Реферат: Радиоматериалы и радиокомпоненты

<span Times New Roman",«serif»; mso-bidi-font-weight:bold">Министерство общего и профессионального образованияРоссийской Федерации

ТОМСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМУПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра КУДР

РЕФЕРАТ

Проверил

Преподаватель кафедры КУДР

__________Кистенева

«___» сентября <st1:metricconverter ProductID=«2001 г» w:st=«on»>2001 г</st1:metricconverter>.

Выполнил

студентгруппы 49В

__________ПоповС. В.

«___»сентября <st1:metricconverter ProductID=«2001 г» w:st=«on»>2001 г</st1:metricconverter>.

г.Томск

<st1:metricconverter ProductID=«2001 г» w:st=«on»>2001 г</st1:metricconverter>.

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:RU; mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Содержание

 TOC o«1-3» h z 1.Металлы… PAGEREF _Toc523932602 h 3

1.1 Зонная энергетическая структура металлов. PAGEREF _Toc523932603 h 3

1.2 Основные электрические параметры металлов. PAGEREF _Toc523932604 h 5

1.3 удельное сопротивление чистых металлов. PAGEREF _Toc523932605 h 6

1.4 Электрические свойства металлическихсплавов. PAGEREF _Toc523932606 h 8

2.Диэлектрики. PAGEREF _Toc523932607 h 10

2.1 Функции, выполняемые диэлектриками в РЭА… PAGEREF _Toc523932608 h 10

2.2 Виды поляризаций. PAGEREF _Toc523932609 h 10

2.3 Диэлектрические потери. PAGEREF _Toc523932610 h 12

3.Магнитные материалы.PAGEREF _Toc523932611 h 14

3.1. Классификация веществ по магнитнымсвойствам… PAGEREF _Toc523932612 h 14

3.2. Классификация магнитных материалов. PAGEREF _Toc523932613 h 15

3.3 Ферриты… PAGEREF _Toc523932614 h 15

3.3.1Особенности ферримагнетиков. PAGEREF _Toc523932615 h 16

3.4 Природа обменного взаимодействия. PAGEREF _Toc523932616 h 17

3.5 зависимость магнитных свойств оттемпературы… PAGEREF _Toc523932617 h 19

Списоклитературы… PAGEREF _Toc523932618 h 21


1. Металлы1.1 Зоннаяэнергетическая структура металлов

Чтобы понять,почему металлы обладают значительной проводимостью, намного большей, чемпроводимость диэлектриков и полупроводников, следует рассмотреть каковаструктура их энергетических зон.

Визолированном атоме имеется ряд разрешённых уровней энергии, которые могут быть«заселены» электронами (рис. 1.1, а). Если атомов много, но они удалены надостаточно большие расстояния друг от друга, структура энергетических уровнейне изменяется, а электроны по-прежнему оказываются локализованными вблизи своихядер. При конденсации вещества и при образовании кристаллической решёткитвёрдого тела все имеющиеся у атомов данного типа электронные уровни (как заполненныеэлектронами, так и незаполненные) несколько смещаются вследствие воздействиясоседних атомов друг на друга. В частности, притяжение электронов одного атомаядром соседнего снижет высоту потенциального барьера, разделяющего электроны вуединённых атомах. Главное состоит в том, что при сближении атомов происходитперекрытие электронных оболочек, а это в свою очередь существенно изменяетхарактер движения электронов. Благодаря перекрытию оболочек электроны могут безизменения энергии посредством обмена переходить от одного атома к другому, тоесть перемещаться по кристаллу. Обменное взаимодействие имеет чистоквантовую природу и является следствием неразличимости электронов. В этомслучае уже нельзя говорить о принадлежности того или иного электрона определённомуатому – каждый валентный электрон всем атомам кристаллической решёткиодновременно. Иными словами, при перекрытии электронных оболочек происходитобобществление электронов.

Вследствиеобменного взаимодействия дискретные энергетические уровни изолированного атомарасщепляются в энергетические зоны (рисунок 1.1, б). Разрешенные энергетическиезоны разделены запрещёнными интервалами энергии (запрещёнными зонами — ЗЗ).Уровни энергии внутренних оболочек, которые локализованы вблизи ядра и неподвержены сильному возмущению со стороны окружающих атомов, расщепляютсяменьше, чем уровни валентных (внешних) электронов.

