超导体和半导体的区别
例析半导体、超导体的应用
例析半导体、超导体的应用河北王静一. 利用半导体的特性解题用半导体材料制成的热敏电阻具有热敏特性，用半导体材料制成的光敏电阻具有光敏特性，掌握其特性是分析传感器原理或自动装置原理的基础。
同时还要知道二极管的单向导电性。
例1. 家用电饭煲中的电热部分是在电路中串联一个PTC（以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器），其电阻率随温度变化的规律如图所示，由于这种材料具有发热和控温双重功能，能使电饭煲自动地处于煮饭和保温状态。
（1）通电前材料的温度低于t1，通电后，电压保持不变，它的功率是（）A. 先增大后减小B. 先减小后增大C. 达到某一温度后功率不变D. 功率一直在变化（2）当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在（）A. t1B. t2C. t1到t2之间的某个温度上D. 大于t2的某个温度上解析：当电饭煲内的温度从0升高到t1的过程中，热敏电阻的电阻率随着温度的升高而减小，则电阻也随着温度的升高而减小，而加在电饭煲上的电压保持不变，由可知，在此过程中电饭煲的发热功率P1随着温度的升高而增大，当温度达到t l时，发热功率达到最大。
温度从t1到t2的过程中，随着温度的升高电阻率增大，电阻也随之增大，则可知发热功率减小；而温度越高，其温度与外界的温差就越大，电饭煲的散热功率P2越大。
因此，在这之间的某一温度发热功率等于散热功率，即达到保温状态。
设此温度为t3；当t<t3时，P1>P2，使温度自动上升到t3；当t>t3时，P2>P1，会使电饭煲内的温度自动降为t3，实现自动保温效果。
答案：（1）AC （2）C二. 关于超导体的特点及其应用超导体的主要特点是：零电阻性、完全抗磁性。
例2. 下列说法中正确的是（）A. 任何物质的温度降到某一值时都会出现电阻突然为零的现象B. 转变温度低于液氦温度（4.2K）的超导体叫低温超导体；转变温度高于液氦温度的超导体叫高温超导体C. 高温超导体可以广泛应用于实际中D. 超导体的主要特性是零电阻性，因此当把这种材料用来远距离输电时能避免电能损失解析：大多数金属、合金及其氧化物都会出现超导现象，但不是任何物质都会出现超导现象，A项错误；转变温度高于液氦温度（77K）的超导体叫高温超导体，B项错误；高温超导体目前的最高转变温度为125K，相当于-148℃，与室温相比还是极低的，因而还不能应用于实际，C项错误；超导体的主要特性是零电阻性，即电流在其间流动时不受任何阻碍，不会因发热而损失电能，故D项正确。
电阻
知识点1——导体与绝缘体1.导体：容易导电的物体叫做导体。
绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体。
导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫半导体。
举例：金属、石墨、人体、大地及酸、碱、盐的水溶液都是导体；橡胶、玻璃、陶瓷、油等都是绝缘体；硅、锗是半导体。
不同材料的导电性能不同。
2.导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。
原来不导电的物体，当条件改变时，也可能成为导体。
例如：常态下玻璃是良好的绝缘体，如果给玻璃加热，使它达到红炽状态，它就变成导体了；纯净水是绝缘体，但含有杂质的水却容易导电，是导体；干燥木棒是绝缘体，潮湿木棒是导体。
导电性能强的物体是良好的导体；绝缘性能强的物体是良好的绝缘体。
良导体和良好的绝缘体都是良好的电工材料。
如：铜制导线中，铜丝是良导体，外包绝缘皮是良好的绝缘体。
3.影响半导体导电性能的因素：温度、光照和掺杂物。
在半导体中掺入少量的其他元素，它的导电性能会得到很大改善，从而可以把它们制成：光敏电阻：有无光照电阻值差异很大。
热敏电阻：温度略有变化，电阻值变化很明显。
压敏电阻：电压变化，电阻值明显变化。
二极管：具有单向导电性。
三极管：具有将电信号放大的作用。
半导体元件的应用十分广泛，已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。
知识点2——电阻●定义：导体对电流的阻碍作用叫电阻。
不同的导体对电流的阻碍作用不同，物理学中用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小。
