導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體、超導(dǎo)體

導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體器件是構(gòu)成各種電氣設(shè)備、電工電子器件的基礎(chǔ),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(yīng)熟悉掌握導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的定義和性質(zhì)以及應(yīng)用。
一、導(dǎo)體
定義:具有良好導(dǎo)電性能的材料就稱為導(dǎo)體。金屬、石墨和電解液具有良好的導(dǎo)電性能，他們都是導(dǎo)體
二、絕緣體
定義:不導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體和絕緣體的界限也不是絕對(duì)的，在一定條件下可以轉(zhuǎn)化。
三、半導(dǎo)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(dǎo)電性能介于導(dǎo)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(dǎo)體。
1.半導(dǎo)體有以下獨(dú)特性能:
通過摻入雜質(zhì)可明顯地改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。
溫度可明顯地改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。即熱敏效應(yīng)
光照不僅可改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率,還可以產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。
與金屬和絕緣體相比，半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)是最晚的，直到20世紀(jì)30年代,當(dāng)材料的提純技術(shù)改進(jìn)以后，半導(dǎo)體的存在才真正被學(xué)術(shù)界認(rèn)可。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，使電子技術(shù)取得飛速發(fā)展,
2.本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體、PN結(jié)
(1)本征半導(dǎo)體:天然的硅和鍺提純后形成單晶體就是一個(gè)半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。
本征半導(dǎo)體中的載流子濃度很小，導(dǎo)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(dǎo)體、PN結(jié):如果在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)（摻雜），其導(dǎo)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(gè)電子)），就形成N型半導(dǎo)體;摻入少許的硼（最外層有三個(gè)電子），就形成P型半導(dǎo)體。
P型和N型半導(dǎo)體并不能直接用來制造半導(dǎo)體器件。通常是在半導(dǎo)體的局部分別摻入濃度較大的三價(jià)或五價(jià)雜質(zhì)，使其變?yōu)镻型或N型半導(dǎo)體，在P型和N型半導(dǎo)體的交界面就會(huì)形成PN結(jié)，而PN結(jié)就是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)，最簡(jiǎn)單的一個(gè)PN結(jié)就是二極管。

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

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