku elektrického proudu mezi vodiči, které mají rozdílný elektrický potenciál. Dobrými izolanty jsou porcelán, sklo, většina plastů, suché dřevo, suchý papír, za normálních podmínek i vzduch nebo jiné plyny.

Co je vlastní a nevlastní vodivost polovodiče : Vodivý se může stát dvěma způsoby. Buď, že mu dodáme energii, a potom hovoříme o vlastní vodivosti nebo ho chemicky upravíme, a potom hovoříme o nevlastní vodivosti. Dodáme-li polovodiči energii ve formě světla nebo tepla, dojde snadno k uvolnění elektronů z vazeb mezi atomy a tím se zvyšuje vodivost polovodiče.