Техника - молодёжи 1952-04, страница 12

ГПер

Мало кому знакомое еще совсем недавно слово «термистор» ныне можно услышать и в разговоре инженеров в конструкторском бюро и в цехе.

Мы у блюминга. Многотонная болванка, рассыпая фейерверк искр, ползет по рольгангам к огромным обжимным валам. Отдельные части и механизмы гигантской машины \ действуют строго согласованно, буквально напоминают движения живого существа, снабженного органами чувств. И действительно, блюминг наблюдает за своей работой внимательными «глазами» фотоэлементов. Он ощущает (малейшие колебания температуры «нервными клетками» термисторов.

Размер термистора по сравнению с блюмингом настолько мал, что мы можем его просто не заметить. Он не больше обыкновенной радиолампы. Но тем не менее великан блюминг послушно выполняет «волю» этого карлика.

Заглянем теперь в астрономическую обсерваторию. И здесь мы встретим термистор.

Современная наука обладает рядом могучих способов для изучения вселенной. Большое значение имеет здесь определение температуры небесных тел, позволяющее раскрывать многие тайны строения вещества далеких звезд и планет и удивительных его превращений. Так, в частности, была решена загадка псевдоэлемента корония, «обнаруженного» в солнечной короне, а затем оказавшегося обыкновенным железом, но находящимся в особых условиях.

Для измерения температуры звезд также употребляются терми-сторы.

Термистор реагирует на ничтожное количество тепловой энергии, равное лишь нескольким стомиллионным долям ватта. Если бы эту энергию собирать в течение года, то ее едва хватило бы для нагревания наперстка воды всего лишь на два градуса.

Электротермометры с термисто-ром обладают изумительной чувствительностью. Человека, закурившего папиросу, термистор обнаружит на расстоянии километра!

Вот такой термистор и помещают в фокусе телескопа-рефлектора в том месте, где находится изображение звезды или планеты. Ничтожное тепловое излучение, собранное зеркалом телескопа, все же нагревает термистор и изменяет величину электрического тока. Определяя это применение при помощи высокочувствительного гальванометра, можно определить количество тепла, дошедшее до Земли, а зная расстояние до звезды или планеты, можно вычислить их температуру.

В соединении с телескопом термистор обладает столь высокой чувствительностью, что может уловить тепло горящей свечи, удаленной на расстояние в 3 тысячи километров.

Что же представляет собой термистор? Чем объясняются его за-

10

fa?

ш//

^JU Ж ь

Л. ШУЙСКИЙ Рис. Н. СМОЛЬЯНИНОВА

мечателыше свойства? Чтобы ответить на эти вопросы, ознакомимся поближе со свойствами материалов, из которых изготовляются термисторы. Эти материалы — полупроводники.

ЧУДЕСНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Н аждый знает, что блестящая красная медь и серебристый металл алюминий — одни из лучших проводников электрического тока. Напротив, прозрачное стекло и белый фарфор совершенно не проводят электричества.

Однако почти 80% веществ, составляющих земную кору, не относятся ни к проводникам, ни к изоляторам. Окислы многих металлов, например ржавчина, покрывающая железо, или «зелень» на медных изделиях, а также соли различных кислот принадлежат к третьему/ наиболее многочисленному классу веществ — к полупроводникам.

Полупроводники — это вещества, которые проводят электрический ток намного хуже проводников, но значительно лучше изоляторов. Они занимают широкую промежуточную область и включают тела с самой разнообразной проводимостью.

Полупроводники совершенно по-иному реагируют на тепло, чем металлы. Мы знаем, что у „ металлов

Строение кристаллической решетки разительно сказывается на электропроводности веществ. Алмаз — прекрасный изолятор, графит же — хороший проводник, хотя и алмаз и графит состоят из атомов одного и того же элемента — углерода.

Ж CI

Г#1 1 + (

О DDI

при повышении температуры сопротивление незначительно увеличивается. У полупроводников же сопротивление не только не увеличивается, а уменьшается, и притом очень быстро. Так, при повышении температуры некоторых полупроводников до 200—300°С их сопротивление снижается в тысячу раз. Такой же проводник, как платина, при нагревании его до той же температуры, увеличивает свое сопротивление всего в два раза.

Температурный коэфициент, показывающий, насколько изменяется сопротивление тела при нагревании его на ГС, у полупроводников не' сравненно больше, чем у металлов. Это одно из свойств, благодаря которым так ценятся полупроводники.

Полупроводники, металлы и изоляторы значительно отличаются друг от друга и по внешнему виду. В самом деле, разве похож порошок окиси магния, являющийся полупроводником, на - сам металл, легкий и блестящий? Конечно, нет. Однако, несмотря на кажущуюся пропасть между этими классами веществ, они имеют и ряд общих свойств. Только сходство у них не внешнее, а «внутреннее». Так, например, часы и патефон, казалось бы, совершенно различные вещи, но у них есть внутреннее сходство — заводная спиральная пружина, являющаяся двигателем.

Что же это за свойства, которые позволяют считать «родственниками» эти несхожие вещества. Вот некоторые из этих свойств.

Электропроводность большинства полупроводников, так же как и металлов, обусловлена частицами, заряженными отрицательно, — электронами, переносящими электрический заряд. В то же время на изменение температуры полупроводники и проводники реагируют совсем по-разному. При низких температурах некоторые проводники становятся сверхпроводниками, а полупроводники - хорошими изоляторами.

Если изоляторы подвергнуть специальной термической обработке и добавить в них очень немного какой-либо примеси, то электропроводность их очень сильно меняется. Они начинают хорошо проводить электрический ток. Это же наблюдается и у полупроводников.

Среди полупроводников есть вещества, в которых электрический ток создается не только маленькими быстрыми электронами, но и медлительными ионами, а также совместно теми и другими.

К числу ионных полупроводников относятся обыкновенная столовая соль, элемент теллур, своими свойствами напоминающий серу, и некоторые сернистые соединения-сульфиды. Другая часть сульфидов и немногие окислы, как, например, окись радиоактивного элемента урана, являются смешанными полупроводниками.

К электронным полупроводникам относится большая часть окислов. К этой же группе веществ при-

: