Страница - 11, Книга начинающего радиолюбителя




металлами. У других элементов эти зоны не слиты и между ними имеется запрещенная зона. Такие элементы называются изоляторами или диэлектриками. У разных диэлектриков оказывается различной ширина запрещенной зоны. Те из них, у которых ширина запрещенной зоны мала, занимают промежуточное положение между проводниками и изоляторами. Достаточно небольшого возбуждения атомов кристаллической решетки, чтобы электроны из валентной зоны перешли в зону проводимости. Такие элементы называются полупроводниками. Типичными представителями полупроводников являются германий и кремний. Оба они расположены в четвертой группе периодической системы элементов Менделеева и имеют по 4 электрона на внешней оболочке, занимая промежуточное положение между металлами и диэлектриками.

Кристаллы германия светло-серого цвета с металлическим блеском, ширина запрещенной зоны 0,69 эВ (электронвольт — единица энергии). Кристаллы кремния темно-серого цвета с металлическим блеском, ширина запрещенной зоны 1,12 эВ. Во второй половине XX века германий и кремний нашли широчайшее применение в производстве полупроБодниковых приборов.

Все металлы обладают характерными свойствами: высокой электропроводностью и теплопроводностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности (при увеличении температуры электропроводность падает), характерным блеском и непрозрачностью. Среди известных 105 химических элементов 83 — металлы и лишь 22 — диэлектрики и полупроводники. Все металлы, за исключением ртути, при нормальной температуре находятся в твердом состоянии и имеют кристаллическую структуру.

В связи с тем, что у металлов валентная зона и зона проводимости слились, а зона проводимости является сплошной вплоть до уровня ионизации, энергия электронов в зоне проводимости может изменяться не квантами, как у электронов отдельного атома, а непрерывно. Поэтому электроны в зоне проводимости называются свободными: они не привязаны к определенным атомам, а могут свободно перемещаться внутри металла, хотя и не имеют возможности вылета за его пределы. Для этого электронам нужно сообщить весьма значительную энергию, которая называется работой выхода.



11