导体的电阻是导体本身的一种特性，他的大小与是否接入电路，及加在它两端的电压和通过它的电流大小无关。
电阻的符号是R，画电路图时电阻用表示。
●电阻的单位国际单位制中电阻的单位是欧姆（Ω），简称欧（Ω），符号是Ω。
比欧大的常用单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），它们的换算关系是1Ω=10-3kΩ=10-6MΩ。
1 kΩ= 1 000 Ω 1 MΩ= 1 000 000 Ω●电阻器：电子技术中经常用到具有一定阻值的元件，把它们叫做电阻器，电阻器也叫定值电阻，简称电阻，用文字表述时符号是R，在电路图中符号是知识点三——影响导体电阻大小的因素导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度。
导体和半导体电阻率随温度变化趋势
导体和半导体电阻率随温度变化趋势导体和半导体的电阻率随温度变化趋势引言：电阻率是表征材料导电性能的一个重要指标，了解材料的电阻率随温度的变化趋势对于各种电器电子设备的性能设计具有重要意义。
在导体和半导体中，随温度的变化，电阻率表现出不同的特点和规律。
本文将深入探讨导体和半导体的电阻率随温度变化的趋势及影响因素，以及对于材料性能和电子器件性能设计的意义。
一、导体的电阻率随温度的变化趋势导体是一种电阻率较低的材料，其电阻率随温度的变化主要受材料本身的特性和电子散射机制的影响。
1. 金属导体的电阻率随温度的变化趋势金属导体的电阻率随温度的升高而增大，呈现正温度系数。
这是因为在金属导体中，电流是由自由电子携带的。
随温度升高，电子与晶格中的离子碰撞增多，使得电子的平均自由程减小，电阻增大。
根据经验公式R=R0(1+αT)，其中R0为参考温度下的电阻，α为温度系数，T为温度。
金属导体的温度系数一般取正值。
2. 超导体的电阻率随温度的变化趋势超导体是指在低温下，当温度降到超导临界温度以下时，具有由电子对成对的特性，电阻为零的材料。
超导体的电阻率随温度的变化趋势呈现反常的特点。
在超导状态下，电阻率为零；当温度上升接近超导临界温度时，电阻率会突然增大，呈现正温度系数。
这是因为，在超导临界温度附近，电子对的配对破裂，导致电子与晶格的散射增大，使得电阻出现。
二、半导体的电阻率随温度的变化趋势半导体是介于导体和绝缘体之间的材料，其电阻率随温度的变化与导体有很大不同。
半导体的导电能力主要是通过载流子（电子和空穴）传导实现的。
1. N型半导体的电阻率随温度的变化趋势N型半导体是指掺杂有电子提供浓度远大于空穴的半导体材料。
在N型半导体中，电子的浓度和能级随温度的升高而增大，增加了电流的可用携带者，电阻率降低。
因此，N型半导体的电阻率随温度的升高呈现负温度系数。
通常用经验公式R=R0 exp(βT)来描述N 型半导体的电阻率与温度的关系，其中R0为参考温度下的电阻，β为温度系数。
电性材料—超导材料
电性材料—超导材料学院班级：姓名：组号：学号:一．引言电性材料的分类，按电性性能可分为导体、半导体、超导体和绝缘材料等四类；从应用角度可分为导电材料、电阻材料、电热材料和绝缘材料等。
电性材料性能的差异与其成分、组织、结构、以及外界环境(如温度、压力、磁场)都密切相关。
电性材料在日常的生活中应用十分广泛，再此主要介绍一下超导材料。
二．超导材料（Superconductor Materials ）1．绪论超导材料是近40年发展起来的高科技技术，它在电工、交通、医疗、工业、国防和科学实验等高科技领域都有着重要的现实意义和巨大的发展前景。
许多科学家认为超导技术将是21世纪具有经济战略意义的高新技术，极具发展潜力和市场前景。
是本世纪高新技术发展的一个重要方向。
我国自20世纪60年代末即开始超导技术的研究，经30多年的努力，在超导磁体技术及其应用、超导材料研究、超导电子学以及超导基础研究方面都取得很大成绩。
2．超导材料的发展历程⑴1908年荷兰莱顿（Leiden ）大学的卡末林·昂尼斯（Kamerlingh Onnes ）教授成功地将氦气液化，达到4.2K 的低温。
1911年，昂尼斯发现，水银（Hg ）的电阻在液氦低温条件下（4.15K ）突然降为零。
随后的持续电流实验证实，此时的电阻率约为10-23Ω·cm 。
而良导体铜在4.2K 以下时的电阻率约为10-9Ω·cm 。
