Электрический ток в . собственная и примесная проводимость . электронно-дырочный переход

это неметаллы, занимающие по проводимости промежуточное положение между проводниками и изоляторами. собственная проводимость мала и растет с ростом температуры (в отличие от проводников). собственная проводимость бывает электронная (электроны - носители) и дырочная, которая в принципе тоже электронная, но электрон скачет от одной "дырки" (атома решетки с недостающим электроном) к другой и создается впечатление, что движется именно дырка.

если легировать (вводить специальные примеси) в , то его проводимость растет.для облегчения рассуждений возьмем конкретный - кремний. в его атоме во внешней (слабо связанной с ядром) оболочке 4 электрона. если легировать его, к примеру мышьяком, с 5 электронами, то каждый электроны внешней оболочки примеси образует с атомом кремния 4 ковалентные связи, а один электрон высвобождается, в легированной зоне появится избыток электронов и обеспечена электронная проводимость. такая примесь и проводимость называются донорными. если легировать трехвалентным веществом, например индием, то появляется избыток "дырок" - дырочная проводимость.

но самое интересное и важное в том, что если создать границу, с одной стороны которой на электронная проводимость, а с другой дырочная, то создается электронно-дырочный (специалисты говорят p-n переход) переход. он обладает свойством пропускать постоянные ток в одном направлении, запрещая его в противоположном. этот переход, собственно и есть диод. на этом свойстве основано и изготовление , интегральных схем и так далее.

дано

s=24 см =0.24 м

t= 4 нс =4 *10^-9 c

vo= 0 м/с

m=9.1*10^-31 кг

q=1.6*10^-19 кл

u - ?

 

решение

электрон движется равноускоренно        s = vot +at^2/2 = at^2/2

ускорение  a = 2s / t^2

сила  по 2-му закону ньютона f=ma

работа поля по перемещению электрона   a= f*s=m*2s / t^2 * s = m*2s^2 / t^2  (1)

работа также по другой формуле a=q*u  (2)

приравняем  (1)(2)

m*2s^2 / t^2    = q*u 

анодное напряжение

u = m/q * 2s^2 / t^2   

подставим значения из условия

u = 9.1*10^-31 /1.6*10^-19 *2*0.24^2 / (4 *10^-9)^2 = 40950 в =41*10^3 в = 41 кв

ответ 40950 в =41*10^3 в = 41 кв

формула энштейна nh=a+(m*v^2)/2,   гле n я обозначила частоту. выразим отсюда искомую v.   v^2= (2(nh-a))/m .   все известно кроме частоты, ее мы найдем из формулы     l(длинна волны)=с/n.   где с скорость света, постоянная величина , равна 3*10^8 м/с.   подставляем найденную частоту в формулу эйнштейна и получаем   v^2=(2( c* h - a* l ))/m*l.   m - это масса электрона, есть в любом . h - постоянная планка, тоже есть в любом . а- работа выхода электронов.   не забудь электрон вольты перевести в джоули.