<img src="/cache/referats/8909/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1059"><img src="/cache/referats/8909/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1058"><img src="/cache/referats/8909/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1029"><img src="/cache/referats/8909/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1028"><img src="/cache/referats/8909/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1027"><img src="/cache/referats/8909/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1026">

Эн

е

р

г

ия

<img src="/cache/referats/8909/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1034 _x0000_s1041 _x0000_s1046"> <img src="/cache/referats/8909/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1064 _x0000_s1065"> <img src="/cache/referats/8909/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1031 _x0000_s1055">


<img src="/cache/referats/8909/image007.gif" v:shapes="_x0000_s1054"><img src="/cache/referats/8909/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1048"><img src="/cache/referats/8909/image009.gif" v:shapes="_x0000_s1047"><img src="/cache/referats/8909/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1035">                                                                      ЗП

<img src="/cache/referats/8909/image011.gif" v:shapes="_x0000_s1032 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1049 _x0000_s1053 _x0000_s1056">


                                                                      ЗЗ

<img src="/cache/referats/8909/image012.gif" v:shapes="_x0000_s1040 _x0000_s1051">


<img src="/cache/referats/8909/image013.gif" v:shapes="_x0000_s1060"><img src="/cache/referats/8909/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1033"><img src="/cache/referats/8909/image014.gif" v:shapes="_x0000_s1057"><img src="/cache/referats/8909/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1044">                                                                      ВЗ

<img src="/cache/referats/8909/image015.gif" v:shapes="_x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1050 _x0000_s1052">


Уровеньневозбуждённого состояния атома

            а)                                б)

Рисунок 1.1 –энергетические уровни:

а –уединённого атома;

б – твёрдоготела;

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">

Рассмотримпростую кристаллическую решётку, образованную одним сортом атомов. В каждойразрешённой энергетической зоне содержится столько уровней энергии, сколькоатомов содержится во всём кристалле. Если учесть, что энергетические зоны имеютширину порядка единиц эВ, то для кристалла размером 1см3, содержащего 1022-1023 атомов, энергетическое«расстояние» между уровнями окажется ~ 10-22-10-23 эВ. Этицифры говорят о том, что энергетический спектр зоны можно считать непрерывным,поскольку даже тепловые флуктуации энергии электрона при нормальных условияхсоставляют значительно большую величину ~ 103эВ.

Стремлениесистемы атомов к минимуму энергии приводит к тому, что энергетические уровнизон заселяются имеющимися электронами «снизу — вверх». При этом действует принципПаули – каждый уровень может быть заселён не более чем двумя электронами. Витоге, нижние (внутренние) зоны заселяются полностью вплоть до зоны,образованной валентными уровнями. Валентная зона (ВЗ) является последнейзаселяемой зоной. В зависимости от «укомплектованности» электронами она можетоказаться либо полностью заполненной, либо частично заполненной. Например, есливалентная зона образована S-оболочкамиатомов, имеющих по одному электрону (щелочные металлы), то она будет заполненаровно на половину. Следующая за валентной зоной свободная, незаполненнаяэлектронами зона называется зоной проводимости (ЗП). Взаимное положениеэтих зон и степень заполнения валентной зоны определяют большинство процессов,происходящих в твёрдом теле.

1. Предположим, что валентная зона заселенаполностью (рисунок 1.2). Если при этом между валентной зоной и зонойпроводимости имеется достаточно большая зона запрещённых энергий <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">D

Е> ~ 0.1 эВ, то такое состояние соответствует либо полупроводнику (<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">DЕ< ~ 3 эВ), либо диэлектрику (<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">DЕ > ~ 3 эВ). Находясь в валентной зоне, электронысовершают квантовомеханические движения, но не способны к направленномудвижению (дрейфу) в электрическом поле, поскольку для этого им необходимоизменять свою энергию, переходя с уровня на уровень. Но уровни в пределахвалентной зоны полностью заселены, поэтому дрейф возможен лишь при условииперебрасывания части электронов из валентной зоны в зону проводимости за счётвнешних возбуждающих факторов (температурный нагрев, освещёние и т.д.).

