Сила тока через проводник поддерживает постоянный ток. При температуре t1=25*С падение напряжения на образце U1=30В С увеличением температуры до t2=95*С падение напряжения изменилось и стало U2=12В Определить ширину запрещенной зоны? Начертить график зависимости lnQ от 1/Т Объяснить. Определить концентрацию собственных носителей заряда, используя результаты решения t=25*С Nc=Nv=2.5*10^19см^-3 p-n переход создан на основе германия с Nд=10^16см^-3 Np=10^15см^-3 изменение Wд=00,3 эВ изменение Wa=0,04 эВ Т=310К изменение W=0,72 эВ E=16 Определить: концентрацию основных и неосновных носителей заряда в р-материале контактную разность потенциалов в условии равновесия максимальную напряженность в р-n переходе
Для определения ширины запрещенной зоны (Eg) можно воспользоваться формулой Эйнштейна: Eg = k ln(U1/U2) T2 / (1/T1 - 1/T2), где k - постоянная Больцмана, T1 и T2 - температуры в Кельвинах.
Далее, для построения графика зависимости lnQ от 1/Т, можно воспользоваться уравнением Аррениуса: Q = Q0 * exp(-Eg / (2kT)), где Q0 - концентрация носителей заряда, k - постоянная Больцмана, T - температура в Кельвинах.
Для определения концентрации собственных носителей заряда можно воспользоваться формулой: Q0 = Nc * exp(-Eg/(2kT)), где Nc - концентрация состояний проводимости.
Далее, для определения концентрации основных и неосновных носителей заряда в п-материале можно воспользоваться уравнениями неравновесной статистики. Контактная разность потенциалов в условии равновесия равна величине встроенного потенциала, который можно определить как разность между уровнями Ферми в областях электронов и дырок в пределах ширины запрещенной зоны.
Максимальная напряженность в p-n переходе можно найти, используя формулу: Wmax = (q (Nд + Np)W / (2 * e)), где q - заряд электрона, W - ширина запрещенной зоны, e - элементарный заряд.
Для определения ширины запрещенной зоны (Eg) можно воспользоваться формулой Эйнштейна:
Eg = k ln(U1/U2) T2 / (1/T1 - 1/T2),
где k - постоянная Больцмана, T1 и T2 - температуры в Кельвинах.
Подставляя известные значения, получаем:
Eg = 8.62 10^-5 ln(30/12) * 368 / (1/298 - 1/368) ≈ 0.65 эВ.
Далее, для построения графика зависимости lnQ от 1/Т, можно воспользоваться уравнением Аррениуса:
Q = Q0 * exp(-Eg / (2kT)),
где Q0 - концентрация носителей заряда, k - постоянная Больцмана, T - температура в Кельвинах.
Для определения концентрации собственных носителей заряда можно воспользоваться формулой:
Q0 = Nc * exp(-Eg/(2kT)),
где Nc - концентрация состояний проводимости.
Подставляя известные значения, получаем:
Q0 = 2.5 10^19 exp(-0.65/(28.6210^-5310)) ≈ 6.85 10^11 см^-3.
Далее, для определения концентрации основных и неосновных носителей заряда в п-материале можно воспользоваться уравнениями неравновесной статистики. Контактная разность потенциалов в условии равновесия равна величине встроенного потенциала, который можно определить как разность между уровнями Ферми в областях электронов и дырок в пределах ширины запрещенной зоны.
Максимальная напряженность в p-n переходе можно найти, используя формулу:
Wmax = (q (Nд + Np)W / (2 * e)),
где q - заряд электрона, W - ширина запрещенной зоны, e - элементарный заряд.