- •«Физика твердого тела»
- •1. Виды связей в кристаллах.
- •2. Распределение электронов в кристалле по квантовым состояниям (распределение Ферми-Дирака).
- •3. Энергия Ферми, уровень Ферми, температура Ферми (температура вырождения).
- •4. Элементы зонной теории твердых тел. Деление твердых тел на проводники, диэлектрики и полупроводники.
- •5. Классическая теория теплоемкости Дюлонга-Пти для твердых тел, трудности теории.
- •6. Фононы. Распределение фононов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна).
- •7. Квантовая теория теплоемкости Дебая для твердых тел. Характеристическая температура Дебая.
- •9. Тепловое излучение тел. Энергетическая светимость, излучательная и поглощательная способности тела. Абсолютно черное тело (ачт).
- •10. Закон Кирхгофа для теплового излучения тел.
- •11. Закон Стефана-Больцмана для теплового излучения тел.
- •12. Первый закон (закон смещения) Вина. Второй закон Вина для теплового излучения тел.
- •13. Формула Рэлея-Джинса для теплового излучения тел. «Ультрафиолетовая катастрофа».
- •14. Фотоны. Распределение фотонов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна). Формула Планка для теплового излучения.
- •15. Классическая и квантовая теория электропроводности металлов. Зависимость сопротивления металла от температуры. Сверхпроводимость.
- •16. Собственные полупроводники. Проводимость полупроводников и ее температурная зависимость. Терморезисторы.
- •17. Примесные полупроводники (донорные, акцепторные). Проводимость примесных полупроводников и ее температурная зависимость.
- •18. Фотопроводимость полупроводников. Красная граница фотопроводимости. Полупроводниковые фотоэлементы.
- •19. Контакт электронного и дырочного полупроводников. Полупроводниковый диод, транзистор.
- •20. Термоэлектронная эмиссия и ее практической применение. Контакт двух металлов. Термопара.
19. Контакт электронного и дырочного полупроводников. Полупроводниковый диод, транзистор.
Граница соприкосновения двух полупроводников, один из которых имеет электронную, а другой — дырочную проводимость, называется электронно-дырочным переходом (или p-n-переходом). Эти переходы имеют большое практическое значение, являясь основой работы многих полупроводниковых приборов. p-n-Переход нельзя осуществить просто механическим соединением двух полупроводников. Обычно области различной проводимости создают либо при выращивании кристаллов, либо при соответствующей обработке кристаллов. Например, на кристалл германия n-типа накладывается индиевая «таблетка» . Эта система нагревается примерно при 500°С в вакууме или в атмосфере инертного газа; атомы индия диффундируют на некоторую глубину в германий. Затем расплав медленно охлаждают. Так как германий, содержащий индий, обладает дырочной проводимостью, то на границе закристаллизовавшегося расплава и германия n-типа образуется p-n-переход.
Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода.Плоскостные p-n-переходы для полупроводниковых диодов получают методом сплавления, диффузии и эпитаксии.
Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. На принципиальных схемах обозначается «VT» или «Q». В русскоязычной литературе и документации до 1970-х гг. применялись обозначения «Т», «ПП» (полупроводниковый прибор) или «ПТ» (полупроводниковый триод).
20. Термоэлектронная эмиссия и ее практической применение. Контакт двух металлов. Термопара.
Термоэлектро́нная эми́ссия (эффект Ричардсона, эффект Эдисона) — явление испускания электронов нагретыми телами. Концентрация свободных электронов в металлах достаточно высока, поэтому даже при средних температурах вследствие распределения электронов по скоростям (по энергии) некоторые электроны обладают энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера на границе металла. С повышением температуры число электронов, кинетическая энергия теплового движения которых больше работы выхода, растет, и явление термоэлектронной эмиссии становится заметным.
Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь температуры) — термоэлемент, применяемый в измерительных и преобразовательных устройствах, а также в системах автоматизации.Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Когда концы проводника находятся при разных температурах, между ними возникает разность потенциалов, пропорциональная разности температур. Коэффициент пропорциональности называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т1, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т2, которое будет пропорционально разности температур Т1 и Т2.