Уровнивозбуждённого атома

<img src="/cache/referats/8909/image016.gif" v:shapes="_x0000_s1118"> <img src="/cache/referats/8909/image017.gif" v:shapes="_x0000_s1112"> <img src="/cache/referats/8909/image018.gif" v:shapes="_x0000_s1113">


<img src="/cache/referats/8909/image019.gif" v:shapes="_x0000_s1125"><div v:shape="_x0000_s1124">

Эн

е

р

г

ия

<img src="/cache/referats/8909/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1120 _x0000_s1122 _x0000_s1123"> <img src="/cache/referats/8909/image021.gif" " v:shapes="_x0000_s1119">


         <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">D

Е<img src="/cache/referats/8909/image022.gif" v:shapes="_x0000_s1116"><img src="/cache/referats/8909/image022.gif" v:shapes="_x0000_s1114"><img src="/cache/referats/8909/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1108">          3

<img src="/cache/referats/8909/image023.gif" v:shapes="_x0000_s1101 _x0000_s1104 _x0000_s1121"> <img src="/cache/referats/8909/image024.gif" v:shapes="_x0000_s1105 _x0000_s1111"> <img src="/cache/referats/8909/image024.gif" v:shapes="_x0000_s1106 _x0000_s1110">


2

            а)                                б)                                в)

1 – валентнаязона;

2 – зонапроводимости;

3 –запрещённая зона;

Рисунок 1.2 –структура энергетических зон диэлектриков (а),

полупроводников(б) и металлов (в).

2. Случай, когда запретная зона оказываетсянезначительной, или вообще отсутствует, (валентная зона перекрывается с зонойпроводимости) соответствует материалу высокой проводимости – металлы, посколькуэлектроны получают возможность относительно свободно изменять свою энергию привоздействии внешнего электрического поля, беспрепятственно переходя из зоны взону.

3. есливалентная зона заселена электронами частично то, очевидно, что соответствующийматериал обладает металлическими свойствами независимо от взаимногорасположения валентной зоны и зоны проводимости.

Случайперекрытых зон и случай частично заполненной валентной зоны с точки зренияэлектропроводности эквивалентны. Важно отметить, что уровень Ферми металловрасполагается в области разрешённых квазинепрерывных энергетических зон, и чтоконцентрацию носителей заряда («свободных» электронов) можно считать почтипостоянной по отношению к изменению внешних условий. Это также отличает металлыот полупроводников, у которых количество носителей заряда резко возрастает сростом температуры.

1.2Основные электрические параметры металлов

Из общегокурса физики известно, что плотность электрического тока в веществеопределяется зарядом q,концентрацией n идрейфовой (средней направленной) скоростью носителей заряда vдр

                       j= q n vдр;                                                                                        (1.1)

Дрейфоваяскорость определяется как средняя векторная сумма скоростей электронов.Дрейфовую скорость нельзя путать с тепловой скоростью vт,которая равна среднему модулю скорости электронов:

<img src="/cache/referats/8909/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1025">                          <img src="/cache/referats/8909/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1026">                                      (1.2)

Cсредняя тепловая скоростьсвязана с температурой металла соотношением

mvт2 = 3kT откуда следует, что при комнатной температуре ~ 300К, тепловаяскорость значительна и имеет порядок 105 м/с.

В силу того,что направления скоростей электронов хаотичны, в отсутствии электрического полядрейфовая скорость равна нулю. При воздействии электрического поля электроныполучают некоторую добавочную составляющую в направлении поля. Однако этадобавка незначительна, и практически не влияет на характер движения электронов.Элементарные расчёты показывают, что при самом жёстком режиме протекания тока,величина дрейфовой скорости протекания тока составляет не более         ~ 10-4 м/с, то есть на 9 и более порядков меньшетепловой. Это связано с тем, что электроны, приобретая от внешнего полянезначительный избыток энергии (сверх тепловой энергии), тут же рассеивают егов материале в результате взаимодействия с динамическими и статическимидефектами. В условиях столь больших сил «терния» имеет место прямаяпропорциональность между дрейфовой скоростью и напряжённостью поля:

                       vдр = <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">m

E;                                                                                          (1.3)

Коэффициентпропорциональности <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">m

носит название «подвижность» [м2 / В с]. Подстановка (1.3) в (1.1) даёт

                       j= q n <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">m

E;                                                                                       (1.4)<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">

Коэффициентпропорциональности между плотностью тока и напряжённостью поля носит название «удельнаяпроводимость» [<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">g

]= [1 / Ом м], а величина, обратная ему – «удельное сопротивление» [<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r] = [Омм]:

                       <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">g

= q n <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">m;<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">r= 1/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">g.                                                                             (1.5)1.3удельное сопротивление чистых металлов

Если быкристаллическая решётка была бы лишена дефектов, электрическое сопротивлениеметалла равнялось бы нулю, поскольку электроны не испытывали бы рассеяниеэнергии и беспрепятственно ускорялись в электрическом поле. При этомнеподвижные собственные ионы, расположенные в узлах кристаллической решётки неявлялись бы рассеивающими центрами, в силу самосогласованности их поле сквантовомеханическим движением электронов.