可以认为水银的电阻突然消失了。
这一发现标志着人类对超导研究的开始。
低温条件下物质电阻突然消失的现象，称为超导电性的零电阻现象。
这是人类第一次发现超导现象。
⑵1911～1932年纯元素超导体的发现，例如Pb 、Sn 、In、Ta 、Nb 等。
⑶1933年，迈斯纳（W ·Meissner ）和奥森菲尔德(R ·Ochsenfeld)发现超导体具有完全抗磁性，又称为迈斯纳效应。
⑷1933 ～ 1953年发现了合金、过渡金属碳化物和氮化物的超导体。
导电材料
第一章导电材料一、导电材料的分类导电材料按导电机理可分为电子导电材料和离子导电材料两大类。
电子导电材料包括导体、超导体和半导体。
导体的电导率≥105 S/m ，超导体的电导率为无限大（在温度小于临界温度时），半导体的电导率为10-7~104 S/m 。
当材料的电导率小于10-7S/m时，就认为该材料基本上不能导电，而称为绝缘体。
导体、超导体、半导体和绝缘体的区别不仅是电导率的大小，它们的能带结构和导电机理也有很大的不同。
四、导体材料的种类导体材料按照化学成分主要有以下三种：（1）金属材料。
这是主要的导体材料，电导率在107~108S/m之间，常用的有银、铜和铝等。
（2）合金材料。
电导率在105~107S/m之间，如黄铜，镍铬合金等。
（3）无机非金属材料。
电导率在105~108S/m之间。
如石墨在基晶方向为2.5×106S/m半导体材料3、半导体的分类按成分分类：可分为元素半导体和化合物半导体。
元素半导体又可分为本征半导体和杂质半导体。
化合物半导体又分为合金、化合物、陶瓷和有机高分子四种半导体。
按掺杂原子的价电子数分类：可分为施主型（又叫电子型或n型）和受主型（又叫空穴型或p型）。
前者掺杂原子的价电子大于纯元素的价电子，后者正好相反。
按晶态分类：可分为结晶、微晶和非晶半导体。
超导材料某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质称为超导电性。
低于某一温度出现超导电性的物质称为超导体。
从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为超导临界温度Tc。
超导体的电阻率小于目前所能检测的最小电阻率10-26Ω·cm，可以认为电阻为零。
一、引言在生物无法生存的低温世界里，许多物质的性质会发生意想不到的变化，超导性便是其中之一。
超导材料的研究及开发近百年来一直是当今世界最前沿的课题之一。
1911年H.K.Onnes发现金属汞在4.2K附近电阻突然消失，揭开了超导物理和超导材料科学研究的历史篇章。
超导体具有极为丰富而奇特的物理化学特性，如零电阻、抗磁性、磁通量子效应以及Josephson效应等，正是这些特性使它在电力、可控核聚变、磁悬浮、电磁推进装置、储能、磁材料、微电子以及微波器件等领域显示出其它材料无法比拟的优越性，成为推动超导材料研究的巨大动力。
电工电子基础知识总结
电工电子基础知识总结一、导体、绝缘体和半导体（超导体）知识二、电阻、电容、电感相关知识及应用三、电路分析方法四、二极管、可控硅整流原理第一部分导体、绝缘体和半导体、超导体知识导体、半导体、绝缘体器件是构成各种电气设备、电工电子器件的基础，在电力生产上，更是普遍存在，作为一名电力生产人员，应熟悉掌握导体、半导体、绝缘体的定义和性质以及应用。
一、导体定义：具有良好导电性能的材料就称为导体。
大家知道，金属、石墨和电解液具有良好的导电性能，他们都是导体。
集肤效应：又叫趋肤效应。
直流通过导线时电流密度均匀分布于导线截面，不存在集肤效应。
而当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。
二、绝缘体定义：不导电的物质，称为绝缘体。
如包在电线外面的橡胶、塑料。
常用的绝缘体材料还有陶瓷、云母、胶木、硅胶、绝缘纸和绝缘油（变压器油）等，空气也是良好的绝缘物质。
导体和绝缘体的区别决定于物体内部是否存在大量自由电子，导体和绝缘体的界限也不是绝对的，在一定条件下可以相互转化。
三、半导体有一些物质，如硅、锗、硒等，其原子的最外层电子既不象金属那样容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子，也不象绝缘体那样受到原子核的紧紧束缚，这类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，并且随着外界条件及掺入微量杂质而显着改变，这类物质称为半导体。
