半导体电导率计算公式

半导体电导率计算公式,第1张

如果σ是电导(单位西门子),I是电流(单位安培),E是电压(单位伏特),则:σ = I/E

电导是电阻的倒数,即 G=L/R 式中R—电阻,单位欧姆(Ω) G—电导,单位西门子(S) 1S=103mS=106µS 因R=ρL/F,代入上式,则得到: G=IF/(ρL)对于一对固定电极来讲,二极间的距离不变,电极面积也不变,因此L与F为一个常数。

令:J=L/F,J就称为电极常数,可得到 G=I2/(ρJ)式中:K=1/ρ就称为电导率,单位为S/cm。1S/cm=103mS/cm=106µS/cm。

电导率K的意义就是截面积为lcm2,长度为lcm的 导体的电导。当电导常数J=1时,电导率就等于电导,电导率是不同电解质溶液导电能力的表现。

电导率K,电导G,电阻率ρ三者之间的关系如下: K=JG=I/ρ 式中J为电极常数,例如:电导率为O.1µS/cm的高纯水,其电阻率应为: ρ=I/K=1/0.1×106=10MΩcm。

电导率与温度具有很大相关性。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。

电导率与固态半导体也具有很大相关性,固态半导体的掺杂程度会造成电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成高电导率.水溶液的电导率高低相依于其内含溶质盐的浓度,或其它会分解为电解质的化学杂质。

电导率的测量原理是将相互平行且距离是固定值L的两块极板(或圆柱电极),放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(为了避免溶液电解,通常为正弦波电压,频率1~3 kHz)。然后通过电导仪测量极板间电导。

电导率的测量需要两方面信息。一个是溶液的电导G,另一个是溶液的电导池常数Q。电导可以通过电流、电压的测量得到。

根据关系式K=Q×G可以得到电导率的数值。这一测量原理在直接显示测量仪表中得到广泛应用。

而Q= L/A

A——测量电极的有效极板面积

L——两极板的距离

这一值则被称为电极常数。在电极间存在均匀电场的情况下,电极常数可以通过几何尺寸算出。当两个面积为1 cm2的方形极板,之间相隔1 cm组成电极时,此电极的常数Q=1 cm-1。如果用此对电极测得电导值G=1000 μS,则被测溶液的电导率K=1000 μS/ cm。

扩展资料

根据公式K=S/G,电极常数K可以通过测量电导电极在一定浓度的KCL溶液中的电导G来求得,此时KCL溶液的电导率S是已知的。

由于测量溶液的浓度和温度不同,以及测量仪器的精度和频率也不同,电导电极常数K有时会出现较大的误差,使用一段时间后,电极常数也可能会有变化;

因此,新购的电导电极,以及使用一段时间后的电导电极,电极常数应重新测量标定,电导电极常数测量时应注意以下几点:

1、测量时应采用配套使用的电导率仪,不要采用其它型号的电导率仪。

2、测量电极常数的KCL溶液的温度,以接近实际被测溶液的温度为好。

3、测量电极常数的KCL溶液的浓度,以接近实际被测溶液的浓度为好。

参考资料:百度百科-电导率

电导率(conductivity)是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。在公式中,电导率用希腊字母κ来表示。电导率σ的标准单位是西门子/米(简写做S/m),为电阻率ρ的倒数,即σ=1/ρ。

通常,当电压保持不变时,这种直流电电路中的电流与电导成比例关系。如果电导加倍,则电流也加倍;如果电导减少到它初始值的1/10,电流也会变为原来的1/10。

这个规则也适用于许多低频率的交流电系统,如家庭电路。在一些交流电电路中,尤其是在高频电路中,情况就变得非常复杂,因为这些系统中的组件会存储和释放能量。

扩展资料:

影响因素

1、温度:电导率与温度具有很大相关性。金属的电导率随着温度的升高而减小。半导体的电导率随着温度的升高而增加。

在一段温度值域内,电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率,必须设定一个共同的参考温度。电导率与温度的相关性,时常可以表达为,电导率对上温度线图的斜率。

2、掺杂程度:固态半导体的掺杂程度会造成电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成电导率增高。水溶液的电导率高低相依于其内含溶质盐的浓度,或其它会分解为电解质的化学杂质。

水样本的电导率是测量水的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等等的重要指标。水越纯净,电导率越低(电阻率越高)。水的电导率时常以电导系数来纪录;电导系数是水在 25°C 温度的电导率。

3、各向异性:有些物质会有各向异性(anisotropy) 的电导率,必需用 3 X 3 矩阵来表达(使用数学术语,第二阶张量,通常是对称的)。

参考资料来源:百度百科——电导率


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