На самом жеделе, как отмечалось ранее, присутствие дефектов структуры в кристаллическойрешётки неизбежно. Рассеяние электронов может произойти и в регулярных частяхкристалла, поскольку строгая периодичность его нарушается тепловыми колебаниямиионов. Опыт показывает, что именно тепловые колебания решётки являютсяглавным рассеивающим фактором в чистых металлах. Отсюда следует, что сувеличением температуры сопротивление металлов должно монотонно расти, что инаблюдается в опытах. Рассмотрим типичную зависимость удельного сопротивлениячистого металла от температуры (рисунок 1.3, а). Для большинства чистыхметаллов в области низких температур наблюдается ускоренный рост удельногосопротивления в зависимости от температуры, которую можно описать степенной зависимостью.В области относительно высоких температур, выше так называемой температурыДебая Тд, зависимость становитсяблизкой к линейной. Характер роста удельного сопротивления на всём диапазонетемператур можно объяснить лишь с позиций квантовой теории. Дело в том, чтовсякое колебание кристаллической решётки можно разложить на элементарныеколебания, или колебательные кванты – фотоны. Фотоны, также как и электроныобладают дискретным спектром энергий, причём разрешённая зона фотонов имеетширину ~ 0.01 эВ. Однако на них не распространяется принцип Паули, и каждомууровню энергии может соответствовать сколь угодно большое число фотонов. Говоряупрощённо, при возрастании температуры от абсолютного нуля до температурыДебая, увеличивается количество фотонов, соответствующее каждому отдельномувозбуждённому уровню энергии. Но, кроме того, возбуждаются всё более и болеевысокие уровни энергии фотонов. При температуре Дебая возбуждены уже всефотонные уровни, поэтому прирост фотонов замедляется и зависимость <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

(Т)переходит в линейную. Как показывает эксперимент, линейная аппроксимациятемпературной зависимости <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">r(Т) справедлива для температур выше 2/3 Тд с ошибкой, не превышающей10%. Температура Дебая для большинства металлов составляет 400 – 450К, поэтомулинейное приближение обычно справедливо для температур от комнатной и выше.Вблизи температуры плавления Тпл происходит отклонение от линейного закона, апри температуре плавления происходит резкий скачёк удельного сопротивления,связанный с фазовым переходом. Как правило, сопротивление сплава выше, чемсопротивление твё1рдого металла. Исключение составляют такие металлы, как Bi, Ga и др, у которых при температуреплавления сопротивление падает.

В областитемператур, близких к абсолютному нулю, некоторые металлы (например, Nb, Sn, Al, Zn, Hg и др.) переходят всверхпроводящее состояние, при котором удельное сопротивление резко снижаетсядо нуля (рисунок 1.3, б). У металлов, не переходящих в сверхпроводящеесостояние (например, Pt,рисунок 1.3, б), при снижении температуры вплоть до нуля, удельноесопротивление остаётся на некотором постоянном уровне <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

0. это значение называется остаточным сопротивлением.Очевидно, оно не связано с тепловым рассеянием электронов. Опыт показывает, что<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">r0 пропорционально количеству примесей, а такжевозрастает при закалке и механических деформациях, следовательно, остаточноесопротивление связанно только с наличием дефектов. Из сказанного следует, чтоудельное сопротивление металла можно представить в виде суммытампературозависимой и остаточной (постоянной по отношению к изменениютемпературы) составляющей.

