1. Opór, oporność i przewodność-relacje między tymi wielkościami.

Rezystancja(opór, oporność) jest miarą oporu czynnego z jakim opornik przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego.

Przewodność to cecha substancji charakteryzująca rezystancję danego materiału, która zależy od długości elementu i pola przekroju poprzecznego. Rezystywność jest wielkością charakteryzującą dla substancji w danej temperaturze.

Wraz ze wzrostem temperatury rezystywność metali wzrasta, a półprzewodników maleje.

2. Na czym polega przepływ prądu w metalach i półprzewodnikach?

Prąd elektryczny jest w istocie ruchem cząstek obdarzonych ładunkiem. W metalach nośnikiem ładunku są elektrony. Elektrony znajdują się w paśmie przewodnictwa, mogą się swobodnie przemieszczać w objętości metalu, dlatego wszystkie metale są dobrymi przewodnikami.

W konwencjonalnych półprzewodnikach w temperaturze zera bezwzględnego nie ma elektronów w paśmie przewodnictwa. Przewodzenie prądu wymaga przemiany elektronów z pasma walencyjnego do przewodnictwa(poprzez dostarczenie im energii np. termicznej lub w postaci promieniowania).

3. Opisać model pasmowy półprzewodnika i dielektryka.

W przewodnikach poziom Fermiego znajduje się w obszarze poziomu przewodnictwa, dzięki czemu elektrony przewodnictwa mogą swobodnie poruszać się w obrębie materiału, ponieważ łatwo mogą przechodzić do wyższego poziomu energetycznego.

Izolator- poziom Fermiego w izolatorach znajduje się w okolicy granicy pasma walencyjnego, a pasmo wzbronione jest szerokie. Powoduje to, że elektrony mogą łatwo zwiększać swoją energię.

Półprzewodniki-poziom Fermiego położony jest podobnie jak w przypadku izolatorów jednak przerwa energetyczna jest niewielka.

4. Co jest mikroskopowym powodem występowania oporu elektrycznego?

Swobodne elektrony w metalu po przyłożeniu różnicy potencjałów do dwóch różnych punktów tego przewodnika rozpoczynają ruch pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego w postaci uporządkowanego strumienia nośników prądu i natrafiając przypadkowo na jony będące węzłami siatki krystalicznej metalu zderzają się z nimi, tracąc pęd, energię kinetyczną. Zderzenia powodują formowanie elektronów.

5. Dlaczego temperatura ma wpływ na wartość oporu elektrycznego? Jak zmienia się on dla metali i półprzewodników?

R=

Opór właściwy przewodników bardzo silnie maleje z obniżeniem jego temperatury i w temperaturze kilku Kelvinów może być miliony razy mniejszy od oporu w temp. pokojowej. Wraz ze wzrostem temperatury rośnie energia drgań jonów dodatnich, co powoduje silniejsze zaburzenia swobodnego przepływu elektronów.

---