1.半导体有以下独特性能：通过掺入杂质可明显地改变半导体的电导率。
温度可明显地改变半导体的电导率。
即热敏效应光照不仅可改变半导体的电导率，还可以产生电动势，这就是半导体的光电效应。
与金属和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。
半导体技术的发现应用，使电子技术取得飞速发展，2.本征半导体与杂质半导体、PN结（1）本征半导体：天然的硅和锗提纯后形成单晶体就是一个半导体，称为本征半导体。
本征半导体中的载流子浓度很小，导电能力较弱，且受温度影响很大，不稳定，用途有限。
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5、杂质半导体 1）定义 利用将杂质元素掺入纯元素中，把电子从杂质能级（带） 激发到导带上或者把电子从价带激发到杂质能级上，从而在 价带中产生空穴的激发叫非本征激发或杂质激发。这种半导 体叫杂质半导体。 2）种类 A、n型半导体（电子型，施主型） ⅣA族元素（C、Si、Ge、Sn）中掺入以VA族元素（P、Sb、Bi） 后，造成掺杂元素的价电子多于纯元素的价电子，其导电机 理是电子导电占主导，这类半导体是n型半导体。 B、p型半导体 ⅣA族元素（C、Si、Ge、Sn）中掺入以Ⅲ族元素（如B）时， 掺杂元素的价电子少于纯元素的价电子，它们的原子间生成 共价键以后，还缺一个电子，而在价带其中产生空穴。以空 穴导电为主，掺杂元素是电子受主，这类半导体是p型半导 体。
七、半导体材料的应用及进展 1、半导体材料在集成电路上的应用：最早用锗单晶 制造二极管和三极管；现在发展硅器件，以硅单 晶为基材的集成电路在电子器件中占主导地位。 化合物半导体砷化镓做微波、超高频晶体管等； 2、半导体在光电子器件、微波器件和电声耦合器上 的应用：发光管、激光器、光电池、光集成等； 3、半导体材料在传感器上的应用：用于半导体传感 器
第四章 导电材料
一、导电材料的分类 导电材料包括导体、超导体和半导体。导体的电导 率≥105 S/m ，超导体的电导率为无限大（在温度小于临 界温度时），半导体的电导率为10-7~104 S/m 。当材料的 电导率小于10-7S/m时，就认为该材料基本上不能导电， 而称为绝缘体。 导体、超导体、半导体和绝缘体的区别不仅是电导率 的大小，它们的能带结构和导电机理也有很大的不同。
2、半导体的导电机理 半导体价带中的电子受激发后从满价带 跃到空导带中，跃迁电子可在导带中自由 运动，传导电子的负电荷。同时，在满价 带中留下空穴，空穴带正电荷，在价带中 空穴可按电子运动相反的方向运动而传导 正电荷。因此，半导体的导电来源于电子 和空穴的运动，电子和空穴都是半导体中 导电的载流子。
导电生物材料应用
导电生物材料应用篇一：导电高分子材料及其应用综述摘要：主要论述了导电高分子材料的种类、发展概况及其应用，对新近开发的复合型导电高分子材料产品进行了介绍，并对导电高分子材料的发展进行了展望.导电高分子材料具有高电导率、半导体特性、电容性、电化学活性，同时还具有一系列光学性能等，具有与一般聚合物不同的特性。
因此,它们在导电材料、电极材料、电显示材料、电子器件、电磁波屏蔽以及化学催化等方面具有很大的潜在应用。
根据导电高分子材料的研究和应用现状分析了其今后的研究趋势，并展望了其应用前景。
关键词：导电高分子应用导电高分子材料复合型导电高分子导电高分子材料的种类按照材料的结构与组成，可将导电高分子材料分为两大类。
一类是复合型导电高分子材料，另一类是结构型(或本征型)导电高分子材料。
1.1 复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料是将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺(如分散聚合、层积复合、形成表面电膜等)填充到聚合物基体中而构成的材料。
几乎所有的聚合物都可制成复合型导电高分子材料。
其一般的制备方法是填充高效导电粒子或导电纤维，如填充各类金属粉末、金属化玻璃纤维、碳纤维、铝纤维、不锈钢纤维及锰、镍、铬、镁等金属纤维，填充纤维的最佳直径为7m。
复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势，用量最大最为普及的是炭黑填充型和金属填充型。
