«Контактная разность потенциалов»

разность электрических потенциалов, возникающая между контактирующими телами в условиях термодинамического равновесия. Наиболее важно понятие К. р. п. для твёрдых проводников (металлов (См. Металлы) и полупроводников (См. Полупроводники)). Если два твёрдых проводника привести в соприкосновение, то между ними происходит обмен электронами, причём вначале преимущественно электроны переходят из проводника с меньшей работой выхода (См. Работа выхода) в проводник с большей работой выхода. В результате этого процесса проводники приобретают электрические заряды противоположных знаков, что приводит к появлению электрического поля, препятствующего дальнейшему перетеканию электронов. В конечном счёте достигается равновесие, при котором потоки электронов в обоих направлениях становятся одинаковыми, и между проводниками устанавливается К. р. п.

Значение К. р. п. равно разности работ выхода, отнесённой к заряду электрона. Если составить электрическую цепь из нескольких проводников, то К. р. п. между крайними проводниками определяется только их работами выхода и не зависит от промежуточных членов цепи (правило Вольта). К. р. п. может достигать величины в несколько в. Она зависит от строения проводника и от состояния его поверхности. Поэтому величина К. р. п. может быть изменена обработкой поверхностей (покрытиями, адсорбцией (См. Адсорбция)и т. п.), введением примесей (в случае полупроводников) и сплавлением с др. веществами (в случае металлов).

Т. к. работа электрических сил, обусловленных К. р. п., производимая при перемещении заряда по замкнутому контуру, составленному из нескольких проводников, равна нулю, то прямое измерение К. р. п. невозможно. Одним из наиболее распространённых способов измерения К. р. п. является метод вибрирующего конденсатора Кельвина. Периодически изменяют расстояние между пластинами электрического конденсатора, сделанными из исследуемой пары проводников, при этом изменяется ёмкость конденсатора и в цепи появляется переменный электрический ток, обусловленный К. р. п. Измеряя ток, определяют К. р. п.

Электрическое поле К. р. п. сосредоточено в проводниках вблизи границы раздела и в зазоре между проводниками. Линейные размеры этой области порядка длины экранирования, которая тем больше, чем меньше концентрация электронов проводимости в проводнике. Длина экранирования в металлах имеет атомные размеры (10^-8—10^-7 см), а в полупроводниках колеблется в широких пределах и может достигать величины 10^-4—10^-5см. Отсюда следуют два вывода: 1) из двух соприкасающихся тел К. р. п. приходится в основном на проводники с большим сопротивлением; 2) для полупроводников в области сосредоточения К. р. п. заметно изменяется концентрация носителей заряда.

К. р. п. играет важную роль в физике твёрдого тела (См. Твёрдое тело) и её приложениях. Она оказывает заметное влияние на работу электровакуумных приборов., В электронных лампах (См. Электронная лампа) К. р. п. между электродами складывается с приложенными внешними напряжениями и влияет на вид вольтамперных характеристик. В термоэлектронном преобразователе энергии К. р. п. используется для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Электроны «испаряются» из горячего катода с большой работой выхода (см. Термоэлектронная эмиссия) и «конденсируются» на аноде с малой работой выхода. Разность в потенциальной энергии электронов превращается в работу, производимую во внешней электрической цепи.

В случае контакта металла с полупроводником К. р. п. сосредоточена практически в полупроводнике и при достаточно большой величине заметно изменяет концентрацию носителей тока в приконтактной области полупроводника, а следовательно, и сопротивление этого слоя. Если образуется слой с высоким сопротивлением (обеднённый носителями тока), то при наложении внешней разности потенциалов концентрация носителей заряда будет в нём заметно меняться, причём несимметричным образом в зависимости от знака внешнего напряжения. Таким образом, К. р. п. обусловливает нелинейность вольтамперных характеристик контактов металл — полупроводник, которые благодаря этому обладают выпрямительными свойствами (см. Шотки диод).

В случае контакта двух полупроводников из одного вещества, но с различными типами проводимости К. р. п. приводит к образованию переходного слоя объёмного заряда с нелинейной зависимостью сопротивления от внешнего напряжения (см. Электронно-дырочный переход).

Лит.: Пикус Г. Е., Основы теории полупроводниковых приборов, М., 1965; Царев Б. М., Контактная разность потенциалов и ее влияние на работу электровакуумных приборов, 2 изд., М., 1955.

В. Б. Сандомирский.

