Класифікація провідникових матеріалів

По агрегатному стані провідникові ма-ли поділяють на газоподібні, рідкі та тверді.

До газоподібним провідникові матеріалів відносять всі гази і пари, в тому числі і пари металів. При досить малих значеннях напруженості електричного поля Е вони є діелект-рікамі і володіють дуже високою питомою електричним опору-опором # 961 ;. Однак при напруженості електричного поля, ко-торая забезпечує початок іонізації, газ може стати провідником, в якому перенесення електричних зарядів здійснюється електро-тронами і іонами. Якщо в одиниці об'єму сильно іонізованого-го газу настає рівність між числом електронів і поклади-них іонів, то такий газ являє собою особливу проводячи-нє середовище, звану плазмою.

Провідність газів і парів використовують в різних газорозрядних приладах.

До рідких провідників відносять розплави металів і розчини (зокрема, водні) і розплави солей, кислот та інших речовин з іонним будовою молекул.

Механізм проходження електричного струму через тверді і рідкі метали обумовлений спрямованим рухом вільних електронів під впливом електричного струму, який ство-ється прикладеним ззовні напругою. Тому тверді і рідкі метали називають провідниками з електронною (металевої) електропровідністю або провідниками першого роду.

Розчини й розплави солей, кислот і лугів, які проводять елек-тричних струм, називають електролітами або провідниками вто-якого роду. При проходженні електричного струму через електро-літ, в який занурені електроди, електричні заряди пере-носяться разом з частинками молекул (іонами) електроліту. На електрон-Трод відбувається виділення речовин з розчину. Більшість металів мають високу температуру плавлення (таблиця 2.1). Толь-ко ртуть і деякі спеціальні сплави (наприклад, сплави сис-теми індій-галій) можуть бути використані в якості рідких провідників при нормальній температурі.

Таблиця 2.1 - Температура плавлення металів

Температура плавлення Tпл, ° С

Продовження таблиці 2.1

Електроліти використовують в технології виготовлення різних елементів радіоелектронних пристроїв.

До твердих провідників відносять метали та сплави. У періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва 75% елементів - метали. У твердому стані метали мають кристалічну структуру, для якої характерний особливий вид металеві-чеський зв'язку між атомами. При проходженні електричного струму через контакт різних металів не відбувається перенесення віщо-ства одного металу в інший, як це має місце при проходженні струму в електролітах, оскільки перенесення електричних зоря-дов здійснюється тільки електронами.

За характером застосування в радіоелектронних приладах металеві матеріали поділяють на матеріали високої провідності (питомий електричний опір # 961; ≤0,1 мкОм · м) і матеріали з високим опором (питомий електричний опір # 961; ≥0,3 мкОм · м).

Матеріали з високою провідністю (залізо, мідь, алюміній, золото, срібло та ін.) Використовують як основу в контактних мате-ріалах і припоях, для виготовлення проводів, мікродротів, які проводять покриттів і плівок, різних струмопровідних деталей, обкладок конденсаторів, тонкоплівкових провідників і контактних майданчиків в ІМС, висновків радіоелементів

Матеріали з високим опором використовують в якості резистивних матеріалів, матеріалів для нагрівальних елементів і матеріалів для термопар. Найбільш відомі сплави з високим опором: мідно-марганцеві (Манганін), мідно-нікелеві (Константан), сплави ні-Келя і хрому (ніхроми).

Матеріали, що володіють мізерно малою питомою електрич-ного опором # 961; при дуже низьких температурах називаючи-ються сверхпроводниками. Властивість надпровідності мають ртуть, алюміній, свинець, ніобій, з'єднання ніобію з оловом, титаном і ін.