- •Билет №1. Зонная теория строения вещества. В чем отличие между проводниками, полупроводниками и диэлектриками с точки зрения зонной теории.
- •Билет №2. Электронная поляризация. Ее зависимости от частоты и температуры.
- •Билет №3. Ионная поляризация. Ее зависимость от частоты и температуры.
- •Билет №4. Дипольно-релаксационная поляризация. Ее зависимость от частоты и температуры.
- •Билет №5. Спонтанная поляризация. Точка Кюри.
- •Билет №6. Поляризация. Эквивалентная схема замещения технического диэлектрика.
- •Билет №7. Ток утечки и его составляющие. График зависимости тока утечки от времени.
- •Билет №8. Представить график и дать объяснения зависимости тока в газе от величины приложенного напряжения
- •Билет №9. Чем обусловлена электропроводность жидких диэлектриков.
- •Билет №10. Виды сквозной электропроводности твердых диэлектриков. Физический смысл и единицы измерения удельного объемного и удельного поверхностного сопротивления.
- •Билет №11. Диэлектрические потери. Тангенс угла диэлектрических потерь. Мощность диэлектрических потерь.
- •Билет №12. Механизм пробоя газов. От каких факторов зависит электрическая прочность воздуха.
- •Билет №15. Зависимость пробивного напряжения газа от частоты.
- •Билет №16. Прочность газа в неоднородном поле (система игла-шар).
- •Билет №17. Механизм пробоя жидких диэлектриков.
- •Билет №18. Тепловой пробой в твердых диэлектриках.
- •Билет №19. Ионизационный пробой твердых диэлектриков.
- •Билет №20. Что такое температурный индекс электроизоляционных материалов.
- •Билет № 21. Природа электропроводности металлов. Удельное сопротивление чистых металлов и его зависимость от температуры.
- •Зависимость удельного сопротивления металлов от температуры
- •Билет №22. Какими опытами подтверждается классическая электронная теория металлов. Ее основные положения.
- •Билет №23. Электропроводность сплава 2-х металлов. График зависимости сопротивления сплава от процентного содержания его компонентов.
- •Билет №24. Медь. Ее сплавы.
- •Билет № 25. Сплавы высокого сопротивления. Назначение и основные требования, предъявляемые к ним.
- •Билет № 27. Сверхпроводимость. Классификация сверхпроводников и практическое применение явления сверхпроводимости.
- •Билет №28. Собственная полупроводимость. Полупроводники «n» и «p» типа.
- •Билет №29. Температурная зависимость концентрации носителей зарядов в примесном полупроводнике.
- •Билет №30. Как классифицируются материалы в зависимости от магнитных свойств. Что такое магнитотвердые и магнитомягкие материалы?
- •Билет №31. Построить график и дать объяснение петле гистерезиса.
Билет №29. Температурная зависимость концентрации носителей зарядов в примесном полупроводнике.
Качественно температурная зависимость концентрации свободных носителей зарядов в примесном полупроводнике приведены на рис. 7.4.
Рис. 7.3 Температурная зависимость концентрации свободных носителей зарядов в примесном полупроводнике
При Т0 K (участок 1-2) концентрация свободных носителей заряда определяется фоновыми носителями, имеющимися в полупроводнике из-за несовершенства технологии, нарушений кристаллической структуры или неконтролируемх примесей. При повышении температуры, электроны с донорных уровней (в случае донорного полупроводника) переходят в зону проводимости, или из валентной зоны на акцепторные уровни (в случае акцепторного полупроводника). Чем выше температура, тем большее число примесных атомов активировано (участок 2-3). Когда тепловой энергии достаточно для полной активации примесей (точка 3), происходит истощение примесных уровней. Все электроны донорной примеси перейдут в зону проводимости, а все атомы акцепторной примеси захватят из валентной зоны максимально возможное количество электронов. При дальнейшем повышении температуры концентрация свободных носителей заряда остается постоянной (область насыщения 3-4), так как примесные уровни истощены, а энергии теплового поля недостаточно для активации собственных носителей заряда.
В точке 4 тепловой энергии становиться достаточно для активации собственных носителей заряда в полупроводнике. Начинаются переходы электронов из в
‘алентной зоны в зону проводимости, и чем выше температура, тем больше актов активации собственных носителей заряда (участок 4-5).
Билет №30. Как классифицируются материалы в зависимости от магнитных свойств. Что такое магнитотвердые и магнитомягкие материалы?
Все вещества в той или иной мере взаимодействуют с магнитным полем, а у некоторых материалов магнитные свойства сохраняются даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Магнитные свойства материалов обусловлены внутренними скрытыми формами движения электрических зарядов, представляющими собой элементарные круговые токи. Такими круговыми токами являются: вращение электронов вокруг собственных осей - электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах.
При рассмотрении магнитных свойств веществ их называют магнетики. Основными из них являются: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Диамагнетики и парамагнетики можно отнести к слабомагнитным веществам, ферромагнетики – к сильномагнитным.
Диамагнетики - это вещества, у которых магнитные моменты ядер и электронов в атомах скомпенсированы и полный магнитный момент каждого атома равен нулю. Они намагничиваются против направления внешнего магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетики немагнитны. Магнитная проницаемость диамагнетиков меньше единицы ( 0,99999) и не зависит от напряженности внешнего магнитного поля.
Диамагнетики отличаются тем, что они выталкиваются из магнитного поля. К диамагнитным веществам относятся водород, инертные газы, азот, хлор, вода, большинство органических соединений, ряд металлов: Сu, Аg, Аu, Ве, Zn, Сd, Нg, РЬ, В, Gа, Sb, а также графит, стекло и др.
Парамагнетиками называются вещества, атомы которых обладают магнитными моментами элементарными магнитными диполями. Однако при обычных температурах под действием теплового движения молекул магнитные моменты атомов ориентируются хаотически относительно любого направления и суммарный магнитный момент в веществе равен нулю.
Ферромагнетиками называют вещества, в которых имеются макроскопические (значительно превышающие размерами атомы и молекулы) области, обладающие собственным магнитным моментом в отсутствии внешнего магнитного поля. Такие области получили название магнитных доменов. Внутри домена магнитные моменты атомов выстраиваются параллельно друг другу. Возможные размеры доменов для некоторых материалов составляют порядка 0,001-10 мм3 при толщине пограничных слоев между ними в несколько десятков - сотен атомных расстояний.
Материалы с малым значением Нс и большой магнитной проницаемостью называются магнитомягкими материалами. Материалы с большой коэрцитивной силой и сравнительной малой проницаемостью называются магнитотвердыми материалами.