導體、絕緣體和半導體、超導體

導體、半導體、絕緣體器件是構(gòu)成各種電氣設備、電工電子器件的基礎,在電力生產(chǎn)上，更是普遍存在，作為一名電力生產(chǎn)人員,應熟悉掌握導體、半導體、絕緣體的定義和性質(zhì)以及應用。
一、導體
定義:具有良好導電性能的材料就稱為導體。金屬、石墨和電解液具有良好的導電性能，他們都是導體
二、絕緣體
定義:不導電的物質(zhì)，稱為絕緣體。如包在電線外面的橡膠、塑料。
常用的絕緣體材料還有陶瓷、云母、膠木、硅膠、絕緣紙和絕緣油(變壓器油）等,空氣也是良好的絕緣物質(zhì)。
導體和絕緣體的區(qū)別決定于物體內(nèi)部是否存在大量自由電子，導體和絕緣體的界限也不是絕對的，在一定條件下可以轉(zhuǎn)化。
三、半導體
有一些物質(zhì),如硅、鍺、硒等，其原子的最外層電子既不象金屬那樣容易掙脫原子核的束縛而成為自由電子，也不像絕緣體那樣受到原子核的緊緊束縛,這類物質(zhì)的導電性能介于導體和絕緣體之間,并且隨著外界條件及摻入微量雜質(zhì)而顯著改變,這類物質(zhì)稱為半導體。
1.半導體有以下獨特性能:
通過摻入雜質(zhì)可明顯地改變半導體的電導率。
溫度可明顯地改變半導體的電導率。即熱敏效應
光照不僅可改變半導體的電導率,還可以產(chǎn)生電動勢，這就是半導體的光電效應。
與金屬和絕緣體相比，半導體材料的發(fā)現(xiàn)是最晚的，直到20世紀30年代,當材料的提純技術(shù)改進以后，半導體的存在才真正被學術(shù)界認可。半導體技術(shù)的發(fā)現(xiàn)應用，使電子技術(shù)取得飛速發(fā)展,
2.本征半導體與雜質(zhì)半導體、PN結(jié)
(1)本征半導體:天然的硅和鍺提純后形成單晶體就是一個半導體，稱為本征半導體。
本征半導體中的載流子濃度很小，導電能力較弱，且受溫度影響很大，不穩(wěn)定，用途有限。
(2）雜質(zhì)半導體、PN結(jié):如果在本征半導體中摻入微量雜質(zhì)（摻雜），其導電性能將發(fā)生顯著變化,如在純硅中摻入少許的砷或磷(最外層有五個電子)），就形成N型半導體;摻入少許的硼（最外層有三個電子），就形成P型半導體。
P型和N型半導體并不能直接用來制造半導體器件。通常是在半導體的局部分別摻入濃度較大的三價或五價雜質(zhì)，使其變?yōu)镻型或N型半導體，在P型和N型半導體的交界面就會形成PN結(jié)，而PN結(jié)就是構(gòu)成各種半導體器件的基礎，最簡單的一個PN結(jié)就是二極管。

四、超導體
定義:某些金屬在攝氏零下273度的絕對溫度下,電阻會突然消失,這種金屬電阻完全消失的特殊現(xiàn)象,稱超導電性,具有超導電性的金屬稱超導體。
超導現(xiàn)象是1911年荷蘭物理學家昂尼斯在研究導體的電阻隨溫度變化的實驗中，首次發(fā)現(xiàn)水銀在4.2K的低溫時，電阻突然消失，即R=0;1933年，又發(fā)現(xiàn)處于超導狀態(tài)的物質(zhì),外部磁場不能深入超導體內(nèi)，有抗磁性,即B=0，以上是超導體的兩大特性。

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