КОНТАКТНАЯ разность ПОТЕНЦИАЛОВ - разность электрических потенциалов U, возникающая между двумя контактирующими проводниками в условиях термодинамического равновесия: U = (?1 - ?2)/е, где ?1 и ?2 - работы выхода проводников, е - заряд электрона. В электрической цепи из нескольких проводников разность потенциалов определяется концевыми проводниками и не зависит от промежуточных. Контактная разность потенциалов достигает величины в несколько В, она зависит от свойств проводника и состояния его поверхности КОНТАКТНАЯ сварка - осуществляется нагревом или расплавлением металлов при прохождении электрического тока в месте контакта сдавливаемых изделий. Выполняется сжатием листовых заготовок между стержневыми электродами (точечная контактная сварка) или вращающимися роликами (шовная контактная сварка) либо прижатием торцов изделий (стыковая контактная сварка).

contact potential

contact potential difference, contact voltage drop, Volta effect, contact electromotive force, built-in voltage, built-in potential, contact potential, junction (contact) potential

КОНТАКТНАЯ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ

разность потенциалов, возникающая между разными контактирующими проводниками в условиях термодинамич. равновесия. Если два тв. проводника привести в соприкосновение, то между ними происходит обмен эл-нами. В результате проводники заряжаются (с меньшей работой выхода положительно, а с большей — отрицательно) до тех пор, пока потоки эл-нов в обоих направлениях не уравновесятся. Установившаяся К. р. п. равна разности работ выхода проводников, отнесённой к заряду эл-на. Если составить электрич. цепь из неск. проводников, то К. р. п. между крайними проводниками определяется только их работами выхода и не зависит от промежуточных членов цепи (правило Вольта). К. р. п. может достигать неск. В. Она зависит от строения проводника и от состояния его поверхности. Поэтому К. р. п. можно изменять обработкой поверхностей (покрытиями, адсорбцией и т. п.), введением примесей (для полупроводников) и сплавлением с др. в-вами (в случае металлов).

Электрич. поле К. р. п. сосредоточено вблизи границы раздела и в зазоре между проводниками. Линейные размеры этой области тем больше, чем меньше концентрации эл-нов проводимости в проводниках: в металлах =10-8—10-7 см, в ПП до 10-4— 10-5 см.

Учёт К. р. п. существен при конструировании электровакуумных приборов. В электронных лампах К. р. п. влияет на вид вольтамперных хар-к. В термоэлектронном преобразователе энергии К. р. п. используется для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. К. р. п. обусловливает нелинейность вольтамперных хар-к контактов металл — ПП и св-ва электронно-дырочных переходов,

конта́ктная ра́зность потенциа́лов

разность электрических потенциалов U, возникающая между двумя контактирующими проводниками в условиях термодинамического равновесия: U = (φ₁ - φ₂)/е, где φ₁ и φ₂ — работы выхода проводников, е — заряд электрона. В электрической цепи из нескольких проводников разность потенциалов определяется концевыми проводниками и не зависит от промежуточных. Контактная разность потенциалов может достигать нескольких В, она зависит от свойств проводника и состояния его поверхности.

* * *

КОНТА́КТНАЯ РА́ЗНОСТЬ ПОТЕНЦИА́ЛОВ, разность электрических потенциалов U, возникающая между двумя контактирующими проводниками в условиях термодинамического равновесия: U = (j₁ — j₂)/е, где j₁ и j₂ — работы выхода(см. РАБОТА ВЫХОДА) проводников, е — заряд электрона. В электрической цепи из нескольких проводников разность потенциалов определяется концевыми проводниками и не зависит от промежуточных. Контактная разность потенциалов достигает величины в несколько В, она зависит от свойств проводника и состояния его поверхности

pазность потенциалов между двумя разл. металлами, ПП или металлом и ПП, возникающая при их непосредств. соприкосновении (контакте). К. р. п. обусловлена двойным электрич. слоем, образующимся в приконтактной области в результате перехода части электронов из тела с меньшей работой выхода в тело с большей работой выхода. При этом изменяется концентрация свободных носителей заряда (электронов и дырок) в приконтактном слое. Условием термодинамич. равновесия является равенство электрохимических потенциалов электронов в контактирующих телах. К. р. п. зависит от материала контактирующих тел и темп-ры. К. р. п. используется в термопарах, термогенераторах, ПП диодах и лр. устройствах.

КОНТАКТНАЯ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ — равновесная разность потенциалов между двумя разнородными металлами, полупроводниками или металлом и полупроводником, возникающая в случае их непосредственного контакта (см.) друг с другом при данной температуре. К. р. п. встречается в термопарах, термогенераторах, полупроводниковых диодах и др. устройствах.