1.2 结构型导电高分子材料结构型(又称作本征型)导电高分子是指那些高分子材料本身或经过掺杂后具有导电功能的聚合物。
这种高分子材料本身具有“固有”的导电性，由其结构提供导电载流子，一旦经掺杂后，电导率可大幅度提高，甚至可达到金属的导电水平。
从导电时载流子的种类来看，结构型导电高分子材料又被分为离子型和电子型两类。
离子型导电高分子通常又称为高分子固体电解质，它们导电时的载流子主要是离子。
电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料。
导电时的载流子是电子(或空穴)，这类材料是目前世界导电高分子中研究开发的重点。
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超导体和半导体的区别
超导体和半导体的区别
1、范围不同，半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
超导体指在某一温度下，电阻为零的导体。
2、用途不同，半导体在集成电路、通信系统大功率电源转换等领域应用，超导体应用包括超导发电、输电和储能、超导计算机等。
3、导电性能不同，超导体的电阻极小，半导体在一定情况下可以导电，也可以不导电。
超导体基本特性
一、完全导电性完全导电性又称零电阻效应，指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。
完全导电性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。
二、完全抗磁性完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项操作的顺序可以颠倒。
三、通量量子化通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体—绝缘体—超导体结构可以产生超导电流。
半导体的基本特性
半导体材料除了用于制造大规模集成电路之外，还可以用于功率器件、光电器件、压力传感器、热电制冷等用途;利用微电子的超微细加工技术，还可以制成MEMS(微机械电子系统)，应用在电子、医疗领域。
半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。
通过掺入杂质来改变其导电性能，人为控制它导电或者不导电以及导电的容易程度。
半导体的四种分类方法
1、按化学成分：分为元素半导体和化合物半导体两大类。
锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、氧化物，以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体。
除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
2、按制造技术：分为集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。
3、按应用领域、设计方法分类：按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。
4、按所处理的信号：可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。
超导体的分类方法
(1)根据材料对于磁场的响应：第一类超导体和第二类超导体。
从宏观物理性能上看，第一类超导体只存在单一的临界磁场强度;第二类超导体有两个临界磁场强度值，在两个临界值之间，材料允许部分磁场穿透材料。
从理论上看，如上文“理论解释”中的GL理论所言，参数κ是划分两类超导体的标准。
在已发现的元素超导体中，第一类超导体占大多数，只有钒、铌、锝属于属于第二类超导体;但很多合金超导体和化合物超导体都属于第二类超导体。
[6]
(2)根据解释理论：传统超导体(可以用BCS理论或其推论解释)和非传统超导体(不能用BCS理论解释)。
(3)根据临界温度：高温超导体和低温超导体。
高温超导体通常指临界温度高于液氮温度(大于77K)的超导体，低温超导体通常指临界温度低于液氮温度(小于77K)的超导体。
(4)根据材料类型：元素超导体(如铅和水银)、合金超导体(如铌钛合金)、氧化物超导体(如钇钡铜氧化物)、有机超导体(如碳纳米管)。