Номер 3, страница 184 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 6. Электрические явления. Параграф 46. Проводники и диэлектрики. Вопросы для самопроверки - номер 3, страница 184.

Условие.

3. В чём состоит основное отличие полупроводников от проводников и диэлектриков?

Решение.

Основное отличие полупроводников от проводников и диэлектриков заключается в их электрической проводимости и её зависимости от внешних условий (температуры, освещенности, примесей), что, в свою очередь, определяется строением их энергетических зон, в частности, шириной запрещенной зоны.

Проводники (металлы)
В проводниках валентная зона и зона проводимости перекрываются, либо зона проводимости заполнена электронами лишь частично. Это означает, что в них всегда присутствует большое количество свободных носителей заряда (электронов), которые могут легко перемещаться под действием электрического поля, создавая ток. Запрещенная зона у проводников фактически отсутствует ($E_g \approx 0$). Их сопротивление, как правило, увеличивается с ростом температуры из-за увеличения рассеяния электронов на колебаниях кристаллической решетки.

Диэлектрики (изоляторы)
В диэлектриках валентная зона полностью заполнена электронами, а зона проводимости пуста. Эти зоны разделены очень широкой запрещенной зоной (обычно $E_g > 3$ эВ). Чтобы электрон перешел из валентной зоны в зону проводимости и стал свободным, ему необходимо сообщить очень большую энергию. Поэтому в обычных условиях в диэлектриках практически нет свободных носителей заряда, и они не проводят электрический ток.

Полупроводники
Полупроводники занимают промежуточное положение. У них, как и у диэлектриков, есть запрещенная зона, но она значительно уже (обычно $E_g$ от 0,1 до 3 эВ). При низких температурах (близких к абсолютному нулю) полупроводники ведут себя как диэлектрики. Однако при повышении температуры (или под действием света) часть электронов получает достаточную энергию, чтобы преодолеть запрещенную зону и перейти в зону проводимости, становясь свободными. Одновременно в валентной зоне образуются «дырки» – вакантные места с эффективным положительным зарядом, которые также могут участвовать в переносе заряда.

Ключевая особенность полупроводников – это сильная зависимость их проводимости от внешних факторов:
1. Температура: С ростом температуры число свободных носителей заряда (электронов и дырок) в полупроводнике экспоненциально растет, что приводит к резкому уменьшению их сопротивления (в отличие от проводников).
2. Примеси: Введение в кристалл полупроводника небольшого количества примесей (легирование) позволяет целенаправленно изменять концентрацию носителей заряда и тип проводимости (электронную n-типа или дырочную p-типа), что является основой всей полупроводниковой электроники.

Ответ:
Основное отличие полупроводников от проводников и диэлектриков заключается в ширине запрещенной зоны и, как следствие, в концентрации свободных носителей заряда и её зависимости от внешних условий. У проводников запрещенная зона отсутствует, и концентрация свободных электронов всегда велика. У диэлектриков запрещенная зона очень широка, и свободных носителей заряда практически нет. Полупроводники имеют узкую запрещенную зону, благодаря чему их электропроводность занимает промежуточное положение и может быть легко изменена под воздействием температуры, света или введением примесей.