                       <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

= <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">rт + <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r0.                                                                                       (1.6)

<img src="/cache/referats/8909/image029.gif" v:shapes="_x0000_s1155"><img src="/cache/referats/8909/image030.gif" v:shapes="_x0000_s1148"><img src="/cache/referats/8909/image030.gif" v:shapes="_x0000_s1145"><img src="/cache/referats/8909/image030.gif" v:shapes="_x0000_s1146"><img src="/cache/referats/8909/image030.gif" v:shapes="_x0000_s1147"><img src="/cache/referats/8909/image030.gif" v:shapes="_x0000_s1144"><img src="/cache/referats/8909/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1143">                                                     <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">r

/ <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">r273

<img src="/cache/referats/8909/image032.gif" v:shapes="_x0000_s1127">


<img src="/cache/referats/8909/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1142"><img src="/cache/referats/8909/image033.gif" v:shapes="_x0000_s1138"><img src="/cache/referats/8909/image034.gif" v:shapes="_x0000_s1134"><span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

                                                           0,015

<img src="/cache/referats/8909/image035.gif" v:shapes="_x0000_s1150">                                                                                                     Pt

<img src="/cache/referats/8909/image036.gif" v:shapes="_x0000_s1133">


<img src="/cache/referats/8909/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1141">                                                              0,010

<img src="/cache/referats/8909/image038.gif" v:shapes="_x0000_s1137">


                                                                            Hg

<img src="/cache/referats/8909/image039.gif" v:shapes="_x0000_s1153"><img src="/cache/referats/8909/image040.gif" v:shapes="_x0000_s1140">                                                              0,005

<img src="/cache/referats/8909/image041.gif" v:shapes="_x0000_s1136"><span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

ост

<img src="/cache/referats/8909/image042.gif" v:shapes="_x0000_s1139 _x0000_s1152"> <img src="/cache/referats/8909/image043.gif" v:shapes="_x0000_s1126">


      0   Тсв      Тд            Тпл          Т               0        Тсв         10        15     Т, К

                       а)                                                        б)        

Рисунок 1.3 –температурная зависимость удельного сопротивления металлов:

а – в широкомдиапазоне температур (схематично);

б – в областинизких температур для платины и ртути.

<img src="/cache/referats/8909/image044.gif" v:shapes="_x0000_s1156">Температурнымкоэффициентом величины А называется относительное изменение величины А приизменении температуры на один градус.

                       <img src="/cache/referats/8909/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1027">                              (1.7)

Следуетзаметить, что даже при условии строгого линейного изменения физической величиныпри изменении температуры, ТК сам является функцией температуры. Выражение,стоящее после первого приближенного равенства, даёт рецепт определения ТК вконечных приращениях при некоторой конкретной температуре Т0 на основеэкспериментального измерения зависимости А(Т) в окрестности Т0. при этом конечное приращение <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">D

Аоткладывается на касательной к характеристике в точке Т0. выражение, стоящее после второго приближённого равенства,даёт рецепт определения среднего ТК на температурном диапазоне от Т1 до Т2. при этом в соответствии с принятымистандартами, относительное изменение величины определяют делением разности (А2 – А1) на значение, соответствующее наименьшейтемпературе диапазона А1. при слабойтемпературной зависимости величины А эти различия не имеют существенногозначения. Из (1.7) также следует формула, позволяющая, на основе известного ТКи известного значения А0 при комнатной температуре Т0, определить значения А при другой температуреТ: А(Т) = А0 [1 + ТКА (Т – Т0)].

Независимо отразмерности величины А, температурные коэффициенты имеют одинаковуюразмерность – К-1.

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">

Типичные значения температурного коэффициентаудельного сопротивления ТК<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

для чистых металловсоставляют ~ 10-3 К-1. РассмотримТК<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">rметалла с дефектами, используя выражение (1.7) и предполагая выполнениесоотношения (1.6):

           

ТК<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

= 1/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r d<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r/dT = 1/(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">rт + <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r0) d<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">rт/dT= <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">rт/(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">rт + <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">r0) [(1/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">rт) d<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">rт/dT]= ТК<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">rт <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">rт/(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">rт + <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">r0).                (1.8)

Полученное выражение говорит о том, что при введениипримесей (увеличение постоянной составляющей <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

0) удельное сопротивление металла становится менеетемпературозависимым (ТК<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">r уменьшается). Опыт показывает, что введением примесейэто значение можно понизить на 1-2 порядка (при этом, однако, общее удельноесопротивление повышается).

Типичные значения удельных сопротивлений чистыхметаллов составляют ~ 10-8  — 10-7 Ом м. Наиболее проводящими при комнатнойтемпературе является известная четвёрка металлов Ag, Au, Cu, Al. Их удельное сопротивление< 3 10-8 Ом м.

