Chương 5. Vật liệu điện Bài 5.1. Vật liệu dẫn điện
5.1.1. Khái niệm vật liệu dẫn điện
Năng lượng của một nguyên tử độc
lập,điện tử có thể nằm ở các mức
năng lượng gián đoạn rời rạc nào đó -
các mức năng lượng nguyên tử.
-Để tạo thành vật liệu, các nguyên tử tiến lại rất gần nhau (cỡ
A0), chúng tương tác với nhau làm cho các mức năng lượng rời
rạc đó tiến rất gần nhau và suy biến thành nhiều mức năng
lượng sát nhau tạo thành vùng năng lượng gần như liên tục.
Cấu trúc vùng năng lượng
Vùng cấm (Forbidden band):Là vùng nằm giữa vùng hóa trị và vùng dẫn,
không có mức năng lượng nào do đó điện tử không thể tồn tại trên vùng
cấm.Khoảng cách giữa đáy vùng dẫn và đỉnh vùng hóa trị gọi là độ rộng
vùng cấm, hay năng lượng vùng cấm (Band Gap).
Cấu trúc vùng năng lượng
Chương 5. Vật liệu điện Bài 5.1. Vật liệu dẫn điện
5.1.1. Khái niệm vật dẫn điện
Vùng hóa trị (Valence band):Là vùng có năng lượng thấp nhất theo thang
năng lượng, là vùng mà điện tử bị liên kết mạnh với nguyên tử và không linh
động.Mọi mức năng lượng đều đã bị điện tử chiếm chỗ.
Vùng dẫn (Conduction band): Vùng có mức năng lượng cao nhất, là vùng mà
điện tử sẽ linh động (điện tử tự do) ,các mức năng lượng đều còn bỏ trống
hoặc bị điện tử chiếm chỗ một phần.Điện tử ởvùng này sẽ có khả năng
dẫn điện. Tính dẫn điện tăng khi mật độ điện tử trên vùng dẫn tăng.
Tùy theo độ rộng vùng cấm lớn hay nhỏ mà chất có thể là dẫn điện hoặc
không dẫn điện. Bán dẫn pha tạp, có thể xuất hiện các mức năng lượng
trong vùng cấm (mức pha tạp).
Vật liệu dẫn điện là loại vật chất có vùng
hóa trị và vùng dẫn gần nhau có thể
chồng chập một phần, không có vùng
cấm.Vì vậy ở nhiệt độ bình thường dưới
tác dụng của điện trường các điện tử tự
do trong vùng hóa trị có thể dễ dàng
chuyển sang vùng trống.Vật liệu dẫn
điện cho phép dòng điện đi qua.
Khái niệm
5.1.1. Khái niệm Vật liệu dẫn điện
Chương 5. Vật liệu điện Bài 5.1. Vật liệu dẫn điện
“Độ dẫn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng di chuyển của
các hạt điện tích qua một môi trường vật chất khi có lực tác động vào
các hạt điện tích”.Độ dẫn điện ký hiệu là
“Điện trở suất là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở chuyển động có
hướng của các hạt điện tích trong mỗi chất”
0
0(1 )t

Điện trở là đại lượng đặc trưng cho khả năng ngăn cản dòng điện trong
mạch và tỷ lệ nghịch với độ dẫn điện, tỷ lệ thuận với điện trở suất.
1R
Chương 5. Vật liệu điện Bài 5.1. Vật liệu dẫn điện
là hệ số nhiệt điện trở của chất
0
là điện trở suất của chất nhiệt độ t0 = 200C
5.1.2. Độ dẫn điện. Điện trở
R- điện trở của vật dẫn
Trong mạch điện điện trở là phần tử tcó đặc điểm ngăn cản dòng điện.
l
RS
Điện trở suất của chất dẫn điện 10-8 đến 10-5
m
là chiều di dây dẫn điện, Slà tiết diện dây dẫn điện,
là điện trở suất của dây dẫn điện
5.1.2. Độ dẫn điện. Điện trở
Chương 5. Vật liệu điện Bài 5.1. Vật liệu dẫn điện