Носители электрического заряда. Виды носителей, их свойства.


 Носители электрического заряда представляют собой физические частицы либо квазичастицы обладающие подвижностью несущие электрический заряд и способные обеспечивать прохождение тока в данной среде. В зависимости от вещества носителями электрического заряда могут выступать различные частицы.


 Например, в твердых телах, таких как различные металлы, носителями зарядов служат электроны. Принято считать, что электрон обладает отрицательным зарядом, величина которого составляет -1,602176565(35)·10-19 Кл. Этот заряд неделим, то есть раздробить его на более мелкие заряды нельзя. Так как величина заряда дискретна то общий заряд любого тела в целом будет кратен целому числу элементарных зарядов. В нашем случае заряду электрона.

Движение электронов в проводнике
Рисунок 1 Движение электронов в проводнике


 Если рассматривать газы как среду, в которой протекает электрический ток, то носителями зарядов в них будут наряду с электронами еще и ионы. В отличие от электронов ионы могут быть как положительными, так и отрицательными. Ион в простейшем случае это атом вещества, потерявший свой либо получивший чужой электрон. Если атом потерял электрон, то он стал положительным ионом.

Движение положительных ионов и электронов
Рисунок 2 Движение положительных ионов и электронов


 Так как изначально заряд атома в целом был равен нулю. То есть положительные заряды внутри атома равны по величине отрицательным. То при потере одного электрона в атоме остается не скомпенсированным один положительный заряд и атом в целом становится положительным ионом.


 Отрицательный ион по аналогии атом с лишним электроном. То есть изначально электрически нейтральный атом получает лишний электрон и его суммарный отрицательный заряд становится больше положительного.


 Еще один вид носителя зарядов это так называемые дырки. Они существуют в полупроводниках. Это вид носителя зарядов называется квазичастицей. Так как он как бы не существует, как частица, но при этом обладает всеми ее свойствами. Дырка это атом полупроводника, у которого в валентной зоне отсутствует электрон. То есть существует вакансия, которую мажет занять другой электрон.

образование дырки в кристаллической решетки кремния
Рисунок 3 образование дырки в кристаллической решетки кремния


 Атом с вакансией сам не перемещается внутри полупроводника. Так как он привязан к кристаллической решётке. Но вот вакансия может перемещаться по решётке полупроводника. Происходит это так. Вакансия в данном атоме занимается электронном из валентной зоны соседнего атома. Таки образом дырка перемещается из данного атома в соседний. В целом создается видимость, будто перемещается дырка, то есть атом с вакансией, хотя на самом деле движется только электрон.


 
« Пред.   След. »