1.4Электрические свойства металлических сплавов

Наряду счистыми металлами, на практике часто используют металлические сплавы.Получение сплава можно в некоторой степени считать введением примеси в металл,при котором концентрация атомов примеси соизмеряется с концентрацией основноговещества. При этом теряется смысл в разделении вещества на примесь и основу. Изизложенного выше, нетрудно догадаться, что удельное сопротивление сплавадолжно быть всегда больше, чем удельное сопротивление отдельных компонент,так как происходит взаимообусловленное нарушение периодичности кристаллическихструктур. В отличие от чистых металлов, остаточная составляющая удельногосопротивления сплава может во много раз температуронезависимую составляющую.

Для простотырассмотрим сплавы, содержащие два компонента А и В. для сплавов типа физическогораствора температуронезависимая остаточная составляющая достаточно хорошоописывается параболической зависимостью Нортгейма:

                                   <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

0=СХАХВ=СХВ(1-ХВ),                                                      (1.9)

где      ХА=NА/Nи ХВ=NВ/N–атомные доли компонентов А и В в сплаве;

            N, NА, NВ – общая концентрация атомов и концентрацияатомов А и В;

            С – константа, зависящая от температуры компонент. Такаязависимость соответствует концентрационной зависимости полного удельногосопротивления, показанной на рисунке 1.4.

<img src="/cache/referats/8909/image047.gif" v:shapes="_x0000_s1161"><img src="/cache/referats/8909/image048.gif" v:shapes="_x0000_s1159"><img src="/cache/referats/8909/image048.gif" v:shapes="_x0000_s1157"><span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

                                                        ТК<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

<img src="/cache/referats/8909/image049.gif" v:shapes="_x0000_s1162"> <img src="/cache/referats/8909/image050.gif" v:shapes="_x0000_s1160"> <img src="/cache/referats/8909/image051.gif" v:shapes="_x0000_s1158">


                  0                Хв, %                  100

                                   Рисунок1.4

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:8.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Сплавы имеют значительно более высокие значенияудельного сопротивления, чем чистые металлы. С другой стороны, как следует, вчастности, из выражения (1.8), сплавы термостабильнее чистых металлов, то есть,их ТК<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">r

существенно ниже (рисунок 1.4). Оба этих свойства можно использовать дляизготовления резисторов – проволочных и плёночных.

<img src="/cache/referats/8909/image052.gif" v:shapes="_x0000_s1167"><img src="/cache/referats/8909/image048.gif" v:shapes="_x0000_s1165"><img src="/cache/referats/8909/image048.gif" v:shapes="_x0000_s1163"><span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

<img src="/cache/referats/8909/image053.gif" v:shapes="_x0000_s1168 _x0000_s1169"> <img src="/cache/referats/8909/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1166"> <img src="/cache/referats/8909/image051.gif" v:shapes="_x0000_s1164">


                  0                Хв, %                  100

                                   Рисунок1.5

ЗаконНортгейма и соотношение для ТК<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">r

хорошо выполняются лишь для сплавов, представляющих собой физический растворкомпонент А и В (смесь фаз). В ряде случаев, растворы могут образовывать такназываемые интерметаллические соединения – по сути, новые химическиевещества со своей кристаллической структурой, в которой атомы двух компонентстрого упорядочены. Например, в сплавах Mg – Znмогут образовываться следующие соединения MgZn, Mg2Zn3, Mg2Zn4, Mg2Zn6 с регулярными собственными кристаллическимисистемами. На диаграммах «свойство-состав» таких сплавов на фоне общегомаксимума, при определённых соотношениях в составе, наблюдаются резкие провалы,соответствующие чистой металлической фазе (рисунок 1.5).<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
2. Диэлектрики2.1 Функции, выполняемыедиэлектриками в РЭА

Диэлектрики имеют чрезвычайно большое значение длярадиоэлектронной техники. Теоретические вопросы, связанные со строениемдиэлектриков с точки зрения зонной теории, были рассмотрены в пункте 1.1. Впростейших случаях своего применения, диэлектрики используются в качествеэлектроизоляционных материалов. Назначение электрической изоляции сводится ктому, чтобы воспрепятствовать прохождению электрического тока по путям,нежелательным для работы данной электрической схемы. Однако, помимо пассивных,изоли

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике