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
Дата: 2019-03-05, просмотров: 288.
