Электротехника Компьютерный монтаж Основы Flash Corel DRAW Учебник по схемотехнике Законы Кирхгофа P-CAD Autodesk Mechanical Desktop ТОЭ Атомная физика OrCAD Теория множеств Оптическая физика Дифференциалы Интегралы Магнитные свойства Зонная теория Квантовая статистика Квантовая физика Магнитное поле Электростатика Геометрическая оптика Основы теории относительности Волновая функция Контрольная по математике

Зонная теория твердых тел Курс лекций

Примесные полупроводники


Расположение зарядов в решетке кремния. Четыре электрона As образуют тетраэдрические ковалентные связи, подобные связям Si, а пятый электрон As осуществляет проводимость.  Мышьяк (As) имеет пять валентных электронов, а кремний (Si) – только четыре. Атом мышьяка называется донором, он отдает при ионизации электрон в зону проводимости.

Добавка примеси к полупроводнику называется легированием.

 

Ed = 0,020 эв., энергия ионизации

При КВТ<< Ed (низкая концентрация электронов проводимости)

 где 

Nd - концентрация доноров


 

Если в кремний ввести атом бора (В), который имеет три валентных электрона, он может «укомплектовать» свои тетраэдрические связи, лишь заимствовав один электрон из связи Si – Si, образуя дырку в валентной зоне кремния, которая принимает участие в проводимости. Атом бора называется акцептором именно потому, что при ионизации захватывает электрон из валентной зоны.

 

Примеси, не способные к ионизации, не влияют на концентрацию носителей и могут присутствовать и в больших количествах – электрические измерения не обнаруживают их.

Na – концентрация акцепторов.

 

Условием применимости классической статистики является неравенство

, откуда EF<EC-KT, т.е. полупроводник является невырожденным (подчиняется классической статистике), если уровень Ферми лежит ниже зоны проводимости не менее, чем на КТ.

Если уровень Ферми лежит выше Ес более чем на 5КТ, то полупроводник полностью вырожденный. Условие вырождения зависит от температуры и положения уровня Ферми относительно дна зоны проводимости.

Концентрация электронов в невырожденном полупроводнике: F < Ec –KT,

Nc – число состояний в зоне проводимости

Элементы термодинамики Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс. Цикл Карно и его КПД для идеального газа. Принцип работы холодильных установок. Тепловые насосы и кондиционеры. Описание реальных
систем. Реальные газы. Пределы применимости законов идеального газа. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Связь между коэффициентами переноса.

Математика решение задач